Оптимальная мощность вальцов тонкого помола —
Теоретические и экспериментальные исследования процесса обработки глиняной массы в вальцах тонкого помола, проведенные в институте ВИИИСтой позволили выяснить основные факторы, влияющие на качество ее подготовки. Однако их знание использование еще не означают возможности достижения оптимальных параметров обработки. Требуется еще соблюдать условия надежности и прочности основных узлов машины.
Анализ работы существующих вальцов тонкого помола свидетельствует о том, что из-за отсутствия надежных методов расчета мощности привода они не в полной мере -выполняют свои глиноперерабатывающие функции. Поэтому кирпичные предприятия стремятся оснастить машины более мощными электродвигателями. Это улучшает качество обработки сырья, так как увеличение мощности привода способствует уменьшению меж- валкового зазора при соблюдении требуемой производительности. Но эти мероприятия проводятся стихийно, без достаточных расчетных обоснований. Кроме того, их результаты ограничены конструктивными особенностями самих вальцов, отсутствием достаточной жесткости и прочности основных несущих деталей машины.
В данной статье приведены некоторые результаты изучения работы вальцов тонкого помола с точки зрения расхода энергии.
Согласно гидродинамическим представлениям процесса течения глиняной массы между валками любой произвольный дифференциальный объем масы подвергается деформациям сжатия и сдвига под действием определенных сил (рис. 1). К ним относятся усилия сжатия, под действием которых возникают деформации сжатия глинистых частиц, песчаных зерен, пузырьков воздуха, гид- ратных пленок и микрообъемов свободной воды в массе; касательные усилия, вызывающие в глине сдвиговые процессы.
Движение глиняной массы в межвалковом энергетически можно пред ставить как работу внутренних сил деформации на пути ее перемещения or зоны захвата до зоны выхода. Под действием приложенного извне крутящего момента масса вовлекается в движение, при этом по энергетическому балансу системы «двигатель — валки — масса» межвалковое рабочее пространство можно условно разделить на две зоны (рис. 2).
В первой зоне скорость большей части массы скорости валков. Для поддержания течения массы необходимо подвести энергию извне. Во второй зоне частицы массы опережают валок, тормозящий их движение, и передают часть своей энергии вращающемуся валку.
Последнее позволяет сделать ряд важных теоретических и практических выводов. Поскольку правая часть этого выражения не зависит от линейных размеров, представляется возможным произвести оценку вальцов любых типоразмеров с точки зрения расхода энергия. Левую часть выражения можно рассматривать как удельную мощность вальцов тонкого помола на единицу производительности, определенной по скорости тихоходного валка.
Сдельный расход мощности возрастает с уменьшением величины относительного зазора (при сохранении неизменной окружной скорости). Иными Словакии, с увеличением диаметра валков при сохранении постоянной окружной скорости и величины абсолютного зазора между валками удельный расход мощности повышается. Этот вывод имеет большое практическое значение при создании вальцов для обработки глин, засоренных карбонатными включениями. Такое сырье предпочтительно обрабатывать в вальцах с зазорами 0,6—0,8 Расчет показывает, что наличие такого зазора в вальцах диаметром 1000 мм вызывает значительное увеличение удельной, а следовательно, и суммарной мощностей. при обработке же засоренной глины в вальцах диаметром 500 мм при том же зазоре 0,6—0,8 мм удельный расход мощности будет значительно ниже за счет соответствующего увеличения относительного зазора. Некоторое снижение производительности вальцов может быть компенсировано увеличением окружной скорости, например до 20 человек. при этом интенсивность обработки усилится пропорционально числу оборотов. Не случайно в последнее время некоторые зарубежные фирмы начали выпускать вальцы с валками малого диаметра. Так, «Хенщле» производит быстроходные вальцы с валками диаметром 500 мм и окружной скоростью до 20 м/сек. Они рекомендуются для обработки глин, засоренных карбонатными включениями.
При сохранении постоянной величины относительного зазора и окружной скорости удельный расход мощности пропорционален угловой скорости или числу оборотов. Из этого вытекает, что с энергетической точки зрения обработку глиняной массы при существующих зазорах 2—4 мм предпочтительно вести на вальцах с валками большого диаметра, так как при одинаковой окружной скорости число оборотов на вальцах большого диаметра меньше. Это не находится в противоречии с первым выводом, который касался вальцов с зазором ОД—0,8 мм, применяемых для обработки массы, карбонатными включениями.