Глава 5. Машины для измельчения, сортировки и мойки каменных материалов

1. Общие сведения о процессах измельчения Классификация машин для измельчения

В строительстве для приготовления бетонных смесей и рас­творов используется большое количество каменных (нерудных) материалов — щебня, гравия и песка. Гравий и песок — это есте­ственный сыпучий материал. Гравий состоит из зерен окатанной формы крупностью 3-70 мм, а песок — из зерен, крупность кото­рых 0Д-5мм.

Щебень получают из естественного камня дроблением взо­рванных скальных пород.

Дроблением называют процесс разрушения твердого тела путем воздействия на него внешних механических сил с целью уменьшения кусков до заданной крупности. В зависимости от крупности зерен щебень разделяют на следующие основные фракции: 5-10; 10-20; 20-40; и 40-70 мм. Необходимую фракцию можно получить в одну или несколько стадий дробления. Поэто­му различают одностадийное и многостадийное дробление.

Материал измельчается в машине, называемой дробилкой. Комплект машин, объединенных в единую схему, называют дро­бильной установкой. Эффективность работы машин и установок оценивается их производительностью, энергоемкостью и качест­вом получаемого продукта, определяемым размером частиц и их формой. Одним из основных показателей является степень из­мельчения. Она представляет собой отношение первоначального размера кусков горной породы к размеру его кусков после выхода из дробилки:

^ ~ -^ср/^ср

где £>_ср — средневзвешенный размер загруженных в дробилку кусков; d_cр — средневзвешенный размер кусков после дробления.

Таким образом, степень измельчения i показывает, во сколько раз первоначальный размер куска породы уменьшился в результате дробления. В зависимости от крупности дробимого ма­териала и дробленного продукта стадии дробления имеют особые названия: первая стадия — крупное дробление, D_cp = 300... 1500 до d_cр = 100...350 мм; вторая стадия — среднее дробление, D_cp -

100. .350 до d_cр = 40...109 мм; третья стадия — мелкое дробле­ние, D_cp = 40...100 до d_cp = 5...00 мм. Следовательно, степень из­мельчения в дробильных машинах i — 3...30.

Известны следующие основные способы дробления: раздав­ливание (рис. 5.1, а), раскалывание (рис.5.1, б), излом

(рис.5.1, в), удар (рис.5.1, г) и истирание (рис.5.1, 0). Обычно различные способы действуют одновременно, например раздавли­вание и истирание, удар и истирание и т.д. В зависимости от спо­соба дробления конструкции дробилок подразделяют на следую­щие основные группы:

Рис.5.1. Способы разрушения материала и их применение в различных дробильных машинах: а — раздавливание; б — раскалывание; в — излом; г — удар; д — стирание; е — в щсковых дробилках; ж — в конусных; з — в валковых; и — в молотковых; к — в роторных; 1 — щеки; 2 — измельчаемый материал; 3 — неподвижный конус; 4 — подвижный конус;

5 — валки; 6 — молотки; 7 — пила

щековые (рис.5.1, е); в них материал 2 измельчается под действием раздавливания, раскалывания, частичного излома и истирания в пространстве между двумя щеками 1 при их перио­дическом сближении;

конусные (рис.5.1, ж)\ в них материал 2 дробится раздавли­ванием, изломом, частично истиранием между двумя конусами, один из которых 4 движется эксцентрично по отношению к не­подвижному конусу 3;

валковые (рис.5.1, з); в них материал 2 дробится раздавли­ванием между двумя валками 5, вращающимися навстречу друг другу;

ударного действия: молотковые (рис.5.1, и) и роторные (рис. 5.1, тс); в молотковых дробилках материал 2 в основном измельчается за счет ударов по нему шарнирно-подвешенных мо­лотков, а в роторных — за счет ударов по материалу жестко за­крепленных к ротору бил 7.

Рассмотрим конструкции основных типов дробилок и облас­ти их применения.