Материал: Разработка конструкции мельницы

Разработка конструкции мельницы

Содержание

Введение

. Литературный обзор по конструкциям оборудования для дробления руды

. Конструкторская часть

.1 Анализ конструкции мельницы «МШЦ 3,8 х5500»

.1.1 Техническое описание

.1.2 Основные параметры и характеристики

. Технологическая часть

.1 Разработка маршрутной технологии изготовления крупногабаритных деталей

.2 Разработка операционной технологии изготовления детали стенка торцевая

.2.1 Выбор и расчет припусков на обработку

.2.2 Выбор режущих инструментов

.2.3 Выбор средств измерения и контроля размеров

.2.4 Назначение режимов резания

.2.5 Техническое нормирование времени операции

.3 Разработка технологии сборки

.4 Разработка технологии контроля

.4.1 Цель испытаний

.4.2 Объем испытаний

.4.3 Условия предъявления изделий на испытания

.4.4 Требования к месту проведения испытаний

.4.5 Требования к средствам проведения испытаний

.4.6 Требования к условиям проведения испытаний

.4.7 Требования к подготовке изделия к испытаниям

.4.8 Содержание испытаний

.5 Разработка схемы строповки стенки торцевой

Заключение

Список использованных источников

Введение

технология мельница испытание оборудование

В выпускной квалификационной работе необходимо разработать конструкторскую и технологическую подготовку производства мельницы в условия «ССМ Тяжмаш».

«ССМ-Тяжмаш» входит в состав международной горно-металлургической компании ПАО «Северсталь» и является одним из ведущих машиностроительных предприятий Северо-Западного региона России.

Компания была создана в апреле 2002 г. на базе Машиностроительного Центра «Северсталь».

История развития предприятия неразрывно связана с историей «Северстали». Запуски важнейших агрегатов металлургического комбината являются вехами на трудовом пути основных цехов предприятия.

«ССМ-Тяжмаш» имеет полный производственный цикл: от мощного заготовительного блока до современных механообрабатывающего и сборочного производств.

Основная специализация «ССМ-Тяжмаш»:

изготовление и ремонт деталей, узлов высокой сложности, предназначенных для проведения текущих и капитальных ремонтов механического оборудования;

изготовление широкого спектра деталей и узлов для модернизации оборудования, изготовление нового технологического оборудования для различных отраслей промышленности.

Мельница «МШЦ 3,8х5500» применяется на горнодобывающих предприятиях. Заказчиком является ОАО «Карельский окатыш», входит в горнодобывающий (сырьевой) дивизион горно-металлургической компании «Северсталь» (ПАО) с 1999 г. [10].

На обогатительных фабриках сырье подвергается поочередным обработкам, которые разделяются на предварительные, главные обогатительные, запасные и процессы производственного сервиса.

К предварительным процессам относятся деления и измельчения, при которых достигается обнаружение рудных минералов методом поражения взаимосвязей между зернами, путем появления машинной смеси частичек и кусочков разного минералогического состава.

Задача предварительных действий - дорабатывание сырья до крупности, нужной для следующего обогащения, либо приобретение продукта данной крупности для конкретного применения (сортировка руд и углей, создание строительных материалов).

Измельчение руды делается традиционно в агрегатах, именуемых мельницами, и считается крайней стадией процесса измельчения крупности руды пред её обогащением. В зависимости от формы барабана мельницы разделяют на цилиндрические и конические, а в зависимости от дробящих тел на шаровые, стержневые, галечные и самоизмельчения.

Руда в мельнице измельчается ударами дробящих тел (шаров, стержней либо больших кусочков руды, гали). Руда в мельнице измельчается не только ударами, но и истирается меж дробящими телами и внутренней поверхностью мельницы. Мельница загружается через загрузочную цапфу 1-го конца, а выгружаться через разгрузочную цапфу. Измельчение может быть мокрым и сухим.[30].

Так как в настоящее время в процесс обработки все чаще вовлекается скудное сырье с тонкой и очень неравномерной вкрапленностью значимого компонента, процессы дробления, измельчения и грохочения является чрезвычайно актуальными. Достигнуть увеличения эффективности позволяет введения новоиспечённого дробильно-измельчительного оборудования с более значительной продуктивностью и наименьшей энергоемкостью, позволяющего достигнуть качественного измельчения сырья.

Принцип работы шаровых, стержневых и галечных мельниц одинаков, поэтому достаточно рассмотреть условия работы одного типа мельниц - шаровых. В шаровых мельницах дробящими телами являются кованые или штампованные стальные шары, которые при вращении мельницы поднимаются на определенную высоту и, падая, измельчают руду.

Износ шаров и стержней зависит от материала, из которого они изготовляются, от характера (твердости) измельчаемой руды, крупности загружаемых кусков и заданной конечной крупности продукта.

Преимущества:

• Простая по конструкции и надежна в эксплуатации;

• По мере износа шаров они просто досыпаются в мельницу на ходу - ремонт мелющих органов требуется только при сильном износе броневых плит;

• МШЦ универсальны по размалываемому материалу;

• МШЦ пригодны для размола пыли, т.к. в остальных мельницах это связанно с износом мелющих органов.

1. Литературный обзор устройств для дробления руд

Дробление руды с помощью дробилок - извлеченные из земных недр руды или техногенное сырье в большинстве случаев не могут быть непосредственно использованы в металлургическом производстве и поэтому проходят сложный цикл последовательных операций подготовки к доменной плавке. Отметим, что при добыче руды открытыми разработками в зависимости от расстояния между взрывными шпурами и размера ковша экскаватора величина крупных глыб железной руды может достигать 1000-1500 мм. При подземной добыче максимальный размер куска не превышает обычно 350 мм. Во всех случаях добываемое сырье содержит и большое количество мелких фракций.

Независимо от последующей схемы подготовки руды к плавке вся добываемая руда проходит прежде всего стадию первичного дробления, так как величина крупных кусков и глыб при добыче намного превышает размер куска руды, максимально допустимый по условиям технологии доменной плавки. Техническими условиями на кусковатость в зависимости от восстановимости предусматривается следующий максимальный размер кусков руды: до 50 мм для магнетитовых руд, до 80 мм для гематитовых руд и до 120 мм для бурых железняков. Верхний предел крупности кусков агломерата не должен превышать 40 мм [31].

При этом осуществляется принцип «не дробить ничего лишнего». Опыт показывает, что в дробленом продукте всегда имеется небольшое количество кусков, размер которых несколько превышает заданный. В «закрытых» («замкнутых») схемах дробленый продукт вновь направляется на грохот для отделения недостаточно измельченных кусков с последующим их возвратом в дробилку. При «закрытых» схемах дробления руды соблюдение верхнего предела крупности дробленого продукта гарантировано.

По технологическому назначению все машины, применяемые для разрушения кусков руды, делятся на две основные разновидности: дробилки и мельницы. В дробилках между дробящими деталями всегда имеется некоторый зазор, заполняемый материалом при работе под нагрузкой и остающийся свободным при работе на холостом ходу. В мельницах измельчающие детали отделяются друг от друга слоем материала только под нагрузкой, а при работе на холостом ходу он соприкасаются. Дробилки, благодаря наличию некоторого «калибрующего» зазора выдают преимущественно крупный продукт с относительно небольшим количеством тонких фракций. Мельницы, где рабочий зазор между измельчающими телами приближается к нулю, выдают преимущественно порошкообразный продукт, с преобладанием мелких фракций.

В зависимости от способа разрушения материала дробилки делятся на:

Щековые - разрушение материала раздавливанием, раскалыванием и частичным истиранием в рабочем пространстве, образованном двумя щеками, при их периодическом сближении (крупное дробление) в соответствии с рисунком 1.1.

Рисунок 1.1 Щековая дробилка

Конусные - материал дробится раздавливанием, изломом и частичным истиранием между двумя коническими поверхностями в соответствии с рисунком 1.2, одна из которых движется эксцентрично по отношению к другой (крупное, среднее и мелкое дробление).

Рисунок 1.2 Конусная дробилка

Валковые дробилки - раздавливание материала между валками в соответствии с рисунком 1.3, вращающимися на встречу друг другу или между валками колосниковой решеткой.

Рисунок 1.3 Валковая дробилка

Ударные дробилки - делятся на молотковые и роторные (рисунок 1.4) - основной способ разрушения удар шарнирно подвешенных молотков или жестко укрепленных бил.

Рисунок 1.4 Роторная дробилка

Рисунок 1.5 Молотковая дробилка

Щековые дробилки были разработаны в 1858 Блеком. Их используют на стадии первичного дробления руды с плотностью до 1,8 т/м3 на обогатительных фабриках.

Общую классификацию щековых дробилок можно представить следующим образом (рисунок 1.6):

Рисунок 1.6 Классификация щековых дробилок

В дробилках с простым движением щеки ЩДП (а) подвижная щека совершает простые возвратно-поступательные перемещения в горизонтальной плоскости, приближаясь и удаляясь от неподвижной щеки под воздействием эксцентриково-шатунного механизма, приводящего в движения распорные плиты. При этом материал, попавший в рабочую зону, подвергается разрушению раздавливающими усилиями щек. В дробилках со сложным движением щеки ЩДС (б) подвижная щека подвешена непосредственно на эксцентриковом валу, а нижняя ее часть шарнирно соединяется с распорной плитой. Траектория движения точек щеки представляет собой овалообразные кривые со значительным вертикальным перемещением, что обуславливает не только раздавливающее, но и истирающее действие щеки в соответствии с рисунком 1.7.

Рисунок 1.7 Конструктивная схема щековых дробилок: 1,2 - неподвижная и подвижная щеки; 3 - маховик; 4 - эксцентриковый (главный) вал; 5 - гнездо упора распорных плит; 6 - пружины замыкающего механизма; 7 - шатун; 8 - распорная плита; 9 - тяга замыкающего механизма; 10 - станина; 11 - ось подвеса подвижной щеки; в - ширина разгрузочной щели (минимальная)

В отечественной практике применяют преимущественно дробилки с простым движением щеки в соответствии с рисунком 1.8.

Рисунок 1.8 Щековая дробилка с простым движением щеки

Корпус дробилки включает переднюю стенку (1), выполняющую роль неподвижной щеки. Подвижная щека (2) подвешена в горизонтальном валу и совершает возвратно-поступательные движения вследствие вращения вала, на которым эксцентрично посажена головка шатуна (3), совершающего такие же движения в вертикальном направлении и передающего через распорные плиты (4) усилия на щеку и упорную коробку. Последняя крепится с помощью винта и может перемещаться в вертикальном направлении, тем самым, изменяя ширину разгрузочной щели.

К нижнему концу щеки крепится тяга с буферной пружиной, что способствует отходу подвижной щеки от неподвижной при ходе шатуна вниз. На концах вала насажены два маховика для выравнивания нагрузки электродвигателя, передающего вращательный момент на вал посредством клиноременной передачи и приводного шкива.

При дроблении в щековых дробилках руда загружается в приемное отверстие между щеками. По мере уменьшения размеров куски руды опускаются вниз к выходной щели. Максимальная степень дробления, которую можно достичь в щековых дробилках составляет 8. Обычно они работают при степенях дробления от 3-4.

В целях предотвращения быстрого износа рабочее пространство дробилки, образованное подвижной и неподвижной щеками и боковыми стенками, защищено плитами из износоустойчивой стали. Подвижная и неподвижная щеки футеруются плитами, имеющими ребристую или волнистую форму. Выступы на плите неподвижной щеки располагаются против впадин на плите подвижной щеки. Это облегчает дробление кусков, так как дробящие усилия концентрируются на меньшей площади, соответствующей выступам футеровочных плит, и раздавливание частично заменяется другими видами деформации, как например, изгибом, сдвигом, для которых дробимые материалы имеют меньшие пределы прочности. Боковые стенки станниты футеруются гладкими плитами, так как не испытывают разрушающего усилия. Распорные плиты изготавливают из относительно хрупкого материала (например, серого чугуна), так как они предохраняют дробилку от поломок при попадании каких-либо сверхтвердых частей (куски металла и т.д.). В момент попадания в дробилку не дробимых предметов происходит раскол одной распорной плиты (чаще задней), ширина разгрузочной щели резко увеличивается и предмет проваливается вниз.

Одним из основных технологических факторов, определяющих эффективность работы щековой дробилки, является угол захвата α, представляющий собой угол, образованный подвижной и неподвижной щеками дробилки и обеспечивающий захват куска без выталкивания его вверх из приемного отверстия. Для правильной работы щековой дробилки угол захвата α должен быть меньше двойного угла трения φ. При значении коэффициента трения скольжения между рудой и рабочей поверхностью щеки f=0,1-0,3 угол α должен быть 15-24º [31].

Конусные дробилки наиболее универсальными из существующих дробильных агрегатов, способных разрушать материалы прочностью до 20 по шкале М.М. Протодьяконова, являются конусные эксцентриковые дробилки, созданные для процессов крупного, среднего и мелкого дробления.

Классифицируют конусные дробилки следующим образом:

По кинематическому признаку различают:

дробилки с неподвижным вертикальным валом, геометрическая ось дробящего конуса которых остается параллельной своему первоначальному положению, применяют крайне редко в связи с малой работой дробления и быстрым износом футеровочных плит (в России в настоящее время не выпускаются);

дробилки с подвижным вертикальным валом, ось которых образует малый угол с осью симметрии дробилки, за счет чего все точки дробящего конуса описывают конические поверхности разного радиуса. Радиус круговых движений тем больше, чем токи ближе к выходной щели.

По способу крепления центрального вала различают дробилки:

с подвесным валом, укрепленным на верхнем шарнире в гнезде двухлапой траверсы. Они имеют крутой конус (с большим радиусом кривизны) и применяются для крупного дробления;

с консольным валом с опорой в центральной части на опорный подпятник. Имеют пологий конус и применяются для мелкого и среднего дробления.

В зависимости от типа приводного механизма различают дробилки: