Измельчители ударно-истирающего действия

 

 На смешанном принципе удара (преобладающее действие) и истирания работают широко применяемые барабанные или шаровые мельницы и некоторые другие специальные измельчители (например, вибромельницы).

Шаровые мельницы. Шаровые мельницы - наиболее простые по своему  устройству  машины  для  порошкования.   Эти   мельницы   (рис.  31) представляют собой барабан, в который загружают материал и дробящие  тела - шары.  Барабан  приводится  во  вращение.   Под действием трения и центробежной силы шары и материал поднимаются до определенной высоты, откуда они падают вниз. В результате ударов и истирающего действия при перекатывании шаров  материал измельчается. Необходимо иметь в виду, что при вращении барабана поведение шара будет различно в зависимости от числа оборотов барабана. Так, при медленном вращении шар, прижимаясь к барабану под действием своей массы, силой трения будет увлекаться на небольшую высоту и оттуда сползать по  стенке барабана  вниз.  При быстром же вращении  шар будет настолько сильно прижиматься центробежной силой к стенке ба-раб-зна, что не сможет оторваться от нее и будет вращаться вместе с барабаном. Дробления при этом происходить не будет.  Нужно подобрать  такую  скорость  вращения,   чтобы  под  влиянием  центробежной силы шар смог подняться на максимальную высоту, оторваться от стенки и обрушиться на материал. Иначе говоря, масса шара должна быть больше силы, прижимающей шар к поверхности барабана. То число оборотов,   при   котором   прекращается   обрушивание   шаров,   принято называть критическим. Совершенно естественно, что рабочее число оборотов барабана должно быть меньше критического (75%). Оно рассчитывается по формуле:

где D - диаметр барабана мельницы. Однако эта формула исходит из условия  наивыгоднейшей  работы лишь одного крайнего слоя шаров.

Формула,  определяющая  оптимальное  число  оборотов  с  учетом   всех слоев шаров, имеет следующий вид:

Таким образом, оптимальное количество оборотов зависит от диаметра барабана. При излишне низком числе оборотов шары будут слишком рано отрываться от стенки, высота полета будет незначительна и сила удара шаров о материал невелика.

Загрузку мельницы необходимо производить шарами одинакового размера, так как иначе шары малого размера будут мешать работе больших шаров, поскольку они будут находиться между ними и измельченным материалом. Размер шаров, загруженных в мельницу, зависит от механического состава, твердости и вязкости раздробляемого материала. Обычно применяются шары диаметром 50-150 мм. Одновременно подбирается и оптимальное количество шаров, поскольку производительность мельницы зависит от числа и силы ударов шаров.

Производительность шаровой мельницы повышается с увеличением ее диаметра. Все новейшие типы шаровых мельниц конструируются короткими и большого диаметра, (который варьирует в пределах 800- 2300 мм. Скорость вращения 20-40 об/мин. Барабаны мельниц делаются из железа, шары -из стали. Лабораторные мельницы фарфоровые. В шаровых мельницах можно получить порошки высокой тонкости. В данном случае тонкость порошка зависит от времени измельчения. Шаровые мельницы вполне применимы для приготовления сложных порошкообразных смесей (одновременное измельчение и смешение).

Вибромельницы. Вибрационные мельницы применяются для тонкого и сверхтонкого измельчения. Исходная крупность частиц 1-2 мм, окончательная степень мелкости может достигать 1--5 мкм. Частота колебаний мельницы составляет 1500-3000 в минуту и соответствует скорости вращения электродвигателя. Вибрационные мельницы подразделяются на инерционные и гирационные (эксцентриковые). Большее распространение получили инерционные измельчители с дебалансным валом. При вращении этого вала корпус, мельницы вибрирует, передавая колебание шарам. Измельчение находящегося в корпусе материала

происходит за  счет соударения колеблющихся шаров и их взаимного перемещения.

Вибрационная мельница инерционного типа изображена на рис. 32. Корпус мельницы 1, в который помещаются шары и измельчающийся материал, опирается на пружины 2, закрепленные на раме 3, которая в свою очередь покоится на резиновых амортизаторах 4. Внутри корпуса проходит труба 5, в которую помещен дебалансный вал 6, вращающийся в подшипниках 7 со сферическими роликами. На этом же валу закреплены дополнительные дебалансы 8, с помощью которых регулируется частота колебаний. Вал получает вращение от электродвигателя 9 через эластичную муфту 10. При вращении дебалансного вала корпус мельницы приводится в качательное движение по эллиптической, приближающейся к круговой траектории. Материал, подлежащий измельчению, в вибромельницах подвергается многократному воздействию.

27.06.2015