Класифікація дроблення і помелу

Клас подрібнення	Розмір кусків вихідного матеріалу, мм	Розмір кусків (частинок) подрібненого матеріалу, мм
Дроблення:
крупне
середнє
дрібне		0,1 ... 5
Помел:
грубий	0,1 ... 5	0,01 ... 0,04
середній	0,1 ... 0,4	0,04 ... 0,005
тонкий	0,1 ... 0,04	0,005 ... 0,001
колоїдний	0,01 ... 0,004	< 0,001

є ж з

Рис. 4.1. Способи подрібнення

а – роздавлювання; б – розколювання з опорною плитою;

в – розколювання між клиноподібними робочими елементами;

г – розламування; д – різання; е – розпилювання; є – стирання;

ж – подрібнення при стисненому ударі; з – подрібнення при вільному ударі:

1 – опорна плита; 2 – подрібнюваний матеріал;

3 – натискна плита; 4 – клиноподібний робочий інструмент;

5 – опори; 6 – ніж; 7 – пилка; 8 – інструмент, що вдаряє

Ефективність подрібнення оцінюється ступенем подрібнення.

і = d_п / d_к , (4.1)

де i – лінійний ступінь подрібнення;

d_п – розмір частинок вихідного матеріалу, м;

d_к– розмір частинок подрібненого матеріалу, м.

Об’ємний ступінь подрібнення визначається за формулою:

а =і³ = d_п³ / d_к³, (4.2)

де а - об’ємний ступінь подрібнення.

Під d_п розуміють середній лінійний розмір, що розраховується за формулою,

d_сер= , (4.3)

де l- максимальна довжина куска, м;

b - максимальна ширина, м;

h- максимальна висота, м.

Теорія дроблення

Поверхнева теорія - при дробленні робота витрачається на подолання сил молекулярного притягання по поверхнях руйнування матеріалу.

Об'ємна теорія -при подрібненні робота витрачається на …_________________________________________________

______________________________________________________

Витрачена на подрібнення робота, згідно гіпотези П.А. Ребіндера, виражається рівнянням:

А = А₁ + А₂ = DV ×H_m + DS ×H_s , (4.4)

де А- корисна робота зовнішніх сил при дробленні, Дж;

А₁ - робота, що витрачається на деформацію руйнованих кусків, Дж;

А₂ - робота, що витрачається на одержання нової поверхні, Дж;

DV - зменшення об’єму кусків матеріалу внаслідок їх деформації перед руйнуванням, м³;

H_m - постійна для даного продукту величина, що характеризує його структурно-механічні і фізико-хімічні властивості, Па;

DS - прирощення площі поверхні, м²;

H_s - постійна, яка характерна для даного матеріалу і пропорційна вільній поверхневій енергії твердого тіла, Н/м.

1.2. Апарати для дроблення

Рис. 4.2. Схема щоко­вої дробарки:	Рис. 4.3. Схема конус­ної дробарки:	Рис. 4.4. Схема валко­вої дробарки:
1 - нерухома щока; 2 – подрібнюва­ний продукт; 3 - рухома щока	1 – зовнішній нерухомий конус; 2 – подрібнюва­ний продукт; 3 – внутрішній рухомий конус	1,3 – валки; 2 – подрібнюва­ний продукт

Рис. 4.5. Схема молоткової дробарки: 1 -завантажувальний бункер; 2 – подрібнюваний матеріал; 3 – робоча камера; 4 – молотки; 5 – перфороване дно

Рис. 4.6. Схема диско­вої дробарки (дис­кового дезінтегра­тора): 1 – завантажувальний патрубок; 2 – камера; 3 – диск, що обертається; 4 – пальці; 5 - завантажувальний бункер; 6 – при-водний вал; 7 – нерухомий диск

Рис. 4.7. Схема перемішування шарів у шаровому млині: 1 – корпус; 2 –подрібнюва-ний матеріал; 3 - шари

Рис. 4.8. Схема жорен: 1 – верхнє жорно; 2 – подрібнюваний продукт; 3 – нижнє жорно; 4 – привідний вал

Рис. 4.9. Схема протиральної машини: 1 – розвантажувальний патрубок; 2 – корпус; 3 – перфорований циліндр; 4 – приймальний бункер; 5 – робочі лопатки; 6 - привідний вал

Теорія різання

Рис. 4.10. Види ножів:

а - двогранний одно­сторонній клин;
б - двогранний дво­сторонній клин

Прирубаному різанні лезо ножа деформує продукт і ущільнює його поверхневий шар, в якому виникають місцеві контактні напруження стискання.

Присковзаючому різанні внаслідок руху ножа перпенди­кулярно до різальної крайки відбувається …_______________

____________________________________________

А_ущ = Е×h_ущ / h₁ , (4.5)

де А_ущ - робота, що витрачається на попереднє ущільнення матеріалу, Дж;

Е - умовний модуль ущільнення матеріалу лезом, Дж;

h_ущ - висота стискання шару, м;

h₁ - початкова висота матеріалу, що підлягає розрізанню, м.

К_р = А_к / А_повн , (4.6)

де К_р – коефіцієнт корисної роботи леза.

2. Обробка матеріалів тиском (пресування)

Відтискання – це процес відділяння рідини від вологомістких продуктів.

____________ (штампування)– це процес надання продукту певної геометричної форми.

____________(брикетування) – це процес, що призначений для ущільнення сипких матеріалів або яких-небудь розрізнених частинок у щільні агрегати за допомогою зв’язуючих рідин та відповідного тиску.

Екструзія– це процес протискання матеріалу крізь профілюючі головки при відповідних температурі і тиску з наданням продукту необхідної форми.

Релаксація- зменшення напруги у тілі при постійній фіксованій деформації.

Апарати для пресування

Рис. 4.11. Схема гідравлічного преса:	Рис. 4.12. Схема шнекового преса:
1 – робочий циліндр; 2 – плунжер; 3 – рухома плита; 4, 6 – нерухомі плити; 5 – з’єднувальні колони	1 – завантажувальний бункер; 2 – корпус; 3 – перфорований конус; 4 – конічний шнек; 5 – регулювальна пробка; 6 – патрубок для виходу рідини; 7 – приводний вал

Рис. 4.13. Схема барабанного формувально-штампувального апарата:	Рис. 4.14.Стрічковий формувальний апарат:
1 – продукт; 2 – приймальний лоток; 3 - приймальний барабан; 4 – штампувальний барабан; 5 – відвідний барабан;6 – лоток для готового продукту; 7 – готовий продукт	1, 3 – стрічки; 2 – продукт

Рис. 4.15. Схема черв’ячного екструдера:

1 – порожнина для охолоджувальної води; 2 – черв’як;

3 – канал для подачі у черв’як гарячої води; 4 – циліндр;

5 – фланець; 6 – головка; 7 – формувальний канал головки; 8 – решітка; 9 – фільтрувальна сітка; 10 – електричні нагрівачі; 11 – завантажувальний бункер

3. Змішування і розподіл (сортування) матеріалів

Сутність і призначення процесів змішування сипких і пластичних матеріалів полягає в одержанні однорідних за складом систем і сумішей.

t = (1 / К)× ln х₁ / (х₁ – х₂), (4.7)

де t– тривалість змішування, с;

К –постійний параметр, який визначається експериментально для конкретних умов;

х₁, х₂ – відповідно початкова і кінцева концентрації основного компонента у заданому об’ємі, %.

Рис. 4.16. Схема змішувачів періодичної дії:

а – лопатевий: 1 – робоча ємкість; 2 – змішуваний матеріал;

3 – вал із лопатами; б – шнековий: 1 – робоча ємкість;

2 – змішуваний матеріал; 3 – шнек; в – барабанний:

1 – барабан; 2 – змішуваний матеріал; 3 – вал

Рис. 4.17. Схеми змішувачів безперервної дії:

а – каскадний - для сипких матеріалів: 1 – вал з мішалкою; 2 – приймальний бункер; 3 – конічний відбивач; 4 – проміжний бункер;

б – стрічковий - для сипких матеріалів: 1 – стрічковий транспортер; 2, 3 – завантажувальні бункери; 4 – змішуваний матеріал; 5 – вал із мішалкою; 6 – вивантажувальний канал;

в - шнековий - для сипучих і пластичних матеріалів: 1 - корпус; 2,3 - шнеки; 4 - завантажувальний бункер; 5 - вал із мішалкою; 6 - вивантажувальний канал