Дослідження процесу дрібного дроблення матеріалів у бігунах

Мета роботи – вивчити конструкцію і принцип роботи бігунів, експериментально дослідити параметри процесу подрібнення.

14.1. Основні теоретичні положення

У хімічній промисловості бігуни застосовують як для дрібного дроблення /кінцевий розмір зерен 3...8 мм/, так і грубого молотіння /розмір зерен 0,2...0,5 мм/.

У бігунах оброблюваний матеріал кілька разів потрапляв під котки й дробиться роздавлюванням і розтиранням. Найбільший розмір захоплюваних грудок матеріалу залежить від діаметра котків.

Основні параметри, що характеризують процес дроблення матеріалів на бігунах: кут захоплення, ступінь подрібнення, частота обертання, продуктивність і споживана потужність.

Теоретична обов'язкова умова перебігу процесу подрібнення на бігунах

, /14.1/

де – кут захоплення; – кут тертя, ; – коефіцієнт тертя подрібнюваного матеріалу по металу.

Співвідношення між діаметром котка й максимально допустимим розміром подрібнюваної грудки

, /14.2/

де – діаметр котка, м; – розмір грудки розроблюваного матеріалу, м.

Ступінь подрібнення матеріалу

, /14.3/

де – середньозважене значення розмірів частинок матеріалу відповідно перед подрібненням і після нього.

Частота обертання бігунів для твердих порід

, /14.4/

де – середній радіус кочення котків, м.

Об’ємну продуктивність бігунів сухого помелу розраховують за емпіричною залежністю, м³/год:

, /14.5/

де – маса котка, кг; – діаметр чаші, м; – густина матеріалу, кг/м³.

Повна потужність бігунів

, /14.6/

де – коефіцієнт тертя кочення, = 1,10^-2…3∙10^-2 м; – кількість котків; – ККД привода; – ширина котка, м.

14.2. Опис установки

Схему експериментальної установки показано на рис. 15.1. Від електродвигуна 1 через муфту 3 і черв’ячну пару 8, 9 обертальний момент передається на вертикальний вал 11, до якого за допомогою стакана 5 і траверси 6 кріплять колінчасті вісі 7 з насадженими на них котками 4. Під час обертання вала 11 котки обкочуються по нерухомому споду чаші 2.

Матеріал, що перебуває на споді чаші, надходить під котючий коток, який під дією своєї ваги дробить його. У разі потрапляння до чаші стороннього матеріалу, який не дробиться, коток перекочуються через нього за рахунок обертання колінчастої вісі 7 навколо вісі траверси 6.

До стакана 5 жорстко кріплять два скребки: ближній, що призначений для подавання матеріалу під котки, і дальній – для вивантаження подрібненого матеріалу з бігунів.

Потужність, споживану в процесі подрібнення, вимірюють ватметром 10.

14.3. Порядок проведення дослідів

Виміряти основні геометричні розміри бігунів. Увімкнути їх і за секундоміром визначити частоту обертання вертикального вала.

Виміряти потужність холостого ходу . Закласти під коток циліндрик роздрібнюваного матеріалу найменшого діаметра і ввімкнути бігуни.

Вимкнути бігуни й повторити те саме для циліндриків матеріалу різного діаметра.

Найбільший діаметр циліндра, захоплюваного котками, беруть як розрахунковий для визначення куга захоплення.

Підготувати наважку матеріалу масою 1,5 кг для подрібнення й рівномірно розподілити її на споді чаші. Увімкнути установку, виміряти потужність робочого ходу. Після 3 хв роботи зупинити бігуни і взяти пробу подрібненого матеріалу масою 100 г для ситового аналізу. Перевірити ситовий аналіз на наборі сит № 0,5, 0,4; 0,25; 0,18. Матеріал повернути в бігуни. Ситовий аналіз повторити через 6, 9 і 12 хв роботи бігунів. Досліди провести для наважок 1,0 і 0,5 кг.

Результати експериментів звести в табл. 14.1.

Таблиця 14.1

Маса завантаження кг	Номер сита	Залишок в ситах, мм
Після	Після 6 хв	Після 9 хв	Після 12 хв
0,5 0,5 0,5 0,3 Потужність робо- чого ходу, Вт 1,0 1,0 1,0 1,0 Потужність робо- чого ходу, Вт 1,5 1,5 1,5 1,5 Потужність робо-чого ходу, Вт	0,5 0,4 0,25 0,18     0,5 0,4 0,25 0,18     0,5 0,4 0,25 0,18

14.4. Порядок обробки результатів дослідів

Треба визначити:

1. середньозважений розмір подрібненого матеріалу

, /14.7/

де – залишок матеріалу на і -му ситі, г; – середній розмір фракції на і -му ситі, м; та – розмір отвору в двох послідовних ситах, м;

2/ ступінь подрібнення за /14.3/;

З/ фактичну потужність, що витрачається на процес подрібнення;

, /14.8/

4/ фактичну продуктивність бігунів, м³/год:

, /14.9/

де – маса завантаження, кг; – час помелу до заданої м’якості, хв;

5/ теоретичну продуктивність за /14.5/;

6/ теоретична витрата потужності бігунів за /14.6/;

7/ питома витрата енергії на подрібнення матеріалу:

. /14.10/

Результати розрахунків звести в табл. 14.2.

Таблиця 14.2

Маса заванта-ження , кг	Параметр	Час подрібнення , хв
	і

Побудувати граничні залежності , для різної маси завантаження і для різного часу подрібнення.

14.5. Техніка безпеки

1. Установку підготувати до роботи послідовним увімкненням автомата електрощита й пускача установки.

2. Проби матеріалу для аналізу відбирати тільки після подвійного вимкнення електромережі установки.

3. Працювати за ввімкненої вентиляції.

4. Вмикати установку обов'язково тільки тоді, коли кришку закрито.

5. По закінченні роботи очистити установку, попередньо видаливши з неї подрібнений матеріал,

6. Бути обережними під час електричних вимірювань.

14.6. Контрольні запитання

1. Будова установки.

2. Як визначити кут захоплення?

3. Як визначити ступінь дроблення і середньозважений розмір подрібненого матеріалу?

4. Проаналізуйте графічні залежності.

5. Як визначити теоретичні продуктивність і потужність бігунів?