1. Klasyfikacja maszyn: a) Technologiczne - służą do zamiany kształtu obrabianych przedmiotów (np. obrabiarki, walcarki) lub fizycznych własności i stanów obrabianych materiałów i przedmiotów (np. maszyny budowlane, ceramiczne, hutnicze, górnicze, rolnicze, przemysłu chemicznego, spożywczego). b) Transportowe - maszyna robocza przenosząca przedmioty lub istoty żywe bez dokonywania w nich przemian. Dzielą się na maszyny transportowe o zasięgu ograniczonym (np. przenośniki, dźwignice), o zasięgu nieograniczonym (np. samoloty, samochody) c) Energetyczne - służą do zamiany jednego rodzaju energii w drugi np. silniki, prądnice lub zwiększenia energii czynnika np. pompy, wentylatory, sprężarki.
2. Układy napędowe maszyn technologicznych, transmitancja energii:
Moc z silnika poprzez przekładnię pasową przenoszona jest na wał szybkoobrotowy reduktora. Przekładnia pasowa zmniejsza prędkość obrotową, a tym samym zwiększa moment M1n1 = M2n2. Drugi stopień zwiększenia momentu występuje na reduktorze, gdzie następuje zmniejszenie prędkości do wartości odpowiadającej zapotrzebowaniu. Sprzęgło służy do połączenia wału wyjściowego reduktora z wałem roboczym maszyny (pełni również funkcje bezpieczeństwa).
Zapotrzebowanie mocy Nu: Nu=ηs∙ηprz∙ηR∙ηsp∙Ns
3. Znaczenie scalania oraz rozdrabniania materiałów ziarnistych w technice, ogólna charakterystyka maszyn stosowanych do realizacji tych procesów:
Scalanie materiałów drobnoziarnistych to procesy fizykochemiczne i fizykomechaniczne zapewniające formowanie cząstek określonych rozmiarach, kształcie, strukturze oraz właściwościach fizycznych. W ogólnych przypadkach scalanie składa się z następujących procesów technologicznych: -przygotowanie wyjściowego surowca -dozowanie i mieszanie składników -tworzenie aglomeratu -utrwalenie struktury aglomeratu –sortowanie -rozdrabnianie dużych frakcji i końcowe wyodrębnianie produktu; Główne powody scalania materiałów drobnoziarnistych: -przygotowanie umożliwiające wykorzystanie ich w określonych procesach produkcyjnych -przygotowanie odpadowych materiałów drobnoziarnistych związane jest z reguły z koniecznością ich zbrylenia -poprawa bilansu energetycznego prowadzonego procesu technologicznego -efektywniejsze wykorzystywanie urządzeń transportowych, magazynowych, składowisk -zapobieżenie pyleniu materiałów drobnoziarnistych podczas transportu i składowania -poprawa walorów użytkowych produktu Przykładowe gałęzie przemysłu oraz materiałów poddawanych scalaniu: przemysł farmaceutyczny lekarstwa tabletki wydobywczy scalanie węgla brunatnego, miału hutniczy osady szlamów, szlamy konwertorowe, pyły wielkopiecowe metalurgiczny scalanie proszków metalurgicznych chemiczny nawozy sztuczne paliwowo-energetyczny węgiel drzewny, torf, trociny, słoma obróbka metali wióry, szlamy poszlifierskie Metody scalania: spiekanie(metoda termiczna), brykietowanie (w prasie stemplowej, walcowej), Grudkowanie( granulatory talerzowy, bębnowy, odśrodkowe, łopatkowe), granulacja dwustopniowa (materiał pylisty-nieregularne wypraski-kruszenie); Prasa stemplowa jest gorsza od walcowej, ponieważ występuje dużo ruchów jałowych, wycofywanie stempla, wyjmowanie wypraski. W prasie walcowej osiągamy większą wydajność, ciągły charakter pracy, zwartość konstrukcji, mniejsze zużycie energii, dłuższa żywotność elementów formujących.
Rozdrabnianie jest to proces w następstwie którego następuje zmniejszenie rozmiarów ziaren od wyjściowych wielkości do żądanych. Kruszenie jest to rozdrabnianie grubszych brył i ziaren, na ziarna mniejsze o wymiarach większych niż 1mm. Gdy ziarna mniejsze od 1mm to mielenie. Maszyny do rozdrabniania działają przez zgniatanie, ścinanie(ścieranie), łamanie, rozłupywanie. Do skał twardych( skały manganowe, krzemowe) stosuje się kruszarki pracujące na zasadzie ściskania tj. szczękowe i stożkowe.Do skał średnio twardych (wapienie, dolomity, sól kamienna) stosuje się kruszarki szczękowe, stożkowe, wirnikowe i walcowe. Do skał miękkich (gliny, sole) kruszarki walcowe uzębione i kołognioty.
4. Podstawy aglomeracji ciśnieniowej materiałów drobnoziarnistych, budowa pras walcowych oraz obszar ich stosowania.
Brykietowanie - aglomeracja ciśnieniowa, w wyniku działania sił następuje zbliżanie się i klinowanie ziarn, powstają wiązania mechaniczne i chemiczne. Powstaje zwarta struktura o określonej wytrzymałości mechanicznej. Innym sposobem jest brykietowanie w prasie stemplowej jednak występuję tam dużo ruchów jałowych poprzez wycofywanie stempla.
Budowa prasy: Dwa walce posiadające tą sama średnice, walce obracają sie w przeciwnych kierunkach. Jeden z walców jest zamocowany na stałe, a drugi może się przesuwać - jest elastycznie podparty. Nad walcami znajduję się podajnik surowca czyli jest to albo zwykły zbiornik lub podajniki wymuszone (ślimakowe). 1-strefa swobodnego opadania materiału (pomiędzy walcami powstaje siłą tarcia wewnętrzna na styku materiał-walca 2-strefa intensywnego podawania materiału 3-strefa zagęszczania i scalania materiału (następuje wypływ powietrza, wypływ cieczy, pozycjonowanie ziaren, część ziarn się rozkrusza a część tworzy gotowy materiał 4-strefa sprężystego rozprężania produktu α0 kąt chwytu (pomiędzy końcem strefy 2 a osią symetrii poziomą) określa nam początek strefy zagęszczania w prasie walcowej Jednostkowe zapotrzebowanie energii: Z=NpsW kWhMg; W=60∙n∙ρp∙Vp∙i Mgh; mp=ρp∙Vp- masa produktu; N=Nps+Nm Nps-moc potrzebna na przetworzenie surowca Nm-moc pobierana przez silnik na biegu jałowym N - moc pobierana przez silnik w czasie pracy W-wydajność urządzenia; W wielu przypadkach właściwe wykorzystanie materiałów drobnoziarnistych (odpadów przemysłowych) wymaga ich zagęszczania i nadania trwałej formy kawałkowej. Właściwą do tego metodą jest scalanie w prasach walcowych. Decydują o tym zalety takich urządzeń jak: -zwartość konstrukcji -ciągły charakter pracy -możliwość uzyskania dużej wydajności -mniejsze zużycie energii -dłuższa żywotność elementów formujących w porównaniu z prasami stemplowymi Efektywność procesów scalania materiału realizowanego w tych urządzeniach określają wskaźniki jakościowe otrzymanych brykietów: -wytrzymałość na ściskanie –gęstość -wytrzymałość na zrzut -inne, oraz wskaźniki techniczno-ekenomiczne urządzenia: -zapotrzebowanie mocy na realizacje procesu -wydajność prasy -zużycie energii na jednostkę produkcji finalnej -trwałość elementów formujących Ocena jakości produktu polega m.in na: -określeniu wytrzymałości na ściskanie (próba jednoosiowego ściskania) -wytrzymałość na zrzut (próba udarowa) -wyznaczenie gęstości.
5. Podstawy aglomeracji nawarstwiającej materiałów pylistych. Budowa i przykłady zastosowań granulatorów talerzowych i bębnowych.
Aglomeracja nawarstwiająca-polega na utworzeniu aglomeratów z równomiernie zwilżonych cząstek lub na nanoszeniu warstw suchych cząstek na wilgotne zarodki - centra granulek. Proces ten zachodzi w wyniku działania kapilarno-adsorbcyjnych sił pomiędzy cząstkami i przez następne zagęszczenie struktury wywołane siłami międzycząsteczkowymi w gęstej warstwie dynamicznej, np granulatorze bębnowym, talerzowym i innych. Produkt po metodzie otaczania ma określony kształt, właściwości i strukturę. Przykłady materiałów scalanych: odpadowy gips, szlamy konwertorowe, szlamy poszlifierskie, surowy tlenek cynku.
Kinetyka powstawania granulek: W granulatorach o różnicowanych rozmiarach i konstrukcji zachodzą w różnych warunkach otaczania procesy powstawania, wzrostu, zagęszczenia granulek.
Mechanizm tworzenia granulek: 1) zmniejszenie surowego materiału z zawrotami i środkiem wiążącym 2) tworzenie granulek z drobnych cząstek i rozdrabnianie większych bryłek 3) otaczanie i zagęszczenie granulek w wyniku ich przemieszczenia na powierzchni urządzenia 4) utrwalanie wiązań w wyniku przejścia fazy ciekłej w stałą (stabilizacja struktury granulki)
Granulatory: 1) rotacyjne (talerzowe, bębnowe, odśrodkowe, łopatkowe) 2) taśmowe 3) wibracyjne Na prędkość i liczbę zderzeń granul mają wpływ: 1) wymiary konstrukcyjne granulatora (średnica, wysokość obrzeża, długość, kąt nachylenia) 2) parametry pracy granulatora (wsp. wypełnienia, prędkość obrotowa, czas przebywania mat. w granulatorze)
Możemy wyróżnić ruch wodospadowy oraz ruch spiralny granulatora. Granula na powierzchni prostopadłej wykonuje ruch wodospadowy, natomiast na powierzchni równoległej - spiralny.
Granulator talerzowy: Zalety: nie ma konieczności stosowania sztywnych fundamentów, prosta budowa, dobre ustawienie parametrów (kąt pochylenia, prędkość bębna) spowoduje dokładne wymiaru granulki) Wady: wydajność ściśle powiązana z wielkością.
Moc podawana jest z motoreduktora na wał napędzający talerz poprzez przekładnie pasową. Wskutek ruchu obrotowego talerza następuje tworzenie granulek z drobnych cząstek i rozdrabnianie większych bryłek oraz otaczanie i zagęszczanie granulek w wyniku ich przemieszczenia na powierzchni urządzenia. Materiał dostarczany jest przez podajniki, zgarniaki utrzymują stałą wysokość nalewu. Materiał granulowany podczas procesu jest zraszany za pomocą dysz zraszających.
Granulator bębnowy: Zalety: bardzo duża wydajność do 600 000 kg/h, scalanie różnych materiałów, segregacja gotowego produktu (dotyczy granulatorów typu Dela)
Wady: bardzo duża masa, wymagają mocnych fundamentów, zajmują dużą powierzchnie, potrzeba dużego silnika, produkt końcowy nie posiada jednolitego rozkładu ziaren.
Granulator bębnowy stawiany jest na równo pod względem wydajności z granulatorem talerzowym.
Materiał porusza się wewnątrz granulatora w wyniku działania ruchu obrotowego od jednej powierzchni do drugiej. Ruch w osi prostopadłej jest ruchem przesypowym (podobnym do wodospadowego), a w kierunku wzdłuż osi jest ruch spiralny. Kat pochylenia (3-12 st) w kierunku przemieszczania się materiału. Aby uzyskać produkt finalny o odpowiedniej wielkości stosuje się przyrost wewnętrzny granulatora bębnowego.
6. Maszyny do wstępnego, średniego i drobnego kruszenia surowców skalnych, budowa oraz podstawy eksploatacji:
Kruszarki szczękowe (rozdrabnianie zgrubne i średnie) Charakteryzują się dużą prostotą w budowie i niezawodnością działania. Zasadnicze części: - korpus główny - wał mimośrodowy - szczęka ruchoma i nieruchoma – korbowód - płyty rozporowe - mechanizm regulacji wielkości szczeliny wylotowej i kół zamachowych Ze względu na charakter ruchu szczęki roboczej kruszarki dzieli się na: - kruszarki szczękowe o prostym ruchu szczęki z jedną lub dwoma płytami rozporowymi - kruszarki i złożonym ruchu szczęki
W kruszarkach o prostym ruchu szczęka jest zawieszona na osi, natomiast dolny jej koniec wykonuje ruch wahadłowy, zbliżając się i odchylając od szczęki nieruchomej. Ruch szczęki realizowany jest od układu napędowego za pomocą wału mimośrodowego i płyty rozporowej. Stosuje się przede wszystkim do wstępnego rozdrabniania. Odznaczają się one dużymi siłami kruszenia i dlatego są stosowane do rozdrabniania materiałów twardych o dużej wytrzymałości na zgniatanie.
W kruszarkach o ruchu złożonym szczęka ruchoma jest zawieszona na wale mimośrodowym i podparta w dolnej części płytą rozporową. Szczęka w punkcie zawieszenia porusza się po kole o promieniu równym mimośrodowi, natomiast dolny punkt podparcia po łuku o promieniu o długości płyty rozporowej. Charakteryzują się mniejszą siłą kruszenia i są stosowane do wstępnego rozdrabniania materiałów oraz do rozdrabniania wtórnego i drobnego.
Kruszarki stożkowe (rozdrabnianie wstępne, średnie i drobne) Rozdrabnianie materiału zachodzi między dwoma stożkami umiejscowionymi jeden wewnątrz, których pobocznice stanowią powierzchnie robocze. Stożek zewnętrzny jest nieruchomy, natomiast stożek wewnętrzny porusza się mimośrodowo, zbliżając się i oddalając się od stożka nieruchomego.
- kruszarki stożkowe z wałem podwieszonym: charakteryzują się sztywniejszą konstrukcją dzięki dwustronnemu łożyskowaniu wału głównego. Umożliwia to przenoszenie dużych obciążeń stożka wywołanych naciskiem kruszonego surowca. - kruszarki stożkowe z wałem wspartym: z uwagi na jednostronne zamocowanie wału głównego posiadają znacznie słabszą konstrukcje, stosowane do rozdrabniania średniego
Kruszarki walcowe: (rozdrabnianie zgrubne, średnie i drobne) Składa się z dwóch walców stanowiących podstawowy zespół roboczy, napędu i ramy nośnej. Walce są płaszczami wykonanymi z utwardzonego żeliwa, hartowanej stali węglowej lub stali manganowej, zamocowane od piasty lub tarcz zaklinowanych na wale. Wały są ułożyskowane przeważnie na wahliwych łożyskach osadzonych w obudowach wmontowanych w ramę maszyny. Obudowy łożysk są osadzone w prowadnicach, co umożliwia regulację wielkości szczeliny wylotowej oraz przesunięcie walca w przypadku dostania się materiału nieskruszanego.
Kruszarki wirnikowe: - kruszarka wirnikowa młotkowa składa się z wirnika utworzonego w ten sposób, że na wale są osadzone dyski, między którymi znajduje się wolna przestrzeń. W przestrzeni między dyskami są zamocowane przegubowa na wspólnym sworzniu młotki. Liczba rzędów młotków na obwodzie wirnika wynosi 4 do 8. Liczba młotków w rzędzie (zawieszonych na wspólnym sworzniu) wynosi 3 do 5. Wirnik wraz z młotkami jest zamocowany w korpusie kruszarki. Korpus kruszarki przeważnie spawany lub skręcany jest rozbieralny wyłożony płytami odbojowymi wykonanymi z twardego materiału. W dolnej części przestrzeni kruszenia znajduje się ruszt, który zatrzymuje cząstki materiału o wymiarach przekraczających wymiary otworów w ruszcie. Napęd wirnika odbywa się bezpośrednio od silnika elektrycznego. Stosuje się je do rozdrabniania materiałów średnio twardych i miękkich. Wydajności do 25 500 t/h. Ze względu na rozwiązania konstrukcyjne, kruszarki młotkowe dzielą się na: kruszarki młotkowe jednowirnikowe i kruszarki młotkowe dwuwirnikowe.
- kruszarka wirnikowa odrzutowa: cechą charakterystyczną tych kruszarek jest sposób połączenia bijaka z wirnikiem. Bijak połączony jest sztywno z wirnikiem. W wyniku zderzenia się bryły z bijakiem następuje częściowe rozbicie surowca i odrzucenie go w dużą prędkością na płyty odbojowe. Tam następuje dalszy proces rozdrobnienia oraz powtórne zawrócenie materiału do strefy wirujących bijaków. Stosowana do rozdrabniania skał twardych we wstępnym i średnim kruszeniu.
7. Maszyny do klasyfikacji ziarnowej materiałów sypkich budowa i obszary zastosowania:
Przesiewanie –zwane także klasyfikacją mechaniczna, jedna z podstaw operacji przeróbczych polegającą na rozdziale mieszaniny ziaren wg ich wielkości.
Przesiewacz załadowczy- kontrolne przesiewanie węgla i koksu przed załadunkiem
Przesiewniki stożkowe
Wygarniacz kołowy- przeznaczony do wygarniania materiałów sypkich oraz kawałków ze stołu zasobnika szczelinowego i przekazywania na współpracujący przenośnik taśmowy.
Podst. Podzespoły:
Rama, koło wygarniające z napędem i mechanizmem wychylenia, mechanizm jazdy, wyposażenie hydrauliczne, elektryczne, instalacje centralnego smarowania
Przesiewacz wałkowy – do wstępnego przesiewania drobnych klas ziarnowych 6-0,15-0, w zakładach przeróbki mechanicznej węgla kamiennego
Przesiewacze wibracyjne – do mech. Klasyfikacji przedwstępnej, końcowej ,odwadniania ,odmulania węgla, spłukiwania magnetyty, klasyfikacji ziarnowej. Są wyposażone w napęd bezwładnościowy mocowany w ścianach; rzeszota, połączone bezpośrednio z silnikiem elektrycznym.
PRZESIEWACZE WIBRACYJNE KOŁOWE TYPU WK; PWK Jedno- i dwupokładowe przesiewacze wibracyjne typu WK i PWK są przeznaczone do klasyfikacji kruszywa i innych materiałów o średnim i drobnym uziarnieniu. Sprężyście podparte rzeszoto przesiewaczy wykonuje swobodny ruch drgający
o trajektorii kołowej, wywołany napędem bezwładnościowym. Napęd stanowi wał o masach niewyważonych, ułożyskowany w ścianach rzeszota, połączony przez sprzęgło elastyczne z silnikiem elektrycznym. Przesiewacze mogą być wyposażone w pokłady sit: blaszanych, składanych, harfowych, poliuretanowych, gumowych
Przesiewcze rusztowe – trójkątne , do odsiewania sortymentów grubych ziaren ponad ,80,120,200 mm i przy klasyfikacji. Wstępnej w zakładach przeróbki mech. Węgla kamiennego
Przesiewacze rusztowe – do oddzielania z transportowanego węgla lub innego materiału brył o granulacji ponad 200 mm. Podst. Podzespoły Motoreduktor, wał napędowy, wały napędzane, koła łańcuchowe , łańcuch tulejkowo- rolkowy, rama z burtami bocznymi
Przesiewniki wstrząsowe- ma zastosowanie przy surowcu zanieczyszczonym długimi skrawkami i obrzynami (”wąsami”) powstałymi podczas cięcia piłami taśmowymi. Przesiewacz posiada szczelny wysyp do przenośnika ślimakowego lub łańcuchowego.Przesiewniki rezonansowe - Przesiewacze rezonansowe RT są stosowane do końcowego przesiewania na 3-4 frakcje. Na wejściu górnej skrzyni jest umieszczony lej wsypowy z pełnym dnem, który chroni górną powierzchnię przesiewania przed zużyciem od spadającego materiału. Górna i dolna powierzchnia przesiewania jest łatwo dostępna do kontroli lub wymianyPrzesiewniki łukowe- stosuje sie do odwadniania, odmulania miałów i mułów surowych w zakładach przeróbki mechanicznej surowców mineralnych. Moga być stosowane do odmulania i dozowania miału weglowego przed osadzarkami oraz odwadniania koncentratu po osadzarkach. Podst. Podzespoły: wyposażono w napęd bezwładnościowy, który poprzez wirujące masy niewyważone wywołuje siły odśrodkowe, które wzbudzaja ruch harmoniczny o trajektorii eliptycznej zawieszonego elastycznie rzeszota.
9. Budowa i przykłady zastosowania wybranych urządzeń termicznych – piece obrotowe, piece szybowe.
Piece szybowe Zastosowanie: W przemyśle ceramicznym piece szybowe stosuje się głównie do otrzymywania wapna palonego, prażenia glin i łupków ogniotrwałych oraz otrzymywania klinkierów magnezjowych i dolomitowych. Budowa: Piece szybowe mają kształt pionowej rury o przekroju kołowym(piece przesypne...
oxide90