БИЛО МОЛОТКОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ

Полезная модель относится к устройствам для измельчения материалов на оборудовании дробильно-мельничной группы, и может быть применена в процессах пылеприготовления в молотковых мельницах тепловых электростанций.
Известно било для молотковой мельницы, принятое за прототип, выполненное в виде лопатки с проушиной для крепления к билодержателю, где тело лопатки имеет эвольвентную форму с наклоном рабочей поверхности в сторону противоположную вращению била (см. патент на полезную модель №157761, авторы Лесков А.В., Наумов М.М.).
Недостатком известного била является то, что оно выполнено из моносплава и не в полной мере учитывает совокупность факторов, оказывающих влияние на износостойкость молотка в условиях интенсивного, комбинированного ударно-абразивного износа. В частности, эвольвентный профиль рабочей поверхности била обеспечивает тангенциальное перемещение молотка в абразивной массе, в процессе измельчения сырья угол атаки стремиться к 0°. Износостойкость марганцовистых высоколегированных сталей (например 110Г13Л) исключительно высока при ударных нагрузках, когда угол атаки изнашивающей среды близок к 90°, и существенно снижается, практически становясь сопоставимой с износостойкостью нелегированных сталей при абразивном износе, когда угол атаки приближается к 0°. В то же самое время, износостойкость белых чугунов значительно высока при абразивном износе, когда угол атаки приближается к 0° и резко снижается при ударных нагрузках из-за возникновения механических разрушений когда угол атаки стремится к 90°. Таким образом, монолитное било с эвольвентным профилем рабочей поверхности из стали 110Г13Л при малых углах атаки будет более подвержено износу при эксплуатации, чем монолитное било с аналогичным профилем, изготовленное из легированного износостойкого чугуна. Однако, изготовление монолитного била из износостойкого чугуна нецелесообразно по причине низкой удароустойчивости узла крепления била к билодержателю. Точность отливки и простота в изготовлении выше у била с радиальной цилиндрической поверхностью, чем у била с лопаткой эвольвентного профиля.
Техническим результатом полезной модели является повышение эксплуатационного ресурса и долговечности бил.
Результат достигается тем, что било молотковой мельницы, содержащее лопатку с наклоном рабочей поверхности в сторону противоположную вращению била, ребра жесткости, узел крепления, включающий проушину и стенку, отличается тем, что тело лопатки имеет радиальную цилиндрическую поверхность, било выполнено биметаллическим, при этом, лопатка и ребра жесткости выполнены из легированного износостойкого чугуна, узел крепления выполнен из нелегированной конструкционной стали.
Выполнение била биметаллическим с радиальной цилиндрической поверхностью лопатки позволяет повысить ресурс и долговечность бил за счет:
1) сочетания положительных характеристик двух сплавов: абразивной износостойкости легированных чугунов (твердостью до 65 HRC), из которых изготавливается изнашиваемая рабочая поверхность, и удароустойчивости малоуглеродистых конструкционных сталей, из которых изготавливается узел крепления била к билодержателю;
2) равномерности износа рабочей поверхности била и максимальному сохранению ее площади при эксплуатации.
На фиг. 1 изображен вид била в разрезе, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.
Било молотковой мельницы содержит лопатку 1 с радиальной цилиндрической поверхностью с наклоном в сторону противоположную вращению била, узел крепления 2 включающий проушину с двумя отверстиями и стенку 4, ребра жесткости 3 плавно переходящие в лопатку 1. Стенка 4 защищает от износа узел крепления 2 била к билодержателю. Радиальная цилиндрическая поверхность лопатки 1 представляет собой поверхность второго порядка, образованную по окружности на участке от стенки 4 до периферии лопатки 1. Било выполнено биметаллическим. Лопатка 1 и ребра жесткости 3 выполнены из легированного износостойкого чугуна, марка которого, устанавливается исходя из физико-химических свойств и абразивности сырья. Узел крепления била 2, включающий проушину и стенку 4 выполнен из нелегированной конструкционной стали, марка которой, определяется в зависимости от условий эксплуатации и динамических нагрузок. Износостойкий чугун и конструкционная сталь между собой соединены жестко и образуют монолитное соединение, которое по прочности соответствует свойствам моносплавов. Соединение двух сплавов между собой осуществляется при помощи специального флюса, а заливка и термообработка осуществляется по определенным режимам.
Измельчение твердого материала при соударении с билами и их изнашивание в результате этого взаимодействия осуществляется следующим образом.
В процессе работы молотковой мельницы, било совместно с билодержателем вращается вокруг оси ротора. Поступающий в молотковую мельницу твердый материал, например, уголь, соударяясь с лопаткой 1 била измельчается, равномерно изнашивая при этом ее радиальную цилиндрическую поверхность. Под действием сопротивления размалываемого материала шарнирно подвешенное било отклоняется от своей продольной оси на угол 7-12°, при этом, ориентация радиального профиля била по отношению к радиусу ротора не оказывает существенного влияния на износ рабочей поверхности. Вне зависимости от отклонения била относительно своей продольной оси и угла атаки в процессе измельчения, силовое воздействие на размалываемый материал в момент удара и абразивного изнашивания осуществляется радиальной цилиндрической поверхностью лопатки тангенциально. Частицы размалываемой массы, взаимодействующие с лопаткой 1 после удара, центробежной силой перемещаются по ее радиальной цилиндрической поверхности и скатываются на торцевую поверхность. Столкновение частиц размалываемого материала с радиальной цилиндрической поверхностью била проходит по касательной на малых углах атаки, значения силы ударного воздействия частиц на било как и энергии деформации (микрорастрескивания и микровыдалбливания) минимальны. Благодаря этому, износостойкость рабочей поверхности била, выполненной из легированного износостойкого чугуна и обладающей высокой твердостью максимальна, нежели износостойкость марганцовистых высоколегированных сталей. Узел крепления 2 била к билодержателю, выполненный из низколегированной конструкционной стали составляет его металлическую основу и подвержен преимущественно ударным нагрузкам и механическим разрушениям, нежели абразивному износу. Конструктивное оформление биметаллического била, имеющего радиальную цилиндрическую поверхность и сочетающего в себе высокую абразивную износостойкость легированного чугуна и удароустойчивость малоуглеродистой стали приводят к уменьшению интенсивности изнашивания била, равномерному износу рабочей поверхности и максимальному сохранению ее площади при эксплуатации, и как следствие, к повышению долговечности размалывающего элемента.