Ви є тут

Динамика гироскопического измельчителя ударного действия

Автор: 
Черепанов Дмитрий Владимирович
Тип роботи: 
кандидатская
Рік: 
1999
Кількість сторінок: 
219
Артикул:
1000233387
179 грн
Додати в кошик

Вміст

2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Измельчители. Кинематические схемы, принцип действия,
область применения 6
1.2. Вопросы развития теории и конструкции гироскопических измельчителей 10
1.3. Постановка задачи и методика исследования 26
2. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ГИРОСКОПИЧЕСКОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
2.1. Вывод уравнений движения рабочих органов измельчителя 27
2.2. Описание внешних моментов, действующих на рабочие органы измельчителя 36
2.3. Полные уравнения движения рабочих органов гироскопического измельчителя ударного действия 58
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ДВИЖЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ МОЛОТКОВОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ
3.1. Полные и линеаризованные уравнения движения рабочих органов молоткового измельчителя 60
3.2. Аналитическое исследование свойств молоткового измельчителя
с плоским движением рабочих органов 62
3.3. Математическое моделирование движения рабочих органов молоткового измельчителя 67
3
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ГИРОСКОПИЧЕСКОГО ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЯ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
4.1. Линеаризация уравнений движения рабочих органов гироскопического измельчителя ударного действия 80
4.2. Аналитическое исследование свойств гироскопического измельчителя 82
4.3. Математическое моделирование движения рабочих органов гироскопического измельчителя ударного действия 98
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ МАКЕТОВ ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЕЙ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
5.1. Разработка методики и проведение экспериментов по определению составляющих сил сопротивления движению рабочих органов измельчителя 108
5.2. Разработка методики и проведение экспериментов по определению параметров движения рабочих органов измельчителя при ударном взаимодействии с измельчаемым продуктом 113
5.3. Получение регрессионных уравнений зависимости частоты и амплитуды колебаний молотка макета измельчителя ударного действия от парциального коэффициента, угловой скорости вращения ротора и массы зерна, взаимодействующего с молотком во время удара 123
5.4. Оценка параметров движения рабочих органов макета измельчителя ударного действия с помощью акустических методов и видеосъемки 130
5.5. Сравнительная оценка технических характеристик молоткового измельчителя с плоским движением рабочих органов и гироскопического измельчителя с пространственным движением рабочих органов 138
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 146
ЛИТЕРАТУРА 148
ПРИЛОЖЕНИЕ 156
А
ВВЕДЕНИЕ
Устройства для разрушения материала: дробилки и мельницы, широко используются в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Развитие индивидуальных и малых перерабатывающих предприятий, крестьянских и фермерских хозяйств поставило задачу создания малогабаритной техники этого назначения, наиболее перспективным путем решения которой является не копирование в уменьшенных масштабах существующей технологии и оборудования, а разработка их на новых принципах. Это и привело к появлению настоящей работы, направленной на разработку и исследование динамики гироскопического измельчителя ударного действия.
Работа состоит из введения, пяти глав и заключения.
В первой главе приведена краткая информация о конструкциях, принципе действия и области применения измельчителей; выполнен обзор литературы, посвященной гироскопическим измельчителям; сформулирована постановка задачи исследования.
Во второй главе проведено построение математической модели движения рабочих органов гироскопического измельчителя ударного действия. Сделан вывод уравнений движения рабочих органов измельчителя, описаны действующие на них внешние моменты.
В третьей главе проведено исследование динамики движения рабочих органов молоткового измельчителя. Полные уравнения движения, полученные во второй главе, были упрощены для молоткового измельчителя с плоским движением рабочих органов и линеаризованы. На основе линеаризованных уравнений проведено аналитическое исследование свойств молоткового измельчителя с плоским движением рабочих органов. Произведено математическое моделирование по линеаризованным и полным уравнениям движения.
В четвертой главе проведено исследование динамики движения рабочих органов гироскопичсского измельчителя ударного действия. Из полных уравне-
5
ний движения рабочих органов получены линеаризованные, на основе которых проведено аналитическое исследование свойств гироскопического измельчителя ударного действия. По полным и линеаризованным уравнениям движения рабочих органов гироскопического измельчителя проведено математическое моделирование.
Пятая глава посвящена экспериментальному исследованию параметров рабочих органов макетов измельчителей ударного действия. Объектами экспериментального исследования являлись макеты измельчителя с плоским движением рабочих органов и гироскопического измельчителя. Определены составляющие сил сопротивления и параметры движения рабочих органов измельчителя при взаимодействии с измельчаемым продуктом. Получены регрессионные уравнения зависимости частоты и амплитуды колебаний молотка от парциального коэффициента, угловой скорости вращения ротора и массы объема зерна, взаимодействующего с молотком во время удара. Проведено исследование движения рабочих органов макета измельчителя с помощью акустического метода и фотосъемки. Дана сравнительная оценка технических характеристик молоткового измельчителя с плоским движением рабочих органов и гироскопического измельчителя
В заключении приведены основные результаты исследования и выводы.
Таким образом, автором выносятся на защиту:
1. Математическая модель движения рабочих органов гироскопического измельчителя ударного действия.
2. Результаты аналитического исследования и математического моделирования движения рабочих органов молоткового измельчителя с плоским движением рабочих органов и гироскопического измельчителя.
3. Результаты экспериментальных исследований параметров движения рабочих органов макетов молоткового измельчителя с плоским движением рабочих органов и гироскопического измельчителя.
6
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, АППАРАТ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Измельчители. Кинематические схемы, принцип действия, область применения
В настоящее время предприятиями России разработан и изготавливается ряд малогабаритных мельниц и дробилок [1, 2] (табл. 1.1), основные требования к конструкциям которых изложены в [3]. Различие между дробилками и мельницами для измельчения зерна и кормопродуктов условное, так как технологические процессы дробления и измельчения принципиально не отличаются друг от друга. Считают, что при измельчении, в отличие от дробления, получают размер продукта менее 5 мм. Поэтому в дальнейшей работе будем использовать термины “измельчение” и “измельчитель", а термины “дробилка” и “мельница” будем применять при описании конкретных существующих технических устройств.
Конструктивные решения измельчителей и область их применения зависят от конкретного способа измельчения, который положен в основу технологического процесса измельчения материала. Известны следующие способы измельчения [4]:
- раздавливание, когда тело деформируется по всему объему и разрушается, если внутреннее напряжение превысит предел прочности материала тела на сжатие; этот способ характеризуется различием форм и размеров продуктов измельчения;
- резание, когда тело разделяется на части заданных форм и размеров;
7
Таблица 1.1. Малогабаритные мельницы
Модель Параметры мельницы
мельницы Изготовитель Производи-тельность кг/ч Мощность кВт Масса кг
КР-1 Климовский машино-строительный завод 50... 150 2...3 180
Вальцовая минимсльница ЦКБТ ВНИИзерна О о 1,62 280
Молотковая минимельница ЦКБТ ВНИИзерна 100...250 2,12 200
А1-КММ ВНИЭКИПродмаш 20...35 1,68 200
ММК “Арконтек Р”, Москва 30 0,18 17
У1-РСА-2 Климовский машиностроительный завод KJ\ О О 1,5 280
БМА АО “Саратовэлсватор-мельмаш” 120...140 6,7 1900
Малогабаритная вальцовая мельница АО “Луч”, Волгоград 150 12 1800
ИКБ Вятское машиностроительное предприятие 150...200 0,75 50
Мельница Х5905757Н ПНЮ “Корпус”, Саратов 150 0,55 60
МК-1 ГНПП "Контакт", Саратов 150 14 2000
ИЗМ 2-200 ГІІПП "Контакт", Саратов 150 1,1 -
Зернодробилка " С арато вд изел ьаппарат" 120-200 2,2 110
Минимельница "Саратовдизельаппарат" 50-150 2,32 280
"Мечта" ОАО "Аргон", Саратов 30-100 __ 1,1 -
ДРР-1 ЦНИИИА, Саратов 250 1 70
Минимельница "Волгоагротехника", Саратов 300 400
Дробилка "Волгоагротехника", Саратов 300 1,5 70
Мельница приставка к электродрели “Универсал” Ижевский сельскохозяйственный институт 27 0,4 5,5
МЭВ-1 НТА “Прогресс-электро” Москва 10 0,37 16
Микромельница АО “Салют” 70 4,25 380
МКРИ-300 ПО Роспродмаш 300 1,1 45
ММУ-150 Волгоградский оптико-механический завод 50 1,5 190
А1-АВМ-1/7 АООТ УПМАШ 400... 1000 5,5...7,5 315...515
Установка дробления МП “Теком” Саратов оо о о о 0,27 100
8
- раскалывание, когда разрушение тела происходит в местах концентраций наибольших нагрузок от клинообразных рабочих органов измельчителя, этот способ характеризуется однородностью размеров и разнообразием форм продуктов измельчения;
- разламывание, когда разрушение тела происходит под действием изгибающих сил, этот способ характеризуется однородностью размеров и разнообразием форм продуктов измельчения;
- истирание, когда разрушение тела происходит под действием комбинированной нагрузки от сжимающих, растягивающих и срезающих сил, этот способ характеризуется получением порошкообразного продукта;
- удар, когда разрушение тела происходит под действием динамических сил; различают стесненный удар, при котором тело разрушается между двумя рабочими органами измельчителя, и свободный удар, при котором разрушение тела происходит в результате его столкновения с рабочими органами измельчителя в полете, этот способ харакгеризуется разнообразием форм и размеров продуктов измельчения.
На основе анализа существующих схем и способов измельчения [5, 6] можно дать следующую классификацию измельчителей:
Таблица 1.2. Конструкция и области применения измельчителей
Класс измельчителя Конструктивная схема Способ измельчения Скорость движения рабочих органов Область применения
Щековые Раздавлива- Низкая Измельчение твердых мате-
дробилки / ние, разламы- риалов в горнорудной и
/ вание, истира- строительном промышлен-
/ ние ности
Конусные Раздавлива- Низкая Измельчение хрупких и мяг-
дрооилки Г77/ ние, разламы- ких материалов в горноруд-
^ г 1 г вание, истира- ной, топливной, строитель-
\Xirn ние ной, пищевои промышлен-
<^5 ности и сельском хозяйстве
9
Продолжение таблицы 1.2
Класс измельчителя Конструктивная схема Способ измельчения Скорость движения рабочих органов Область применения
Валковые дробилки и мельницы Ф© Раздавливание, раскалывание Средняя Измельчение мягких материалов в горнорудной, пищевой промышленности и сельском хозяйстве
Роторные и молотковые дробилки и мельницы \ Удар (для молотковых -удар и истирание) Высокая Измельчение твердых хрупких и мягких материалов в горнорудной, топливной, строительной, пищевой промышленности и сельском хозяйстве
Стержневые дробилки и мельницы 1— \ Удар Высокая Тонкое измельчение хрупких и мягких материалов в горнорудной, строительной и пищевой промышленности
Барабанные мельницы \ V Раздавливание, истирание, удар Низкая Измельчение твердых материалов в горнорудной, строительной и топливной промышленности
Роликовые мельницы -I і />у 1 Раздавливание и истирание Средняя Измельчение среднетвердых и мягких материалов в горнорудной, строительной и топливной промышленности
Бегуны п —с © Раздавливание и истирание Средняя Измельчение среднетвердых и мягких материалов в горнорудной, строительной и топливной промышленности
Окончание таблицы 1.2
Класс измельчителя Конструктивная схема Способ измельчения Скорость движения рабочих органов Область применения
Вибрационные мельницы Й Раздавливание, истирание, удар Высокая Тонкое измельчение твердых материалов при малой производительности
Струйные мельницы * Удар Высокая Сверхтонкое измельчение твердых материалов в химической промышленности

Из всего многообразия конструктивных схем измельчителей можно условно выделить группу гироскопических измельчителей [6], входящих в различные классы, но объединенные одним общим признаком - в этих измельчителях основное или дополнительное воздействие на измельчаемый материал осуществляется за счет использования гироскопического эффекта. Гироскопические измельчители являются наиболее перспективными для создания на их основе малогабаритных мельниц, так как в них удается получить значительно большее эффективное воздействие на измельчаемый материал со стороны рабочих органов, чем в обычных измельчителях тех же габаритов.
1.2. Конструкции гироскопических измельчителей
Первыми гироскопическими мельницами, которые нашли практическое применение, являются мельница Граммеля и мельница Гриффина [7, 8] (рис.
1.1, 1.2), в которых при вращении ведущего вала со скоростью СО происходит обкатывание бегуна в мельнице Граммеля и маятника в мельнице Гриффина по
//
внутренней поверхности размольной чаши. Возникающий при этом гироскопический момент Мр = Н(йп, где Н - кинетический момент бегуна (маятника), С0П - проекция угловой скорости вращения ведущего вала (О на ось перпендикулярную ведомому валу, осуществляет дополнительное разрушающее воздействие на зерно. Развитие мельниц такого типа привело, например, к созданию мельницы [9], аналогичной мельнице Гриффина, но в которой измельчающий орган закреплен не на жестком шарнире, а на гибких растяжках. Впервые теория гироскопической мельницы была разработана в 1917 г. Р.Граммелем, который рассматривал мельничный бегун как симметричный гироскоп, совершающий вынужденную регулярную процессию вокруг вергикального ведущего вала. Р.Граммель, Д.Скарборо [8], К.Магнус [10] при описании теории работы гироскопической мельницы применяли формулу для гироскопического момента при вращении гироскопа с симметричным ротором вокруг подвижных осей [10]:
м1 = V2 5/>70
СЯ
(С - Л)соя0 + -—
(1.1)
г
где ц/ - угловая скорость вращения ведущего вала, 0 - уг ол наклона ведомого вала, С- момент инерции бегуна относительно оси собственного вращения, А - момент инерции бегуна относительно оси перпендикулярной оси собственного вращения, И - длина ведомого вала, г - радиус бегуна.
Скарборо [8] исследовал пути повышения суммарного силового воздействия на измельчаемый материал и получил значения оптимальных углов наклона ведомого вала 0, при которых наблюдается максимум гироскопического момента; для мельницы Граммеля величина гироскопического момента достигает максимума в диапазоне углов 8=90°... 135°-$>/2 ($=агс^(С'С1%ыА\ где а - угол между ведомым валом и прямой, проходящей через шарнир и среднюю точку касания бегуна), для мельницы Гриффина величина угла 0 лежит в диапазоне 0°...90\ оптимального значения угла 0 не существует, гироскопический момент увеличивается по мере уменьшения угла 0.
tz
Арнольд P.H. и Моидер JI [11] при выводе уравнений движения гироскопических мельниц пользовались методом Д’Аламбера и получили выражения для суммарной размалывающей силы N в виде:
- для мельницы Граммеля
2 2
. - тг„, у s RQ.2 г,с d cos а. . г
N = W(J + —cosа) +-------[(— +-------------—)smа - (1 + —cosa) ctgaJ;
R g rR R R (1.2)
M M
где W - вес катка, r - средний радиус катка, R - радиус окружности, которой касается средний радиус катка, М - масса катка, а - угол наклона ведомого вала, Q - угловая скорость вращения ведущего вала, Ли С - экваториальный и осевой моменты инерции относительно шарнира.
- для мельницы Гриффина
xr Q2 since sinp , 2 \ о
N =-------------------------------[(А + Ма )cos<xsin$ +
Rctg(а + р)[sin(а + р) - sin р / 0-3)
+ С sin a cos р J - Mga sin а / [ Rctg(а + Р)],
где Q - угловая скорость вращения ведущего вала, а - угол отклонения ведомого вала от вертикали, Р - угол между направлением ведомого вала и направлением на среднюю точку касания бегуна, М - масса бегуна, а - длина от шарнира до среднего сечения бегуна, А и С - экваториальный и осевой момент инерции бегуна относительно шарнира.
Другим видом гироскопических мельниц являются конусные гироскопические мельницы [12... 15]. Кинематическая схема одной из таких мельниц приведена на рис. 1.3.
При работе мельницы подобной конструкции подвижный внутренний конус прижимается центробежными силами к неподвижному наружному конусу и за счет сил трения получает вращательное движение вокруг своей оси. Гироскопический момент, возникающий при этом, усиливает давление подвижного конуса на измельчаемый материал.
УЗ
Теоретическое исследование конусных гирационных мельниц в основном ограничивается использованием формулы г ироскопического момента М в качестве расчетной для определения инерционных сил подвижного конуса [12]:
где J| - момент инерции подвижного конуса относительно оси собственного вращения, J2 - момент инерции подвижного конуса относительно оси перпендикулярной оси собственного вращения, со/ - угловая скорость переносного вращения подвижного конуса, ю? - угловая скорость вращения подвижного конуса относительно собственной оси, у - угол между осями подвижного конуса и дробилкой.
Кинематический расчет, опирающийся на расчет геометрии траекторий движения точек подвижного конуса при работе мельницы, дает полное значение хода конуса при полном ходе сжатия по углу поворота эксцентриковог о вала а [16]:
ружности сечения конуса, В з - составляющая проекции перемещения на направление, перпендикулярное образующей конуса, Сз - проекция перемещения точки конуса на его образующую, п - количество принятых шагов на интервале сжатия.
В результате кинематического расчета были получены оптимальные значения угла наклона эксцентриситета (60...80°, 280...300°) и формула для расчета угла захвата камеры дробления аг [16]:
М = ^ /со; х со 2) I +
J і -J 2 ® / ./ / 0> 2
соз( 180° - у) ,
(1.4)
І-Ї
где Аз - составляющая проекции перемещения, направленная по ок-
со8 аг =
(г+гк)2 +(Н-гк)2 -е2 2(г + гк)-(11-гк)
(1.6)
ведущий вал
размольная чаша ведомый вал
Рис. 1.1. Мельница Граммеля
Ведущий
Шарнир
Ведомый вал
Размольная/ і 'Маятник чаша
Рис. 1.2. Мельница Гриффина
Наружный
дробящий
конус
Ведомый вал
Ведущий вал
Внутренний
дробящий
конус
Противовес
V у— Шарнир
Рис. 1.3. Конусная гирационная мельница
-/5
где г - радиус внутреннего конуса, гк - радиус дробимого куска породы, К. - радиус внешнего конуса, г - эксцентриситет осей конусов.
К гироскопическим мельницам относятся также барабанные мельницы [17... 19], в которых измельчаемый материал находится под воздействием мелющих тел, находящихся внутри барабана, и совершающих сложное движение. Можно выделить две конструкции мельниц такого типа. В одной из них [17, 18] (рис. 1.4) вертикальная цилиндрическая рабочая камера заполнена ферромагнитными мелющими телами и окружена обмоткой, создающей переменное по осевому и тангенциальному направлениям магнитное поле. Под действием этого поля мелющие тела движутся в рабочей камере по сложным траекториям, измельчая материал. Второй конструкцией является гироскопическая барабанная мельница [19] (рис.1.5.), в которой мелющие тела, находящиеся вместе с измельчаемым материалом внутри барабана, приобретают сложное движение в результате одновременного вращения барабана вокруг вертикальной и горизонтальной осей. В гироскопических ножевых измельчителях [20...22] измельчение материала осуществляется бысгровращающимися ножами. При их работе на измельчаемый материал действуют гироскопические силы, заставляющие частицы материала совершать сложное движение, в результате чего осуществляется интенсивное перемешивание материала в зоне измельчения и его равномерное измельчение.
Теория гироскопических мельниц двух последних типов пока не разработана и при расчете их конструктивно-технологических параметров в основном опираются на опытные данные.
Развитие гироскопических измельчителей привело к созданию малогабаритной жерновой мельницы сухого измельчения [23] (рис.1.6.).
В этой мельнице на вращение полусферического корпуса наложено колебание жернова, обеспечиваемое гироскопическим моментом, возникающим в маховиках при вращении ведущего и ведомого валов.
/6
, Обмотка Мелющие ^тела
Камера
Рис. 1.4. Электромагнитная барабанная мельница
Приводной Барабан^ Опорный
ролик / \ ролик
Водило/ \Мелющие
тела
Рис. 1.5. Гироскопическая барабанная мельница
Приводной Ведущий вал ролик
Маховик
Жернов
О I Ведомый вал Опорный
ролик
Маховик-
Корпус
Рис. 1.6. Жерновая гироскопическая мельница
/7
При этом движении зерно увлекается за счет сил трения в клиновой зазор и истирается в нем. Продукты измельчения удаляются через отверстие в нижней части полусферического корпуса. При теоретическом описании работы мельницы применяется метод вывода уравнений движения рабочих органов на основе уравнения Лагранжа II рода [24]. Этот метод, описывающий изменение главного вектора количества движения твердого тела и кинетического момента при воздействии на твердое тело внешних сил и моментов, позволяет дать наиболее точное описание динамики движения рабочих органов мельницы. Полученные уравнения движения гироскопической жерновой мельницы имеют вид:
Jxdcosр - 2J'xdp>sinficosfi + Jxdcos4 р -sinрcos3 р + J2fysinр +
+ ./7РФ cos р + (JZ + J%° )d sin 2 p + 2(JZ + J%° )dfi sin p cos p = ;
2 2 3
Jy$ + Jxd cosfisinf> + 2J^d sin p cos p - Jzd(p cosfi -
~(JZ + Jf1)a2 sinpcosP = My;
Jz ф + Jzd sin p + J2dp cos p = Mz,
где J5 - момент инерции ведущего вала относительно вертикальной оси мельницы, J'x - момент инерции ведомого вала с колесами и маховиками относительно оси симметрии жернова, Jz - момент инерции ведомого вала с колесами и маховиками относительно оси вращения ведомого вала, - момент инерции жернова относительно оси вращения ведомого вала, М^ - момент внешних сил относительно вертикальной оси мельницы, Мх - момент внешних сил относительно оси симметрии жернова, М2 - момент внешних сил относительно оси вращения ведомого вала, а - угол поворота ведомого вапа вокруг оси вращения ведущего вала, р - угол поворота ведомого вала вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной ведомому Baiy, <р - угол поворота ведомого вала вокруг оси собственного вращения.
¥8
Расчет производительности гироскопической жерновой мельницы, произведенный из предположения, что за один оборот ведущего вала все зерно в зоне контакта разрушается до размеров конечного продукта и выводится из зоны контакта, дал выражение для расчета производительности в виде [24]:
П = бОрЛпИ^Л, -И/ 3) -к(И-с!к)2(Я2 -(Ь-<!к)/3)]п, (1.7)
где рн - насыпная плотность зерна, И - высота зоны контакта, (1& - толщина зоны контакта, Я/ - радиус сферической части чаши, 1- радиус сферической части жернова, п - частота вращения ведущего вала
Перечисленные типы гироскопических мелышц, в которых гироскопический момент используется для увеличения нагрузки на измельчаемый материал, относятся к измельчителям раздавливающего и истирающего способов измельчения и характеризуются относительно низкими скоростями движения рабочих органов, которые наиболее подходят для измельчения такого относительно мягкого материала, как зерно. При сравнительном анализе измельчителей отмечено, что для уменьшения удельного расхода энергии на измельчение целесообразно увеличивать линейные скорости движения частиц измельчаемого материала в процессе измельчения [24], кроме этого В.И.Акунов указывал на наиболее перспективный, с этой точки зрения, способ измельчения посредством удара частиц материала о препятствие и соударением их друг с другом [25].
С этой точки зрения определенный интерес представляет широко применяемые в настоящее время в мукомольной и комбикормовой промышленности измельчители ударного действия - молотковые мельницы [26...29]. Молотковые мельницы появились в начале 30-х годов и первоначально предназначались для размола бурых углей и торфа, однако впоследствии нашли применение для размола каменных углей, строительных материалов, в мукомольной и комбикормовой промышленности. Простота конструкции, компактность, малая металлоемкость, экономичность и достаточно высокая надежность привели к тому, что в 40-50-х годах молотковые мельницы получили самое широкое распростране-
м
ниє. В мукомольной и комбикормовой промышленности молотковые мельницы и дробилки применяются как самостоятельное устройство, так и в комплекте с вальцевыми станками [30].
В молотковых мельницах измельчение материала происходит за счет ударов по кускам измельчаемого материала размольных органов мельницы - бил или молотков, закрепленных шарнирно на роторе мельницы, а также за счет ударов, получающихся при этом осколков о броню мельницы и друг о друга. Вращение ротора молотковой мельницы осуществляется со скоростью 50-80 м/с, поэтому молотковые мельницы считаются быстроходными. Расположение оси ротора может быть как горизонтальным [26...29], так и вертикальным [31]. Основные требования к конструкциям молотковых мельниц, предназначенных для измельчения зерна и кормопродуктов изложены в [32].
В нашей стране в настоящее время используются в промышленных масштабах высокопроизводительные молотковые дробилки [33]: А1-ДМ2Р, А1-ДМР, А1-ДДП, А1-ДДР и др. За рубежом разработкой и изготовлением молотковых дробилок занято более 30 фирм, ведущими из которых являются: “Бюлер”, “Пситип” (Швейцария), “Амандус Каль”, “Бушхофф”, “Баумгартен” (Германия), “Саймон-Баррон”, “Кристи Норрис” (Великобритания), “Джиза”, “Муллмикс” (Италия), “Стольц”, “Промил”, “Руссель” (Франция), “Сплоуг Волдрон”, “Щутц” (США), “Хайд” (Австрия), “Президент” (Дания) и др.
В традиционных молотковых мельницах молотки крепятся на роторе мельницы таким образом, что обеспечивается их поворот только в плоскости вращения ротора. Принципиально новой разновидностью молотковой мельницы является гироскопический измельчитель ударного действия [34] (рис. 1.7), в котором на вращающемся роторе шарнирно с обеспечением двух степеней свободы закреплены молотки, выполненные в виде стержней, на концах которых расположены ударные диски, имеющиеся свободу вращения относительно оси стержня.