Капитальный ремонт шаровой мельницы

1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Краткая  характеристика ЦМП-3

ЦМП-3 – это цех по производству сырья (порошка). Данный цех представляет собой отдельно стоящее здание и  сообщен тремя транспортными  лентами, одна из которых находится  в резерве. Цех для подачи сырья  имеет в плане размеры 12х6 м, где  располагаются три ленточных  конвейера, ширина конвейерной ленты 500мм, высота помещения 3,0м.

От дробильной установки  через грохота измельченная масса через промежуточные бункера поступает в приемные течки, снабженные дозаторами на конвейерную ленту. Приемное устройство – бункера – распределители расположены в промежуточном цехе на расстоянии 6м.

1.2 Технологическая схема и основное  механическое оборудование цеха

Технологическая схема

 
Основное  механическое оборудование цеха и его  техническая характеристика

1. Ленточный конвейер

Разные типы конвейеров применяются, во всех областях промышленности. Главными задачами устройств этого типа являются осуществление погрузки и выгрузки, а также транспортировки различных  грузов в течение производственного  процесса.

Наиболее распространенным типом конвейера является, безусловно, ленточный конвейер. Ввиду своей  простоты, а также легкости в обслуживании и определенной универсальности  применения он является просто незаменимым  устройством на том или ином промышленном объекте. Благодаря своим возможностям ленточный конвейер обеспечивает непрерывную  транспортировку различных грузов (от самых мелких, незначительных и сыпучих до крупногабаритных).

Одним словом, ленточный  конвейер представляет собой специальный  механизм, предназначенный для бесперебойной  транспортировки материалов и грузов. В качестве основного несущего и  тягового механизма здесь выступает  эластичная лента. Конвейеры ленточные  нормального, а также тяжелого исполнения применяются для осуществления  транспортировки штучных, сыпучих  и кусковых грузов в различных  направлениях: наклонном и горизонтальном. Разрешается отклонение не более 18 градусов.

Конвейеры ленточные легкого  типа: используются для транспортировки  штучных единиц, грузов, а также  материалов с сыпучей структурой. Ширина ленты может быть: 400-1200 мм (в зависимости от характеристик  конвейера). Для того, чтобы разгрузить конвейер, используются характерные тележки, устанавливаемые на ленту (800, 1000, 1200 либо 1400 мм), а также сбрасыватели плужковые (650, 800, 1000, 1200, 1400 и 1600 мм).

Все ленточные конвейеры  могут быть укомплектованы двух- или же односторонними плужковыми сбрасывателями, скребками для очистки транспортерной ленты, бункерами, а также контроллерами скорости движения ленты, УВК и УВР. При соответствующем желании заказчика оснащение поставляется либо в комплекте с конвейерной лентой, либо без нее.

Таблица 1 - Технические характеристики ленточных конвейеров

2. Мельница шаровая

Шаровая мельница МШР (шаровая  мельница с разгрузкой через решетку) – измельчительный аппарат, применяемый  для тонкого (до 40 – 100мкм) измельчения  материалов исходной крупностью до 25 – 30мм сухим и мокрым способами. Мельницы широко применяются в горнорудной, металлургической и других отраслях промышленности для измельчения  руд черных, цветных и редких металлов, известняков, доломитов и других материалов, в том числе высокоабразивных и очень прочных. Условное обозначение мельницы состоит из указания её типа, размеров и внутреннего диаметра барабана (без футеровок), длины барабана в мм и исполнения по расположению привода. Например, шаровая мельница с разгрузкой через решетку, диаметром барабана 2100 мм, длиной 1500 мм обозначается следующим образом: мельница МШР- 2100х1500.

Таблица 2 - Технические характеристики шаровых мельниц с разгрузкой через решетку

3. Грохот

Грохоты ГИТ 32-М и ГИТ 52-М  предназначены для рассева материалов на два класса по крупности, с объёмной массой насыпного груза не более 2,8 т/м³ и применяются на предприятиях горно-химических, чёрной и цветной металлургии, а также в строительной промышленности.

Грохот ГИТ 32-М

Таблица 3 - Техническая характеристика:

Грохот ГИТ 52-М

Таблица 4 - Техническая характеристика:

1.3 Классификация шаровых мельниц

Шаровые мельницы широко применяют для грубого  и тонкого помола материалов. Принцип  действия шаровых мельниц состоит, в измельчении материла ударом и  частично истиранием свободно падающих мелющих тел во вращающемся барабане.

В зависимости от скорости вращения барабана мельницы различают два  основных режима работы мелющих тел: при малой скорости - каскадный, при большой - водопадный.

При каскадном режиме мелющие тела перекатываются и материал измельчается под действием раздавливающих и истирающих усилий.

При водопадном режиме работы шары в  результате трения о внутреннюю поверхность  корпуса поднимаются вместе с  корпусом до точки А , называемой точкой “отрыва”, а затем падают вниз к точке “падения” В. В этой точке происходит измельчение материала под действием ударных усилий.

Во время вращения мельницы наблюдаются  оба режима работы дробящей загрузки, так как часть шаров работает в каскадном, а часть в водопадном режиме.

Шаровые мельницы могут быть классифицированы по следующим основным признакам:

по конструкции барабана и наличию  перегородок:

1) цилиндрические однокамерные  и многокамерные 

2) конические 

по принципу работы:

1) периодического действия 

2) непрерывного действия — с  периферической разгрузкой и  с разгрузкой через полую цапфу 

по роду футеровки и характеру  мелющих тел:

1) с неметаллической футеровкой  и металлическими, мелющими телами;

2) с металлической футеровкой  и металлическими мелющими телами  – шарами, короткими цилиндрами  или стержнями;

по конструкции привода:

1) с периферийным (шестеренчатым)  приводом 

2) с центральным приводом 

Мельницы могут работать в открытом или замкнутом цикле при условии  непрерывного действия. В них можно  размалывать материал, как сухим, так и мокрым способом.

Достоинства шаровых мельниц:

1) возможность получения высокой  и постоянной тонкости помола  и регулирования её;

2) возможность подсушки материала  в самой мельнице;

3) простота конструкции;

4) надежность в эксплуатации;

5) возможность измельчения пород  различной твердости. 

Недостатки:

1) значительный расход энергии; 

2) большой вес и размеры; 

3) большой пусковой момент;

4) сильный шум во время работы.

1) Мельницы периодического действия

Мельницы периодического действия с неметаллической футеровкой применяют  в случаях, когда надо получить весьма тонкий продукт, свободный от металлических  примесей. Несмотря на невысокую производительность и сравнительно-большой расход энергии, эти машины широко используют в производстве изделий тонкой керамики для мокрого  помола отощающих материалов, приготовления глазурей и эмалей.

Мельница периодического действия представляет собой сварной барабан, закрытый с обеих сторон чугунными или стальными днищами с цапфами, которыми мельница опирается на подшипники. Барабан внутри футерован кремневыми камнями, фарфоровыми плитами или плитами из высокоглиноземистых или циркониевых материалов. Мелющие тела изготовляют из тех же материалов или применяют кремневую гальку. Мельница приводится во вращение от фланцевого электродвигателя через планетарный редуктор и зубчатую пару с внутренним зацеплением, заключенную в кожухе.

Мельница загружается мелющими телами и материалами через люк, закрываемый крышкой. Количество загружаемой  массы материала составляет от 400 до 500 кг на 1 м³ емкости барабана, а вес кремневых шаров примерно равен весу материала. Разгружается мельница через тот же люк; чтобы при этом не выпадали мелющие тела, в люк вставляется стакан с отверстиями, размеры которых меньше размеров мелющих тел. Для ускорения разгрузки мельницы с противоположной от люка стороны вывинчивается пробка и в мельницу поступает воздух.

Производительность мельницы периодического действия зависит от её объема и  продолжительности помола. При нормальном числе оборотов мельницы на продолжительность  помола оказывают влияние физические свойства дробимого материала, размеры  материала, поступающего в мельницу, заданная степень измельчения, форма, размеры и качество мелющих тел. Обычно цикл помола продолжается от 3 до 10 ч. Как правило, в мельницу поступает  материал, предварительно измельченный до крупности 1 мм. Материал, измельченный в мельнице, должен проходить через сито № 006 с остатком не более 2%.

2) Мельницы непрерывного действия

Мельницы  с периферической разгрузкой через  сито

Мельницы, широко применяемые в  огнеупорной промышленности, предназначены  для измельчения материалов средней  твердости (сухой глины, шамота, магнезита  и т. п.), когда необходимо получить не менее 30—40% частиц величиной меньше 5 мм.

Мельница имеет два торцовых днища из листовой стали, которые  изнутри облицованы стальными броневыми  элитами . К внутренней стороне днищ прикреплены стальные броневые плиты, расположенные уступами. К торцовым днищам крепятся с одной стороны ступица, с другой — горловина, отлитая вместе с лопастями и ступицей. К горловине примыкает питающая воронка, установленная на фундаменте. Вал, на котором шпонками закреплены ступицы, опирается на подшипники, установленные на фундаментах.

Так как броневые плиты расположены  уступами, барабан может вращаться  только в направлении, указанном стрелкой. Броневые плиты с одной стороны несколько утолщены, а в тонкой части имеют отверстия диаметром 5 мм, расширяющиеся в сторону прохода материала. Между плитами оставляются щели, перекрываемые волнистыми щитками, которые задерживают крупные частицы материала от выпадения.

Над плитами смонтировано два ряда сит. В первом из них отверстия  больше, чем во втором. Первое сито задерживает  крупные частицы материала и  предохраняет второе от излишней нагрузки и преждевременного износа. Первое сито выполнено из отдельных секций, между которыми оставляются щели. Частицы материала, не прошедшие  сквозь отверстия второго сита , возвращаются в барабан через щели между секциями первого сита и плитами для повторного измельчения. Измельченный и просеянный материал поступает в кожух. Патрубок служит для присоединения мельницы к аспирационной установке.

В мельницу поступает материал крупностью 25—75 мм, который измельчается до частиц величиной 0,5 мм. Диаметр мелющих шаров 80—120 мм. Для мельницы размерами 2,26 Х 1,38 рекомендуется набор шаров диаметром 120, 100 и 80 мм по 450 кг, общей массой 1350 кг.

Недостатком рассматриваемых мельниц  является то, что в них объединены помол и просев. Последний происходит только на небольшой части поверхности сита; это снижает производительность мельницы. Кроме того, в этих мельницах невозможен тонкий помол материал из-за забивания тонких сит. В современных высокопроизводительных установках помол и просев осуществляется в разных машинах, работающих в замкнутом цикле.

Мельницы с периферической разгрузкой через сито изготовляют с размером между наружными ситами 850 и 2260 мм и соответственно шириной между торцовыми дисками 450 и 1380 мм, угловой скоростью 45 и 25 об/мин, мощностью двигателя 2,2 и 22 кВт. Производительность мельницы размерами 2,26 X 1,38 составляет до 5 т/ч сухой глины при наружном сите с отверстиями 1 мм и до 7,5 т/ч шамота при сите с отверстиями 3 мм.

Мельницы  с разгрузкой через полую цапфу  или торцовое днище (одно- и многокамерные)

Эти мельницы бывают с коротким и  длинным барабаном (с отношением длины к диаметру 0,7—2 и 2—7), конусные и цилиндрические.

Конусные мельницы с разгрузкой через полую цапфу применяют для мокрого и сухого помола материалов различной твердости. К цилиндрической части корпуса мельницы приклепаны с обеих сторон усеченные конусы: со стороны загрузки — крутой конус с углом при вершине 120°, со стороны выгрузки — пологий конус с углом при вершине 60°. Цилиндрическая часть мельницы изготовляется длиной от 1/4 до 1/3 диаметра. В мельницах с кремневой футеровкой длина цилиндрической части достигает величины диаметра.

Мельница загружается металлическими шарами диаметром 60—125 мм, кремневой  галькой или фарфоровыми шарами. Для увеличения производительности мельница устанавливается с небольшим  наклоном в сторону выгрузки материала (около 34 мм на 1 м длины барабана).

В мельнице этого типа происходит автоматическое распределение шаров  по крупности без применения перегородок  и достигается измельчение материала  мелющими телами, соответствующими крупности  его кусков или частиц. Благодаря  этому конусные мельницы имеют более  высокую производительность и расходуют  меньше энергии, чем цилиндрические, где мелющие тела поднимаются  на одинаковую высоту.

Размер поступающих в мельницу кусков материала должен быть не больше 50 мм; измельчается материал до величины частиц 0,07 мм. Загрузка и разгрузка материала осуществляются через полые цапфы.

Многокамерные мельницы

Применяются для помола шамота, кварца, пегматита, известняка, цементного клинкера, угля и других материалов, когда  требуется высокая производительность и надо получить продукт высокой, инородной тонкости. В многокамерной  мельнице объединены все стадии измельчения  и может осуществляться как мокрый, так и сухой помол материалов. Камеры загружаются мелющими телами разного размера соответственно крупности измельчаемого материала.

В результате применения многокамерных  мельниц упрощается процесс помола и обслуживание мельниц, значительно  сокращается количество вспомогательной  аппаратуры и уменьшается кубатура здания. Это способствует широкому распространению многокамерных  мельниц. Наибольшее распространение  получили мельницы, имеющие центральный  привод с разгрузкой через полую  цапфу и торцовое днище.

Многокамерной мельницы с разгрузкой через полую цапфу и с центральным  приводом. Барабан мельницы сварен из листовой стали толщиной 28 мм и закрыт с двух сторон торцовыми днищами. Днища отлиты заодно с пустотелыми цапфами, которыми мельница опирается на литые чугунные подшипники с баббитовой заливкой. Подшипники имеют сферические опоры, снабжены водяным охлаждением и централизованной системой смазки. Внутри мельница облицована броней из марганцовистой стали и разделена на две камеры дырчатой перегородкой. Конструкция более совершенной мельницы размерами 2,2 Х 13 предусматривает возможность установки еще одной или двух перегородок.

В корпусе мельницы над каждой камерой  сделаны овальные отверстия —  люки, закрываемые крышками. Через  эти люки мельница загружается мелющими телами. В первых камерах мелющими телами обычно служат металлические  шары, в остальных — короткие металлические цилиндры (цильпебсы). Стальными телами камеры заполняют примерно на 23—28% их объема.

К цапфе жестко крепится груша (разгрузочное устройство), на внутренней стороне  которой имеются лопасти. Последние подают материал в пустотелую цапфу. В эту цапфу вставлена втулка с приваренными к ней лопастями. Лопасти груши и цапфы обеспечивают принудительное поступление материала в мельницу, причём параметры загрузочного устройства обеспечивают значительно большую производительность, чем производительность мельницы, что устраняет возможность её недогрузки.

У разгрузочного днища установлена  диафрагма, состоящая из дырчатой перегородки, пустотелого конуса  и приваренных  к нему радиально направленных лопастей. К цапфе, внутри которой вставлена  втулка с лопастями, прикреплены  разгрузочный патрубок  с окнами  по периферии и каркас контрольного сита , охваченный кожухом .

Мельница приводится в движение от электродвигателя через двухступенчатый  редуктор и вал центрального привода, снабженный зубчатыми муфтами. Наличие центрального привода позволяет обойтись без тяжелого и дорогого зубчатого венца, обеспечивает более спокойный ход мельницы и возможность установки двигателя с редуктором в отдельном помещении, защищенным от пыли.

Материал, измельчаемый в мельнице, проходит через межкамерные перегородки, затем через перегородку в диафрагмы поступает на лопасти, поднимается ими и сползает по их поверхности и поверхность конуса во втулку, где подхватывается лопастями и подается в разгрузочный патрубок. Через окна разгрузочного патрубка материал переходит на контрольное сито.

Измельченный материал, прошедший через сито, поступает в кожух, а из него в транспортирующее устройство. Частицы материала и мелкие остатки обработанных мелющих тел, не прошедшие сквозь сито, через полость кожуха удаляются из мельницы.

Патрубок служит для подсоединения  мельницы к аспирационной системе.

1.4 Назначение, устройство, принцип работы  шаровой мельницы

Под измельчением твердых материалов (ТМ) понимают направленное уменьшение их размеров путем механического (реже — какого-либо иного) воздействия на ТМ.

Общее назначение процессов измельчения:

— увеличение поверхности контакта измельчаемого ТМ для осуществления ряда химических, физических, физико-химических процессов, если именно поверхность межфазного контакта определяет интенсивность процесса в целом.

— применение ТМ в последующих конкретных технологических процессах, если их возможно осуществить с ТМ только в тонкоизмельченном состоянии (составление композиций и др.)

— выделение ("вскрытие") целевого компонента, изначально существующего в твердой породе в смеси с ней (например, процессы выщелачивания в гидрометаллургии или полимерных технологиях).

Классификация размольных машин

Процессы измельчения формально  и условно классифицируют по размерам (начальному d_н и конечному d_k) зерен, кусков, частиц ТМ, иногда дополнительно и по степени измельчения.

Более обоснованной является классификация  по способам измельчения. Основные из этих способов: раздавливание; изгиб, иначе – разламывание; раскалывание; удар и истирание. В размольных машинах разрушение ТМ, как правило, происходит одновременно несколькими способами, так что следует говорить о комбинированном воздействии на ТМ, может быть — с преобладанием какого-либо одного или двух-трех способов. При этом выбор способа (соответственно — типа размольной машины) определяется свойствами ТМ и отчасти исходным и конечным размерами кусков.

Мельница шаровая модели 151М2 предназначена  для размалывания (истирания) ТМ; каменного  угля, глины, кокса, графита, формовочного песка и может быть использована для измельчения других материалов: шамота, кварца, шифера, известняка и  т.д. тонкость помола достигается путём  установки сит требуемой густоты.

Техническая характеристика и основные технические данные мельницы шаровой  модели 151М2 представлены в таблице 5.

Измельчение материала в мельнице осуществляется шарами диаметром от 38 до 90 мм, которые помещаются внутри барабана.

В начальный период загрузки мельницы засыпается не более 30 кг размалываемого материала, после чего загрузка производится равными порциями до 15 кг через каждые 10—15 минут работы.

Увеличенная неравномерная загрузка приводит к снижению производительности.

Загружается мельница через загрузочную  воронку, материал при помощи шнека подаётся в полсть барабана для размалывания.

Барабан представляет собой конструкцию, состоящую из двух дисков, скрепленных  пятью проставками на болтах. На проставки опираются пять плит с отверстиями для просеивания размолотых частиц. Передние кромки (по направлению вращения плит) опираются на проставки по всей ширине, а задние—на приливы проставок, образуя щели для возврата в барабан непросеянного материала.  

Снаружи к барабану крепится пробитый лист пяти секций и рамки с сетками  из пяти секций.

Стойка передняя и стойка задняя представляет собой сварную из уголка конструкцию и подшипника качения, представляющего собой чугунный разъёмный корпус с бронзовой  втулкой.

Поперечина представляет собой  сварную конструкцию, предназначенную  для увеличения жёсткости машины.

 Привод мельницы состоит  из двигателя, ременной передачи  и зубчатой пары, вращение передаётся  барабану.

Кожух барабана представляет собой  сварную конструкцию и предохраняет рабочего от возможных механических повреждений во время работы машины, а также служит защитой от загрязнения  окружающей среды.

Дроссель предназначен для регулирования  количества всасываемой пыли из кожуха. К фланцу дросселя присоединяется вытяжная вентиляция при монтаже по месту. Количество всасываемого воздуха должно быть не менее 300 м³/ч.

1.5 Техническая характеристика  мельницы

 Шаровая мельница состоит  из следующих узлов и деталей:

1. Воронка;
2. Шнек;
3. Барабан;
4. Стойка передняя;
5. Стойка задняя;
6. Поперечина;
7. Кожух верхний;
8. Кожух нижний;
9. Дроссель;
10. Электродвигатель;
11. Клиноременная передача;
12. Выгрузное окно;
13. Зубчатая передача;
14. Люк смотровой;
15. Крепление кожуха;
16. Защитный кожух привода;
17. Броневые плиты;
18. Комплект мелющих тел (шаров);
19. Сетка перфорированная.

Комплект  мелющих тел (шаров) состоит из:

Шар Ǿ 38 мм—20 шт.

Шар Ǿ 45 мм—15 шт.

Шар Ǿ 50 мм—10 шт.

Шар Ǿ 65 мм—10 шт.

Шар Ǿ 75 мм—5 шт.

Шар Ǿ 90 мм—5 шт.

Таблица 5 - Техническая характеристика и основные технические данные шаровой мельницы

1.6 Грузоподъемные механизмы при  ремонте, техническая характеристика

1) При разборке  шаровой мельницы (выпрессовке шкивов, зубчатых колёс и шестерен) применяют универсальный съемник.

Детали с неподвижными посадками  необходимо разъединять с помощью  специальных съемников, прессов. При  помощи съемников проводится разборка шпоночных, шлицевых, конусных соединений, а также съем муфт, зубчатых колес, шарикоподшипников, втулок, шкивов и т. д. Съемники могут быть универсальными или специальными, предназначенными для снятия деталей определенного класса. Универсальный съемник представлен на рисунок 1. Установка захватов на необходимый диаметр производится вращением конуса 2. Фиксация детали осуществляется за наружную поверхность, а после перестановки конуса 2 и захватов 1 выпрессовка детали может проводиться фиксацией за внутреннюю поверхность.

Универсальные съемники могут использоваться для демонтажа деталей определенного  диапазона диаметров. Поэтому необходимо иметь несколько типоразмеров подобных съемников и сменных захватов.

Выпрессовка проводится следующим образом. После создания винтом натяга мягкой выколоткой ударяют по снимаемой детали. При некотором смещении детали ее выпрессовывают вращением винта. Детали с прессовыми посадками нужно предварительно подогревать, например, поливая их маслом с температурой 80 — 100 °С.

Рисунок 1 Универсальный съемник: 1- захваты, 2 – конус.

2. Мостовой кран

Таблица 6 - Технические характеристики мостового электрического опорного крана 5тн

Таблица 7 - Технические характеристики мостового электрического опорного крана 10тн

Таблица 8 - Технические характеристики мостового электрического опорного крана 20тн

Таблица 9 - Технические характеристики мостового электрического опорного крана 50тн

Мостовые краны общего назначения отличаются универсальностью использования  и широко применяются в машинных залах, сборочных цехах, закрытых производственных и складских помещениях, а также  на открытых площадках для выполнения основных и вспомогательных производственных операций. 

Поскольку перемещение груза осуществляется с помощью крюка, то зачастую мостовые краны общего назначения называют крюковыми  кранами. 

Мостовой кран общего назначения состоит  из моста, который опираются на крановый путь и перемещается по рельсовым эстакадам, закреплённым на стенках здания. 

Мостовые краны общего назначения, исходя из типа конструкции, подразделяют на однобалочные мостовые краны и  двухбалочные мостовые краны.