Анализ способов повышения эффективности работы дробилок

Анализ способов повышения эффективности работы дробилок

Измельчение материалов является важным этапом в технологических процессах переработки материалов в сельском хозяйстве, металлургии, теплоэнергетике, угольной и горнодобывающей отрасли. Качество и физико-механические свойства измельченного материала определяют конечные технико-экономические показатели продукции.

Для измельчения материалов в различных отраслях используют различные по конструктивному исполнению и измельчающему воздействию виды дробилок. Объясняется это спецификой самого материала, а именно необходимыми значениями и видами измельчающих усилий, а также размерами частиц, полученными после обработки.

По классификации Росстандарта основными видами дробилок являются: щековые, конусные, валковые, роторные, молотковые [1]. Каждому виду присущ свой набор разрушающих и измельчающих сил и их направление.

В щековой дробилке разрушение материала происходит за счет сжатия материала между щеками. При реализации дополнительного движения щеки реализуется еще одно усилие - сдвиг. Применяются щековые дробилки в основном в горнодобывающей отрасли для измельчения руд. В процессе эксплуатации происходит интенсивный износ рабочей поверхности щек.

Конусные дробилки так же используются в горнодобывающих отраслях промышленности. Разрушение материала происходит за счет сжатия между конусами дробилки. При измельчении материала также происходит интенсивный износ поверхности конуса.

Валковые дробилки - один из самых конструктивно простых и распространенных видов дробилок [2, 3, 4]. Применение получили в сельском хозяйстве, медицине, металлургии. В валковых дробилках материал разрушается за счет сжатия между вращающимися валками. Дополнительное истирающее воздействие на материал возможно при реализации различных крутящих моментов на валках, либо при использовании валков разных диаметров в одной установке. При применении в изготовлении валков различных профилей и конструктивных элементов возможна реализация дополнительных сил воздействия.

Роторные и молотковые дробилки разрушают материал за счет ударного воздействия и истирания. Как и валковые дробилки, они получили очень широкое применение в различных отраслях, а особенно в сельском хозяйстве. Для таких дробилок характерен повышенный износ бил и молотков вследствие больших ударных нагрузок [5].

Дополнительным фактором ускоренного износа дробилок являются посторонние включения в объеме перерабатываемого сырья. Как правило, такие включения имеют повышенные механические характеристики в сравнении с частицами самого материала. Вследствие этого они оказывают дополнительные нагрузки на рабочие органы дробилки. В определенных конструкциях это может вызвать заклинивание и даже поломку оборудования [6].

Основные задачи исследования дробилок, их конструктивных особенностей и силовых характеристик заключаются в повышении интенсивности и надежности процесса дробления, снижении износа рабочих органов оборудования, снижении стоимости дробилки.

Решение этих задач достигается за счет применения новых кинематических схем процесса дробления, изменение конструктивных элементов и применение новых износостойких материалов при изготовлении рабочих органов дробилок.

При разработке новых кинематических схем процесса дробления очень важно учесть возможность реализации различных измельчающих усилий в одной схеме. Причем выбор сил должен быть таким, чтобы обеспечить максимальную интенсивность измельчения при минимальном износе поверхностей рабочих органов дробилки. Следует также обращать внимание на свойства материала: хрупкость, пластичность и т.д. Например, при реализации ударного воздействия рабочие органы будут испытывать повышенный износ, однако, для некоторых материалов такое воздействие исключительно необходимо. При моделировании кинематической схемы с оптимальным сочетанием необходимых измельчающих сил возможно добиться значительного повышения интенсивности измельчения [7].

Конструктивное исполнение узлов, механизмов и рабочих органов дробилок должно обеспечивать эффективную работу все установки. В первую очередь конструкция обеспечивает устойчивую, надежную работу узлов и всей установки в целом.

Правильное применение необходимого материала рабочих органов и покрытий напрямую влияет на износ поверхностей деталей. Выбор материала в первую очередь основывается на физических и механических характеристиках измельчаемого сырья, во вторую очередь определяется экономической целесообразностью.

Наиболее перспективным направлением является создание дробилки, сочетающей различные виды разрушений: сжатие, растяжение, истирание, ударное воздействие, постоянное изменение направления сил [8]. Такой подход позволит повысить интенсивность измельчения и расширить области применения подобных измельчителей, что в свою очередь скажется на стоимости оборудования в целом.

Литература

1. 1. ГОСТ 14916-82 Дробилки. Термины и определения
   
2. 2. Дробилка валковая лабораторная; пат. 160138 Рос. Федерация. № 2015140945/13; заявл. 24.09.2015; опубл. 10.03.2016, Бюл. № 7
   
3. 3. Способ дробления в валковой дробилке; пат. 2528702 Рос. Федерация. № 2013110529/13; заявл. 11.03.2013; опубл. 20.09.2014
   
4. 4. Валковый измельчитель; пат. 2132233 Рос. Федерация. № 97117203/03; заявл. 20.10.1997; опубл. 27.06.1999
   
5. 5. Искандеров Р.Р. Молотковые дробилки: достоинства и недостатки / Искандеров Р.Р., Лебедев А.Т. // Вестник АПК Ставрополья, 2012, № 1 (17), с. 27-30.
   
6. 6. Кривов Д.А. Проблемы использования валковых дробилок при измельчении зерновых культур // Материалы XIV международной научно-практической конференции "Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития", Красноярск, 2016, с. 55-56
   
7. 7. Мищенко Д.Д. Моделирование сложных динамических объектов // Вестник КрасГАУ, 2014, №3, с. 35-39
   
8. 8. Кривов Д.А. Изучение возможностей повышения эффективности измельчения дробилками с новой формой профиля валков // Материалы международ. науч.-практ. конф. «Молодежь и наука: проспект Свободный  2016» - Красноярск: СФУ, 2016

Кривов Д.А. Красноярский государственный аграрный университет, Красноярск, Россия

Источник: https://elibrary.ru