Футерівка барабанного млина

Реферат: Футерівка барабанного млина містить еластомерні плити з тригранною робочою поверхнею, що містить зносостійкі вставки. Як зносостійкі вставки використані кулі, еластомерні плити виконані з нішами глибиною 0,85-0,95 діаметра кулі, у які запресовуються кулі і утримуються за рахунок пружних характеристик матеріалу плит і ребер жорсткості, які виконані по поперечному контуру на рівні нижче верхнього краю ніші. При цьому частина поверхні куль виступає над плитою і є частиною її робочої поверхні. UA 115524 U (12) UA 115524 U UA 115524 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до конструктивних елементів барабанних млинів для подрібнення мінеральної сировини, виготовлення сумішей різних матеріалів і може бути використана для захисту поверхонь, що контактують з матеріалом, що подрібнюється від ударно-зношувальних навантажень на підприємствах гірничо-металургійної, будівельної, хімічної, керамічної та інших галузях промисловості. Подрібнення руди методом стирання матеріалу у щільній рухомій масі молольних тіл, наприклад, куль, супроводжується швидким зношуванням футерівки. Як результат конструкція і матеріал футерівки, стійкість футерівки до зношення, властивість футерівки зберігати форму робочої поверхні протягом всього періоду експлуатації визначають продуктивність барабанного млина. Для виготовлення футерівок барабанних млинів використовують різноманітні еластичні матеріали, такі як гума, поліуретан, інші полімери, основною перевагою яких є властивість поглинати енергію ударних навантажень. Для підвищення стійкості до абразивного зносу таких футерівок, їх еластомерну робочу поверхню оснащують твердими тілами, твердість і зносостійкість яких дорівнює або вище твердості і зносостійкості тіл, що мелють. Відома футерівка барабанного млина, що складається з еластомерних плит, робоча поверхня яких має форму хвилі. Для захисту від стирання робоча поверхня футерівки оснащена керамічними пластинами, які кріпляться до гумової основи рідким поліуретаном на етапі формування плити. Між гумою і поліуретаном плита може містити шар скловолокна (патент на винахід US 4 678 530, МПК В02С17/00, В02С 17/22, В29С063/26, опубл. 07.07.1987р., патент на винахід US 4580734, МПК В02С17/00, В02С 17/22, опубл. 08.04.1986р.). Недоліком такої конструкції є можливість розколювання керамічних пластин під дією ударних та згинальних навантажень рухомої молольної маси, в результаті чого робоча поверхня плит втрачає свої цілісність і швидко руйнується. Крім того, процес виготовлення таких плит футерівки є складним та трудомістким. Відома футерівка барабанного млина, що містить плити чи комбінацію плит та ліфтерів. Плити можуть бути виконані однієї чи різної висоти. У робочу поверхню плит та ліфтерів вбудовані тверді тіла, твердість яких дорівнює або більша, ніж твердість куль завантаження, і які мають форму кулі і виступають назовні відносно поверхні футерівки на висоту, меншу половини діаметра кулі. Тверді тіла, закріплені в масиві футерівки методом вулканізації на стадії виготовлення плит (міжнародна заявка на винахід, міжнародна публікація WO 93/25310, МПК В02С 17/22, опубл. 23.12.1993р.). Недоліком зазначеної конструкції футерівки є складний процес її виготовлення, який включає підготовку поверхні куль для кріплення до пружної підкладки, розміщення і фіксацію їх в прес-формі складної поверхні. Плити футерування з закріпленими в них кулями мають велику масу, що ускладнює їх монтаж. За найближчий аналог прийнята футерівка, що містить плити футерівки з тригранною робочою поверхнею з міцного еластомерного матеріалу з вбудованими зносостійкими керамічними вставками. Керамічні вставки виконані у вигляді зрізаного конуса чи зрізаного конуса з виступами у його основі, розміщені в пружному металевому каркасі з перфорованої металевої пластини. При цьому верхня менша основа конуса забезпечена на рівні робочої поверхні плити і є її частиною (патент на корисну модель, RU 146076, МПК В02С 17/22, опубл. 27.09.2014г). Недоліком такої футерівки є гладка робоча поверхня плит з керамічними вставками, яка не перешкоджає ковзанню завантаження млина по поверхні футерівки, що знижує продуктивність млина. Крім того, використання керамічних вставок нестандартної конфігурації і багатоетапна технологія виготовлення плит є дуже трудомістка та дорога. Використання металевого каркаса з керамічними вставками у плитах приводить до суттєвого збільшення маси плит, що ускладнює їх монтаж. Задача корисної моделі є створення комбінованої футерівки з самовідновлюваною робочою поверхнею з одночасним збільшенням кінетичної енергії маси кульової загрузки. Поставлена задача вирішується тим, що футерівка барабанного млина містить еластомерні плити з тригранною робочою поверхнею, що містить зносостійкі вставки, у якій згідно з винаходом, як зносостійкі вставки використані кулі, еластомерні плити виконані з нішами глибиною 0,85-0,95 діаметра кулі, у які запресовуються кулі і утримуються за рахунок пружних характеристик матеріалу плит і ребер жорсткості, які виконані по поперечному контуру на рівні нижче верхнього краю ніші, при цьому частина поверхні куль виступає над плитою і є частиною її робочої поверхні. У корисній моделі забезпечується самовідновлювана робоча поверхня за рахунок відсутності нероз'ємного з'єднання кульових вставок з плитою. Перед початком роботи млина 1 UA 115524 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 барабан оснащується еластомерними плитами. Далі у барабан завантажуються зносостійкі кулі, що мелють, без подачі матеріалу, що подрібнюється. На відміну від найближчого аналога, корисна модель, що заявляється, не потребує виготовлення зносостійких вставок особливої конфігурації, а передбачає використання стандартних куль як зносостійких вставок. Барабан запускають в роботу і кулі запресовуються у ніші плити. Виконання ніш з глибиною 0,85-0,95 діаметра кулі пояснюється тим, що глибина менше 0,85 діаметра кулі не забезпечить можливість тривалого перебування кулі в ніші, а виконання ніш з глибиною понад 0,95 діаметра кулі не забезпечить достатнього рельєфу робочої поверхні плити. Кулі, у міру їх зносу, здатні замінюватися на нові з початковим діаметром з завантаження млина, що збільшує термін служби футерівки. Кулі утримуються у нішах за рахунок сил пружності еластомерного елемента. Крім того, для збільшення тривалості перебування кулі в ніші і для запобігання "викручуванню" кулі з неї, ніші по внутрішньому контуру забезпечені ребрами жорсткості, які розташовані нижче робочої поверхні плити. У переважному варіанті ребра жорсткості, виконані на рівні 0,7-0,8 діаметра кулі від дна ніші. Розташування ребер жорсткості нижче рівня 0,7 діаметра кулі ускладнить запресування кулі чи куль у нішу, виконання вище рівня 0,8 діаметра кулі не забезпечить бажаного часового запасу перебування кулі у ніші, так як ребро швидко зітреться. Ребра жорсткості можуть бути виконані суцільними та несуцільними залежно від розміру молольних куль. Виконання робочої поверхні з виступаючими частинами куль приводить до перешкоджання ковзанню завантаження млина по поверхні футерівки. Така конструкція також захищає плиту від абразивного зносу за рахунок усунення безпосереднього контакту куль, що мелють, з еластомерною основою плити. При відсутності ковзання завантаження млина по поверхні футерівки збільшується кут укосу завантаження, збільшується висота підйому куль, запас енергії падаючих куль, продуктивність процесу подрібнення. Робоча поверхня плит в формі трапеції з виступаючими частинами куль змінює траєкторії падіння куль. При прийнятих швидкостях обертання барабана млина, створюються умови, коли при відриві від поверхні футерівки в точці максимального підйому, кулі верхнього шару молольної маси не летять до п'яти відкоту нещільним потоком окремих куль без контакту між собою, а ковзають по похилій поверхні маси завантаження вниз щільним потоком. Як результат збільшується площа контакту між кулями і підвищується ефективність подрібнення і перемішування матеріалу тертям. В частинних випадках плита може містити ніші різної довжини, наприклад, щоб завершити ряд ніш на два та більше діаметра кулі, в якому повна ніша не поміщується, а підходить лише ніша на одну кулю. Для можливості забезпечення максимальної щільності розміщення куль у плиті в одній ніші може міститися декілька (у переважному варіанті до чотирьох) куль. При цьому ширина ніші забезпечується 0,75-0,9 діаметра кулі. Довжина ніш становить 1-4 діаметра кулі. Ніші розташовуються на плиті упорядкованими рядами. Ряди з нішами під одну кулю розташовуються під кутом 45° до осі барабана млина, ряди з нішами під декілька куль розташовуються під кутом 30-45°. Кутом розміщення рядів ніш на два та більше діаметрів можна регулювати поперечне переміщення молольної маси відносно поздовжньої осі млина. Ніші можуть бути виконані з плоским і з увігнутим дном. Залежно від технологічних можливостей виробництва робоча поверхня плит може мати форму рівнобічної або різнобічної трапеції, виконану по радіусу або у формі ламаної кривої. Як зносостійкі кульові вставки використовують керамічні, металеві чи чавунні кулі. Конструкція футерівки, що заявляється, пояснюється кресленнями: на фіг. 1 показано поперечний переріз частини барабана млина з футерівкою (один з варіантів); на фіг. 2а, 26, 2в, 2г показані можливі варіанти плит футерівки; на фіг. 3а, 3б показані перерізи ніш для куль; на фіг. 4 показані можливі варіанти розташування ніш для куль в плитах футерівки; на фіг. 5а, 5б показані кути укосу завантаження На фіг. 1 показаний барабан млина 1 з еластомерними плитами футерівки 2. Плити виконані у формі трапеції з тригранною робочою поверхнею. Еластомерні плити 2 виконані з нішами 3, в яких розміщуються кулі 4. Як результат робоча поверхня плит є комбінованою і включає в себе поверхню еластомерних плит 2 і виступаючі поверхні куль 4. Плита футерівки 2 має вузол кріплення до барабана млина 1, що складається з металевого коробчатого профілю 5 з металевими пластинами 6, який проходить уздовж всієї плити 2. Еластомерна плита 2 оснащена отвором в нижній частині, по якому рухається кріпильна шпилька 7 з головкою 8. Металевий профіль 5 повністю занурений в масив плити 2. За допомогою гайки 9, металевої 2 UA 115524 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 шайби 10 і гумової прокладки 11 плита 2 кріпиться до барабана млина 1. Конструкція кріплення плити прискорює монтаж футерівки і дозволяє замінювати окремі плити в процесі експлуатації. На фіг. 2а показано профіль плити футерівки, у якій робоча поверхня має форму рівносторонньої трапеції з кутами α > 90°. На фіг. 2б показано профіль еластомерної плити, у якій робоча поверхня має форму нерівносторонні трапеції з кутами α2 > α1 > 90°. На фіг. 2в показано профіль плити футерівки, у якій робоча поверхня виконана по дузі з радіусом R. На Фіг. 2г показано профіль плити футерівки, у якій робоча поверхня має форму ламаної кривої. На фіг. 3а, 3б показані ніші для куль в розрізі. Ніші можуть мати форму циліндра 12 з плоским або увігнутим дном або форму подовжених пазів 13 для декількох куль. Кулі фіксуються в нішах за рахунок пружності еластомерного матеріалу плит і ребер жорсткості 14, 15 на бічній поверхні ніш. Ребра жорсткості можуть бути суцільними 15 або переривчастими 14. Ребра жорсткості розташовані на рівні 0,7-0,8 діаметра кулі від дна ніші. Діаметр або ширина ніш вибираються на основі діаметра куль і пружності матеріалу плити так, щоб забезпечити розміщення і надійну фіксацію кулі в ніші. На фіг. 4а, б, в, г, д, є, ж показані різні варіанти розташування в плитах 2 футерування ніш 12 для "однієї кулі і ніш 13 для декількох куль. Можливі варіанти розташування ніш не обмежуються показаними на кресленнях. Ніші для окремих куль або груп куль розташовані рядами під кутом 30-45° до осі барабана млина. Таке розташування рядів сприяє переміщенню куль, що мелють маси уздовж барабана млина, інтенсифікує її перемішування і подрібнення. На фіг. 5а, 5б показані кути укосу завантаження На фіг. 5а кут укосу завантаження β1 барабанного млина з футерівкою "хвиля з гладкою поверхнею". На Фіг. 5б показаний кут укосу завантаження β2 барабанного млина з футерівкою "хвиля з комбінованою поверхнею", тобто робоча поверхня плит з кулями, частини сферичної поверхні яких виступають над поверхнею плит (не показані на кресленнях) відповідно до корисної моделі, що пропонується. Кут укосу β1>β2. У барабані млина, що обертається при постійній частоті і постійному обсязі завантаження форма руху завантаження, в тому числі і кут укосу, залежить від коефіцієнта тертя завантаження по поверхні футерівки. Наявність на поверхні запропонованої конструкції футерівки виступаючих сферичних частин куль перешкоджає ковзанню завантаження млина по поверхні футерівки. В результаті зменшується ковзання завантаження по поверхні футерівки, сектор завантаження в барабані піднімається вище. Збільшується кут укосу завантаження, кут β2 більше кута β1 Маса завантаження піднімається на більшу висоту. В результаті збільшується кінетична енергія маси кульової загрузки і, як наслідок цього, продуктивність процесу подрібнення в млині. Робочий процес відбувається таким чином. Плити футерівки встановлюються в барабан млина без куль. Після установки плит в барабан подають кулі що мелють, без подачі матеріалу, що подрібнюється. Млин запускають в роботу і кулі запресовуються у ніші плити в процесі обертання барабана. Кулі утримуються в нішах за рахунок сил пружності еластомерного матеріалу та ребер жорсткості. Оскільки ребра жорсткості розташовані нижче робочої поверхні плити, вони довше зберігаються в процесі експлуатації футерівки і дозволяють кулям залишатися в нішах тривалий період. В міру зношення куль вони замінюються на нові з початковим діаметром з загрузки млина в процесі його експлуатації. Здатність до самовідновлення робочої поверхні збільшує термін служби футерівки. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 1. Футерівка барабанного млина, що містить еластомерні плити з тригранною робочою поверхнею, що містить зносостійкі вставки, яка відрізняється тим, що як зносостійкі вставки використані кулі, еластомерні плити виконані з нішами глибиною 0,85-0,95 діаметра кулі, у які запресовуються кулі і утримуються за рахунок пружних характеристик матеріалу плит і ребер жорсткості, які виконані по поперечному контуру на рівні нижче верхнього краю ніші, при цьому частина поверхні куль виступає над плитою і є частиною її робочої поверхні. 2. Футерівка барабанного млина за п. 1, яка відрізняється тим, що ребро жорсткості виконане на рівні 0,7-0,8 діаметра кулі від дна ніші. 3. Футерівка барабанного млина за п. 1, яка відрізняється тим, що довжина ніш становить 1-4 діаметра кулі. 4. Футерівка барабанного млина за п. 1, яка відрізняється тим, що ніші розташовані упорядкованими рядами, які нахилені під кутом 30-45° до осі барабана млина. 3 UA 115524 U 5 10 5. Футерівка барабанного млина за пп. 1, 3, яка відрізняється тим, що плита може містити ніші різної довжини. 6. Футерівка барабанного млина за п. 1, яка відрізняється тим, що робоча поверхня плити виконана у формі рівнобічної трапеції. 7. Футерівка барабанного млина за пп. 1-5, яка відрізняється тим, що робоча поверхня плити виконана у формі різнобічної трапеції. 8. Футерівка барабанного млина за пп. 1-5, яка відрізняється тим, що робоча поверхня плити описана ламаною кривою. 9. Футерівка барабанного млина за пп. 1-5, яка відрізняється тим, що робоча поверхня плити виконана по дузі з радіусом R. 4 UA 115524 U 5 UA 115524 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6