СПОСОБ ДРОБЛЕНИЯ В ВАЛКОВОЙ ДРОБИЛКЕ
METHOD OF CRUSHING IN ROLL CRUSHER

Изобретение относится к валковым дробилкам и может быть использовано для измельчения материалов.
Известен способ дробления в валковой дробилке, содержащей корпус, в котором установлены два валка с приводом, при этом дробимый материал подается в зазор между вращающимися валками, и разрушение происходит за счет сжатия дробимого материала между валками (см. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т.1. / Под ред. А.И.Целикова. М.: Металлургия, 1987, с.82, рис.III.5).
Недостатком известного способа является высокий расход энергии на единицу готовой продукции, так как при попадании в камеру дробления материал разрушается за счет его сжатия между валками, при этом в кусках дробимого материала возникают нормальные напряжения.
Наиболее близким из известных технических решений к заявляемому является способ дробления в одновалковой дробилке, содержащей корпус, в котором установлен приводной вращающийся валок, а также неподвижную щеку, верхняя часть которой подвешена на оси, соединенной с боковыми стенками корпуса, при этом дробимый материал подается в зазор между вращающимся валком и неподвижной щекой, и разрушение происходит за счет того, что куски дробимого материала подвергаются деформации кручения (см. Клушанцев Б.В., Косарев А.И., Муйземнек Ю.А. Дробилки, конструкция, расчет, особенности эксплуатации. - М.: Машиностроение, 1990, с.178, рис.4.1), при этом в кусках дробимого материала возникают касательные напряжения, предел прочности которых в два раза меньше, чем при действии нормальных напряжений (см. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. - М.: Наука, 1965, с.181). Таким образом, расход энергии на единицу готовой продукции при дроблении в одновалковой дробилке по сравнению с дроблением в двухвалковой дробилке в два раза меньше.
Недостатком известного решения является низкая степень дробления (отношение размера дробимого куска к величине зазора между валком и неподвижной щекой) материала в дробилке, так как степень дробления зависит от радиуса кривизны валка, а чем он меньше, тем меньше, при прочих равных условиях, степень дробления (см. приложение).
Задача изобретения заключается в создании способа, позволяющего увеличить степень дробления.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе дробления в одновалковой дробилке, содержащей корпус, в котором установлен приводной вращающийся валок, а также неподвижную щеку, верхняя часть которой подвешена на оси, соединенной с боковыми стенками корпуса, при этом дробимый материал подается в зазор между вращающимся валком и неподвижной щекой, согласно изобретению поверхность вращающегося валка выполнена с выступами в виде гребней, острием направленных в сторону вращения валка, при этом высота гребня должна быть в пределах 7-10% от поперечного размера разрушаемого куска, а начальный угол подъема наклонной поверхности гребня должен быть больше угла трения между валком и дробимым материалом, но меньше 45°.
Отличие предлагаемого способа от известного состоит в том, что поверхность вращающегося валка выполнена с выступами в виде гребней, острием направленных в сторону вращения валка, при этом высота гребня должна быть в пределах 7-10% от поперечного размера разрушаемого куска, а начальный угол подъема наклонной поверхности гребня должен быть больше угла трения между валком и дробимым материалом, но меньше 45°.
Способ осуществляется следующим образом. На чертеже (фиг.1) изображена схема реализации данного способа. Кусок дробимого материала подается в зазор между приводным вращающимся валком 1 и неподвижной щекой 2, затягивается в него за счет действия вертикальной составляющей силы трения между валком и дробимым материалом и дробится. Одной из основных характеристик дробилки является степень дробления, то есть отношение размера дробимого куска к величине зазора между валком и неподвижной щекой (см. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т.1. / Под ред. А.И.Целикова. М.: Металлургия, 1987, с.72), которая зависит от радиуса кривизны валка, при этом чем больше радиус кривизны валка, тем больше степень дробления (см. приложение).
У гладкого валка радиус кривизны постоянный и даже для малого увеличения степени дробления необходимо значительно увеличивать радиус валка, что в данном случае не эффективно, так как ведет к увеличению габаритов, материалоемкости и энергозатрат дробилки, поэтому следует поверхность валка выполнять с выступами в виде гребней 3, расположенных параллельно оси валка и острием направленных в сторону вращения валка, при этом поверхность гребня имеет форму, например, спирали Архимеда, у которой радиус кривизны резко увеличивается (см. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике - М.: Наука, 1986, с.128) в направлении, противоположном вращению валка.
Размеры гребня характеризуются следующими параметрами: высотой гребня h и начальным углом подъема поверхности гребня γ. Их значения определяются следующим образом. Высота гребня h должна быть равна 0,07-0,1 размера дробимого куска, так как дробилка предназначена для разрушения хрупких материалов, у которых максимальная относительная деформация первого глобального разрушения куска составляет 0,07 (см. Музеймнек Ю.А. О производительности щековых дробилок с простым движением щеки // Изв. вузов. Горный журнал. 1998. №5-6. С.87), а если высота гребня h будет больше чем 0,1 размера дробимого куска, то начнется разрушение осколка, образовавшегося после первого глобального разрушения, что приводит к переизмельчению готового продукта. Начальный угол подъема поверхности гребня γ должен быть больше угла трения между дробимым материалом и материалом, из которого изготовлен гребень, для предотвращения проскальзывания куска по гребню, но меньше 45°, так как в этом случае процесс дробления будет осуществляться за счет сжатия куска между валком и неподвижной щекой, при этом в куске дробимого материала возникают нормальные напряжения, что приводит к увеличению расхода энергии на единицу готовой продукции.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет увеличить степень дробления материала в валковой дробилке.
Приложение.
На фиг.2 изображена схема одновалковой дробилки, которая состоит из приводного вращающегося гладкого валка 1 с радиусом R и вертикальной неподвижной щеки 2, зазор между которыми равен b, а угол захвата α - угол между касательной к поверхности валка 1 в точке контакта с дробимым куском и неподвижной щекой 2. В - размер дробимого куска. Степень дробления равна
Таким образом, увеличение радиуса кривизны валка приводит к увеличению степени дробления