1 Основная часть

1.1 Принцип работы угольной мельницы

Мельница представляет собой цилиндрический барабан диаметром 2–4 м при длине 2,6–10 м, выложенный внутри волнистыми броневыми плитами из марганцовистой стали. До 25–35% объема барабана заполнено стальными шарами диаметром 25–60 мм. Размол топлива в ШБМ осуществляется в основном по принципу удара, а также истирания. Частота вращения барабана 0,267–0,384 с1 (16–23 об/мин). При вращении барабана шары поднимаются на определенную высоту, затем падают и разбивают кусочки угля. Частично пыль в мельнице получается и за счет истирания угля при перекатывании шаров.

Рисунок 1 - Устройство угольной мельницы

1 – стальной барабан; 2 – патрубок для горячего воздуха и топлива; 3 – пыле выдающий патрубок; 4 – торцевая стенка; 5 – подшипник; 6 – электродвигатель; 7 – редуктор; 8 – ведущая шестерня; 9 – ведомая шестерня(зубчатый венец); 10 – стальные шары.

Для подсушки или частичной до сушки топлива в мельницу подается горячий воздух или газовоздушная смесь с температурой не выше 450 °С. Эти газы служат также для выноса пыли из мельницы. Такая шаровая барабанная мельница называется вентилируемой. Положительной особенностью шаровой барабанной мельницы является её универсальность. Шаровые барабанные мельницы пригодны для размола с одновременной сушкой как мягких топлив с повышенной влажностью, так и твердых топлив. В шаровой барабанной мельнице возможно получать пыль любой тонкости; возможно достижение большой единичной мощности агрегата. В шаровой барабанной мельнице отсутствует опасность аварии при попадании в мельницу вместе с углем металлических частей.

Барабан представляет собой цилиндр 287 см и толщиной 20 мм. Броневые плиты из высокомарганцевой стали имеют волнообразную форму с глубиной волны 43 мм и уложены на внутренней поверхности цилиндра на листовую асбестовую прокладку толщиной 10 мм. Снаружи барабан покрыт войлоком толщиной 40 мм для звуковой изоляции. Войлочное покрытие обтянуто стальными листами толщиной 2 мм. Крепление брони к барабану осуществляется болтами и клиньями. Клинья подтянуты к барабану болтами высокой прочности. По краям барабан замыкается торцевыми стенками, которые с внутренней стороны защищена гладкой бронёй.

Цапфы торцевых стенок полые с воздушным зазором – для уменьшения нагрева подшипников. Во внутренней полости цапф укреплены вставные втулки со спиральными выступами разных направлений на входной и выходной стенках. Спиральные выступы предназначены для ускорения подачи угля и возвращения в барабан мельницы шаров и других предметов, попавших в полость втулки. Торцевые стенки крепятся болтами к фланцам барабана. Выходной фланец является опорой зубчатого венца привода. Опорные (коренные) подшипники, на которых лежит барабан мельницы, выполнены скользящего типа. Они состоят из нижней части (корпуса) и крышки. Корпус выполнен с каналами для циркуляции охлаждающей воды. Внутренняя поверхность чугунного корпуса залита баббитом.

Редуктор состоит из зубчатой пары с косыми зубьями и является первой ступенью передачи. В нижней части картер с отверстием для указателя уровня масла. Редуктор соединён с электроприводом пальцевой втулочной муфтой. Ведомый вал с валом шестерён второй ступени передачи соединён зубчатой муфтой. Муфта с внутренним зубчатым зацеплением со своей смазкой в кожухе.

Шаровая барабанная мельница

Шаровая барабанная мельница имеет цилиндрический стальной корпус (барабан), который покрыт внутри броневыми плитами. Броневое покрытие чаще всего волнистое, реже используется каблучковая броня или броня с карманами (они более дорогие, но позволяют сделать мельницу компактнее). Барабан заполнен стальными шарами диаметром 50 мм и приводится во вращение через венцовое колесо, соединенное с редуктором. Мельница опирается на подшипники, расположенные в цапфах. Некоторые типы шаровых барабанных мельниц опираются на размещенные внизу катки (вместо подшипников). Топливо и СА поступают в мельницу через входной патрубок, а готовая пыль выносится СА к сепаратору через патрубок. В пыле системах шаровой барабанной мельницы чаще всего бывает горячий воздух.

В узле показано крепление броневых плит к корпусу, а также слой войлока, закрывающий корпус снаружи и металлическая обшивка. Войлок одновременно является теплоизоляцией барабана, и шумопоглотителем. Металлическая обшивка снаружи нужна для предохранения войлока. Справа от узла показан узел уплотнения. Он расположен в районе цапф, где вращающаяся горловина барабана сопрягается с неподвижными патрубками. Принцип действия основан на том, что по всему периметру расположены войлочные кольца, которые прижимаются специальными пружинами. Натяжение пружин можно регулировать.

При вращении барабана, в результате взаимодействия с броневой плитой, шары и топливная загрузка вовлекаются в движение. Поднимаясь на определенную высоту, под действием силы тяжести они отрываются и падают вниз на слой перекатывающихся шаров и топлива. Происходит размол как в результате удара под действием шаров, так и в результате истирания при перекатывания шаров в слое. С ростом частоты вращения размольная производительность мельницы сначала увеличивается (т.к. шары поднимаются на большую высоту), но при некоторой частоте вращения шары «прилипают» к поверхности брони вместе с топливом и производительность резко снижается:

По мере работы мельницы происходит износ шаров (общая масса загрузки мельницы уменьшается и производительность падает). В этом случае новые шары могут добавляться в работающую мельницу через входной патрубок вместе с топливом. Для шаровой барабанной мельницы есть понятие максимального уровня шаровой загрузки. Предельный уровень шаров, который можно засыпать в неподвижную мельницу должен быть расположен на 50 мм ниже окружности входного патрубка мельницы.

Преимущества:

- Простая по конструкции и надежна в эксплуатации

- По мере износа шаров они просто досыпаются в мельницу на ходу – ремонт мелющих органов требуется только при сильном износе броневых плит.

- Шаровая барабанная мельница пригодна для тонкого размола пыли, т.к. в остальных мельницах это связанно с износом мелющих органов.

- Шаровые барабанные мельницы не чувствительны к попаданию в барабан металла, камней и т.д.

Недостатки:

-Большие габариты и вес (до 170 т.)

-Повышенный уровень шума (до 60 ДБ)

Разборка

Разборку мельницы необходимо производить в соответствии с требованиями рабочей конструкторской документации завода-изготовителя и настоящего стандарта.

Перед разборкой необходимо проверить наличие маркировки составных частей, а при ее отсутствии нанести новую или дополнительную. Место и способ маркировки должны соответствовать требованиям конструкторской документации.

Уплотнения и прокладки, изготовленные из паронита, резины, картона и т.д., необходимо заменить независимо от их технического состояния.

Броня барабана, патрубков, секторов уплотнений и при необходимости патрубки должны быть заменены.

Допускается не производить замену брони, износ которой не превышает 20%номинальной толщины.

Очистка составных частей

Все составные части перед их дефектацией или ремонтом должны быть очищены от пыли, грязи, ржавчины и т.п. Для очистки составных частей следует применять моющие средства и способы, допущенные для применения в отрасли.

Барабан мельницы и патрубки должны быть очищены внутри от шаров, инородных предметов и остатков угля.

Подшипники качения, их корпуса и детали подшипниковых опор должны быть промыты моющим средством.

Для ремонта составных частей мельницы следует применять материалы, указанные в конструкторской документации завода-изготовителя, паспорте на конкретный тип мельницы, или материалы-заменители.

Соответствие применяемых материалов указанным требованиям должно быть подтверждено сертификатами заводов-изготовителей или актами лабораторных испытаний.

Механические свойства материалов-заменителей, применяемых для ремонта, должны быть выше или соответствовать свойствам материалов, указанных в рабочих чертежах завода-изготовителя.

Соответствие применяемых материалов указанным требованиям должно быть подтверждено сертификатами заводов-изготовителей или актами лабораторных испытаний.

Замена материалов допускается только в исключительных случаях, при условии обеспечения требуемой долговечности сборочных единиц и деталей.

Электроды, которые используют при сварке и наплавке, должны соответствовать маркам, указанным в технической документации завода-изготовителя. Качество электродов должно быть подтверждено сертификатом.

Все материалы, которые используют для изготовления составных частей мельниц, должны пройти входной контроль в соответствии с требованиями конструкторской документации завода-изготовителя и ГОСТ 24297.

Сварные соединения

Контроль качества старых сварных соединений следует осуществлять визуальным контролем с помощью лупы не менее семикратного увеличения по ГОСТ25706 и измерением методами УЗД по ГОСТ 14782, МПД по ГОСТ 21105. Сварные швы крепления при установке новой торцовой стенки следует контролировать УЗД по ГОСТ 14782.

Порядок проведения визуального и измерительного контроля сварных соединений и основного металла необходимо производить в соответствии с РД03-606

При заварке трещин в торцовых стенках барабана необходимо руководствоваться инструкцией СТЗ 25000.00019.

Участки швов, имеющих трещины, следует удалять до основного металла и восстанавливать дуговой сваркой с применением электродов, указанных в рабочих чертежах конкретного типа мельниц.

Контроль полного устранения дефектов следует проводить методами МПД по ГОСТ 21105 или ЦД по ГОСТ 18442 и при необходимости УЗД по ГОСТ14782.

Сварку сборочных единиц следует производить так, чтобы деформация и напряжение в соединяемых элементах были минимальными.

Восстановленные сварные швы должны соответствовать требованиям рабочих чертежей завода-изготовителя, ГОСТ 5264, ГОСТ 8713, ГОСТ 14771 в зависимости от способа сварки. Сварные швы должны быть ровными, без не проваров, трещин, прожогов, без брызг металла и иметь плавный переход от шва к основному металлу без наплывов и подрезов.

Резьбовые соединения и крепежные изделия

Дефекты резьбы (срывы, вмятины, трещины и т.п.) следует устанавливать визуальным контролем с применением лупы не менее семикратного увеличения по ГОСТ 25706 и измерением микрометрами по ГОСТ 4380, резьбовыми пробками по ГОСТ17756, штангенциркулями по ГОСТ 166. В сомнительных случаях следует произвести УЗД по ГОСТ14782, ГОСТ20415.

Крепежные детали подлежат замене при:

-наличии трещин;

-повреждении резьбы (срывы или вмятины глубиной более половины высоты профиля резьбы) более чем на двух нитках;

-деформации резьбы или отклонения от прямолинейности оси болта(шпильки), препятствующей свободному завинчиванию;

-смятии граней головок болтов и гаек, исключающем применение гаечного ключа.

Поврежденную внутреннюю резьбу (трещины, срывы, вмятины глубиной более половины высоты профиля более чем на двух нитках) на корпусных деталях следует восстанавливать срезанием старой и нарезанием новой резьбы другого диаметра при условии обеспечения сборки и прочности соединения.

Задиры, вмятины, заусеницы на резьбе болтов (шпилек) следует устранять механической обработкой опиливанием или прогонкой резьбонарезным инструментом, а дефекты не нарезанной части болтов(шпилек) - шлифованием.

Повреждения не нарезанной части болтов необходимо устранять механическим способом. При этом уменьшение диаметра допускается не более чем на 2% от номинального. Допуск прямолинейности оси болта0,5 мм на длине 100 мм.

Повреждения граней головок болтов и гаек должны быть устранены опиливанием под меньший, но не более чем на один размер ключа.

Гайки должны быть навинчены на болты (шпильки) усилием руки по всей длине резьбы. Конец болта должен выступать над гайкой не менее чем на две нитки и не более чем на 10,0 мм. Гайки и головки болтов должны плотно прилегать всей поверхностью к деталям.

Состояние подшипников качения следует определять визуальным и измерительным контролем, проверкой легкости вращения.

Посадка подшипника на валу является удовлетворительной, если внутреннее кольцо не дребезжит, не двигается вдоль вала при легком постукивании, а наружное кольцо свободно вращается.

Подшипники качения подлежат замене при:

-наличии трещин на кольцах, телах качения и сепараторах;

-наличии сколов на кольцах или телах качения;

-наличии забоин, вмятин, шелушения или коррозионных раковин на беговых дорожках или телах качения;

-повреждении заклёпочного или сварного соединения или деформации сепаратора;

-тугом вращении;

-подшипники, отработавшие свой ресурс, указанный в технической документации завода-изготовителя.