Модернизация дробилки однороторной крупного дробления
Обновлено
1. ИЗУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ СВЕДЕНИЙ О КОНСТРУКЦИЯХ МАШИН ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ В НИХ
Модернизируемая машина - дробилка однороторная крупного дробления ДРК 0,8*0,63
Классификация данной машины:
1) класс - машины для измельчения;
2) группа - машины для дробления (дробилка);
3) тип - роторные дробилки;
4) типоразмер - ДРК 0,8*0,63.
1.1 Назначение и область применения машин для измельчения
Все применяемые машины для измельчания материалов разделяют на две группы: дробилки и мельницы. Дробилки -- это машины, которые применяются для дробления сравнительно крупных кусков материала (начальный размер 100--1200 мм), при этом степень измельчения находится в пределах 3--20.
По конструкции и принципу действия различают следующие типы дробилок:
1) Щековые дробилки применяются для первичного дробления материалов твердых и средней твердости.
2) Конусные дробилки применяют для крупного, среднего и мелкого дробления каменных материалов твердых и средней твердости.
3) Валковые дробилки применяют для тонкого, мелкого, среднего и крупного измельчения горных пород и других материалов различной твердости, брикетирования материалов, удаления из глины каменистых включений.
4) Молотковые дробилки применяют для измельчения материалов средней твердости и мягких, небольшой влажности и вязкости.
5) Бегуны применяют для мелкого и тонкого дробления материалов мягких и средней твердости.
Мельницы предназначаются для получения тонко измельченного порошкообразного материала, при этом размер начальных кусков равен 2--20 мм, а размер частиц конечного продукта составляет от 0,1-- 0,3 мм до долей микрометра. Нецелесообразно подавать в помольные агрегаты куски, как это иногда имеет место, размером более 15--20 мм, так как в этом случае в начале процесса измельчения мельница должна работать как дробилка, что снижает эффективность процесса помола. Степень измельчения в мельницах, например при помоле клинкера, составляет при Dcp= 1 см и dcp=0,003 см.
По конструкции и принципу действия различают следующие типы мельниц:
1) Молотковые мельницы применяют для измельчения материалов средней твердости и мягких, небольшой влажности и вязкости.
2) Струйные мельницы для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов нашли применение в керамической и огнеупорной промышленности.
3) Шаровые мельницы применяют для грубого и тонкого помола материала.
4) Вибрационные мельницы предназначены для тонкого и сверхтонкого помола обожженного и необожженного глинозема.
Машины для измельчения широко используются в промышленности строительных материалов. В некоторых случаях процесс измельчения является подготовительным, и получаемый продукт отправляется на дальнейшую переработку, как, например, при производстве цемента. В других случаях, как, например, при производстве щебня, в результате измельчения получается конечный продукт, то есть процесс измельчения имеет самостоятельное значение.
1.2 Классификация машин для дробления
По конструкции и принципу работы различают следующие основные типы дробилок:
1) Щековые дробилки (рис 1), в которых раздавливание происходит между неподвижной 1 и подвижной 7 щеками в результате периодического нажатия; в отдельных конструкциях раздавливание сочетается с истиранием. При сложном движении щеки происходит повышенный износ дробящих плит и образование большого количества мелочи, идущей в отход
Рисунок 1.1 Щековая дробилка с простым движением щеки
2) Конусные дробилки (рис 2), в которых раздавливание материала и частичное его истирание происходит между двумя конусами. В конусных дробилках раздавливание кусков материала происходит между внешним конусом 1 и внутренним 2 путем нажатия внутреннего конуса на материал. Конус при этом или совершает качания относительно неподвижной точки (гирации) О (рис. 2, б), или перемещается по круговой траектории, совершая поступательное движение (рис. 2, а). При указанных движениях внутреннего конуса образующие конусов то сближаются, то удаляются друг от друга. При сближении конусов материал дробится, а при удалении -- опускается вниз. На рис. 2в представлена конусная дробилка среднего дробления, а на рис. 18 г -- дробилка мелкого дробления
Рисунок 1.2 Схемы конусных дробилок
3) Валковые дробилки (Рис.3.) в которых материал раздавливается между двумя валками вращающихся навстречу друг другу. В отдельных конструкциях измельчение материала происходит путем раздавливания и истирания, которое осуществляется вследствие различного числа оборотов валков. В валковых дробилках так называемого камневыделительного, или дезинтеграторного, типа при измельчении вязких и влажных материалов происходит не только дробление, но и отделение посторонних твердых включений.
Рисунок 1.3 Схемы валковых дробилок
4) Дробилки ударного действия применяются для дробления пород мягкой и средней твердости (известняка, мела, гипса, асбестовой руды, угля и т. п.). Необходимо отметить, что в последнее время за рубежом начинают конструировать дробилки с тяжелыми молотками для дробления твердых пород.
Измельчение в дробилке ударного действия происходит вследствие удара быстро вращающихся молотков непосредственно по кускам материала и ударов кусков друг о друга; удара материала о дробящие плиты, на которые он отбрасывается молотками; измельчения материала между молотками и дробящей плитой, а также между молотками и колосниками.
По конструктивным признакам все существующие типы дробилок ударного действия могут быть разделены на следующие типы: молотковые дробилки с шарнирно подвешенными молотками; роторные дробилки с жестко закрепленными билами.
Рисунок 1.4 Схемы дробилок ударного действия( д- роторного типа, г- молоткового типа)
5) Бегуны (Рис. 5.) которые в зависимости от величины зерна в конечном продукте и свойств материала предназначаются для мелкого дробления и помола. Измельчение материала происходит между вращающимися катками 1 и чашей 2 (подвижной или не подвижной) путем раздавливания и истирания. Один из недостатков сравнительная низкая производительность бегунов при помоле зерен до крупности 0,2-0,5 мм ограничивает возможность их широкого применения.
Рисунок 1.5 Схема бегунов
1.3 Сущность и основные закономерности процесса дробления
Под измельчением понимается последовательный ряд операций, имеющих целью уменьшить размеры кусков твердого материала от начальных до конечных, необходимых для промышленного использования продукта измельчения.
Процесс измельчения в зависимости от размеров кусков или частиц конечного продукта подразделяются на дробление и помол (таблица 1.1).
Таблица 1.1
Границы разделения на дробление и помол
Дробление | крупное | среднее | мелкое | |
Размер кусков после дробления, мм | 100-350 | 40-100 | 5-40 | |
Помол | грубый | тонкий | сверхтонкий | |
Размер частиц после помола, мм | 5-0,1 | 0,1-0,05 | менее 0,05 |
Под степенью измельчения понимают отношение размера кусков исходного продукта. Существуют различные количественные оценки степени измельчения. Ее (степень измельчения) можно представить как отношение размера максимального куска в исходном материале к размеру максимального куска в готовом продукте:
(1.5)
где Dmax- средний диаметр максимального куска в исходном материале,
dmax- средний диаметр максимального куска в готовом продукте.
Наиболее точно степень измельчения определяется отношением средневзвешенных размеров исходного и конечного материалов:
(1.6)
Подсчитаем степень измельчения выбранной дробилки:
Наибольшая крупность исходного материала- 400мм
Размер материала на выходе из дробилки- 20мм
Тонкость помола характеризуется удельной поверхностью, чем больше удельная поверхность тем тоньше готовый продукт.
Удельная поверхность определяется при помощи прибора ПСХ.
1.5 Анализ технических и эксплуатационных показателей работы роторных дробилок
Удельная энергоемкость - это отношение мощности привода машины к ее производительности.
Удельная металлоемкость - это отношение массы машины к ее производительности.
Таблица 1.2
Техническая характеристика дробилок.Показатель | Крупное дробление | Сред. и мелк. дробление | |||||
ДРК-0,8*0,63 | ДРК-1,25*1,0 | ДРК-1,6*1,25 | ДРК-2*1,6 | ДРС1,0*1,0 | ДРС1,25*1,25 | ||
Производительность, т/ч | 50 | 125 | 200 | 370 | 125 | 200 | |
Мощность эл. двигателя, кВт | 40 | 100 | 160 | 250 | 125 | 200 | |
Масса дробилки без эл. двигателя, т. | 6 | 15 | 30 | 68 | 10 | 18 | |
Удельная энергоемкость | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,67 | 1 | 1 | |
Удельная металлоемкость | 0,12 | 0,12 | 0,15 | 0,18 | 0,08 | 0,09 |
2. ПРОВЕДЕНИЕ ПАТЕНТНЫХ ИСЛЕДОВАНИЙ И АНАЛИЗ ИХ РЕЗУЛЬТАТОВ С ЦЕЛЬЮ ВЫЯВЛЕНИЯ ТЕНДЕНЦИЙ РАЗВИТИЯ РОТОРНЫХ ДРОБИЛОК
2.1 Область техники
Эти дробилки применяют в самых различных областях промышленности. Их используют: для приготовления заполнителей бетона из различных осадочных и изверженных пород; для дробления доменных шлаков, в том числе шлаков, содержащих металлические включения; для дробления сырья и клинкера при производстве цемента; для дробления стекольного боя; для селективного дробления и распушки асбестового волокна; для дробления закладочных пород перед из пневмо- и гидро транспортированием; для дробления коксующихся углей; для дробления различных руд и др.
2.2 Уровень техники
В современной промышленности помимо роторных дробилок используются аналогичные машины:
- щековые дробилки применяют для крупного и среднего дробления различных материалов во многих отраслях народного хозяйства, в основном в горно-рудной промышленности и промышленности строительных материалов.
валковые дробилки, применяются при измельчении вязких и влажных материалов, также для вторичного дробления твердых пород (известняка, угля, различных руд и т.д.). Рабочим органом валковой дробилки являются два цилиндра (валка), вращающиеся на встречу друг другу и раздвинутые на расстояние, определяемое максимальным размером выходящего продукта. Материал, подлежащий дроблению, вследствие трения затягивается между волками и при этом постепенно измельчается. Различают гладкие, зубчатые, рифленые и ребристые валковые дробилки;
конусные дробилки, дробление в них происходит непрерывно при последовательном перемещении зоны дробления по окружности. Работа конусной дробилки подобна работе щековой дробилки;
- бегуны, применяются для мелкого и крупного дробления таких материалов, как влажная и сухая глина, кварц, шамот, бой продукции и т.п., не эффективны, т.к. расходуют больше энергии по сравнению с изучаемой машиной.
-дробилки ударного действия в зависимости от конструкции исполнения основного рабочего органа ДУД подразделяют на роторные и молотковые. Молотковые дробилки имеют ротор набранный из отдельных дисков, между которыми шарнирно подвешены молотки массой от 5 до 120 кг. Число рядов молотков достигает 12.
В ударе по куску материала участвует масса отдельных молотков. Применяют их для среднего и мелкого дробления.
Роторные дробилки отличаются высокими технико-экономическими показателями - большой степенью дробления, большой производительностью, меньшим удельным расходом электроэнергии, относительно меньшим удельной массой и размерами, простотой конструкции и удобством обслуживания по сравнению со щековыми и конусными дробилками, а также специфическими достоинствами роторных дробилок - высокой избирательностью дробления, высоким процентом выхода продукта куба образной формы и меньшей чувствительностью к попаданию не дробимых предметов.
2.3 Разработка задания на проведение патентных исследований
УтверждаюДиректор ИТОКБГТУ им. В.Г. ШуховаБогданов В.С.Заданиена проведение патентного исследованияНаименование темы: Разработка технического предложения на модернизацию роторной дробилки 0,8х0,63
Шифр темы: 02.01
Этап (стадия): техническое задание.
Задачи патентных исследований: выявление тенденции развития машин дробления
Подразделение- исполнители | Краткое содержание работ | Ответственный исполнитель | Срок исполнения | Отчётный документ | |
4МО-32 | Патентное поиск | Данчин Денис Сергеевич | Декабрь 2009 г. | Раздел 2 |
Руководитель Сметанина С.
подразделения-исполнителя
Исполнитель работ: Данчин Д.С.
Руководитель Герасименко В.Б.
патентного подразделения
2.4 Разработка регламента поиска информации
Регламент поиска представляет собой программу, определяющую область проведения поиска по фондам патентной и другой научно-технической информации. Для определения области поиска требуется сформулировать предмет поиска. Для определения предмета поиска при проведении патентных исследований роторной дробилки крупного дробления ДРК0,8*0,63 первоначально был просмотрен официальный бюллетень изобретений (ОБИ) «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки» за 10 лет. В результате просмотра была определена область поиска, охватывающая как вопросы повышения эффективности дробления, так и частные вопросы, касающиеся конструкции узлов роторной дробилки.
РЕГЛАМЕНТ ПОИСКА № 6
Наименование темы: роторная дробилка.
Шифр темы 01.02
Дата и номер задания на проведение патентных исследований
Код этапа
Начало поиска: Сентябрь2009
Окончание поиска: Ноябрь 2009
Предмет поиска 1 | Цель поиска информа- ции 2 | Страна поиск 3 | Классификационные индексы | Ретро-спекти-вность поиска 6 | Наименование источников информации, по которым производился поиск 7 | ||
УДК 4 | МПК 5 | ||||||
Роторной дробилка крупного дробления ДРК 0,8*0,63 | Модернизация машины Повышении надежности и долговечности | РФ | В02С13/26 В02С13/28 BO2C13/02 | 12 лет | www.Fips.ru |
2.5 Поиск и отбор патентной и другой научно - технической информации
При проведении патентного иска было выбрано три патента: № 2223147, № 2296621, № 94036188
Описание изобретения к авторскому свидетельству № 2223147.
Изобретение относится к дробилкам ударного действия, а именно к роторным дробилкам.
Известна роторная дробилка, включающая корпус, камеру дробления, ротор с билами, съемные футеровочные плиты, закрепленные на корпусе.
Цель изобретения: повышение надежности и долговечности футеровочных плит
Формула изобретения:
1. Роторная дробилка, включающая корпус, камеру дробления, ротор с билами, съемную футеровку корпуса, отличающаяся тем, что съемная футеровка корпуса выполнена в виде размещенных в шахматном порядке конусов, обращенных вершинами внутрь камеры дробления, при этом угол при вершинах конусов принят меньше двойного угла трения в паре футеровка - дробимая порода.
2. Роторная дробилка по п.1, отличающаяся тем, что каждый конус в своем основании снабжен хвостовиком цилиндрической формы с винтовой нарезкой на конце, ориентированным по оси конуса и с возможностью размещения хвостовика в отверстии корпуса дробилки и фиксации на нем с помощью гайки.
Описание изобретения к авторскому свидетельству № 2296621.
Изобретение относится к дробилкам ударного действия, а именно к роторным дробилкам, и может быть использовано при производстве щебня
Формула изобретения:
1. Роторная дробилка, содержащая корпус с размещенным в нем ротором с ударными элементами, закрепленную на корпусе под ротором и подпружиненную к корпусу колосниковую решетку, отличающаяся тем, что колосники ориентированы параллельно оси ротора и каждый из них снабжен двумя подвесками, которые шарнирно закреплены на корпусе, а между подвесками смежных колосников и с возможностью взаимодействия с ними консольно размещены плоские пружины, а колосники в поперечном сечении выполнены в виде неравнобоких трапеций, стороны которых со стороны набегания ударных элементов ротора ориентированы нормально к внутренней поверхности колосниковой решетки.
2. Дробилка по п.1, отличающаяся тем, что плоские пружины выполнены прямолинейными.
З. Дробилка по п.1, отличающаяся тем, что шарниры каждого колосника выполнены в виде размещенных в отверстиях подвесок болтов с возможностью их взаимодействия с резьбовыми отверстиями в корпусе.
Описание изобретения к авторскому свидетельству № 94036188.
Изобретение относится к устройствам для дробления материалов и может быть использовано в горнодобывающей, строительной и других отраслях промышленности.
Цель изобретения: Задача изобретения - создание простого и надежного в работе рабочего органа роторной дробилки с большим сроком службы вала.
Формула изобретения: Рабочей орган роторной дробилки содержит ступенчатый вал, на котором закреплены била со ступицами . Поверхности вала для установки ступиц образованы двумя или более поверхностями , оси которых расположены с эксцентриситетом. Ступицы составлены из нескольких частей, посаженных отверстиями на эксцентричные поверхности вала и скрепленных между собой. Поворот била на валу предотвращается установкой ступицы на эксцентричных одна относительно другой поверхностях.
2.6 Оформление результатов поиска
СПРАВКА О ПОИСКЕ №1
Задание на проведение патентных исследований (номер, дата)______
Шифр темы: 02.01
Код темы____________________________
Номер и дата регламента поиска_______________________________
Начало поиска: Сентябрь 2009
Окончание поиска: Декабрь 2009
Поиск проведен по следующим материалам:______________________
____________________________________________________________
Предмет поиска | Страна поиска | Классифика- ционные индексы | По фонду какой организации проведен поиск | Источники информации | ||
Научно- техническая документация | Патентная документация | |||||
Роторная дробилка 0,8*0,63 | РФ | В02С13/02 | www.Fips.ru | ___ | Описание изобретения к авторскому свидетельству дата публикации 10.02.2004 г. |
2.7 Выводы
По результатам проведенного патентного исследования мы можем применить для модернизации роторной дробилки авторское свидетельство № 2223147, т.к. оно обеспечит уменьшение износ футеровочного материала, снизить его стоимость и уменьшить трудоемкость работ при замене футеровки.
3. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ МАШИНЫ И ПРОЦЕССОВ НА ОСНОВАННЫЕ ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ МАШИНЫ И ЕГО ОПИСАНИЕ
Для расчета можно принять такую последовательность действия:
1.провести предварительный эксперимент с количеством измерений n заданной величины, которое в зависимости от трудоёмкости опыта может быть принято от 20 до 50;
2.вычеслить среднеквадратическое отклонение и коэффициент вариации;
3.установить требуемую точность измерений m в процентах, которая должна быть не менее точности прибора;
4.установить нормированное отклонение, характеризуемое гарантийным коэффициентом t, значение которого обычно задают в зависимости от точности метода проведения эксперимента: при большой точности технических измерений можно принять t=3…3.5 при малой t=2…2.5;
5.найденные величины подставить в формулы и определить
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | 38 38.143 38.286 38.429 38.572 38.715 38.857 39 39.143 39.286 39.429 39.572 39.715 39.857 40 | 39 | 1 0.857 0.714 0.571 0.428 0.285 0.143 0 0.143 0.286 0.429 0.572 0.715 0.857 1 | 1 0.735 0.51 0.326 0.183 0.081 0.021 0 0,021 0.082 0.184 0.327 0.511 0.735 1 | 0.639 | 0.016 | 0,105 | 0,002 | 2 | 26 |
Следовательно, для расчета минимальное необходимое количество измерений составляет 26 раза
4. ХУДОЖЕСТВЕННО-КОНСТРУКТОРСКИЙ АНАЛИЗ СОЗДАВАЕМОЙ МАШИНЫ
Эстетические качества машин во многом определяются их формой. Так, зрительное восприятие каких-либо предметов осуществляется в такой последовательности. Вначале воспринимается форма, затем цвет и потом последовательно: элементы формы, детали, особенности окраски. В этом процессе форма выступает как один из наиболее активных факторов, поэтому основной задачей художественного конструирования является формообразование изделий.
На форму изделий машиностроения в большей или меньшей степени оказывают влияние назначение изделия, особенности эксплуатации, ремонта, транспортировки, удобства обслуживания, степень использования стандартных и унифицированных деталей и узлов, экономические факторы, а также технологические возможности предприятия, на котором намечено производство данной машины и др. Здесь также играют роль социально-экономические условия, уровень развития техники, общественные вкусы.
Эстетические качества формируются с первых стадий проектирования, и красота машины не может быть создана за счет каких-то дополнительных элементов, вводимых специально для красоты. Она определяется целесообразностью машин, рациональностью и соответствием ее формы функциональному назначению и эстетическим требованиям. Под целесообразностью машины подразумевается ее полезность на современном уровне развития общества; соответствие формы функциональным и эстетическим требованиям -- это максимальные удобства, безопасность и положительные эмоциональные воздействия на человека в процессе эксплуатации; рациональность формы машины -- это логичность конструкции, удачные конструктивные решения, прогрессивность технологии изготовления и сборки деталей и узлов.
Серийно выпускаемое оборудование рекомендуется окрашивать в зеленый, серо-голубой, кремовый, коричневый и серый цвета. Перечисленные цвета окраски оборудования в сочетании с правильно выбранными цветами окраски потолка и стен, но вызывают утомления зрительного аппарата человека.
Учет психологического воздействия различных цветов играет важную роль в технике безопасности. Использование цвета в качестве кода -- носителя информации об опасности, может явиться дополнительным средством предупреждения несчастных случаев.
Многие специалисты рекомендуют окрашивать оборудование в светло-серые, светло-зеленые, зелено-голубые тона, так как они обладают высоким коэффициентом отражения (около 60%) и создают впечатление прохлады. Станки и машины должны быть окрашены таким образом, чтобы создавался некоторый цветовой контраст между отдельными их частями. Такой метод окрашивания в значительной мере способствует увеличению видимости и четкости рабочих деталей и, следовательно, способствует повышению производительности труда и качества работы. Необходимо избегать слишком резких цветовых контрастов, т. к. они утомительны для глаз. Особенно важно не окрашивать большие площади в яркие цвета.
5. ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ
Причиной проведение модернизации роторной дробилки ДРК0,8*0,63 явились их недостатки, такие как:
-совершенствование конструкции рабочей камеры за счет разработки новых типов дробящих плит и применения схем взаимного их расположения и крепления;
-разработка новой конструкции роторов и систем крепления бил;
В результате проведенной модернизации, которая обеспечит наибольшую эффективность процесса дробления, для устранения одного из самых главных недостатков на наш взгляд быстрый износ дробящих плит, нами выбран патент №2223147, ведущий к повышению надежности и долговечности футеровочных плит. Для этого съемная футеровка корпуса выполнена в виде размещенных в шахматном порядке конусов, обращенных вершинами внутрь камеры дробления, при этом угол при вершине конусов принят меньше двойного угла трения в паре футеровка - дробимая порода.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сапожников М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. - М.: Высшая школа, 1971.-382с.
2. Бауман В.А. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. - М.: Машиностроение, 1981. - 324с.
3. Сапожников М.Я., Дроздов Н.Е. Справочник по оборудованию заводов строительных материалов. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1970. - 356с.
4. Герасименко В.Б., Семикопенко И.А., Боровской А.Е. Технические основы создания машин: учебное пособие для выполнения курсовых работ. - Белгород: БелГТАСМ, 2002. - 90с.
5. Клушанцев Б.В., Косарев А.И., Муйземнек Ю.А. Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации. - М.: Машиностроение, 1990. - 320с.
6. Уваров В.А., Семикопенко И.А., Чемеричко Г.И. Процессы в производстве строительных материалов и изделий / Учебное пособие-Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2002. - 121 с.
