Реферат на тему шаровые мельницы

Обновлено: 02.07.2024

Шаровой мельницей называют специальное оборудование, предназначенное для помола твердых материалов. Это могут быть рудные или нерудные полезные ископаемые, строительные материалы и т. д. Дробление в них происходит с помощью твердых шаров. Отсюда и их название.

Конструкция

Основным элементом такого оборудования, как шаровая мельница, является специальный барабан обычно цилиндрической формы. Частично его объем заполняют твердые шары. Изготовлены они могут быть из стали, чугуна, алюминия и т. д. Иногда вместо шаров используются размольные тела и другой формы: цилиндрической, квадратной и т. д. В барабаны небольших мельниц может загружаться даже простая галька. Крутящий момент рабочему органу мельницы чаще всего передает электрический двигатель. Простейшие модели могут оснащаться обычной ручкой вращения.

Для того чтобы продлить срок службы барабанов, при изготовлении мельниц их стенки изнутри покрывают специальными износостойкими материалами: твердыми сплавами, марганцовистыми сталями, наплавочными материалами.

Все дробильные аппараты этой разновидности имеют ту особенность, что породы и другие твердые материалы измельчаются в них до частиц, имеющих неправильную осколочную форму и шероховатую поверхность. Ниже представлена схема шаровой мельницы стандартного образца. Как видите, оборудование этого типа имеет не особенно сложную конструкцию.

Шаровая мельница: принцип работы

Помол твердых материалов внутри барабана происходит благодаря передвижению шаров. Дробиться горные породы могут до разной величины зерна. Неодинаковой бывает и производительность мельниц. Последний параметр зависит от формы размольных тел, степени наполненности ими барабана и скорости его вращения.

В процессе работы мельницы на горные породы могут действовать две силы: ударная и истирающая. Собственно сам процесс дробления — процедура по времени довольно-таки длительная. Продолжаться он с использованием такого оборудования, как шаровая мельница, может от пары часов до нескольких суток.

Разновидности

Классифицироваться мельницы этого типа могут по следующим признакам:

По сфере использования. Мельницы бывают лабораторными и промышленными. Первая разновидность применяется для дробления малого количества твердого вещества, имеет небольшие габариты. Слишком уж высокой производительностью такое оборудование не отличается. Промышленные мельницы предназначены для дробления большого количества горных пород и используются чаще всего для изготовления разного рода строительных материалов.

По типу конструкции. На предприятиях и в лабораториях могут использоваться аппараты с одним или с двумя барабанами.

По условиям работы. В этом плане различают мельницы сухого и мокрого помола. Первая разновидность обычно используется для изготовления разного рода строительных материалов. Мельницы мокрого помола применяются в основном для дробления заранее измельченных пластических и дисперсных масс. Такое оборудование обычно устанавливается в цехах предприятий, занимающихся изготовлением стекла, керамики и ЛКМ.

По способу разгрузки. По этому признаку различают решетчатые и сливные мельницы. В первом случае разгрузка производится принудительно. Такие аппараты считаются более производительными. В сливных мельницах готовая пульпа разгружается через цапфу.

По типу действия. В этом плане различают оборудование непрерывного и периодического действия.

Основные режимы работы

Измельчаться твердые материалы в мельницах могут до мелкого или крупного зерна. При этом на предприятиях обычно используется два режима их работы: истирания и ударный. В первом случае чаще всего получаются порошки с очень мелким зерном. Ударный режим используется для дробления материалов до крупных частиц. Истирается горная порода внутри мельницы при не слишком большой скорости его вращения. В этом случае шары не отрываются от стенок барабана, а просто перемещаются относительно его поверхности и друг друга. При больших скоростях они подлетают вверх и падают на горную породу, создавая ударную нагрузку.

Скользящий режим

Чтобы шаровая мельница работала с максимальной производительностью, в барабане должно находиться определенное количество размольных элементов. Если их будет слишком мало, оборудование перейдет в скользящий малоэффективный режим обработки породы. Дело в том, что при недостаточном общем весе шаров они перестают двигаться друг относительно друга, скользя по стенкам барабана единой массой. При этом значительно уменьшается площадь их соприкосновения с обрабатываемой породой, а следовательно, и падает производительность. Оптимальным весом размольных элементов считается 1.7-1.9 кг на литр объема барабана.

Шаровая мельница – устройство для помола

Лабораторная шаровая мельница для мокрого и сухого помола разных проб материалов применяется в условиях либо небольшого производства, либо специальной лаборатории. Это оборудование используется для подготовки малых партий материала, а также для моделирования процессов помола сырья. Очень важно уделить должное внимание моменту, который подчеркивает то, что крайне необходимо, чтобы твердость материала, который перемалывают, не превышала твердости мелющих стенок и тела размольного барабана.

Принцип работы

Лабораторная шаровая мельница производится только в двух вариантах:

1. настольный вариант;

2. напольный вариант.

Этот прибор состоит из рамы, сваренной из стального профиля и окрашенной порошковой краской, на которой должны быть установлены два вала. Первый вал жестко закрепляется на раме мельницы и связывается клиновидным ремнем с двигателем. Второй вал должен легко вращаться в опорах.

В зависимости от размера диаметра размольного барабана нужно регулировать расстояние между валами. Шаровая мельница работает по типу заполнения млеющими телами, измельченными продуктами или жидкостью барабана. После этого барабан закрывается крышкой. Крышка должна быть герметичной и надежной. Также она работает по принципу больших промышленных мельниц мокрого или сухого помола, применяя в своем использовании истирающе-ударное воздействие млеющих стенок и тела барабана на материал.

Комплектность мельницы

Лабораторные мельницы комплектуются в зависимости от выбора заказчика стальными, фарфоровыми или выполненными из нержавеющей стали размольными барабанами самых разных объемов. Частотный преобразователь устанавливают для изменения скорости вращения барабана. Без него прибор настраивается на среднее количество оборотов за минуту. Мельница имеет стандартный комплект, в который входит частотный преобразователь, привод, размольный барабан и в достаточном количестве млеющие тела. Лабораторные шаровые мельницы начинают свою работу благодаря электродвигателям, которые защищают от перегрева и перегрузки.

Мельницы и их применение для тонкого измельчения каменных материалов. Классификация барабанных мельниц, периодического и непрерывного действия. Мельницы с периферической разгрузкой через сито, полую цапфу или торцовое днище (одно- и многокамерные).

Рубрика	Производство и технологии
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	01.06.2014
Размер файла	982,1 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

Интенсификация различных процессов существенно зависит от тонкости помола. Уменьшение размера частиц приводит к увеличению их относительной прочности вследствие снижения числа участков с предразрушенной структурой. Появившиеся на первых циклах нагружения микротрещины в мелких частицах могут смыкаться под действием молекулярных сил. Однако увеличение тонкости помола приводит к резкому росту энергоемкости процесса измельчения.

Для тонкого измельчения каменных материалов применяют мельницы.

Мельницы достаточно разнообразны и отличаются между собой по характеру работы, способам помола, форме рабочего пространства, конструкции. мельница измельчение каменный цапфа

Наибольшее распространение получили барабанные мельницы. Помол у таких мельниц осуществляется в результате использования энергии удара и истирания свободно падающими дробящими материалами (шарами, стержнями, цилиндрами), находящимися во вращающем барабане вместе с измельчаемым материалом.

Классификация барабанных мельниц

Ш режиму работы - периодического и непрерывного действия;

Ш по конструкции барабана и наличию перегородок - цилиндрические многокамерные и однокамерные, конические

Ш способу помола - сухого и мокрого помола;

Ш характеру работы - мельницы, работающие по открытому и замкнутому циклу;

Ш форме мелющих тел - шаровые, стержневые, самоизмельчения (без мелющих тел) и др (рис 1);

Ш способу разгрузки - с механической и пневматической разгрузкой;

Ш конструкции загрузочного и разгрузочного устройства - с загрузкой и выгрузкой через люк, через полые цапфы и с периферийной разгрузкой;

Ш конструкции привода - с центральным и периферийным приводом.

Более подробную классификацию барабанных мельниц можно увидеть в таблице 1

Способ разгрузки готового продукта

а) Барабанные вращающиеся мельницы (тихоходные)

1. Шаровая периодического действия (рис. 2, а)

Периодическая разгрузка через люк

Сухой (для лабораторных -- сухой и мокрый)

2. Шаровая с периферической разгрузкой (рис. 2, б)

Разгрузка через цилиндрическое сито

3. Шаровая с центральной разгрузкой (рис. 2, в)

Центральная разгрузка (непосредственно через цапфу)

4. Шаровая с решеткой (рис. 2, г)

Разгрузка через решетку, а затем через цапфу

5. Шаровая соткрытым концом (рис. 2. д)

Через решетку (без цапфы)

6. Трубная однокамерная(рис. 2, е)

Центральная разгрузка (через цапфу)

7. Трубная многокамерная (рис. 2, ж)

Между камерами -- разгрузка через решетку; из последней камеры -- центральная разгрузка

8. Коническая мельница (рис. 2, з)

9. Стержневая с центральной разгрузкой (рис. 2, и)

Стальные стержни (длиной, равной длине барабана)

10. Стержневая с периферической разгрузкой (рис. 2, к)

Разгрузка через окна в барабане

Галька, куски твердых горных пород или фарфоровые шары

Разгрузка центральная непрерывная или периодическая

12. Рудно-галечная бесшаровая

Крупные куски измельчаемой руды

Разгрузка через цапфу

13. Барабанная роликовая

Периферическая разгрузка через окна (или центральная сливная)

б) Вибрационные барабанные мельницы (быстроходные)

14. Вибрационная шаровая периодического действия

Периодическая (через люк)

15. Вибрационная шаровая непрерывного действия

Непрерывная центральная (воздушным потоком)

16. Вибрационнаяная стержневая непрерывного действия

Периферическая (через решетку)

17. Вибрационная роликовая периодического действия

18. Вибрационная роликовая непрерывного действия

Периферическая через отверстия в цилиндре

19. Центробежная многокамерная с неподвижным вертикальным барабаном

Ролики или шары

Непрерывная (через щель между диском и корпусом)

20. Рудно-галечная бесшаровая

Крупные куски измельчаемой руды

Разгрузка через цапфу

21. Барабанная роликовая

Периферическая разгрузка через окна (или центральная сливная)

22. Вибрационная шаровая периодического действия

Периодическая (через люк)

23. Вибрационная шаровая непрерывного действия

Непрерывная центральная (воздушным потоком)

24. Вибрационнаяная стержневая непрерывного действия

Периферическая (через решетку)

25. Вибрационная роликовая периодического действия

26. Вибрационная роликовая непрерывного действия

Периферическая через отверстия в цилиндре

27. Центробежная многокамерная с неподвижным вертикальным барабаном

Ролики или шары

Непрерывная (через щель между диском и корпусом)

Рис. 2 Классификация барабанных мельниц

Достоинствами барабанных мельниц являются возможность получения высокой и постоянной тонкости помола и возможность регулирования ее; возможность просушки материала в самой мельнице; простота конструкции; надежность в эксплуатации и возможность измельчения пород разной твердости. К их основным недостаткам относятся: невысокие скорости движения мелющих тел и материала; в работе участвует только часть мелющих тел; рабочий объем барабана используется 30-40%; значительный расход энергии; большой вес и размер, и сильный шум во время работы.

Шаровые мельницы характеризуются внутренним диаметром барабана и его рабочей длинной ( D и L). Если L/D 3 - трубными. Значение отношения длинны к диаметру зависит от твердости размалываемого материала. Например клинкер значительно тверже известняка и размалывается значительно тоньше последнего, то размалываемый материал в цементной мельнице должен находится дольше для необходимой тонкости помола.

Размеры кусков загружаемого материала составляют 10-30 мм, а получают 0,05 мм и меньше.

В зависимости от механических характеристик дробимого материала применяются стальные, кремневые, фарфоровые мелющие тела. В мельницу обычно загружают шары двух размеров. Общий объем шаровой загрузки составляет обычно 40 от рабочего объема мельницы.

На эффективность работы шаровых мельниц большое влияние оказывают свойства размалываемого материала, размеры загружаемых в мельницу кусков, заданная степень измельчения, способ загрузки мельницы, плотность и размер шаров, диаметр и угловая скорость барабана. Первые 4 фактора определяются производственными условиями, тогда как диаметр и угловая скорость барабана, а так же размеры шаров могут быть точно определены на основе многочисленных исследований и математического анализа работы мелющих тел (шаров) в мельнице.

Рассмотрим некоторые положения, определяющие кинематику и динамику мелющих тел (шаров) в зависимости от размера и числа оборотов барабана мельницы.

При медленном вращении мельницы шары вместе с измельчаемым материалом поднимаются вдоль стенки барабана до величины угла естественного откоса и потом скатываются вниз -каскадный режим (рисунок 3а). Материал, расположенный между мелющими шарами, измельчается путем тонкого истирания. При более быстром вращении барабана шары под влиянием центробежной силы, прижимающей их к стенкам барабана, поднимаются и затем низвергаются в нижнюю часть мельницы - водопадный режим (рисунок 3б). Измельчение в этом случае будет происходить за счет ударного и истирающего воздействия падающих шаров.

Дальнейшее увеличение скорости барабана приводит к возникновению центробежных сил, превышающих силы тяжести шаров. При этом шары прижимаются к внутренней стенки барабана и перемещаются вместе с ней, процесс измельчения материала прекращается (рисунок 3в).

Рис 3.

Во время вращения мельницы наблюдаются оба режима работы дробящей загрузки, так как часть шаров работает в каскадном, а часть в водопадном режиме.

1. Мельницы периодического действия

Мельницы периодического действия (рис. 4), когда надо получить весьма тонкий продукт. Несмотря на невысокую производительность и сравнительно-большой расход энергии, эти машины широко используют в производстве изделий тонкой керамики для мокрого помола отощающих материалов, приготовления глазурей и эмалей.

Мельница периодического действия представляет собой сварной барабан 8, закрытый с обеих сторон чугунными или стальными днищами с цапфами 6, которыми мельница опирается на подшипники 3. Барабан внутри футерован кремневыми камнями, фарфоровыми плитами или плитами из высокоглиноземистых или циркониевых материалов. Мелющие тела изготовляют из тех же материалов или применяют кремневую гальку. Мельница приводится во вращение от фланцевого электродвигателя 1 через планетарный редуктор 2 и зубчатую пару с внутренним зацеплением, заключенную в кожухе 5.

Мельница загружается мелющими телами и материалами через люк 7, закрываемый крышкой. Количество загружаемой массы материала составляет от 400 до 500 кг на 1 м 3 емкости барабана, а вес кремневых шаров примерно равен весу материала. Разгружается мельница через тот же люк; чтобы при этом не выпадали мелющие тела, в люк вставляется стакан 4 с отверстиями, размеры которых меньше размеров мелющих тел. Для ускорения разгрузки мельницы с противоположной от люка стороны вывинчивается пробка и в мельницу поступает воздух.

Производительность мельницы периодического действия зависит от её объема и продолжительности помола. При нормальном числе оборотов мельницы на продолжительность помола оказывают влияние физические свойства дробимого материала, размеры материала, поступающего в мельницу, заданная степень измельчения, форма, размеры и качество мелющих тел. Как правило, в мельницу поступает материал, предварительно измельченный до крупности 1 мм. Материал, измельченный в мельнице, должен проходить через сито № 006 с остатком не более 2%.

Рис.4 . Шаровая мельница периодического действия:

1 -- электродвигатель, 2 -- планетарный редуктор, 3 -- подшипники,

4 -- стакан, 5 -- кожух, 6 -- стальные днища с цапфами, 7 -- крышка люка, 8 -- сварной барабан

Диаметр барабана – 2500 мм, длина барабана – 15000 мм, объемная масса известняка 2600 кг/м 3 , коэффициент заполнения металлическими шарами и цильпебсом барабана мельницы 0,31, объемная масса шаров в засыпке 4,6 т/м 3 , коэффициент размолоспособности 1,1, поправочный коэффициент на тонкость помола 1,05.

Определить критическую и рабочую частоту вращения мельницы, массу загрузки шаров, производительность мельницы и мощность её электродвигателя и размеры мелющих тел.

Байсоголов В.Г. Механическое и транспортное оборудование заводов огнеупорной промышленности. М.: Металлургия, 1984. 294с. Ильевич А.П. Машины и оборудовыание для заводов по производству керамики и огнеупоров. М.: Машиностроение, 1968. 355с.

Общие сведения

Шаровые мельницы широко применяют для грубого и тонкого помола материалов. Принцип действия шаровых мельниц состоит, в измельчении материла ударом и частично истиранием свободно падающих мелющих тел во вращающемся барабане.

В зависимости от скорости вращения барабана мельницы различают два основных режима работы мелющих тел: при малой скорости - каскадный, при большой - водопадный.

При каскадном режиме мелющие тела перекатываются и материал измельчается под действием раздавливающих и истирающих усилий.

При водопадном режиме работы шары в результате трения о внутреннюю поверхность корпуса поднимаются вместе с корпусом до точки А , называемой точкой “отрыва”, а затем падают вниз к точке “падения” В. В этой точке происходит измельчение материала под действием ударных усилий.

Шаровые мельницы могут быть классифицированы по следующим основным признакам:

по конструкции барабана и наличию перегородок:

1) цилиндрические однокамерные и многокамерные

по принципу работы:

1) периодического действия

2) непрерывного действия — с периферической разгрузкой и с разгрузкой через полую цапфу

по роду футеровки и характеру мелющих тел:

1) с неметаллической футеровкой и металлическими, мелющими телами;

2) с металлической футеровкой и металлическими мелющими телами – шарами, короткими цилиндрами или стержнями;

по конструкции привода:

1) с периферийным (шестеренчатым) приводом

2) с центральным приводом

Мельницы могут работать в открытом или замкнутом цикле при условии непрерывного действия. В них можно размалывать материал, как сухим, таки мокрымспособом.

Достоинства шаровых мельниц:

1) возможность получения высокой и постоянной тонкости помола и регулирования её;

2) возможность подсушки материала в самой мельнице;

3) простота конструкции;

4) надежность в эксплуатации;

5) возможность измельчения пород различной твердости.

1) значительный расход энергии;

2) большой вес и размеры;

3) большой пусковой момент;

4) сильный шум во время работы.

1. Мельницы периодического действия

Мельницы периодического действия (рис. 3) с неметаллической футеровкой применяют в случаях, когда надо получить весьма тонкий продукт, свободный от металлических примесей. Несмотря на невысокую производительность и сравнительно-большой расход энергии, эти машины широко используют в производстве изделий тонкой керамики для мокрого помола отощающих материалов, приготовления глазурей и эмалей.

Мельница периодического действия представляет собой сварной барабан 1,закрытый с обеих сторон чугунными или стальными днищами 2 с цапфами, которыми мельница опирается на подшипники 3. Барабан внутри футерован кремневыми камнями, фарфоровыми плитами или плитами из высокоглиноземистых или циркониевых материалов. Мелющие тела изготовляют из тех же материалов или применяют кремневую гальку. Мельница приводится во вращение от фланцевого электродвигателя 4 через планетарный редуктор 5 и зубчатую пару с внутренним зацеплением, заключенную в кожухе 6.

Мельница загружается мелющими телами и материалами через люк, закрываемый крышкой 7. Количество загружаемой массы материала составляет от 400 до 500 кг на 1 м 3 емкости барабана, а вес кремневых шаров примерно равен весу материала. Разгружается мельница через тот же люк; чтобы при этом не выпадали мелющие тела, в люк вставляется стакан 8 с отверстиями, размеры которых меньше размеров мелющих тел. Для ускорения разгрузки мельницы с противоположной от люка стороны вывинчивается пробка и в мельницу поступает воздух.

Производительность мельницы периодического действия зависит от её объема и продолжительности помола. При нормальном числе оборотов мельницы на продолжительность помола оказывают влияние физические свойства дробимого материала, размеры материала, поступающего в мельницу, заданная степень измельчения, форма, размеры и качество мелющих тел. Обычно цикл помола продолжается от 3 до 10 ч. Как правило, в мельницу поступает материал, предварительно измельченный до крупности 1 мм. Материал, измельченный в мельнице, должен проходить через сито № 006 с остатком не более 2%.

По данным Московского плиточного завода при приготовлении плиточно-фаянсовой массы в мельницу емкостью 6,72 м 3 загружают: мелющих тел 3900 кг, отощающих материалов (песок, полевой шпат, бои плиток) 1412 кг (сухих), соды 234 кг, воды 1000 л и вращают мельницу (при 18 об/мин) 2—2,5 ч. Затем в мельницу догружают глинистых материалов (каолин просяновский и глину часовъярскую) 158 кг, жидкого стекла 635 кг и воды 1454 л. Догруженную мельницу вращают 1 ч 15 мин — 1 ч 30 мин, после чего готовую массу сливают в мешалку. Общая продолжительность помола плиточно-фаянсовой массы составляет 3—4 ч.

По данным Дмитровского фарфорового завода при приготовлении фарфоровой массы в мельницу объемом 6,2 м 3 загружают: мелющих тел 3750 кг, пегматита 1010 кг (сухого), бой посуды глазурованной 266 кг и неглазурованной 152 кг, песка (глуховецкого) 803 кг, глины (веселовской) 277 кг и воды 2500 л. Продолжительность помола составляет 10 ч при скорости вращения мельницы 19 об/мин.

2. Мельницы непрерывного действия

2.1 Мельницы с периферической разгрузкой через сито

Мельницы (рис.3.1), широко применяемые в огнеупорной промышленности, предназначены для измельчения материалов средней твердости (сухой глины, шамота, магнезита и т. п.), когда необходимо получить не менее 30—40% частиц величиной меньше 5 мм.

Мельница имеет два торцовых днища 6 и 8 из листовой стали, которые изнутри облицованы стальными броневыми элитами 9. К внутренней стороне днищ прикреплены стальные броневые плиты 7, расположенные уступами. К торцовым днищам крепятся с одной стороны ступица 5, с другой — горловина 13, отлитая вместе с лопастями 12 и ступицей 10. К горловине 13 примыкает питающая воронка 11, установленная на фундаменте. Вал 4, на котором шпонками закреплены ступицы 5 и 10, опирается на подшипники, установленные на фундаментах.

Так как броневые плиты расположены уступами, барабан может вращаться только в направлении, указанномстрелкой. Броневые плиты с одной стороны несколько утолщены, а в тонкой части имеют отверстия диаметром 5 мм, расширяющиеся в сторону прохода материала. Между плитами оставляются щели, перекрываемые волнистыми щитками 14, которые задерживают крупные частицы материала от выпадения.

Над плитами 7 смонтировано два ряда сит — 3 и 1. В первом из них отверстия больше, чем во втором. Сито 3 задерживает крупные частицы материала и предохраняет сито 1 от излишней нагрузки и преждевременного износа. Сито 3 выполнено из отдельных секций, между которыми оставляются щели. Частицы материала, не прошедшие сквозь отверстия сита 1, возвращаются в барабан через щели между секциями сита 3 и плитами 7 для повторного измельчения. Измельченный и просеянный материал поступает в кожух 2. Патрубок 15 служит для присоединения мельницы к аспирационной установке.

В мельницу поступает материал крупностью 25—75 мм, который измельчается до частиц величиной 0,5 мм. Диаметр мелющих шаров 80—120 мм. Для мельницы размерами 2,26 Х 1,38 рекомендуется набор шаров диаметром 120, 100 и 80 мм по 450 кг, общей массой 1350 кг.

Недостатком рассматриваемых мельниц является то, что в них объединены помол и просев. Последний происходит только на небольшой части поверхности сита; это снижает производительность мельницы. Кроме того, в этих мельницах невозможен тонкий помол материал из-за забивания тонких сит. В современных высокопроизводительных установках помол и просев осуществляется в разных машинах, работающих в замкнутом цикле.

Мельницы с периферической разгрузкой через сито изготовляют с размером между наружными ситами 850 и 2260 мм и соответственно шириной между торцовыми дисками 450 и 1380 мм, угловой скоростью 45 и 25 об/мин, мощностью двигателя 2,2 и 22 кВт. Производительность мельницы размерами 2,26 X 1,38 составляет до 5 т/ч сухой глины при наружном сите с отверстиями 1 мм и до 7,5 т/ч шамота при сите с отверстиями 3 мм.

2.2 Мельницы с разгрузкой через полую цапфу или торцовое днище (одно- и многокамерные)

Эти мельницы бывают с коротким и длинным барабаном (с отношением длины к диаметру 0,7—2 и 2—7), конусные и цилиндрические.

Конусные мельницы с разгрузкой через полую цапфу(рис. 3.2) применяют для мокрого и сухого помола материалов различной твердости. К цилиндрической части 1 корпуса мельницы приклепаны с обеих сторон усеченные конусы: со стороны загрузки — крутой конус 2 с углом при вершине 120°, со стороны выгрузки — пологий конус 3 с углом при вершине 60°. Цилиндрическая часть мельницы изготовляется длиной от 1/4 до 1/3 диаметра. В мельницах с кремневой футеровкой длина цилиндрической части достигает величины диаметра.

Мельница загружается металлическими шарами диаметром 60—125 мм, кремневой галькой или фарфоровыми шарами. Для увеличения производительности мельница устанавливается с небольшим наклоном в сторону выгрузки материала (около 34 мм на 1 м длины барабана).

В мельнице этого типа происходит автоматическое распределение шаров по крупности без применения перегородок и достигается измельчение материала мелющими телами, соответствующими крупности его кусков или частиц. Благодаря этому конусные мельницы имеют более высокую производительность и расходуют меньше энергии, чем цилиндрические, где мелющие тела поднимаются на одинаковую высоту.

Размер поступающих в мельницу кусков материала должен быть не больше 50 мм; измельчается материал до величины частиц 0,07 мм. Загрузка и разгрузка материала осуществляются через полые цапфы.

2.3 Многокамерные мельницы

Применяются для помола шамота, кварца, пегматита, известняка, цементного клинкера, угля и других материалов, когда требуется высокая производительность и надо получить продукт высокой, инородной тонкости. В многокамерной мельнице объединены все стадии измельчения и может осуществляться как мокрый, так и сухой помол материалов. Камеры загружаются мелющими телами разного размера соответственно крупности измельчаемого материала.

В результате применения многокамерных мельниц упрощается процесс помола и обслуживание мельниц, значительно сокращается количество вспомогательной аппаратуры и уменьшается кубатура здания. Это способствует широкому распространению многокамерных мельниц. Наибольшее распространение получили мельницы, имеющие центральный привод с разгрузкой через полую цапфу и торцовое днище.

Схема многокамерной мельницы с разгрузкой через полую цапфу и с центральным приводом показана на рис. 3.3. Барабан 6 мельницы сварен из листовой стали толщиной 28 мм и закрыт с двух сторон торцовыми днищами 1 и 10. Днища отлиты заодно с пустотелыми цапфами 4 и 13, которыми мельница опирается на литые чугунные подшипники 2 и 19 с баббитовой заливкой. Подшипники имеют сферические опоры, снабжены водяным охлаждением и централизованной системой смазки. Внутри мельница облицована броней из марганцовистой стали и разделена на две камеры дырчатой перегородкой 5. Конструкция более совершенной мельницы размерами 2,2Х 13 (рис. 3.4) предусматривает возможность установки еще одной или двух перегородок.

В корпусе мельницы над каждой камерой сделаны овальные отверстия — люки, закрываемые крышками 7 (рис. 3.3). Через эти люки мельница загружается мелющими телами. В первых камерах мелющими телами обычно служат металлические шары, в остальных — короткие металлические цилиндры (цильпебсы). Стальными телами камеры заполняют примерно на 23—28% их объема.

К цапфе 4 (рис.3.4) жестко крепится груша 23 (разгрузочное устройство), на внутренней стороне которой имеются лопасти 26. Последние подают материал в пустотелую цапфу. В эту цапфу вставлена втулка 24 с приваренными к ней лопастями. Лопасти груши и цапфы обеспечивают принудительное поступление материала в мельницу, причём параметры загрузочного устройства обеспечивают значительно большую производительность, чем производительность мельницы, что устраняет возможность её недогрузки.

Между загрузочной течкой 3 (рис. 3.4) и грушей сделано двойное фетровое уплотнение с прижимным кольцом. Между кольцом и течкой нагнетается густая смазка.

У разгрузочного днища 10 установлена диафрагма, состоящая из дырчатой перегородки 8, пустотелого конуса 9 и приваренных к нему радиально направленных лопастей 11. К цапфе 13, внутри которой вставлена втулка 12 с лопастями, прикреплены разгрузочный патрубок 16 с окнами 18 по периферии и каркас контрольного сита 15, охваченный кожухом 17.

Мельница приводится в движение от электродвигателя 20 через двухступенчатый редуктор 21 и вал 22 центрального привода, снабженный зубчатыми муфтами. Наличие центрального привода позволяет обойтись без тяжелого и дорогого зубчатого венца, обеспечивает более спокойный ход мельницы и возможность установки двигателя с редуктором в отдельном помещении, защищенным от пыли.

Материал, измельчаемый в мельнице, проходит через межкамерные перегородки, затем через перегородку в диафрагмы поступает на лопасти 11, поднимается ими и сползает по их поверхности и поверхность конуса 9 во втулку 12, где подхватывается лопастями и подается в разгрузочный патрубок 16. Через окна 18 разгрузочного патрубка материал переходит на контрольное сито 15.

Измельченныйматериал, прошедший через сито, поступает в кожух 17, а из него в транспортирующее устройство. Частицы материала имелкие остатки обработанных мелющих тел, не прошедшие сквозь сито, через полость 25 кожуха удаляются из мельницы.

Патрубок 14 служит для подсоединения мельницы к аспирационной системе.

3.1 Определить критическую и рабочую частоту вращения мельницы

Критическая частота вращения.

Рабочая частота вращения принимается 80% от критической.

3.2 Определить массу загрузки шаров

R –радиус мельницы

L – длина мельницы

γ – объемная масса шаров

φ – коэффициент заполнения

3.3 Определить мощность электродвигателя

η – потери в приводе. Мы их принимаем, как 0,85.

3.4 Определить размеры мелющих тел

Принимаем известняк с величиной кусков 25 мм, величина частиц 300мкм.

1-ая камера, мм	2-ая камера, мм.	3-ая камера (цильпебсная), мм.
120 - 100	80 - 60	32 - 18

3.5 Определить производительность мельницы

D – внутренний диаметр отфутерованного барабана, м;

V – внутренний полезный объем барабана, м 3 ;

q – удельная производительность мельницы, т/кВт*ч;

k – поправочный коэффициент учитывающий тонкость помола.

В данной работе мы рассчитали шаровую мельницу с заданными размерами L=15 м, D=2,5 м и определили: критическую и рабочую частоту вращения мельницы, массу загрузки шарами, размеры мелющих тел, мощность электродвигателя, а так же производительность мельницы.

Данный тип мельниц применяют в цементной промышленности, а именно на Ангарском цементном заводе и УЗТСМ в г. Норильск.

Библиографический список

1. Байсоголов В.Г. Механическое и транспортное оборудование заводов огнеупорной промышленности. М.: Металлургия, 1984. 294с.

2. Ильевич А.П. Машины и оборудование для заводов по производству керамики и огнеупоров. М.: Машиностроение, 1968. 355с.

3. Сапожников М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Высшая школа,1971. 382с.

Шаровая мельница помола твёрдых материалов — агрегат для работы с рудными и нерудными ископаемыми, стройматериалами и пр. Название пошло от процесса дезинтеграции (измельчения) мелющими телами – твердыми шарами.

Конструкция шаровых мельниц

Главным элементом такого оборудования является вращающийся барабан цилиндрической формы, частично заполненный твёрдыми шарами. Шары изготавливают как правило из стали или чугуна. Барабан приводится во вращение электродвигателем.

Внутренние стенки барабана футеруются износостойкими материалами из стали или специальной резины.

Принцип действия шаровой мельницы заключается в перемоле твёрдых пород при передвижении наполнителя внутри корпуса. На измельчаемы материал действуют ударная и истирающая силы. В зависимости от типа и крупности исходного материала время измельчения может составлять от первых минут до десятков минут.

Преимущества оборудования

По сравнению с другими устройствами для измельчения твёрдых пород, шаровая мельница обладает рядом преимуществ:

высокая производительность
возможность регулировки крупности помола
высокая степень сокращения крупности материала
универсальность, т.е. возможность переработки разнообразных материалов.
быстрая окупаемость

Ещё один плюс — широкий линейка предполагаемых типов мельниц. Можно подобрать вариант, исходя из конкретной ситуации и задач.

Типы шаровых мельниц

Сфера использования. Разделяют на промышленные и лабораторные шаровые мельницы. Типичные характеристики промышленных агрегатов — высокая производительность и непрерывный режим работы. Лабораторные — малых размеров для измельчения небольшого количества руды, как правило, в периодическом режиме.
Вид конструкции. Количество барабанов — один или два. А также форма барабана — трубные, цилиндрические или цилиндро-конические.
Условия обработки. Мокрый и сухой помол. Устройства мокрого помола нашли своё применение для переработки руд и не горно-химического сырья. Например, подобные устройства используют на предприятиях по производству ЛКМ, керамики и стекла. Аппараты сухого помола применяют преимущественно для производства стройматериалов и химических соединений.
Способ разгрузки. Решётчатые и сливные (центральная разгрузка) агрегаты. Решётчатые отличаются большей производительностью, разгрузка проходит в принудительном порядке. Сливные — продукция разгружается через порог цапфы.
Вид действия. Непрерывное или прерывное действие.

Способ разгрузки

Шаровые мельницы с разгрузкой через решетку обладают рядом преимуществ:

Равномерный по фракциям конечный продукт. Низкое количество шламов. Это достигается благодаря размещению отверстия для разгрузки ниже уровня загрузки.
Повышенная производительность, если сравнивать со сливным агрегатом.
Регулировка степени измельчения и возможность загрузки породы фракциями до 30-35 мм. Выбор отверстий в диафрагме решётки также позволяет увеличить производительность.

Однако оборудование с разгрузкой через решетку обладают некоторыми недостатками. Среди основных - более высокая стоимость и сложность в обслуживании.

Что касается шаровых мельниц с центральной загрузкой, то разгрузочная горловина у них имеет больший диаметр, чем загрузочная. Из-за этого удаётся поддерживать нужный уклон и поддержку пульпы на высоком уровне. Крайне важно, чтобы уровень пульпы в барабане был несколько выше уровня в нижней части разгрузочной цапфы.

Вид конструкции

Существует разделение по типам шаровых мельниц в зависимости от установленного барабана — трубные, цилиндро-конические и цилиндрические установки.

На практике для измельчения рудного сырья применяют преимущественно небольшие габариты. Суть цилиндро-конической системы заключается в наличии двух конусов и небольшой цилиндрической части — это и есть корпус агрегата. Оказываемое усилие пропорционально полезному сопротивлению. Окружная скорость снижается в направлении от цилиндрического участка к секции разгрузки.

У трубных шаровых мельниц принцип работы основан на использовании центрального вала, который крепится к муфте. Основная особенность — осевое смещение не передаётся на двигатель или редуктор. Разгрузка измельченной породы происходит через стенку или торец барана.

На производительность шаровых мельниц и на качество конечного материала важное влияние оказывают размеры установки, её длина и диаметр. Ещё один важный фактор — количество камер. Например, в трубных и длинных мельницах есть две камеры, а в коротких и длинных барабанных — всего одна. Оборудование с одной камерой чаще всего используется на обогатительных предприятиях. Характеристики следует подбирать исходя из сферы деятельности компании, типа обрабатываемой руды и желаемого конечного результата.

Режим работы

Шаровые мельницы вращаются со скоростью, не превышающей критического значения, то есть при котором шары начинают центрифугировать внутри барабана под действием центробежной силы.

Читайте также: