Лабораторная работа 1
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ И БЕЗОПАСНОЙ
ЭКСПЛУАТАЦИИ ВИБРАЦИОННОЙ КОНУСНОЙ
Цель работы: 1. Изучение конструкции мельницы-дробилки. 2. Исследование эффективности работы мельницы-дробилки. 3. Исследование безопасной эксплуатаций вибрационной конусной мельницы-дробилки.
Основные теоретические положения
Процесс уменьшения размеров упруго-хрупкого тела от исходной крупности до требуемой путем воздействия внешних сил называется дроблением или помолом, а машины, применяемые для этих целей, дробилками или мельницами. Использование измельченных материалов позволяет значительно интенсифицировать такие процессы как растворение, экстрагирование, обжиг, химическое взаимодействие и др. Различные технологические процессы интенсифицируются вследствие увеличения поверхности фазового контакта взаимодействующих материалов. В дробилках в зависимости от назначения и принципа действия используются, как правило, следующие виды нагрузок: раздавливание, удар, раскалывание, излом, истирание. Как правило, перечисленные нагрузки действуют одновременно, например раздавливание и истирание и др. Различные виды нагрузок, принцип действия и конструкции машин обусловлены разнообразными свойствами и размерами измельчаемых материалов, а также требованиями к размеру исходного материала и готового продукта. В зависимости от принципа действия и конструктивных особенностей дробилки делятся на щековые, конусные, валковые, ударного действия (молотковые и роторные). Тип дробилки выбирается с обязательным учетом изико-механических свойств измельчаемого материала: прочность, хрупкость, абразивность, крупность кусков, а также требуемых размеров частиц готового продукта. Процесс измельчения характеризуется степенью измельчения, показывающей во сколько раз мельче стали куски исходного материала.
Для измельчения материалов, различающихся как по размеру,
так и по физико-механическим свойствам, на всех стадиях дробления широко
применяют конусные дробилки. В этих дробилках материал измельчается в
рабочей камере, образованной наружным неподвижным и внутренним подвижным
усеченным конусами. В зависимости от технологического назначения
различают дробилки: крупного дробления (ККД) (обеспечивают степень
измельчения
По способу опирания вала дробящего конуса различают дробилки с подвешенным валом, опорным пестом и с консольным валом. Последняя конструкция применяется в машинах КСД и КМД. Основными источниками вредных воздействий при эксплуатации вибрационной конусной мельницы-дробилки являются пыление, вибрация и шум. Кроме того, при работе конусных дробилок следует исключить возможность выброса измельчаемого материала из загрузочного устройства установки.
Описание установки
С помощью вибрационной конусной мельницы-дробилки ВКМД возможно осуществить дробление хрупких материалов различной прочности и твердости. Мельница-дробилка состоит из следующих основных частей (рис. 1.1): основания 1, опоры 2, цилиндрического корпуса 3, конуса 4, чаши 5, ведомого 6 и ведущего 7 дебалансов, электродвигателя 17. Корпус 3 состоит из двух соосно расположенных цилиндров: наружного и внутреннего. Цилиндры соединены между собой с помощью нижнего фланца и наклонной поверхности 13. Последняя служит для перемещения измельченного материала к разгрузочному отверстию 10, расположенному в нижнем фланце корпуса. В полости, образованной внутренним цилиндром и опорой, расположены ведущий 7 и ведомый 6 дебалансы. Нижняя наружная часть чаши 5 ввинчена в наружный корпус 3. Верхняя часть чаши служит приемной воронкой, а нижняя внутренняя имеет вид конуса. С чашей 5 стопорными винтами соединена упорная крышка 12. Путем поворота крышки чаша вывинчивается (ввинчивается) по резьбе корпуса. Вследствие этого можно изменять зазор между конусной частью чаши 5 и конусом 4. В заданном положении чашу фиксируют с помощью стопорных винтов 11. Для защиты от износа нижнюю конусную часть чаши и конус футеруют плитами 14 из марганцовистой стали.
На вертикальном валу конуса 4 закреплен ведомый
дебаланс 6, установленный пятой через сферическую опору-подпятник
8 на ведущем дебалансе 7 (рис. 1.2). На нижнем конце вала
ведущего дебаланса 7 закреп- Готовый продукт выгружается через разгрузочное отверстие 10 корпуса в лоток 19. Расстояние между чашей и конусом измеряется с помощью рисок на корпусе и крышке. Дробилка работает следующим образом.
Камера измельчения (рис. 1.3), образованная поверхностями футеровок
конуса и чаши, имеет две зоны дробления: верхнюю клиновидную и нижнюю
параллельную. Перед включением дробилки разгрузочная щель равна
Исходный материал через приемную воронку направляется в камеру измельчения. Частицы материала между футеровками подвергаются сжатию и сдвиговым деформациям под воздействием дробящего конуса или самоизмельчаются. В результате материал предварительно дробится. Далее частицы материала направляются в параллельную зону камеры измельчения, где измельчаются до требуемой крупности. Перемещение материала в камере измельчения и разгрузка продукта осуществляется непрерывно под воздействием вибрации. Мельница-дробилка снабжена резиновыми амортизаторами, которые исключают влияние вибрации от работы дробилки персонал и оборудование, размещенное в лаборатории. Порядок выполнения работы
1. Установите заданную величину зазора между футеровками и заданную скорость вращения конуса. Установка заданного расстояния между футеровками производится при выключенном электродвигателе дробилки следующим образом: - ослабьте стопорные винты 11 (рис. 1.1); - вкрутите до упора чашу 5 за ручки крышки, при этом риска крышки, находящаяся напротив риски корпуса, является началом отсчета; - выкручивайте чашу до достижения необходимого расстояния между футеровками: поворот чаши на одну риску крышки изменяет расстояние между футеровками на 0,25 мм, а полный оборот чаши – на 6 мм; - затяните стопорные винты. 2. Проведите измерение геометрических параметров мельницы-дробилки. Результаты измерений занесите в табл. 1.1. 3. Включите привод дробилки и произведите измерение скорости вращения дробящего конуса. Результаты измерений занесите в табл. 1.1. 4. Проведите замер расхода электрической энергии с помощью приборов на холостом ходу (без измельчения материала). Результаты измерений запишите в табл. 1.3. 5. Приготовьте три порции исходного материала определенной массы и произведите их ситовой анализ. Результаты запишите в табл. 1.2. 6. Включите привод дробилки и измельчите исходный материал. Одновременно произведите измерение расхода электроэнергии по приборам за время измельчения заданной порции исходного материала (на рабочем ходу). Результаты измерений занесите в табл. 1.3. 7. Произведите ситовый анализ измельченного материала. Полученные результаты запишите в табл. 1.2. 8. Измените режимные параметры работы дробилки (частоту вращения дробящего конуса) и проведите повторные испытания дробилки в соответствии с п п. 3…7.
Внимание! 1. Категорически запрещено регулировать зазор между футеровками во время работы дробилки. 2. Запрещается загружать исходный материал в выключенную дробилку. В процессе загрузки дробилки не допускайте попадания в загрузочное устройство недробимых тел. 3. Время измельчения следует фиксировать с момента попадания в рабочую камеру дробилки частиц измельчаемого материала и заканчивать с поступлением в приемный лоток последних частиц продукта.
Протокол испытаний
1.1. Геометрические параметры дробилки
1.2. Результаты исследования процесса измельчения
1.3. Результаты исследования знергозатрат
Обработка опытных данных
1. Определите диаметр частиц исходного и измельченного материала по формуле
где
2. Рассчитать степень измельчения. Результаты расчетов по пп. 1 и 2 занести в табл. 1.2. 3. Рассчитать теоретическую производительность дробилки:
где
4. Рассчитать действительную производительность дробилки. 5. Рассчитать теоретическую мощность, затрачиваемую на измельчение материала, по формуле:
где
6. Рассчитать действительную мощность, расходуемую на измельчение материала:
где
где
7. Рассчитать удельный расход энергии:
8. Оценить эффективность работы дробилки:
Результаты расчетов по пп. 3 – 8 записать в табл. 1.3. 9. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы. 10. Сделайте эскиз какого-либо защитного устройства, служащего для исключения получения травмы.
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте область предпочтительного применения конусных дробилок. 2. Назовите основные преимущества и недостатки конусных дробилок. 3. Назовите основные рабочие узлы конусной мельницы-дробилки. 4. Охарактеризуйте принцип действия вибрационной конусной мельницы-дробилки. 5. Сформулируйте цель и методику испытания лабораторной установки. 6. Объясните отсутствие в конструкции конусной дробилки массивного маховика. 7. Объясните назначение вибраций в конусной мельнице-дробилке. 8. Из какого условия определяется угол захвата конусной дробилки? 9. Сформулируйте условие определения размаха колебаний дробящего конуса. 10. Какое дробление и способы измельчения реализуется в конусных дробилках? 11. Объясните физический смысл коэффициента разрыхления и его влияние на производительность дробилки. 12. Сформулируйте основные требования безопасной эксплуатации конусной мельницы-дробилки. 13. Назовите наиболее опасные узлы конусной мельницы-дробилки. 14. Перечислите источники вредных воздействий при работе конусной мельницы-дробилки.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||