В разных отраслях народного хозяйства и промышленности часто требуется выполнение дробления и помола сырьевых материалов. Это могут быть и пищевые предприятия, и фабрики тяжелой промышленности, измельчающие уголь с полуантрацитами и всевозможными отходами. В каждом случае ставится задача технического обеспечения данной операции с высоким уровнем производительности. Таким запросам соответствует среднеходная валковая мельница, совмещающая в себе оптимальные мощностные и конструкционные характеристики.
Устройство агрегата
С помощью данного оборудования можно выполнять широкий комплекс разнообразных задач, помимо непосредственного помола. Этим и обуславливается сложность конструкции некоторых моделей. В базовом же исполнении стандартная валковая мельница, фото которой представлено выше, включает в себя следующие части:
- Несущая платформа с опорными элементами. Металлическая конструкция на рамах, которая удерживает на себе вес функциональных блоков. В этой части может находиться и стационарная опора, и ходовая часть с колесами для перемещения.
- Силовой привод. Электродвигатель с редуктором и электрической инфраструктурой для подключения к сети (как правило, используются трехфзазные розетки на 380 В).
- Механическая приводная часть. Усилие от двигателя рабочим органам передается через систему подшипников, буферных пружин, ременных элементов, шестерней, клиноременной передачи и шкива.
- Рабочие органы. Непосредственно валки с зубьями, осуществляющие перемалывание сырья.
Принцип работы мельницы
Двигатель активизирует движение валков, которые, в зависимости от конфигурации зубьев, могут выполнять операции дробления, грубого измельчения и мелкого помола. Редуктор приводит в действие вал и в соответствии с заданным режимом работы начинается вращение. Перед этим пользователь выполняет загрузку сырья через специальную воронку – она интегрируется в корпус через разъемное соединение или постоянно присутствует в конструкции как и остальные рабочие компоненты.
В ходе работы выходящий продукт может подвергаться разделению по фракциям. За это отвечают дополнительные органы валковой мельницы. Принцип работы агрегата, к примеру, допускает выполнение процессов помола, сушки и сепарации в рамках одного технологического сеанса. Но в этом случае может потребоваться интеграция вспомогательных передатчиков усилия и даже приводных механизмов, отдельно подключаемых к источникам питания. У машин, которые выполняют разнородные операции от усилия одного электродвигателя, как правило, увеличены габариты и усложнена механическая основа.
Виды валковых мельниц
Различают модульные, тарельчатые и вертикальные конструкции валковых дробилок-мельниц. Модульное устройство является наиболее современным и позволяет выполнять компоновки валовых рычагов, валков и амортизационной системы в разных конфигурациях, меняя габаритные, формовочные и функциональные характеристики оборудования.
Специально для химической промышленности выпускаются тарельчато-валковые мельницы (катково-дисковые). В их основе содержится вращающаяся тарелка-диск, футерованная специальными плитами. Через эту платформу по штуцеру питания направляется измельчаемое сырье. Затем продукт проходит под катки, там подвергается помолу и за счет центробежной силы сбрасывается к броневому кольцу, где начинается процесс сепарации.
Что касается вертикальных мельниц, то они считаются наименее гибкими в возможностях конструкционно-монтажного устройства, так как рассчитываются на стационарную постоянную инсталляцию в рамках конкретного проекта без возможности изменения. Но сам по себе вертикальный форм-фактор с направленными сверху вниз функциональными блоками (от загрузочной воронки до низших звеньев дробилок и сепаратора) отличается наибольшей производительностью.
Особенности валковых мельниц для муки
Принципиальным отличием агрегатов для помола муки является уменьшение размеров конструкции, увеличение количества валковых элементов и оптимизированная система классификации продукта по качеству обработки. Такие машины, в частности, выпускает немецкая компания Nagema, представляющая восьми-валковую мельницу для муки. Описание лабораторных модификаций оборудования с возможностью получения пробного гранулированного помола зерна можно представить через следующий конструкционный состав:
- Размольные валковые элементы, выполняющие разнофракционное измельчение.
- Приемные поддоны, предназначенные для сбора и классификации муки с отрубями.
- Сита, через которые производится разделение муки разного качества. В некоторых системах также дается оценка помола посредством электронных датчиков.
- С помощью шелковой сетки с алюминиевой накладкой мука с отрубями просеивается после дробления пшеницы. К слову, шелковые сетки могут иметь разные параметры с размером ячеек от 150 до 300 микрон.
Как видно, валковые агрегаты для муки способны не просто выполнять механические операции обработки, но и производить базовую оценку качества выпускаемого продукта и, в соответствии с этим, обеспечивать его разделение.
Основные характеристики
В силу разнообразия конструкционных устройств, данное оборудование может иметь разные технико-эксплуатационные параметры. И все же, ориентируясь на средний мощностный уровень агрегатов, характеристики можно представить следующим образом:
- Силовой потенциал электродвигателя – от 1300 до 5500 кВт.
- Диаметр валков у промышленных моделей – до 1500 мм.
- Длина валков у промышленных моделей – до 2000 мм.
- Давление, оказываемое при дроблении горных пород – до 250 МПа.
- Высота зубьев у вертикальных валковых мельниц – от 30 мм.
- Диаметр тарелки у дисковых агрегатов – от 0,5 до 2 м в среднем.
- Скорость вращения тарелки – порядка 3 м/с.
- Производительность – от 10 до 25 т/ч.
Система управления
В современных моделях мельниц предусматривается электронное управление процессом с элементами автоматизации. Оператор может настраивать скорость движения валков, темпы подачи сырья в загрузочную горловину, параметры вращения ротора сепаратора, характеристики помола и т. д. В автоматическом режиме происходит регулировка воздушных потоков с давлением помола. Задав исходные данные, можно без вмешательства в рабочий процесс ожидать получения нужного гранулометрического состава на выходе продукта. Поскольку валковые мельницы работают на больших мощностях с подключением к трехфазным сетям, в обязательном порядке их обеспечивают и защитными устройствами. Они также срабатывают автоматически в случаях коротких замыканий, перегрева двигателя или сильных перепадов напряжения в сети.
Недостатки агрегата
Практически все валковые механизмы имеют общий негативный фактор действия, который заключается в тесном контакте с сырьем. Механическое воздействие на материал сопровождается налипанием измельчаемых частиц на поверхности валков. Поскольку в некоторых технологических режимах обработки предполагается увлажнение рабочих органов, то после завершения процедуры поверхности полностью покрываются конечным продуктом. Отмечается и относительно скромная степень помола у валковых мельниц, что заставляет конструкторов экспериментировать с тем же увеличением количества дробящих агрегатов.
В целом данное оборудование считается устаревшим и несоответствующим новым требованиям к производству измельченных материалов. С другой стороны, простота конструкции и возможность при оптимальных размерах агрегата поддерживать высокую производительность пока сохраняет востребованность валковых машин.
Изнашиваемые поверхности
Собственно, это один из главных эксплуатационных факторов негативного спектра, который обуславливается интенсивностью механического воздействия на загрузочный материал. Очевидно, что износу в первую очередь подвергаются сегменты валков, которые периодически приходится менять. Проблема заключается в том, что наиболее высокие коэффициенты трения присутствуют при обработке твердого сырья, которое требует применения высокоабразивных зубцов. В таких режимах работы и проявляются недостатки валковых среднеходовых мельниц, износ которых накладывает немалые затраты по статьям техобслуживания. С другой стороны, и производители валков не стоят на месте, предлагая все более качественные абразивные сегменты для помола, обеспеченные высокохромистыми чугунными наплавками.
Заключение
На сегодняшний день у валковых механизмов для помола немного прямых конкурентов, которые могли бы предложить тот же набор технико-эксплуатационных качеств. Основные преимущества данной техники сводятся к простоте технической организации обработки материала и простой схеме интеграции в производственные процессы широкого спектра предприятий.
В то же время, валковые мельницы уступают в позициях на рынке менее производительным, но более эргономичным и функциональным ролико-кольцевым, вибрационным и струйным агрегатам. Все большую роль играют и такие факторы, как ремонтопригодность и энергоэффективность оборудования. Технологический уровень валковых конструкций не позволяет также и по этим показателям выходить вперед в своей нише.