1.3 Сущность и основные закономерности процесса, происходящего в машинах для помола.

Под измельчением понимают последовательный ряд операций , имеющих цель уменьшить размеры кусков твердого материала от начальных до конечных , необходимых для промышленного использования продукта измельчения .

Процесс измельчения материалов принято разделять на две стадии : дробление и помол. В свою очередь помол подразделяют на грубый, тонкий и сверх тонкий

Методы измельчения материалов разнообразны . Измельчение может производится путем раздавливания, истирания , излома , удара , раскалывания .

На практике эти методы могут применяться в различном сочетании .

Рисунок 8

Способы измельчения материалов

1) Раздавливание (рисунок 8 а )

При раздавливании ( рисунок 8 а ) кусок материала зажимается между двумя поверхностями и раздавливается при сравнительно медленном нарастании давления.

2)Удар (рисунок 8 б)

Материал измельчается путем удара по куску материала, лежащему на какой-либо поверхности , удара быстродвижущейся поверхностью(молотка, била)по куску материала ; удара куска материала , движущегося с относительно большой скоростью, о неподвижную плиту ; удара кусков материала друг о друга.

3)Истирание (рисунок 8 в )

Материал измельчается путем трения между движущимися поверхностями или мелющими телами различной формы ,а также при трении кусков материала друг о друга .

4) Раскалывание (рисунок 8 г )

Кусок материала измельчается в результате раскалывающего действия клиновидных тел.

За последние годы были предложены новые способы измельчения : электрогидравлический , ультразвуковой, гравитационный способ , способ быстро меняющихся высоких и низких температур , измельчение световым лучом, получаемом в квантовом генераторе .

Все перечисленные способы находятся в стадии развития и пока не имеют успешного промышленного применения . Наибольшее число исследований выполнено по методу гидравлического измельчения .

1.4 Показатели оценки качества конечной продукции, производимой машиной.

Основным технико-экономическим показателем работы машин для дробления являются степень измельчения и удельный расход энергии на измельчение единицы объема готовой продукции.

Степень измельчения определяется как отношение размеров куска ( зерен ) исходного продукта к размеру кусков ( зерен ) конечного продукта . Степень измельчения показывает, во сколько раз уменьшился размер куска материала при его измельчении:

, (1.1)

где: D_ср- средневзвешенный размер кусков исходного продукта , м ;

d_ср – средневзвешенный размер кусков конечного продукта , м;

Средневзвешенный размер куска определяется следующим образом. Смесь материала конечного или исходного продукта с помощью набора сит или решет разделяют на несколько фракций. В каждой фракции определяется средний размер куска как полу сумма размеров максимального и минимального кусков .

(1.2)

где: d₁-средний размер максимального куска , м.

d₂ - средний размер минимального куска , м.

Затем определяется средневзвешенный размер куска в конечном или исходном продукте.

(1.3)

где: d_ср1, d_ср2, d_ср3, d_срn- средние размеры кусков каждой фракции , определяемых

по формуле (1.2), м ;

с₁, с₂,с₃, с_n – процентное содержание каждой фракции в продукте .

Средний размер отдельного куска определяется по одной из формул :

(1.4)

(1.5)

где: a,b,c - геометрические размеры куска , м .

Зерновой состав конечного продукта по крупности не является постоянным для одной и той же дробильной машины. Он зависит от вида и физико-механических свойств исходного продукта, от процентного содержания кусков различной крупности в исходном продукте, а так же от конструкции машины, применяемой для измельчения.

При тонком и сверх тонком помоле, качество измельчения характеризуется количеством остатков (%) при просеивании на ситах, или величиной удельной поверхности, определяемой как поверхность всех частиц измельченного материала в единице массы (м²/кг или см²/г ) или в единице объема(см²/м³ или см²/см³ ).

При дроблении получить материал высокой степени измельчения невозможно , поэтому в ряде случаев приходится процесс дробления условно можно разделить на : крупное дробление – до кусков размером 125-250 мм ; среднего дробления – до кусков размером 20 – 125 мм; мелкого дробления – до кусков размером 3-20 мм .

Стадии помола бывают :

а) грубый помол – до зерен (частиц) 3-0,1 мм ;

б) тонкий помол – до зерен (частиц) 0,1-0,05 мм ;

в) сверхтонкий помол – до зерен (частиц) 50-1 мкм ;

В основу разделения на стадии дробления положены данные, характеризующие величину разгрузочной щели при наибольшем отдалении рабочих органов друг от друга.

Дробление и помол весьма энергоемкие операции .

Показатели технического уровня трубных мельниц

СМ-4362х10.52.2х132.6х133.2х8.53.2х154х13.5Показатель
Диаметр и длина барабана, мСМ-14	1.5х5.445	1,512х5,605	2х10,5	2,2х13	2,6х13	3,2х8,5	3,2х15	4х13,5
Производительность, т/ч	7-8	8-9,5	10-17	16,2	25-27	105	50	150
Мощность эл. двигателя, кВт	130	130	380	514	850	1000	2000	3200
Масса, т	39.4	24,106	105,3	113,6	160	216	385	411
Масса мелющих тел, т	12.25	12.245	45	43	80	85	140	226
Удельная энергоемкость	16,25	14,44	25,33	31,72	32,69	9,52	40	21,33
Удельная металлоемкость	4,92	2,68	7,02	7,01	6,15	2,05	7,02	2,74

Удельная энергоемкость:

, кВт ч/т (1.6)

где: Р – мощность эл. двигателя, кВт;

П – производительность, т/ч.

Удельная металлоемкость:

(1.7)

где: m – масса дробилки, т.

Проведем сравнение технического уровня представленных здесь шаровых мельниц. Для этого определим удельную энергоемкость и удельную металлоемкость дробилки:

1) СМ-14

2) СМ-436

3) 2х10,5

4) 2,2х13

5) 2,6х13

6) 3,2х8,5

7) 3,2х15

3) 2х10,5

Из приведенных выше расчетов видно, что шаровая мельница 3.2х15 обладает самой высокой удельной производительностью и металлоемкостью по сравнению с другими дробилками представленными в сравнении дробилками.