Модернизация дробилки однороторной крупного дробления

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Модернизация дробилки однороторной крупного дробления

Модернизация дробилки однороторной крупного дробления

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

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

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

Наименование 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

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

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:______________________

____________________________________________________________

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

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.