Виды нагрузок при измельчении

Увеличение поверхности твердых веществ означает, измельчение с применением механических сил.

В зависимости от физических свойств веществ, их твердости, хрупкости, измельчение осуществляется с разными видами нагрузок. Для твердых и хрупких веществ обычно выбираются: сжатие, отбивание, ударно-отражательная нагрузка или растирание, для вязких – резка, для волокнистых – рубка и т.д. При обработке в измельчающей машине порой действует одновременно сразу несколько видов нагрузок, например сжатие и растирание, либо ударно-отражательное дробление.

Виды нагрузок

Процессы разрушения и разрыва

При разрушении твердых и хрупких материалов путем сжатий, ударов, истираний зерно распадается на разные по размеру частицы. При этом возникают одна или две конические зоны, в которых вещество разделяется на мельчайшие кусочки (конусы мелкой фракции). Остальная часть зерна разваливается на более крупные части.

Поэтому в сыпучих материалах, образовавшихся в результате такого способ измельчения, имеет место совершенно четкое распределение по крупности зерен (гранулометрический состав).

При измельчении мягких и упругих материалов (резкой, рубкой, пилением) такого распределения не наблюдается.

 

Описание процесса измельчения

Мерой достигаемого измельчения в процессе, считается степень измельчения n. она определяется как частное от деления характерного размера зерна до процесса измельчения D и после него d.

n=D/d

При этом характерный размер (крупность) зерен является показателем гранулометрического состава, например максимальный размер зерен в исходном и измельченном материале.

Чем тоньше дробление, тем выше степень измельчения. Она может составлять от 3 до 10 мм при грубом измельчении и 50 и выше при сверхмелком дроблении.

Пример: Исходный материал с максимальной крупностью зерен 80 мм подвергается грубому измельчению. Максимальный размер зерна измельченного материала составляет 15 мм. Следовательно, степень измельчения n=80 мм/15 мм=5,33 мм.

 

Способы измельчения

С учетом твердости измельчаемого материала различают измельчение твердых, среднетвердых и мягких веществ.

В зависимости от средней крупности зерен измельчаемого продукта выбирают способы дробления либо размалывания, которые имеют еще и собственную классификацию. Соответствующие машины называются дробилками или мельницами.

Таблица Способы измельчения и измельчающие машины

Способ измельчения	Размер и вид зерен продукта	Машины для твердых материалов	Машины для среднетвердых и мягких материалов
крупное дробление	>50 мм крупные куски	шековая дробилка, конусная дробилка	молотковые дробилки
мелкое дробление	5…50 мм мелкий щебень	конусная дробилка валковая дробилка	валковые дробилки
грубое измельчение	0,5…5 мм гравий, «семечко»	молотковая дробилка, валковая мельница	истирающие мельницы, стержневые мельницы
тонкое и сверхтонкое измельчение	0,05…0,5 мм 0,005…0,05мм Мука, пудра	истирающая мельница, штифтовая мельница, конусная мельница	мельницы истирающие, ножевые, вибрационные
коллоидное измельчение	<0,005 мм коллоидная пудра	шаровая мельница, струнная мельница	мельница шаровая, вибрационная (обе для мокрого размола)

 

Процесс измельчения невозможно осуществить за один заход «от крупных кусков до мелкой муки», поэтому приходиться компоновать в одну установку сразу несколько измельчающих машин.