2.7 Дробилки ударного действия.

Дробилки ударного действия применяют для крупного, среднего и мелкого дробления хрупких, мягких и средних по твердости руд и пород. По конструктивным особенностям они подразделяются на молотовые и на роторные с жестко закрепленными молотками.

В динамическом отношении наиболее нагруженная деталь рассматриваемых дробилок – вал. Он вращается с большой частотой (до 1500 ) и нагружен значительными циклическими ударными нагрузками. Расчеты показывают, что динамический коэффициент нагрузки составляет для него 20 – 25.

Мощность привода вычисляется:

.

3 Конструкция и расчет оборудования для измельчения.

Измельчение – процесс уменьшения крупности твердых частиц породы, аналогичный процессу дробления и отличается только крупностью измельченного продукта – менее 5 мм. Измельчение осуществляется в барабанных, вибрационных, кольцевых и других мельницах.

В последнее время разработаны процессы струйного измельчения, использующего энергию сжатого воздуха или горячего газа, электрогидравлического, термического типов. Однако они не совсем совершенны.

3.1Мельницы самоизмельчения.

В этих мель­ницах используется дробящее воздейст­вие самой руды(рис.11). При этом для уве­личения кинетиче­ской энергии удара повышается высота падения руды в ре­зультате увеличения диаметра барабана (до 10,5 м.).

Рис. 11 Схема мельницы самоизмельчения

Руда подается транспортером 1, через воронку 7 в цапфу 2, к цапфе жестко закреплен барабан 5, который имеет свойство вращаться от подшипников скольжения прикрепленных к цапфе. Барабан облицован по образующим поперечными балками 4, служащими для подъема руды, и с торцевых крышек – кольцевыми плитами 3. воздушным потоком измельченный продукт выносит из барабана через разгрузочную цапфу и направляется через патрубок 6 в воздушный сепаратор и осаждается в циклонах.

Исследование опытной мельницы подтвердили возможность ее эксплуатации на крепких железных рудах при заполнении барабана на 25 – 30 %.

3.2 Вибрационные мельницы.

Рис 12 Схема вибрационной мельницы

Корпус мельницы с люком для загрузки 3 (рис. 12) установлен на мощном пружинном амортизаторе 9 и раме 7. Внутри корпуса 8 в двух самоустанавливающихся роликовых опорах 1 смонтирован вал 4 вибратора 2, снабженный двумя противовесами 5 с приводом, осуществляемым через муфту 6. за счет подбора масс противовесов G_п1 и G_п2 корпусу придаются колебания, передаваемые дробящим шарам. По действием импульсных нагрузок шары непрерывно отрываются от корпуса, падают на руду и перекатываются с ней в нижнее положение.

В основном дробящее действие шаров приводит к истирающему действию на руду, поэтому данные мельницы используют для тонкого и сверхтонкого помола.

По характеру загрузки руды вибромельницы бывают периодического и непрерывного действия.

3.3 Прочностные расчеты основных рабочих деталей мельниц.

Наиболее нагруженным элементом мельницы является открытая зубчатая передача и корпус мельницы. Открытая зубчатая передача состоит из венца и ведущей шестерни и рассчитывается по обычным зависимостям.

В соответствии с принятыми методами расчета большие открытые передачи проверяются двумя способами:

1. С помощью максимального крутящего момента М_кр, исходя из допущения пластической деформации зубьев, соответствующей максимальному контактному напряжению:

.

2. По максимальному изгибу М_к.и., исходя из установленной прочности зубьев на изгиб, когда:

.

Максимальный крутящий момент на колесе определяется по зависимости:

, , где

- допустимое нормальное контактное напряжение;

- угол наклона зубьев;

- число зубьев;

- ширина зубьев;

- коэффициент нагрузки;

- коэффициент, зависящий от материала контакта (сталь по стали );

- нормальный модуль;

- передаточное отношение открытой зубчатой передачи.

Допустимый момент на изгиб определяется:

, , где

- коэффициент формы зубьев венца;

- - предел усталости материала при изгибе;

- коэффициент перекрытия

для прямозубых колес = 1,

для косозубых = 1,3;

- коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений и масштабный фактор,

= 1,8 – 2,5;

- коэффициент запаса прочности относительно предела усталости при изгибе

для литых деталей = 2 для мм., при мм. .

Прочность корпуса мельницы рассчитывают на изгиб по центральному сечению, условно считая корпус мельницы однородным цилиндрическим телом, весом G_б, опирающееся на две опоры и нагруженным по длине барабана распределенной нагрузкой (от веса руды и шаров G₃). В этих условиях, напряжение изгиба:

, где

- толщина стенки барабана.

Корпус барабана рассчитывают на растяжение по формуле:

.

Дополнительное растяжение корпуса вызывается центробежной силой , откуда:

.

Суммарное напряжение , где МПа – допустимое напряжение.