Классификация машин для дробления и измельчения материалов

В зависимости от назначения и принципа действия в машинах для измельчения могут использоваться различные виды нагрузок: раздавливание (сжатие куска), излом (изгиб), раскалывание (эквивалентно растяжению), истирание и удар (рис. 1.1).

Рис.1 Способы механического разрушения материалов, реализуемых в дробилках и мельницах.

Как правило, перечисленные виды силовых нагрузок в процессе измельчения действуют одновременно, например, раздавливание и истирание, удар и истирание и др. Необходимость в различных видах нагрузок, а также в различных по принципу действия конструкциях и размерах машин вызвана многообразием свойств и размеров измельчаемых материалов и различными требованиями к крупности исходного материала и готового продукта. Однако при работе измельчителей в зависимости от их конструкций преобладает тот или иной способ измельчения.

Имеются практические рекомендации по использованию соответствующих видов нагрузок в зависимости от типа измельчаемого материала. Так, дробление прочных и хрупких материалов целесообразно осуществлять раздавливанием и изломом, а прочных и вязких - раздавливанием и истиранием. Крупное дробление мягких и хрупких материалов предпочтительно выполнять раскалыванием, среднее и мелкое - ударом. В промышленности дробление материалов проводят, как правило, сухим способом. Реже применяют мокрое дробление, когда в загрузочные устройства машин разбрызгивают воду для уменьшения пылеобразования.

По способу воздействия на измельчаемый материал различают дробилки, разрушающие материал сжатием (щековые, конусные и валковые дробилки) и ударом (роторные и молотковые дробилки).

В конусных дробилках разрушение материала происходит раздавливанием, изломом и истиранием при обкатывании подвижного конуса внутри неподвижного. При этом происходит периодическое сближение и отход от рабочих поверхностей конусов, в принципе, как в щековых дробилках.

В валковых дробилках материал измельчается в сужающемся пространстве между вращающимися навстречу друг другу валками путем раздавливания. При использовании рифленых и зубчатых валков материал измельчается также раскалыванием и изломом.

Машины для измельчения делят на дробилки и мельницы. По конструктивным признакам различают дробилки: щековые, валковые, конусные, ударного действия (роторные и молотковые). Пальцевые измельчители и бегуны занимают промежуточное положение между дробилками и мельницами, так как их можно применять как для мелкого дробления, так и для крупного помола.

Машины для дробления материала

Барабанные мельницы

Барабанные мельницы используются при производстве цемента, извести, гипса, керамических изделий и т.п. для измельчения материала до частиц размером менее десятых долей миллиметра. Процесс помола отличается большой энергоёмкостью и стоимостью.

В барабанных мельницах материал измельчается внутри полого вращающегося барабана. При вращении мелющие тела (шары, стержни) и измельчаемый материал (называемые «загрузкой») сначала движутся по круговой траектории вместе с барабаном, а затем падают по параболе. Часть загрузки, расположенная ближе к оси вращения, скатывается вниз по подстилающим слоям. Материал измельчается в результате истирания при относительном перемещении мелющих тел и частиц материала, а также вследствие удара.

В промышленности строительных материалов барабанные мельницы получили наибольшее применение.

Барабанные мельницы классифицируют по:

- режиму работы – периодического и непрерывного действия;

- способу помола – сухого и мокрого помола;

- характеру работы – мельницы, работающие по открытому и замкнутому циклу;

- форме мелющих тел – шаровые, стержневые и самоизмельчения (без мелющих тел);

- способу разгрузки – с механической и пневматической разгрузкой;

- конструкции загрузочного и разгрузочного устройства – с загрузкой и выгрузкой через люк, через полые цапфы и с периферийной разгрузкой;

- конструкции привода – с центральным и периферийным приводом.

Барабанные мельницы различаются между собой следующими признаками: измельчающей средой, т. е. родом применяемых измельчающих тел (шары, стержни, ролики, галька, крупные куски руды); геометрической формой барабана (короткий цилиндр, длинный цилиндр, конус); способом разгрузки материала из барабана (разгрузка периодическая или непрерывная; причем последняя может быть: через диафрагму, а затем через цапфу или непосредственно через цапфу или только через диафрагму; способом измельчения (сухой, мокрый).

Рис.2 Классификация барабанных мельниц

Классификация барабанных мельниц приведена в табл.1, которую иллюстрирует рис.2.1; Придерживаясь последовательности, принятой в табл.1 и кратко характеризуя мельницы различного типа, можно отметить следующие их особенности.

Табл.1 Классификация барабанных мельниц.

Тип мельниц	Измельчающие тела	Способ разгрузки готового продукта	Способ измельчения
1. Шаровая периодического действия (рис. 2.1, а)	Стальные шары	Периодическая разгрузка через люк	Сухой (для лабораторных — сухой и мокрый)
2. Шаровая с периферической разгрузкой (рис. 2.1, б)	Стальные шары	Разгрузка через цилиндрическое сито	Сухой и мокрый
3. Шаровая с центральной разгрузкой (рис. 2.1, в)	Стальные шары	Центральная разгрузка (непосредственно через цапфу)	Сухой и мокрый
4. Шаровая с решеткой (рис. 2.1, г)	Стальные шары	Разгрузка через решетку, а затем через цапфу	Сухой и мокрый
5. Шаровая с открытым концом (рис. 2.1, д)	Стальные шары	Через решетку (без цапфы)	Сухой и мокрый
6. Трубная однокамерная (рис. 2.1, е)	Стальные шары	Центральная разгрузка (через цапфу)	Сухой и мокрый
7. Трубная многокамерная (рис. 2.1, ж)	Стальные шары	Между камерами — разгрузка через решетку; из последней камеры — центральная разгрузка	Сухой и мокрый
8. Коническая мельница (рис. 2.1, з)	Стальные шары	Центральная разгрузка	Сухой и мокрый
9. Стержневая с центральной разгрузкой (рис. 2.1, и)	Стальные стержни (длиной, равной длине барабана)	Центральная разгрузка	Мокрый
10. Стержневая с периферической разгрузкой (рис. 2.1, к)	Стальные стержни	Разгрузка через окна в барабане	Сухой
11. Рудно-галечная бесшаровая (рис. 2.1, л)	Крупные куски измельчаемой руды	Разгрузка через цапфу	Сухой и мокрый
12. Барабанная роликовая (рис. 2.1, м)	Массивный ролик	Периферическая разгрузка через окна (или центральная сливная)	Мокрый и сухой

Мельница шаровая предназначена для размалывания (истирания) ТМ; каменного угля, глины, кокса, графита, формовочного песка и может быть использована для измельчения других материалов: шамота, кварца, шифера, известняка и т.д. тонкость помола достигается путём установки сит требуемой густоты

Шары стальные мелющие для шаровых мельниц.

По твердости шары металлические подразделяются на 4 группы:

1. Нормальной твердости общего назначения;

2. Повышенной твердости общего назначения;

3. Высокой твердости для измельчения руд черных металлов;

4. Особо высокой твердости для измельчения руд цветных металлов, цемента и огнеупоров.

Диаметр стальных помольных шаров варьируется от 15 мм до 120 мм.

Условный диаметр, мм	Номинальный диаметр, мм	Масса одного шара, кг
15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120	15,0 20,0 25,0 31,5 41,5 52,0 62,0 73,0 83,0 94,0 104,0 114,0 125,0	0,014 0,033 0,064 0,128 0,294 0,58 0,98 1,60 2,35 3,41 4,62 6,09 8,03