Класифікація подрібнювачів

Усі подрібнювачі можна поділити на такі основні групи: 1) роз-колювальної і розламувальної дії, 2) роздавлювальної дії, 3) сти-рально-роздавлювальної дії, 4) ударної дії, 5) різальні машини, 6) колоїдні подрібнювачі. В основу цієї класифікації покладено го­ловний спосіб, яким подрібнюється матеріал у подрібнювачі.

У літературі часто зустрічається класифікація подрібнювачів за крупністю одержуваних частинок (дробарки крупного, серед­нього і мілкого подрібнення та млини тонкого і колоїдного по­дрібнення). Недоліком такої класифікації є відсутність вказівки на спосіб подрібнення, який є основою роботи подрібнювача, а також те, що дробарку того самого типу залежно від її розмірів можна віднести до дробарок крупного, середнього і мілкого подрібнення, тобто до різних класів.

Дробарки розколювальної і розламувальної дії. Ці дробарки виявились особливо ефективними при крупному і середньому подрібненні. До них належать щокові і конусні дробарки.

Щокові дробарки можна використовувати для подрібнення гірських порід, вугілля, вапнякового каменю, а також інших будівельних матеріалів. Схему щокової дробарки наведено на рис. 4.2. Робочими елементами щокових дробарок є дві щоки: не­рухома 1 і рухома 2, що коливається на осі 3. Щоки утворюють пащу. Матеріал потрапляє у пащу зверху.

Під час зближення щік куски матеріалу руйнуються, а під час розходження подрібнений матеріал випадає крізь нижню щілину в пащі. Приводить у дію рухому щоку шатун 5, з'єднаний з ексцент­риковим валом 6. Шатун з'єднаний шарнірно з рухомою щокою через розпірні плити 4. Тяга 9 і пружина 8 створюють натяг у ру­хомій системі і сприяють холостому ходу рухомої плити. Ширину випускної щілини регулюють взаємним переміщенням клинів 7.

Основні переваги щокових дробарок: простота і надійність конструкції, широка зона застосування, компактність і простота

обслуговування. До недоліків слід віднести: періодичний харак­тер дії на матеріал (тільки під час зближення щік) і неврівнова­женість рухомих мас, що спричинює шум і вібрацію під час

дробіння. Ступінь подрібнення зростає із збільшенням кута за­хвату . Проте для того, щоб куски матеріалу не виштовхувались з дробарки під тиском щік, кут захвату не повинен бути більшим від подвійного кута ртертя матеріалу. Звичайно = (15...22)°.

Конусні дробарки. В конусній (гіраційній) дробарці (рис. 4.3) матеріал подрібнюється безперервним розчавлюванням його між двома конусами. Зовнішній конус 4 нерухомо зв'язаний з рамою дробарки, а внутрішній З закріплений на валу 2. Вал підвишено вгорі на кульовій опорі 1, яка жорстко з'єднана з корпусом. Нижній кінець вала ексцентрично закріплено в стакані 5, який приводиться в рух через конічну зубчасту передачу. Під час обер­тання вала внутрішній конус дробарки наближається до однієї сторони нерухомого конуса, руйнуючи матеріал, а з іншого боку подрібнений матеріал випадає крізь вихідну щілину, яка в цей час розширюється. Отже, на відміну від щокових дробарок у ко­нусній процес руйнування матеріалу і видалення його із зони подрібнення відбувається безперервно.

Дробарки роздавлювальної (розчавлювальної) дії. Основним способом подрібнення в машинах цього типу є роздавлювання матеріалу між двома робочими поверхнями. При цьому одна з поверхонь або обидві повинні бути рухомими. До найпоши­реніших у промисловості дробарок роздавлювальної дії нале­жать валкові дробарки. їх використовують для середнього і тон­кого подрібнення зерна в млинах і на крупорушках, солоду на пивоварних заводах, плодів і овочів на консервних заводах і т.д. Робочою частиною валкових дробарок служать горизонтальні валки, кількість яких може бути різною. Найпростіша дробарка має один валок, який обертається навколо горизонтальної осі па­ралельно нерухомій робочій щоці. У цьому випадку дробіння відбувається між нерухомою щокою і валком, що обертається. Проте найчастіше дробарки мають пару або кілька пар валків. Парні валки обертаються назустріч один одному і подрібнення відбувається між валками. Схему валкової дробарки зображено на рис. 4.4. Дробарка складається з валків 2 і 3. Підшипники вал­ка 3 нерухомі, а валка 2 — рухомі. Останні утримуються за допо­могою пружини 1, що дає можливість валку 2 зміщуватись, коли у дробарку потрапляють надто міцні сторонні предмети. Розмір кусків продукту визначається шириною щілини між валками.

Валкові дробарки компактні і надійні в роботі. Гладенькі вал­ки для подрібнення зерна мають діаметр (250... 350) мм, швидкість

Рис. 4.4. Схема вальцьової дробарки

обертання валків (2,5...5) м/с. Для розмелювання зерна викорис­товують валки з рифленою поверхнею. Рифлі утворюють деякий кут з твірною вала. Такі валки не тільки роздавлюють, а й розко­люють матеріал. Розмір кусків матеріалу, який надходить на дробіння, має бути в (20...25) разів меншим від діаметра гладень­ких валків і в (10... 12) разів меншим від діаметра рифлених валків. Дробарки розтирально-роздавлювальної дії. У машинах цьо­го типу матеріал дробиться комбіновано під дією прямого роз­давлювання з розтиранням. Щоб мати розтиральний ефект, по­верхні, які роздавлюють матеріал, повинні у відповідних точках мати різницю лінійних швидкостей руху. Це і передбачено в усіх конструкціях дробарок розтиральної дії. До них належать: жор­на, бігуни і дискові млини. Ці дробарки використовують для дрібного і тонкого подрібнення. Розглянемо їх дію детальніше на прикладі роботи бігунів (рис. 4.5). У цій дробарці матеріал дро­биться під дією двох важких котків 2, які котяться по дну чаші 4, в яку завантажують подрібнюваний матеріал. Котки обертають­ся навколо вертикальної осі 5 зубчастою передачею. Навколо го­ризонтальних осей 3 котки обертаються завдяки тертю між Циліндричною поверхнею котків і матеріалом у чаші. Накочую-

Рис. 4.5. Схема бігунів

чись на великі куски дуже міцного матеріалу, котки можуть підніматися кривошипами 1, що запобігає поломці машини.

До появи барабанних млинів були дуже поширеними дробар­ками в багатьох галузях промисловості. Тепер роль їх дещо змен­шилась, але там, де подрібнюють в'язкі матеріали і дробіння поєднується з перемішуванням, їх ще використовують.

Дробарки ударної дії. У цих дробарках матеріал дробиться ударним навантаженням, яке може виникнути під час падіння подрібнювальними органами в польоті, зіткнення в польоті са­мих частин матеріалу одна з одною. До дробарок ударної дії відносять молоткові, барабанні, дезінтегратори.

Молоткові дробарки (рис. 4.6) застосовують для дробіння зерна, картоплі, солоду, кісток, шквари та інших матеріалів. Робочими органами дробарки служать молотки 1, вільно насаджені на стрижні 2 дисків 3, змонтованих на валу 4. Під час обертання вала молотки стають у радіальне положення і б'ють куски матеріалу, який завантажують у живильник. Матеріал вивантажують крізь сито 5, величина отворів якого визначає ступінь подрібнення ма­теріалу. Колова швидкість на кінцях молотків дробарки повинна бути достатньою, щоб забезпечити руйнування матеріалу в мо­мент удару. Під час дробіння зерна вона становить (70...90) м/с. Число обертів ротора (вала з дисками) дробарки для зерна — 2100 об/хе, дробарки для кісток — (2800...3000) об/хв. Продук­тивність молоткових дробарок визначають експериментально.

Потужність на валу молоткової дробарки можна наближено обчислити за емпіричною формулою

N=(0,1-0,15)iQ,kBm.

Барабанні млини (рис. 4.7) широко використовують для тонко­го помелу матеріалів для багатотонних виробництв вугілля, це­менту, тощо. Робочими елементами цих млинів є захищений бро­ньованими плитами барабан 2 і завантажені в нього подрібню­вальні органи 4 (кулі, стрижні, морська галька і т.д.). Під час обертання барабана тіла відцентровою силою притискаються до його стінки, піднімаються на деяку висоту, а потім падають або скочуються вниз. Якщо в барабані перебуватиме подрібнюваль­ний матеріал, то перемелювальні органи подрібнять його биттям при падінні, роздавлюванням і розтиранням під час скочування.

Подається матеріал у млин і виводиться з нього крізь порож­нисті цапфи барабана З і 1. Переміщується матеріал під дією різниці його рівнів на вході і виході, а також під дією обертання барабана. Подрібнений матеріал вивантажується крізь цапфу 1 під дією влас­ної ваги або з потоком повітря, висмоктуваного вентилятором.

Різальні машини застосовують для подрібнення полімерів, бу­ряків, моркви, картоплі, м'яса, трав. Під час різання зменшується їх сумарна поверхня, яка активно бере участь у наступних масо-обмінних процесах, змінюються властивості оброблювальної про­дукції. Робочим органом у різальних машинах є ніж. Ножам у різа-

Рис. 4.7. Схема барабанного млина

льних машинах надають обертового, поступального, поворотно-поступального, планетарного і вібруючого руху. За ступенем подрібнення різання може бути крупним, середнім, дрібним і тон­ким. У різальних машинах застосовують дискові, серпоподібні і прямокутні ножі. Якщо робоча кромка ножа має зубчасту форму, ножі називають пилками. Найбільшого поширення у промисло­вості набули дискові і відцентрові різалки, вовчки і кутери.

На рис. 4.8. зображені схеми багатодискових машин для різан­ня м'яса і м'ясопродуктів. Салорізка (рис. 4.8, а), призначена для попереднього подрібнення жиру-сирцю, складається з корпуса 7, завантажувального бункера 4 і двох паралельних валів З і 5. На першому закріплено дискові ножі 2 з проміжними шайбами 1 і за-тягувальними гайками; на другому — порожнистий барабан б з кільцевими рівчаками для лез ножів.

Рис. 4.8. Схема багатодискових різальних машин

Колова швидкість ножів у багато разів більша від колової швид­кості барабана, який служить живильником. Ця різниця швидкос­тей забезпечує перерізування сировини. Для очищення робочих по­верхонь від прилиплих шматочків сировини встановлені скребки.

Багатодискові м'ясорізки (рис. 4.8, б) використовують для розрізування кусків м'яса на смуги певної ширини. В корпусі 1 із за­вантажувальним бункером змонтовані вал З з дисковими ножами 2 і напрямний гребінець 4. Якщо багатодискові машини подрібню­ють м'ясо, яке подає транспортер 2 (рис. 4.8, в), то в них монтують штабу 1, яка не дає можливості м'ясу виноситись ножами.

Вовчки призначені для подрібнення м'яса, хліба, картоплі та інших продуктів. У більшості цих машин передбачена механізо­вана подача сировини. Конструкцію промислових вовчків запо­зичено від побутових м'ясорубок, лише збільшено геометричні розміри робочих органів. За основну характеристику вовчка бе­руть діаметр дискової сітки: для промислових типів — (80..300) мм\ число обертів черв'яка (100...200) за 1 хв для тихохідних, (200...300) для середніх і понад 300 для швидкохідних машин.

Кутери призначені для подрібнення м'яса і м'ясопродуктів, перетворення їх на однорідну масу певних структурно-ме­ханічних властивостей. М'ясо в кутерах подрібнюється серпо­подібними і прямими ножами, встановленими комплектно на од­ному, двох або чотирьох валах, причому одинарні ножі занурю­ються у продукцію, попередньо подану в резервуар (чашу, бара­бан, жолоб тощо).