Валковая дробилка. Область применения, схема конструкции, основы расчета

Валковая дробилка. Область применения, схема конструкции, основы расчета.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Основным рабочим органом валковой дробилки является цилиндрический валок, вращающийся на горизонтальной оси. Подлежащий дроблению материал подается сверху, затягивается между валками или валком и футеровкой камеры дробления и в результате этого дробится.

По конструктивному исполнению валковые дробилки бывают одно-, двух- и четырехвалковые. В последнем случае одна пара валков располагается над другой, т. е. четырехвалковая дробилка может рассматриваться как две двухвалковые дробилки, смонтированные в один корпус.

Поверхности валков бываю гладкие, рифленые, ребристые и зубчатые. Сочетания дробящих поверхностей могу быть различными: например, оба валка могут иметь гладкую поверхность, или один гладкую, другой - рифленую и т. д.

При одинаковом диаметре рифленые и зубчатые валки могут захватывать более крупные куски материала, чем гладкие. Так, если D - диаметр валка, d - диаметр куска материала, то при дроблении пород средней прочности соотношение D/d для гладких валков составляет 17-20, для рифленых и зубчатых 2-6.

Существуют лабораторные валковые дробилки типа   типа ДГ, ДВГ с диаметром валков до 200 мм.

Промышленные валковые дробилки имеют диаметр валка 400-500 мм и длину, равную 0,4-1,0 диаметра (длина зубчатых валков может быть больше, чем диаметр).

Валковые дробилки применяют для среднего и мелкого дробления материалов в основном средней прочности (до ?сж = 150 МН/м2) на гладких и рифленых валках и мягких (до ?сж = 80 МН/м2) - на зубчатых валках.

В промышленности строительных материалов наиболее pacпpoстранены двухвалковые дробилки. Такие дробилки особенно удобны для измельчения влажных и вязких материалов (например, глин, так как другие дробильные машины забиваются подобными материалами, а на валковых дробилках могут быть установлены специальные скребки, снимающие налипший материал с поверхности валков.

Выше показана принципиальная схема двухвалковой дробилки. Валки вращаются навстречу один другому и дробят попавший между ними материал, раздавливая его при этом и частично истирая. Иногда для увеличения истирающего эффекта, необходимого при измельчении некоторых материалов, валкам сообщают разную окружную скорость.

Подшипники вала одного из валков опираются на пружины и могут перемещаться. В результате этого при попадании недробимого предмета один валок может отойти от другого и пропустить недробимый предмет, после чего под действием пружин возвратится в исходное положение.

Привод валков осуществляется так, как показано ниже. От двигателя через клиноременную и шестеренчатую передачи приводится во вращение один валок, другой валок связан с первым шестернями с удлиненными зубьями, допускающими отход валков при пропуске недробимых предметов (а).

Такое кинематическое решение довольно сложно, кроме того, оно не обеспечивает нормальную работу шестерен с удлиненными зубьями в условиях динамических нагрузок и абразивной пыли. Поэтому в последнее время каждый валок стали приводить от электродвигателя (б) или через редуктор и карданные валы (в).

 

 

КОНСТРУКЦИЯ

Ниже показан общий вид валковой дробилки с двумя валками, один из которых гладкий, другой рифленый. Подшипники одного из валков крепятся к корпусу дробилки 1 подшипники другого крепятся к подвижной раме 3, соединенной с корпусом шарниром 2.

В верхней части корпус и рама связаны между собой предохранительным механизмом 4, состоящим из системы тяг и пружин, позволяющих регулировать зазор между валками, а также допускающих расхождение валков при попадании недробимого предмета. В этом случае валок вместе с подвижной рамой и установленным на ней электродвигателем поворачиваются вокруг шарнира и зазор между валками увеличивается. После прохождения недробимого предмета пружины возвращают валок в первоначальное положение. Усилие, необходимое для дробления материала, обеспечивается предварительным поджатием пружин.

Каждый валок имеет шкив, поэтому при работе дробилки развивается дополнительный маховой момент, в результате чего дробление материала происходит более равномерно.

Привод каждого валка осуществляется клиноременной передачей от электродвигателей, установленных на корпусе и подвижной раме, поэтому при расхождении валков межцентровое расстояние клйноременной передачи не изменяется.

Бандаж валка состоит из отдельных секторов, что позволяет быстро, не разбирая дробилки, заменять износившиеся бандажи. Бандажи изготовляют из марганцовистой стали.

В промышленности строительных материалов для переработки глиняной массы и удаления из нее камней применяют так называемые дезинтеграторные вальцы. Они состоят из двух валков, из которых валок 1 большего диаметра имеет гладкую поверхность, а на рабочей поверхности валка 3 меньшего диаметра предусмотрены ребра высотой 8-10 мм. Ребристый валок совершает 500-600 об/мин, гладкий 50-60 об/мин.

Исходный материал загружается в воронку 2 и поступает на быстроходный валок. Комок глины, ударяясь о ребро валка, деформируется, теряет скорость и затягивается в зазор между валками. Твердые включения, например камни, будут отбрасываться ребрами валка и попадать в отводной лоток. Таким образом, в дезинтеграторных вальцах измельчение глины сочетается с ее очисткой от твердых примесей.

Для переработки глиняной массы предназначены также дырчатые вальцы конструкции ВНИИСтройдормаша. Ниже показаны общий вид (а) и кинематическая схема (б) дырчатых вальцов. Они состоят из тихоходного 1 и быстроходного 2 валков, каждый из которых приводится во вращение от отдельного электродвигателя 3 через редуктор 4 для быстроходного валка и через редуктор 4 и зубчатую пару 5 для тихоходного валка. Тихоходный валок опирается на предохранительные пружины 6 и при попадании в исходном материале недробимых предметов может отходить от быстроходного валка, пропуская этот предмет.

Поверхности валков дырчатые. Исходная масса подается в приемную воронку и затягивается между двумя валками, вращающимися навстречу один другому, где глиняная масса разминается, растирается благодаря разной окружной скорости валков и продавливается сквозь отверстия внутрь валков; далее она попадает на отводящий конвейер. При этом твердые включения, имеющиеся в глиняной массе, дробятся, так как сила предварительного натяжения пружин тихоходного валка рассчитана на такие усилия.

В валковых дробилках чаще всего изнашивается средняя часть бандажей (по длине), в результате чего крупность дробленого продукта получается неравномерной. Поэтому на некоторых дробилках предусмотрены устройства, более равномерно распределяющие по длине валков исходный материал, а также приспособления для проточки бандажей во время профилактических ремонтов.

 

 

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Расчет производится исходя из многих факторов согласно расчетной схеме. Сначала для валковых дробилок определяется угол захвата материала, размер захватываемого куска.

Производительность валковых дробилок можно вычислить, если предстваить процесс дробления как движение ленты материала. Обьем ленты материала прошедший через выходную щель равен

V = ?·D·L·a

где D - диаметр валка 
L - длина валка 
a - ширина выходной щели 
 
Производительность при n оборотов валка в секунду равна

Q = ?·D·L·a·n

Так как обычно длина валка используется неполностью и материал выходит из дробилки в разрыхленном виде, а не плотной лентой, то в формулу производительности вводят коэффициент ?, учитывающий степень разрыхленности материала. Для прочных материалов принимают ? = 0,2-0,3; для влажных вязких ? = 0,4 -0,6.

При работе машины на прочных материалах под действием усилий дробления предохранительные пружины несколько деформируются и валки расходятся, поэтому в расчетах величину выходной щели назначают равной 1,25а. В формулу вводят также объемную массу дробимого материала ? (кг/м3). Тогда, окончательно, производительность валковой дробилки (кг/с)

Q = 1,25·?·D·L·a·n·?·?

Усилия в деталях валковой дробилки определяются нагрузкой, которая создается пружинами предохранительного устройства. Необходимая величина этой нагрузки зависит от многих факторов и может бытв вычислена лишь приближенно. 
 
Установочную мощность электродвигателя валковой дробилки можно определить если учесть мощность, затраченную на преодоление всех сопротивлений при работе машины.