Jak funguje válcový drtič?

V současné době se v mnoha oblastech života, od přípravy krmiva až po použití v těžebním průmyslu, nelze obejít bez takové instalace, jako je válcový drtič. V tomto článku se blíže podíváme na vlastnosti takového zařízení.

Obsah

1. Výhody a nevýhody
2. Na co jsou?
3. Zařízení a princip činnosti
4. Klasifikace
5. Jak si vybrat?

Výhody a nevýhody

Jako každé jiné zařízení mají i válcové brusky své kladné i záporné stránky. Pojďme se na ně podívat blíže.

Výhody:

• dobrá produktivita;
• odolnost proti opotřebení částí instalace;
• dokonalý hotový tvar;
• pohodlí při údržbě a opravách;
• typ hydraulické instalace;
• bezpečnost během provozu;
• snadnost a pohodlí instalace;
• komfortní ovládání zařízení;
• neustálý pohyb mlecích částí v instalaci, což eliminuje rozmazání válců při drcení viskózních plastových materiálů;
• schopnost vyprázdnit přijímací nádobu od rozdrcených částic bez vypnutí jednotky.

Použitím různých režimů otáčení válců se zvyšuje produktivita zařízení.

Nevýhody:

• nalepení částic vlhkého produktu na válečky;
• nepříliš vysoký stupeň drcení materiálů;
• výskyt deformací hřídele na pohyblivém válci;
• nemožnost drcení produktu se strukturní tvrdostí vyšší než 160 MPa.

Na co jsou?

Válcové drtiče se používají v různých průmyslových odvětvích. V oblasti těžby hornin je jejich účelem drcení vlhkých a viskózních materiálů.

Tato zařízení jsou relevantní v podnicích vyrábějících stavební materiály, mletí různé strusky, odpadu a suti ze stavebnictví, použitých cihel a sádry.

Oblast použití takového zařízení je také chemický průmysl, veřejné služby a potravinářský průmysl (pro drcení solného kamene a dalších surovin).

Zařízení a princip činnosti

Válcový drtič se skládá z následujících částí:

• rohlíky;
• originální součástka;
• pevná podpora;
• pohyblivá podpora;
• jaro;
• postel.

U tohoto typu zařízení je materiál drcen rotujícím válcem. Broušení se provádí mezi hnacím zařízením a roštovým roštem pomocí tlakového zatížení. Povrch pracovních částí válců může být hladký, zvlněný nebo vroubkovaný. Taková zařízení se začnou otáčet pomocí elektromotoru a kardanového hřídele, což zvyšuje točivý moment systému a vytváří značné síly, které jsou nezbytné pro drcení.

Častěji se používají instalace s hladkými pracovními částmi, které provádějí střední nebo jemné drcení pevných frakcí. Modely s tvarovými nebo ozubenými válci se používají pro hrubé nebo střední broušení křehkých a měkkých materiálů.

Princip fungování takových zařízení je založen na různých přístupech k broušení materiálů. Výpočet hlavních ukazatelů se provádí s přihlédnutím k mnoha faktorům podle schématu výpočtu. Nejprve se u válečkových instalací určí úhel sevření přítomného materiálu a velikost zachyceného kusu. Válcové válečky provádějí rotační pohyby směrem k sobě. Prostor mezi válečky se nastavuje pomocí tažných pružin, což umožňuje drcení materiálů různé velikosti a tvrdosti.

Stupeň stlačení pružin a výkon zařízení na sobě přímo závisí. Tento poměr pro každé zařízení je stanoven výhradně individuálně s předběžným provedením výkresu. Pokud je do násypky vkládán mokrý materiál, může se snížit produktivita. Takové akce mohou vést k úplnému zastavení drtiče, proto se doporučuje frakci před naložením do násypky vysušit.

Pro dosažení maximálního výrobního výkonu musí být drtič upevněn na rovném vodorovném podkladu a pracovní prostor musí být suchý a větraný. Aby se zabránilo korozi, měly by být všechny konstrukční části válcových drtičů ošetřeny speciálními antikorozními prostředky.

Klasifikace

Válcové drtiče mohou být podle svého provedení prezentovány v následujících variantách.

• Jediný hřídel – drtiče s jedním takovým zařízením. V tomto případě probíhá proces broušení mezi pracovní částí a roštem.
• Twin-roll – instalace s jedním pohyblivým válcem pro nastavení stupně mletí frakce a jedním pevným pracovním prvkem.
• Tříválcový – instalační těleso se skládá ze základny, střední části a pouzdra, které jsou k sobě přišroubovány. Účelem tohoto typu zařízení je drtit zemědělská hnojiva.
• Čtyřválcový – uvažováno jako dvě dvouválcové jednotky zabudované v jednom pouzdře, které umožňují jemnější drcení materiálů.

Instalace se také liší v možnostech přepravy.

• Mobilní – jednotky s možností přepravy v případě potřeby. Jsou více žádané ve stavebnictví, kde může být potřeba toto zařízení.
• Stacionární – drtiče bez možnosti přesunu na jiné místo. Tato možnost je přítomna především v hutních podnicích.

V závislosti na reliéfu pracovních částí jsou jednotky:

• válečky s hladkým povrchem;
• drtící zařízení s odlehčovacími válci;
• s ozubenými pracovními válci.

Variace drtivých částí mohou být různé:

• oba prvky mají hladký povrch;
• jedno zařízení s hladkým povrchem, druhé s drážkovaným povrchem.

Jak si vybrat?

Při výběru takového drtiče je třeba vzít v úvahu určité parametry:

• velikost pracovní části instalace;
• produktivita zařízení, která závisí na rychlosti otáčení válců a může dosáhnout 250 t/h;
• stupeň vybroušení materiálu, který závisí na zvolené hornině (u tvrdých materiálů je to 4, u měkkých hornin -7, u jílovitých může dosáhnout až 12).

Nejoblíbenější jednotky jsou ty, které jsou pevně upevněny na hnacích hřídelích.

Jsou umístěny v ložiskách a jejich těla jsou přitlačována k podpěrám pomocí speciálních pružin. Válce instalací v této verzi jsou kompozitní. Mají tělo z litiny a vnější pracovní plášť z uhlíkové oceli. Je zde také možnost vyrobit je ze samostatných kroužků.

Před instalací válcového drtiče je třeba zvážit několik bodů:

• zkontrolujte zařízení na mechanické poškození na těle;
• ujistěte se, že ochranná zemnící svorka je v dobrém stavu;
• zkontrolujte násypku násypky, zda v ní nejsou cizí předměty.

Před zahájením provozu zařízení byste měli zkontrolovat ovládací mechanismus, zda:

• otáčení levého motoru proti směru hodinových ručiček a pravého ve směru hodinových ručiček;
• zablokování válců – zvedněte nakládací násypku, dokud se spínač nespustí, poté zapněte napájení bez otáčení motorů.

Upřesněním typů a hlavních technických charakteristik zařízení, jako je válcový drtič, se můžete snadno rozhodnout pro vhodný model.

Válcové drtiče se používají pro sekundární střední a jemné drcení hornin střední a nízké pevnosti, dále pro viskózní a mokré materiály s počáteční velikostí kusu od 20 do 100 mm. Drcení materiálu v takových drtičkách probíhá v mezeře mezi dvěma válci otáčejícími se k sobě. Díky návaznosti procesu a rotaci válců se tyto drtiče vyznačují vyvážeností a rovnoměrností pohybu. Díky nízké hmotnosti a výkonu pohonu dosahují vysokého výkonu, proto se často používají v mobilních instalacích.

a) – drtič se dvěma válci; b) – drtič se třemi válci.

Obrázek 8. Schémata válcových drtičů.

Nejběžnější je válcový drtič, jehož osa jednoho válce je pevně fixována a osa druhého válce má určitou volnost pohybu po vedeních rámu (obr. 8). Osa pohyblivého válečku je přitlačována k dorazům pružinami (obr. 8, ). Velikost drceného produktu je řízena sadou podložek mezi dorazem a ložiskem. Rolovací pneumatiky jsou vyrobeny z manganové oceli odolné proti opotřebení. Pro zlepšení přilnavosti materiálu může být jeden nebo oba drážkované. Válce jsou poháněny pomocí ozubených kol s dlouhými zuby, které zajišťují spolehlivý záběr s neustále se měnícími středovými vzdálenostmi. Řetězové a řemenové pohony se v tomto případě ukázaly jako málo spolehlivé.

Konstrukce válcového drtiče je znázorněna na obrázku 9. Pracovními tělesy jsou válcové válce 2 a 4 rotující k sobě s hladkou nebo zvlněnou pracovní plochou. Kusy materiálu vstupující do pracovního prostoru jsou unášeny třením válců o ně a jsou vtahovány do prostoru mezi válci, kde dochází k rozdrcení, lámání a oděru, a u vlnitých válců dokonce k rozštěpení. Válečky jsou na rámu 1 uloženy na ložiskách 3 a 6, z nichž jedno spočívá na pružině 5, která umožňuje oddálení válečku, když do pracovní oblasti vnikne nerozbitný předmět.

Obrázek 9. Drtič rolí.

Hlavní parametry válcových drtičů jsou velikost válců, úhel sevření, poměr průměru válců a velikosti kusů výchozího materiálu, produktivita a výkon pohonu.

Poměr průměru válců a jejich délky se obvykle bere v rozmezí L:2R = 1. 2,5.

Stabilita pracovního procesu válcového drtiče je dána parametry, při kterých je možné vtáhnout kus materiálu a jeho následné drcení. Hlavní parametr by měl obsahovat odpovídající hodnotu úhel uchopení, který zase určuje poměr průměru drticích válců a velikosti kusu výchozího materiálu.

Když je kus vtažen, působí na něj drtící drtící síla P ze strany válců a třecí síla, kterou způsobuje F = f • P (obr. 10) (hmotnost kusu lze zanedbat kvůli jeho malé velikosti). Tyto síly působí v obou bodech styku kusu s válci (tyto síly jsou znázorněny pouze ze strany jednoho válce).

Kus drceného materiálu bude vtažen za předpokladu:

Obrázek 10. Schéma pro určení úhlu úchopu.

Po výměně koeficientu f má stejnou hodnotu jako tečna úhlu tření φ dostaneme

odkud α ≤ φ.

U válcového drtiče je úhel sevření úhel tvořený tečnami k válcům v kontaktních bodech kusu materiálu. Z diagramu je vidět, že tento úhel je roven 2 α (stejné jako u čelisťových drtičů); pak platí podmínka, že úhel sevření musí být menší než dvojnásobek úhlu tření:

2α ≤ 2φ.

Jak již bylo naznačeno, koeficient tření kamene o kov f = 0,3. 0,35, popř φ = 16°. Roh α nesmí tuto hodnotu překročit. V praxi to přijímají α = 18°.

Produktivita válcových drtičů za předpokladu nepřetržité dodávky materiálu

kde Q je produktivita válcových drtičů, m 3 /h;

b – šířka vykládací štěrbiny, m;

L, D – délka a průměr role, m;

v je obvodová rychlost válců, m/s;

k je koeficient, který zohledňuje použití délek rolí, stupeň uvolnění materiálu a nerovnoměrnost jeho přísunu (k = 0,1. 0,3 pro měkké horniny a k = 0,4. 0,5 pro tvrdé horniny ).

Vzorec ukazuje, že produktivita drtiče roste úměrně s rychlostí otáčení válců. Při nadměrném zvýšení rychlosti však kusy materiálu „zaostávají“, tzn. hůře se utahují válečky. Zároveň dochází ke zvýšené spotřebě energie, intenzivnějšímu opotřebení pracovních částí stroje a tvorbě prachu. Obvodová rychlost na pracovní ploše válce je brána 2…4 m/s.

Spolu s výhodami – jednoduchostí jejich konstrukce a údržby mají válcové drtiče značné nevýhody, mezi které patří nízký stupeň mletí, nedostatečná spolehlivost pohonné jednotky válce (soukolí s dlouhými zuby). Tyto drtiče jsou nahrazovány složitými a těžkými, ale spolehlivějšími kuželovými drtiči, a to i v mobilních jednotkách. Jsou však vyvíjena opatření ke zlepšení konstrukce válcového drtiče, která zahrnují následující.

Výroba výměnných pneumatik v sadách po jednotlivých segmentech, čímž odpadá nutnost demontáže celého drtiče při výměně opotřebených dílů. Navíc lze v závislosti na velikosti drceného materiálu zvolit vyměnitelné obvazy. Pro získání jemné drti je vhodné použít obvazy s hladkým povrchem. Při výrobě drceného kamene do velikosti 25 mm se instaluje jeden hladký obvaz a druhý vlnitý obvaz. Při výrobě většího drceného kamene jsou oba pásy vyráběny s vlnitým povrchem.

Zvýšení stupně mletí a zvětšení velikosti přiváděného materiálu vedlo k vytvoření tříválcového drtiče, který kombinuje dva stupně drcení. Takový drtič se skládá z jednoho pevného a dvou pohyblivých válců, namontovaných na společném rámu a majících společný pohon (viz obr. b). Horní pohyblivý válec (první) je opatřen vlnitým obvazem a spolu s nepohyblivým (druhým) válcem provádí primární drcení. Drcený materiál je přiváděn druhým válcem do další drtící komory, tvořené stacionárním válcem a třetím pohyblivým válcem s hladkou bandáží.

U tříválcových drtičů je možné oproti dvouválcovým drtičům se stejnými celkovými rozměry zvětšit velikost výchozího materiálu o 60. 65% s 20% nárůstem výkonu motoru.