Валковые дробилки: принцип действия. Достоинства и недостатки. Технологические характеристики валковых дробилок

Валковые дробилки состоят из двух горизонтально расположенных массивных валков, вращающихся навстречу друг другу.

Материал, поступающий в дробилку сверху, захватывается валками, дробится в пространстве между валками и в качестве дробленого продукта под действием силы тяжести выпадает из дробилки. Дробящая поверхность валков бывает гладкая, рифленая и зубчатая.

Валковые дробилки с гладкой поверхностью валков применяются главным образом для среднего и мелкого дробления твердых материалов. Иногда их применяют для мелкого дробления угля и кокса.

Дробящее действие дробилок с гладкими валками - раздавливание при ограниченном истирании. Однократность сжатия кусков дробимого материала при прохождении между валками обусловливает малый выход мелочи в дробленом продукте. Эти дробилки не переизмельчают материал.

Дробилки с рифленой и зубчатой поверхностями валков применяются для крупного и среднего дробления мягких и хрупких материалов. Эти валки дробят главным образом за счет раскалывания материала.

Кроме двухвалковых, иногда изготовляются четырехвалковые дробилки, у которых вторая пара валков расположена под первой; при этом проводится двухступенчатое дробление. Многовалковые дробилки вследствие громоздкости и неудобства их эксплуатации не получили распространения в практике обогащения.

К основным достоинствам этих дробилок следует отнести простоту конструкции, удобство ремонта и обслуживания, меньшее переизмельчение материала, более низкий удельный расход электроэнергии по сравнению с дробилками других типов.

Технологические характеристики валковых дробилок

Угол захвата – у валковых дробилок с гладкими валками называется угол, образованный двумя касательными, проведенными к поверхностям валков в точках соприкосновения с дробимым куском.

α≤2φ – где φ- угол трения

Практически, угол захвата – 11-15⁰.

Отношение диаметра валка и максимального куска в питании. Для бесперебойного эффективного разрушения руды принятое отношение равно:

- гладкие валки D/d = 20;

- рифленые валки D/d = 10;

- зубчатые валки D/d = 2.

Частота вращения валков. Условия захвата кусков руды валками зависит от окружной скорости, чем выше скорость (частота) вращения валков, тем ниже коэффициент трения и, соответственно, производительность дробилки.

Частоту вращения (об/с) определяют по формуле предложенной проф. Л.Б. Левенсоном

n=102,5√f/(ρdD);

f – коэффициент трения материала о валок;

ρ – плотность материала;

d – диаметр максимального куска в питании, м;

D - диаметр валка, м.

Чем больше диаметр валка, тем меньше должна быть скорость его вращения. Для определения максимальной и минимальной частоты вращения валков существует простая эмпирическая зависимость от диаметра валка, м:

n_min=1/D n_max=2/D

При этом окружная скорость для рабочей поверхности валков всех дробилок получается в пределах 3-6 м/с, что обеспечивает спокойную и устойчивую работу машины и соответствует сложившейся практике эксплуатации валковых дробилок.

Производительность валковых дробилок можно вычислить, если представить процесс дробления как движение ленты материала шириной (L), равной длине валка, и толщиной, равной ширине (s) выходной щели. Тогда за один оборот вала объем (м³) ленты материала, прошедший через выходную щель определиться по формуле,

V=πDLs.

Значит, при частоте (n – об/мин) объемная производительность (м³/ч) дробилки

Q=60πnDLs;

Необходимо иметь в виду, что при дроблении материалов средней прочности пружины, поджимающие валки, могут несколько сжиматься и валки расходиться. При этом ширина выходной щели может существенно измениться, что нужно учитывать, особенно при мелком дроблении пород средней прочности на гладких вплотную сдвинутых валках.

Для расчета массовой производительности (т/ч)

Q=60πnDLsμδ;

где n – частота врещения валка об/мин;

D – диаметр валка, м;

L – длина валка, м;

s –ширина щели между валками, м;

μ – коэффициент разрыхления (0,2-0,4);

δ – плотность руды, т/м³.

Установочная мощность электродвигателя (Вт) валковой дробилки:

N_дв=1400σ_сжnLR²;

где σ_{сж –} напряжение сжатия в МПа; R – радиус валка, м.