Валковые дробилки

Валковая дробилка (рис. 1.1.2.1.2.1) представляет собой два гладких валка одинакового диаметра, которые вращаются навстречу друг другу с одинаковой частотой вращения. Для хрупких материалов применяют также рифленые и зубчатые валки. Подшипники одного из валков могут проскальзывать в направляющих и удерживаются пружинами. Между подшипниками обоих валков помещают прокладки, которыми регулируют ширину щели между валками. Размер этой щели определяет максимальную величину кусков раздробленного продукта, выходящих из дробилки.

Гладкие валки дробят куски материала, как и щековая дробилка, раздавливанием, затягивая кусок между валками силой трения. Зубчатые валки дробят материал раскалыванием.

Легко видеть, что воображаемые плоскости ОМ и ON (рис. 1.1.2.1.2.2), касательные к поверхностям гладких валков в точках соприкосновения с затягиваемым куском материала, аналогичны щекам в щековой; дробилке. Эти плоскости ОМ и ON образуют между собой угол , где называется углом захвата валковой дробилки[1].

При рассмотрении щековой дробилки было установлено, что для затягивания куска в пространство между щеками должно быть соблюдено условие . Отсюда получаем для валковой дробилки

где – угол трения материала куска о валки;

Рис. 1.1.2.1.2.1. Схема валковой дробилки: 1 – загрузочная воронка; 2 – пружина; 3 – подвижный подшипник; 4 – установочные прокладки; 5 – неподвижный подшипник	Рис. 1.1.2.1.2.2. Схема к выводу основных соотношений для валковой дробилки

Так, для угла и угол захвата должен быть . Соотношение между диаметрами валков и поступающих в дробилку максимальных кусков материала определяется по схеме на рис. 1.1.2.1.2.2 из геометрического соотношения

откуда после преобразований получаем

где – кратность дробления; для гладких валков .

При (дробление угля) и формула дает отношение Крупные куски по своей форме обычно меньше приближаются к форме шара и поэтому захват их валками происходит легче. В связи с этим для угля при мм часто принимают (при гладких валках) ; при мм ; при мм .

Для рифленых валков принимают , а для зубчатых валков 1,5 – 4. Кратность дробления в дробилках с рифлеными и зубчатыми валками – до 8. Из таких дробилок выходят куски с размерами не менее 20 мм.

Определим мощность гладких валков, расходуемую на дробление, исходя из второй гипотезы. При длине образующей валков L (см) изменение объема при дроблении ряда кусков, захваченных валками (см. рис. 1.1.2.1.2.2), условно составит

см³.

Работа дробления за один оборот валка, кгс∙см

или после подстановки

.

Потребляемая мощность (без учета трения кусков о валки, и трения в подшипниках), л. с.

здесь , , и – в см, а и – в кгс/см².

Полный расход мощности с учетом трения дробимого материала о валки и трения в подшипниках составляет .

Производительность валков (т/ч) при непрерывном потоке выходящего продукта с площадью поперечного сечения см²

где все размеры даны в см;

– плотность дробимого материала, кг/см³;

– коэффициент разрыхления продукта.

Если принять в расчет самораздвигание валков во время работы на величину (см), зависящую от жесткости пружин и равную в среднем , то ширина потока продукта будет см и производительность валков, т/ч

При вплотную сдвинутых валках () ширина потока продукта равна см (обычно до 1,5 см), и производительность валков, т/ч

Окружную скорость обычных гладких валков принимают в пределах 2 – 3, а быстроходных валков 4 – 6 м/с. При чрезмерно большой окружной скорости выбрасываемый продукт при выходе из дробилки не успевает приобрести окружную скорость валков и отстает от них в своем движении. Происходит сильное истирание материала и выделение пыли. Окружная скорость должна быть тем меньше, чем крупнее куски дробимого материала. Зубчатые и рифленые тихоходные валки имеют окружную скорость 1,5 – 2, а быстроходные 3 – 4,5 м/с.