Лабораторная работа № 2. Шаровая мельница

Цель работы:

- изучить устройства и принципа действия барабанных мельниц с шаровой загрузкой;

- определить кинетику процесса помола и рассчитать основные параметры мельницы.

 

Состав и устройство макета

 

В производстве цемента, керамики и стекла для грубого и тонкого помола материалов широко применяются шаровые мельницы. Принцип действия шаровых мельниц основан на измельчении материала ударом и частично истиранием свободнопадающих мелющих тел во вращающемся барабане. Шаровые мельницы с периферийной разгрузкой применяются для размола шамота, извести, клинкера и сухих глин. Такие мельницы обычно изготовляются с короткими барабанами.

Трубные мельницы в промышленности строительных материалов применяются в основном на цементных заводах.

Конструкция трубной многокамерной мельницы представляет собой пустотелый цилиндрический барабан, изготовленный из стальных листов, соединенных между собой сваркой. Внутренняя поверхность барабана облицована футеровочными броневыми плитами, отлитыми из марганцовистой стали или отбеленного чугуна. С торцов корпус закрыт литыми стальными днищами, консольные части которых выполнены в виде цапф (ими барабан опирается на подшипники, охлаждаемые водой). Удельное давление, создаваемое силами тяжести барабана и футеровкой, а также центробежными силами инерции, не должно превышать 1,6 MН/м².

Макет (рисунок 2.1) состоит из приводного электродвигателя 1 планетарного редуктора 2, кинематически связанного с барабаном 3 посредством муфты 4. Крутящий момент передается на цапфы барабана, которые опираются на подшипниковые опоры 5, 6, связанные общей рамой с приводом.

С помощью пускового устройства 7 приводной электродвигатель 1 приводит во вращение барабан 3 через муфту 4 и редуктор 2 с понижением частоты вращения.

Мелющая загрузка в виде шаров или цильпебса 8 вместе с измельчаемым материалом загружается вовнутрь барабана и выгружается из него через люк с фиксатором 9. Объем загрузки барабана составляет 28...34 % от общего внутреннего объема последнего.

Измельчение происходит в основном за счет удара и истирания частиц материала шаровой загрузкой. Чем тоньше помол материала, тем больше должен преобладать эффект истирания в рабочем объеме.

 

 

Рисунок 2.1 – Схема шаровой мельницы

Теоретические положения и пример расчета мельницы

 

Частота вращения барабана n, с^–1, определяется по формуле

 

, (2.1)

 

где – коэффициент заполнения мельницы шарами, φ = 0,28…0,34;

– внутренний диаметр барабана, м.

Для расчета производительности определяется объем камеры измельчения, м³:

 

V = , (2.2)

 

где – внутренняя длина барабана, м.

 

Масса мелющих тел m_ш, т, рассчитывается по формуле

 

, (2.3)

 

где μ – коэффициент пустотности загрузки, μ = 0,5…0,6;

– плотность мелющих тел, = 7,8 т/м³.

Производительность Q_р, т/ч, определяется по формуле

 

, (2.4)

 

где q – удельная производительность мельницы на 1 кВт полезной мощности (может рассчитываться, как отношение ); для цементного клинкера и кварца обычно q = 0,03…0,06 т/ч;

К – коэффициент тонины помола, зависящий от остатка на сите № 008 (приведён в таблице 2.1 , %).

 

Мощность двигателя привода барабанной мельницы с учетом массы измельчаемого материала (принимается обычно 0,14 ), кВт:

 

, (2.5)

 

где – КПД привода.

 

Таблица 2.1 – Исходные данные