2.2.2 Кільцеві млини

Кільцеві млини застосовують для розмелу матеріалу середньої твердості чи м'яких матеріалів. Робочі органи — кільце і ролики, що притискаються до нього, чи сталеві кулі. Матеріал, що потрапляє між кільцем і роликом, залежно від їх форми тільки роздавлюється чи одночасно роздавлюється і стирається. Залежно від конструкції роликові млини поділяють на ролико-маятникові, із пружинним натиском роликів, відцентро-вокульові, пружинні з обертовим вертикальним кільцем.

Щоб визначити співвідношення між розмірами кільця роликів і шматків подрібнюваного матеріалу розглянемо шматок матеріалу, захопленого роликом (рис. 2.13). Матеріал не буде буксувати між кільцем і роликом тільки за умови затягування шматка: . Звідки чи .

За теоремою косинусів для АВС маємо:

(2.58)

Підставивши значення сторін, дістанемо

(2.59)

Звідки

(2.60)

Рис. 2.13

Виразивши cos²α через tgα, одержимо:

(2.61)

Значення tgα має бути меншим за значення f , тобто

(2.62)

Розв'яжемо щодо R_ср:

(2.63)

Розв'язок для R_ср вибираємо зі знаком мінус:

(2.64)

оскільки за f= 0 і позитивного значення кореня R_ср = R-r, що суперечить фізичному змісту, бо, якщо немає тертя, шматок не буде затягуватися між роликом і кільцем. За негативного кореня f= 0 маємо R_ср = 0, що відповідає фізичному змісту. У роликових кільцевих млинах радіус ролика коливається в межах

Центральний кут кола ролика, що відповідає дузі між лініями зіткнення ролик — шматок і ролик — кільце, рад,

Зусилля стискання матеріалу між роликом, що обертається, і кільцем, НМ,

(2.65)

де — межа міцності матеріалу на стискання, МПа

Обертова частота вертикального вала, с^-1,

(2.66)

де G – сила тяжіння ролика, Н.

Продуктивність млина, т/год:

(2.67)

де К_ц — коефіцієнт, що враховує кратність циркуляції матеріалу у млині; V_р — колова швидкість ролика, що дорівнює швидкості обертання на радіусі від центра вертикального вала до кільця, м/с; b — ширина ролика, м; h — товщина шару матеріалу під роликом, м; — об'ємна маса матеріалу, Т/м³; z — кількість роликів.

Потужність, споживана млином, витрачається:

— на подолання тертя кочення ролика по матеріалу, Вт:

(2.68)

де μ — коефіцієнт опору коченню ролика;

— на подолання сил тертя, спричинених проковзуванням ролика, Вт:

(2.69)

деf— коефіцієнт тертя валка об матеріал; V_квз — швидкість ковзання,

рекомендовано брати V_кт = (0,095.. .0,098) V_рол;

— на подолання сил тертя в підшипниках вала маятника з роликом, Вт:

(2.70)

де f_квз — коефіцієнт, що враховує ковзання; п_рол— обертова частота ролика, с

2.3 Машини для розділення сипучих матеріалів

Просіювання матеріалів

Механічне сортування (просіювання) виконують за допомогою машин з пристроями для просіювання. Застосовують просіювання, щоб одержати два чи декілька сортів зерен, що різняться крупністю. Кількість одержуваних сортів залежить від кількості решіт (сит), через які було пропущено оброблюваний матеріал. Якщо застосувати п решіт, то виходить (п + 1) сорт матеріалу.

Просіювання буває самостійне, коли отриманий матеріал — це готова продукція для споживача, проміжне, коли продукти і падалі подрібнюють, і допоміжне — для виділення дрібних фракцій, наявність яких у матеріалі зменшує продуктивність устаткування.

Послідовність механічного сортування матеріалу залежить від розміщення сит і решіт. Розрізняють три схеми розміщення решіт: «від дрібного до крупного», «від крупного до дрібного», комбінована схема.

Просіювання вихідного матеріалу за схемою «від дрібного до крупного» починають з решета із найменшими отворами, продовжують на решетах із щораз більшими отворами і закінчують на решеті з найбільшими отворами (рис. 2.14).

Рис. 2.14

Розміщені за цією схемою сита зручно ремонтувати, а також знімати з них готовий продукт. Однак якість просіювання погіршується через стирання крупного матеріалу.

У схемі просіювання «від крупного до дрібного» верхнє сито має найбільші отвори, а нижнє — найменші (рис. 2.15).

Рис. 2.15

Недоліки схеми — велика висота установлення і вузький фронт розвантаження сортів.

У процесі просіювання за комбінованою схемою суміш надходить спочатку на решето з отворами середнього розміру. Шматки, які пройшли через отвори в першому решеті, надходять на розміщене під ним решето із найменшими отворами, тоді як шматки великих розмірів надходять на друге решето із найбільшими отворами (рис. 2.16). Ця схема поєднує в собі недоліки і переваги двох перших схем.

Рис.2.16

Усі частинки матеріалу, що пройшли через отвори в ситі, являють собою продукт нижнього класу, а всі частинки великого розміру, що не пройшли через сито, — продукт верхнього класу.

Показником ефективності сортування може слугувати відношення кількості продукту нижнього класу, отриманого у процесі просіювання, до фактичної кількості частинок у вихідному. Звідси коефіцієнт якості просіювання:

(2.71)

де А₁ — кількість частинок нижнього класу, що пройшли через сито; А — кількість частинок нижнього класу у початковому продукті.

Коефіцієнт якості просіювання чи ККД грохоту залежить від конструкції установки, її кінематики, гранулометричного складу матеріалу, вологості матеріалу.

Пристрої для механічного сортування матеріалу називають грохотами. Грохоти поділяють:

• за принципом дії (на нерухомі і рухомі);

• за орієнтацією в просторі (на похилі і горизонтальні);

• за видом руху робочих органів (на обертові, хитні, гіраційні і вібраційні);

—за видом поверхонь для просіювання (плоскі листові, дротяні і колосникові, а також барабанні).