Расчет производительности валковой дробилки

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1.Физико- механические свойства.

2.Расчёт основных параметров  валковых дробилок.

3.Методы испытаний.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Кроме вяжущих веществ, являющихся главным структуроформирующими  компонентами искусственных строительных материалов (конгломератов), важными  являются также наполнители и  заполнители. Первые в основном участвуют  в образовании микроструктуры вяжущей  части, вторые при непосредственном цементирующем участии вяжущей  части образуют макроструктуру конгломерата.

Заполнители и наполнители  классифицируют по различным признакам: составу (неорганические и органические); происхождению (природные, искусственные  и побочные продукты (отходы) производства); внешнему виду и форме частиц (порошкообразные,, крупнозернистые, волокнистые, стержневые и листоватые) и т. д.; взаимодействию с вяжущим веществом (активные и  неактивные).

Заполнители и наполнители  получают либо непосредственно из месторождений  пород с их последующей механической обработкой, либо же с помощью химической переработки сырья. В производственных условиях они изготовляются в  результате выполнения определенных технологических  операций, входящих в комплекс подготовительных работ: измельчения и помола, фракционирования, промывки, обезвоживания, сушки и  нагревания, обогащения и химической или физико-химической обработки.

Дробление грубозернистых заполнителей (руды, гравия, щебня, древесины и  пр.) производят с целью получения  зерен и частиц необходимых формы  и размеров, повышенной однородности и плотности. Помол мелкозернистых материалов применяют для повышения  химической и физико-химической активности частиц, увеличения удельной и суммарной  поверхности минерального порошка  и некоторых других порошкообразных  продуктов.

Материалы измельчают в дробилках  крупного дробления, в мельницах  тонкого и сверхтонкого измельчения  и в других машинах.

Для повышения насыпной плотности (уменьшения пустотности) заполнителей с целью улучшения свойств  конгломерата их разделяют на отдельные  фракции (фракционируют) с разной крупностью зерен, а из полученных фракций составляют нужные смеси заполнителей. Фракционирование часто совмещают с измельчением.

Порошкообразные наполнители  фракционируют сепарацией, причем получаемые при этом крупные частицы измельчаются повторно. Одним из важных свойств  порошкообразного наполнителя является его плотность, зависящая от зернового  состава. Степень дисперсности порошкообразного наполнителя должна ограничиваться. При очень высокой дисперсности частицы спонтанно (самопроизвольно) агрегируются (слипаются) с уменьшением  удельной поверхности агрегатов, комкованием  и повышением неоднородности. Необходимую степень дисперсности порошкообразного наполнителя определяют экспериментально, учитывая, что при длительном хранении высокодисперсного наполнителя происходит потеря его активности вследствие адсорбции и хемосорбции веществ из окружающей среды.

Важная роль отводится  промывке водой зернистых заполнителей (песка, гравия, щебня) для освобождения от загрязняющих глинистых, илистых, пылевидных и других примесей. Эти примеси  ухудшают качество ИСК—уменьшают их однородность и прочность, препятствуют сцеплению заполнителя с вяжущим  веществом. Промывка заполнителей водой  часто совмещается с их фракционированием.

После промывки заполнитель  обезвоживают механическим способом (отстаиванием, фильтрацией, отжимом, грохочением, центрифугированием, гидроклассификацией) или искусственной  сушкой в карьерах и на заводах  с помощью различных источников теплоты (газом, инфракрасными лучами, электрическим током высокой  частоты и др.). Введение гидрофобных (водоотталкивающих) поверхностно-активных веществ при промывке способствует" соскальзыванию с поверхности частиц водяных капель. В некоторых случаях, например при приготовлении бетонной смеси, заполнители промывают частью воды затворения и тогда загрязняющие примеси, входящие в водную суспензию, выполняют функции высокодисперсных наполнителей.

В зимнее время заполнители  не только сушат, но нередко еще нагревают  до определенной температуры. Обычно это  осуществляется в одном аппарате — сушильном барабане, на колосниковой решетке и др. Нагревают заполнители  для придания им необходимого качества, например лучшей смешиваемости с  вяжущим веществом. С целью придания заполнителям большей однородности по зерновому составу или объемной массе их иногда обогащают, в частности, путем отделения слабых и неморозостойких  включений. В процессе подготовки некоторые  заполнители подвергают химической и физико-химической обработке с  целью повышения их активности при  взаимодействии с другими компонентами ИСК, создания более благоприятных  условий их производства, повышения  плотности и прочности конгломерата. При такой обработке к заполнителям добавляются специальные вещества. Так, при производстве арболита и  фибролита в органические заполнители {древесную стружку, древесную дробленку, льняную и конопляную костру) вводят добавки минерализаторов для  повышения химической стойкости  смешиваемых с заполнителями  минеральных вяжущих веществ. При  производстве асфальтобетона и дегтебетона  в минеральные наполнители вводят гидрофобизирующие добавки с  целью повышения адгезии органического  вяжущего вещества к минеральным  заполнителям. Химическую и физико-химическую обработку заполнителей иногда совмещают  с механической обработкой, например помолом. При этом с поверхности зерен заполнителя удаляются недостаточно активные адсорбированные слои, благодаря чему поверхность обновляется, становится более активной при взаимодействии с вяжущими веществами.

При транспортировании принимают  меры против загрязнения промытых и  непромытых заполнителей, увлажнения высушенных и охлаждения нагретых заполнителей, поэтому транспортирование оказывает  как бы некоторое косвенное влияние  на структурообразование ИСК. Важное значение для бесперебойного устойчивого  производства имеет хранение заполнителей и наполнителей в бункерах и других хранилищах. От правильного хранения зависят однородность этих материалов, а следовательно, структура и  качество ИСК. При хранении заполнителей и особенно мелкофракционных наполнителей, например, в бункерах иногда образуются своды и зависания, вследствие чего самопроизвольно прекращается их истечение  из отверстия. Это ухудшает условия  дозировки заполнителей, вызывает простои  оборудования, понижает производительность труда, отражается на структуре и  качестве ИСК. Образование сводов и  зависаний является сложным процессом, зависящим от многих факторов. Для  их предотвращения применяют обрушающие устройства, которые устанавливают  в бункерах или снаружи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗАПОЛНИТЕЛЯ.

В качестве крупного заполнителя  для бетона используют гравий, имеющий  округлые зерна с гладкой поверхностью, и щебень, имеющий угловатые зерна  с шероховатой поверхностью. Щебень, как правило, получают дроблением крупных  кусков горных пород, в том числе  и гравия. Форма зерен и гладкость  поверхности влияют на сцепление  заполнителя с вяжущим и на удобоукладываемость бетонной смеси.

В зависимости от насыпной плотности и структуры зерен  крупного заполнителя различают  плотные (тяжелые) заполнители (Рнас > 1200 кг/м3), используемые для тяжелого бетона, и пористые (рнас < 1200 кг/м3), используемые для легкого бетона.

Насыпная плотность крупного заполнителя — один из важных качественных показателей. Она зависит от плотности  зерен заполнителя и от его  межзерновой пустотности.

Межзерновая пустотность  а обычно составляет 0,4…0,5. Это означает, что около половины объема крупного заполнителя занимает воздух. При  использовании в бетоне важно, чтобы  межзерновая пустотность заполнителя  была возможно меньше. В этом случае снижается расход цемента при  сохранении требуемых свойств бетона. Уменьшить межзерновую пустотность  заполнителя можно правильным подбором зернового состава, так, чтобы мелкие зерна занимали пустоты между  крупными.

Зерновой состав. По крупности  зерен щебень и гравий разделяют  на следующие фракции: 5… 10; 10…20; 20…40; 40…70. Для массивных конструкций  допускается использовать фракции  и большего размера. Во всяком случае, максимальный размер зерен заполнителя  не должен быть больше ’/5 минимального сечения бетонного элемента.

В строительстве применяют  крупный заполнитель в виде смеси  фракций, обеспечивающей минимальную  межзерновую пустотность, или в  виде отдельных фракций при условии  последующего их смешения в заданных соотношениях. Чем меньше межзерновая  пустотность, тем меньше расход цементно-песчаного  раствора. (а в конечном счете  цемента), заполняющего в бетоне пустоты  между зернами заполнителя.

К плотным заполнителям для  тяжелого бетона относятся гравий, получаемый из природных залежей (его  обработка заключается в сортировке по фракциям и промывке), и щебень, получаемый дроблением горных пород, крупных  фракций гравия или плотных металлургических шлаков.

Содержание различных  фракций в крупном заполнителе  для бетона нормируется стандартами.

Прочность крупного заполнителя  для тяжелых бетонов должна быть в 1,5…2 раза выше прочности бетона. Оценка прочности заполнителя может  производиться по прочности той  горной породы, из которой получен  заполнитель, путем испытания выпиленных из нее кернов (цилиндрических образцов) или путем оценки дробимости самого заполнителя. Дробимость заполнителя  оценивается по количеству мелочи, образующейся при сдавливании пробы  заполнителя (гравия или щебня) в  стальной форме под определенным усилием.

Морозостойкость заполнителя  должна также быть выше проектной  морозостойкости бетона.

Вредными примесями в  крупном заполнителе, как и в  песке, являются органические, пылеватые  и глинистые. Методы их определения  такие же, как и для песка. Особенно вредна глина на поверхности заполнителя, так как в этом случае она препятствует его сцеплению с цементным  камнем. Количество пылеватых, глинистых  и илистых примесей, определяемых отмучиванием, не должно быть более 1…3% в зависимости от вида заполнителя  и класса бетона. Глина в виде комков снижает морозостойкость  бетона, поэтому ее присутствие недопустимо.

В крупном заполнителе  не должно быть зерен, содержащих активный (аморфный) кремнезем, так как это  может со временем вызвать разрушение бетона.

Радиационно-гигиеническая  оценка содержания естественных радионуклидов  обязательна для всех заполнителей, и в особенности для получаемых из промышленных отходов (металлургических шлаков и т. п.).

Пористые заполнители  для легких бетонов получают главным  образом искусственным путем (например, керамзит, шлаковую пемзу, аглопорит  и перлит). Из природных пористых заполнителей применяют щебень из пемзы, туфа и пористых известняков, которые  используют в качестве местного материала.

Марку пористых заполнителей устанавливают по их насыпной плотности (кг/м).

Для пористых заполнителей еще в большей степени, чем  для плотных, имеет значение правильный зерновой состав. Пористые заполнители  выпускают в виде фракций размерами 5… 10 мм; 10…20 мм и 20…40 мм. При приготовлении  бетонной смеси их смешивают в  требуемом соотношении.

Керамзит — гранулы  округлой формы с пористой сердцевиной  и плотной спекшейся оболочкой. Благодаря такому строению прочность  керамзита достаточно высокая при  небольшой насыпной плотности (250…600 кг/м ). Получают керамзит быстрым обжигом  во вращающихся печах легкоплавких глинистых пород с большим содержанием оксидов железа и органических примесей до их вспучивания.

Керамзит выпускают в  виде гравия (гранулы 5…40 мм) и песка (зерна менее 5 мм). Марки керамзита  от 250 до 600 кг/м. Морозостойкость керамзита  не менее F15.

Шлаковая пемза — пористый щебень, получаемый вспучиванием огненно-жидких металлургических шлаков путем их быстрого охлаждения водой или паром. Этот вид пористого заполнителя экономически очень эффективен, так как сырьем служат промышленные отходы, а переработка  их крайне проста. Марки шлаковой пемзы  от 400 до 1000 кг/м . Прочность ее соответственно от 0,4 до 2 МПа.

Аглопорит — пористый заполнитель  в виде гравия или щебня, получаемый спеканием (агломерацией) сырьевой шихты  из глинистых пород и топливных  отходов. Марки аглопорита от 400 до 900.

Вспученные перлитовый песок  и щебень — пористые зерна белого или светло-серого цвета, получаемые путем быстрого (1…2 мин) нагрева  до температуры 1000…1200 С вулканических  горных пород, содержащих небольшое  количество (3…5%) гидратной воды (перлита  и др.). При обжиге исходная порода увеличивается в объеме в 5… 15 раз, при этом пористость образующихся зерен  достигает 85…90%.

Щебень, выпускаемый двух фракций (5… 10 и 10…20 мм), имеет насыпную плотность от 200 до 500 кг/м . Перлитовый песок — особо легкий вид мелкого  заполнителя: его насыпная плотность  от 75 до 200 кг/м3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. РАСЧЁТ  ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВАЛКОВЫХ ДРОБИЛОК

Конструктивные  параметры.Основными параметрами валковой дробилки являются: ширина выходной щели, угол захвата α, диаметр D, длины валков L, частоты их вращения n, и потребляемая мощность N. Угол захвата в валковых дробилках — это угол между двумя касательными к поверхности валков в точках соприкосновения с дробимым материалом.

Рисунок 1 - Схема для расчёта  валковой дробилки

Определяем ширину выходной щели а, м, из отношения:              

                                    a/d = 0,06,                                               (1.1.1)

где d – диаметр куска материала, d = 85 = 0,085 м

                                     

                                       (1.1.2)

 

Значение D находиться из треугольника ABC (Рис. 1):