Способ настройки инерционной конусной дробилки

Способ настройки инерционной конусной дробилки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских .

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕ ТЕЛЬ СТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.08.81 (21) 3329481/29-33(51) И.К .

В 02 С 2/02 с присоединением заявки №вЂ”

Гвсуаарстаанвм камитет (23) Приоритет—

Опубликовано 23.01.83. Бюллетень №3

Дата опубликования описания 28.01.83

СССР (53) УДК 621.926..3 (088.8) No аллам лзабратвлий и аткрмтий

В. Л. Гиршов, А. К. Григорьев,.:Гй А. Денисов, Л. f1. Зарогатский, H. А. Иванов, В. И. Поляков, В.::И:.:Ревййвоев йРГ. А.::Фйнкельштейн з - ° ва гс

Всесоюзный ордена Трудового Крвсаагную Знаыдгйи наурноисследовательский и проектный институт механйческой обработки полезных ископаемых «Механобр» (T2) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ИНЕРЦИОННОЙ КОНУСНОЛ

ДРОБИЛКИ

Изобретение относится к способам настройки инерционной дробилки на оптимальный режим для хрупкого разрушения металлического пульверизата без пластической деформации оскольков его гранул.

Оно может быть наиболее полезно и эффективно использовано в порошковой металлургии, главным образом для безотходного производства изделий из инструментальных сталей.

При получении высокостойких изделий, например, из быстрорежущих сталей механическую смесь гранул распыленного металла подвергают экструзии, получая заготовки будущих деталей, которые изготавливают механической обработкой с получением около ЗУ/о стружки. Последняя при переплав ke угарает на 5У/р, что приводит к соответствующим безвозвратным потерям. Литые заготовки деталей не обеспечивают равномерного распределения карбидов по объему детали, поэтому такой метод постепенно вытесняется экструзионным. Однако последний также отличается сложностью и приводит к существенным потерям.

Необходимость измельчения вызвана тем, что шаровидные гранулы крупностью даже мельче Ь0 мкм невозможно спрессовать до плотности, близкой к абсолютной, даже при давлении около 20 т/см . Однако, если их размеры уменьшить до 10,0 мкм, то оказывается достаточным усилие прессования 7 — 8 т/см, хотя оно тоже считается весьма высоким для массового производства.

Частицы такой крупности можно получить только методом измельчения, распыленных

rpa нул.

Известен способ настройки измельчительного аппарата для разрушения гранул быстрорежущей стали. Способ касается настройки виброшаровой мельницы íà оптимальный режим путем выбора числа колебаний, амплитуды корпуса и времени измельчения. Поскольку время непрерывного измельчения гранул в такой мельнице достигает 48 ч для получения 10 кг порошка мельче 10 мкм, что процесс ведут в нейтральной среде, например в спирте. Затем материал подвергают сушке, перемешиванию и прессованию 11) .

В процессе измельчения гранулы сначала расковываются в пластины, затем превращаются в окатанные шаровидные частицы. поскольку в подобных мельницах преобла990291 дает истирание, которое приводит к отшелушиванию частиц карбида от основной массы металла, что в свою счередь приводит к снижению стойкости изделий, шаровидная форма частиц требует усилия прессования до 7 т/см для достижения плотности 96 — 98 /р от абсолютной.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ настройки инерционной конусной дробилки, включающий сближение рабочих броней ее дробящих конусов и регулировку развиваемой приводным вибратором силы взаимодействия конусов.

Сближение рабочих поверхностей броней производится как и во всех конусных дробилках для компенсации износа броней.

Однако, если в обычных дробилках это осуществляется для поддержания оптимальной крупности продукта, то в инерционных разгрузочная щель не влияет на крупность продукта и ее поддерживают максимально возможной для наибольшей производительности но не более критической, при которой уже невозможно обеспечить обкатку внутреннего конуса по наружному, т. е. невозможно эффективно вести дробление. Таким образом, для дробления всех известных материалов, которые вообще способны разрушать существующие дробилки, между рабочийи поверхностями всегда оставляют разгрузочную щель, например для дробилки

КИД вЂ” 300 — 8 мм, для КМД вЂ” 600

25 мм, для КИД вЂ” 1750 — 60 мм. Применительно к минералам, крепость которых находится в пределах шкалы Протодьяконова, известный способ предусматривает регулировку центробежной силы приводного дебаланса, которая является основной составляющей силы дробления. Сила, развиваемая вибратором, является определяющим фактором для обеспечения внутреннему конусу достаточной амплитуды для внутрислойного разрушения материала, распределенного по всей высоте дробящей полости (2) .

Инерционная дробилка в известном режиме, как и все существующие дробильные машины, не способна измельчать металлические гранулы. Если обычные конусные дробилки подвержены поломкам при попадании металла в их дробяшую полость, то инерционные в известном режиме склонны к заклиниванию, хотя и без аварийных последствий.

Таким образом, известный способ настройки инерционной дробилки не пригоден для измельчения металлических гранул.

Целью изобретения является дробление металлических гранул без скатывания и пластической деформации их осколков.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу настройки инерционной конусной дробилки, включаюгцему сближение рабочих броней ее дробящих конусов и регулировку развиваемои приводным вибратором силы взаимодействия конусов, сближение конусов осугцествляют до контакта рабочих поверхностей их броней, а силу взаимодействия конусов, развиваемую вибратором, устанавливают в соответствуии с зависимостью

F = (0,1 — 0,25) (g j $ —, где F- сила взаимодействия конусов, кг;

f6) — предел прочности гранул, кг/мм ;

S — площадь продольного сечения рабочей части внутреннего конуса, мм; — расстояние от центра сферичес15 кой опоры внутреннего конуса до горизонтальной плоскости, на которой находится центр тяжести неуравновешенного груза вибратора, мм; — расстояние от центра сферической опоры конуса до нижней кромки рабочей поверхности его брони, мм.

Брони конусов после механической обработки всегда имеют эллиптичность и неконд5 центричность, что при точечном или огпаниченном линейном контакте конусов приводит к сохранению зазора между ними в разгрузочной зоне, хотя зазор и не является в этом случае круговым.

Однако этот зазор оказывается доста3О точным, чтобы обеспечить в его пределах начальное колебание конуса. Вертикальная составляющая дробления приводит к упругой деформации диафрагмы сферической опоры, что приводит к образованию уже

35кр гового,пульсируюшегозазораврабочем режиме. При остановленной дробилке зазор между конусами в зонах неконцентричности и эллиптичности полностью отсутствует. Величина пульсирующего зазора составляет сотые доли миллиметра и является

40 калибрующей для получения готового порошка нужной крупности.

Поскольку исходные гранулы имеют среднюю крупность около 200 мкм, то их разрушение идет только в нижней части дробящей полости. Поэтому и регулировка силы, развиваемой вибратором, должна осуществляться на основе ее приведения к нижнему краю дробящего внутреннего конуса с учетом предела прочности измельчаемых .грайул.

Результаты обработки многочисленных опытов по настройке дробилки на измельчение гранул позволили установить эмпирическую зависимость необходимой центробежной силы вибратора от геометрических параметров дробилки и прочности измельчаемого металла. Отклонение значений силы F (0,1 — 0,25) зависит от физико-механических свойств металлических гранул, т. е. от ударной вязкости, степени закаленности

990291

15

25

3S

40 ванин али и част исгоицы

1069/ сследо щей ст о, что

ПИ 3

ППП аказ

«Пате

10 г. Уж ит» и количества термических трещин в гранулах. Например, гранулы нитрита весьма хрупкие, имеют низкую ударную вязкость, и для них при расчете силы F принимают коэффициент О,1 — 0,12. А для малозакаленной быстрорежущей стали принимают коэффициент 0,2 — 0,25.

Поскольку процесс дробления, как это характерно для инерционных дробилок, осуществляется внутри слоя материала под действием пульсирующих ударных нагрузок, превышающих предел прочности гранул, и происходит в десятки раз быстрее, чем в мельницах, то разрушение идет по межзерновым связям, и частицы порошка получают изотермическую острогранную форму без окатывания граней.

Таким образом, настройка дробилки сводится к совокупности трех действий. Зная физико-механические свойства дробимых гранул, выбирают по упомянутым признакам коэффициент определенися силы F. По предложенной эмпирической зависимости определяют значение силы F, применительно к машине данного размера. Затем сближают конуса до контакта их броней и фиксируют их в таком положении. Не меняя установок, включают дробилку и загружают в нее подлежащие измел"чению гранулы.

Примером осуществления способа. мо- жет быть полупромышленное использование дробилки КИД вЂ” 300 для измельчения наиболее трудно дробимых гранул быстрорежущей стали, полученных из расплава воздушным распылением, диаметр гранул до

0,5 мм. У таких гранул (6j = 38 — 42 кг/мм .

У дробилок с диаметром конуса 300 мм плошадь продольного сечения конуса, соответствующая активной зоне дробления. S =

220 см, а - - — — 1,5.

Для гранул быстрорежущей стали, имеющей T61 = 40 кг/см, принимаем максимальное значение коэффициента силы F, равным 0,25. Отсюда

F = 0,2540.220.1,5 = 3,3 т.

В соответствии с предлагаемым способом выбирается статический момент вибратора, создающий центробежную силу, равную 3,3 т.

Вращая наружный конус в резьбе, опускают его по вертикали, до контакта броней конусов и обеспечивают в таком положении стопорение наружного конуса. Затем включают дробилку и засыпают в ее дробящую полость исходные гранулы и воздействуют силой 3,3 т. В результате дробления получают частицы мельче 40 мкм, имеющие дендритную изометричную острогранную форму.

При микроскопическом и ходных гранул быстрорежу тового продукта обнаружен

ВНИИ

Филиал йродукта имеют неокатанную острогранную форму, не имеющую пластической деформации, и прошли стадию только хрупкого разрушения. Порошок, полученный в вибромельнице известным способом, имеет округлую окатанную форму. В сравнении с известными способами здесь не требуется использования нейтральной среды для предохранения порошка от окисления. Это объясняется, как отмечалось, высокой скоростью измельчения. Окисление при этом возрастает на 0,02 /о от исходного, что практически не влияет на качество готового продукта.

Предлагаемый способ настройки инерционной дробилки дает в сравнении с известными способами измельчения следующие преимущества: производительность в

20 — 40 раз выше; удельные расходы электроэнергии в 50 раз меньше, давление при прессовании изделий снижается в 1,5 раза; плотность изделий достигает 98% от абсолютной; нет необходимости в защитной нейтральной среде.

Форищла изобретения

Способ настройки инепционной конусной дробилки, включающий сближение рабочих- броней ее дробящих конусов и регулировку развиваемой приводными вибратором силы взаимодействия конусов, отличающийся тем, что, с целью дробления металлических гранул без окатывания и пластической деформации их осколков, сближение конусов осуществляют до контакта рабочих поверхностей их броней, а силу взаимодействия. конусов, развиваемую вибратором, устанавливают в соответствии с зависимостью

F = (0,1 — 0,25) (6j S, где Ft — сила взаимодействия конусов, кг; ($) — предел прочности гранул, кг/мм ;

5 — плошадь продольного сечения рабочей части внутреннего конуса, мм; — расстояние от центра сферической опоры внутреннего конуса до горизонтальной плоскости, на которой находится центр тяжести неуравновешенного груза вибратора, мм; б -расстояние от центра сферичес- . кой опоры конуса до нижней кромки рабочей поверхности -его брони, мм;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Sche R. G. The fubrication of high

speed tod Steel ву ultrafine powder metallurgy — «Powder metallurgy,» 1973, № 32, 16, р. 200 — 216.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2831813/29-33, кл. В 02 С 2/02, 1980.

Тираж620 Подписное город, ул. Проектная, 4