ГлавнаяДля возможности втягивания куска камня С в пространство между валками (фиг. 46), что определяет возможность процесса дробления, должно быть соблюдено условие
т. е. угол захвата не должен быть больше угла трения, аналогично полученному по формуле (10) для щековых дробилок.
Часто углом захвата для валковых дробилок называют угол β = 2 а. В этом случае формула (30) примет вид
Для гранита и известняка μ1 = 0,30/0,35 и среднее значение угла а должно быть 18°.
Раздавливающее действие валков на кусок породы С в момент его захвата определяется горизонтальными составляющими P cos α и μ1P sin α = F sin α от обоих валков.
Для эффективной работы валковой дробилки при соблюдении условия, что α ≤ φ, и расстоянии 2е между валками необходимо, чтобы диаметр камня Dк, поступающего в дробилку, удовлетворял следующему условию.
где D = 2R — диаметр валков.
Если принять для гранита и известняка угол захвата α = 18° и cos а α = 0,95, то формула (31) преобразуется:
При сдвинутых валках (2е = 0)
Размер конечного продукта теоретически равен нулю, в действительности же он зависит от степени жесткости буферных пружин, надавливающих на подвижный валок.
По данным американской фирмы «Айова» максимальный размер захватываемых камней для дробилки с одним гладким, а другим рифленым валком Dк = 1,5 (2х ± с) (фиг. 47). В расчетах принимаем с = 2е. Тогда получаем
Согласно схеме на фиг. 47 получаем
Определив значение х и приняв с = 2е, находим
Производительность валковой дробилки определяем как непрерывную ленту поперечного сечения F = 2Le (см. фиг. 44, г), выходящую из выходной щели длиной L и шириной 2е со скоростью v м/сек, равной окружной скорости валков
Тогда получим
где μ — коэффициент разрыхления движущегося продукта, для пород средней твердости μ = 0,2 — 0,3, для вязких пород μ = 0,5/0,6. Вообще величину μ можно брать тем больше, чем меньше величина 2е и размер кусков 2r и чем мягче пружины. Величина μ заметно уменьшается с увеличением степени измельчения и твердости дробимого материала.
Для получения более точной формулы производительности следует учесть неизбежное при дроблении раздвигание валков на величину р. При наличии пружины р = 0,25—16 мм По практическим данным
Вводя эту поправку в формулу (32) и принимая
где d — поперечник готового продукта, получим
где все линейные размеры в м.
Из приведенной формулы видно, что производительность прямо пропорциональна числу оборотов валка в минуту.
Предельное число оборотов валка не должно превышать величины, определяемой формулой
где γ — удельный вес камня в кг/м3.
Мощность двигателя. Мощность в валковой дробилке с гладкими валками расходуется на:
- работу дробления N1;
- работу трения породы на валках N2;
- работу на трение шеек (цапф) валков в подшипниках N3.
Используя формулу (6) и подсчитав объем раздробляемой породы V по методике для щековых дробилок, получаем
Работа дробления для одного ряда кусков диаметром Dк = 2r, захваченных валками, будет
а при непрерывном и равномерном питании работа дробления при одном обороте валков
Потребная мощность двигателя на дробление
После подстановки значения A1 и некоторых преобразований получаем
где величины L, R, r, е — в см; σв и E — в кг/см2. Эту формулу можно упростить, приняв приближенно, что
тогда
где Dк = 2r, а величины L, R и r — в см.
Между породой и валком происходит трение на том же пути (на угле α поворота валков), на котором силой P производится работа раздавливания A1. Предположим, что отношение работы трения к работе раздавливания
тогда мощность, требуемая на преодоление трения,
где μ1 — коэффициент трения породы о валок, μ1=0,3.
Расход энергии на трение шеек валков в подшипниках может быть принят с некоторыми допущениями (по Л.Б. Левенсону),
где величины L и R — в см.
Формула (35) выведена для подшипников скольжения. При подшипниках качения N3' = 0,1N3. Общая потребная мощность двигателя
Формулы (33) и (34) носят приближенный характер и дают достаточно точные данные только для дробилок средних размеров и при дроблении пород с пределом прочности
Для определения производительности и мощности двигателя валковых дробилок существует также ряд эмпирических формул, который приводится в специальной литературе.