MORI CU BILE

1. Caracterizare generala

Procesele de maruntire se realizeaza in mai multe trepte atunci cand este necesara obtinerea unui grad de maruntire ridicat. De cele mai multe ori, operatia finala este macinarea si ea se executa in mori. In categoria morilor mecanice intra si morile cu bile.

In principiu, o moara cu bile (fig. 1) este formata dintr-un tambur rotativ 1, caracterizat prin diametrul interior D si lungimea L, fusurile 2 si 3, lagarele 4 si 5 precum si o actionare periferica sau centrala. Tamburul este captusit la interior cu placi de blindaj executate din otel, fonta, silex, portelan, ceramica, in functie de natura materialului supus macinarii. In interiorul tamburului se afla corpurile de macinare, bile sau bare 8 si este alimentat, continuu sau discontinuu cu material de maruntit, 6. Corpurile de macinare sunt executate din acelasi material cu blindajul. Maruntirea se realizeaza atat prin impactul materialului de maruntit (a) cu bilele si cu peretii tamburului cat si prin frecarea cu blindajul. Astfel, in timpul rotirii tamburului, bilele impreuna cu materialul de maruntit sunt ridicate pana la o anumita inaltime H < D, de unde cad si sunt ridicate din nou la urmatoarea rotatie. Materialul din imediata apropiere a blindajului aluneca (b) si maruntirea se produce prin frecare. Materialul maruntit este, apoi, evacuat prin gura de evacuare

Morile cu bile au cateva avantaje importante cum ar fi constructia simpla, siguranta in exploatare, asigurarea unui grad de macinare ridicat. De asemenea, macinarea poate fi combinata in acest caz cu operatii de uscare sau sortare.

Printre dezavantaje pot fi mentionate: volumul camerei de lucru este folosit in proportie de 35-45%, consumul ridicat de energie este ridicat, produc un zgomot puternic.

Morile cu bile sau bare sunt folosite pe scara larga pentru o gama variata de materiale in industriile chimica, miniera, a materialelor de constructii, alimentara. Aceste mori pot avea dimensiuni intr-o gama foarte larga, de la modelele folosite pentru uz de laborator pana la dimensiuni ale tamburului de 4 metri diametru.

Tabelul 1 prezinta principalele tipuri constructive de mori cu bile sau bare.

Tabelul 1 Clasificare morilor cu bile sau bare

2. Mecanica morii

2.1. Viteza unghiulara a tamburului

La rotirea tamburului morii bilele sunt ridicate pana la o anumita inaltime impreuna cu materialul de maruntit, de unde, prin cadere se produce macinarea prin impact. In cazul vitezei de rotatie foarte mare, bilele adera la mantaua morii datorita fortei centrifuge si se rotesc impreuna ea (fig. 2, a). In acest caz bilele nu produc sfaramarea materialului. Turatia de la care incepe acest fenomen se numeste turatie critica. Pentru ca bilele sa aiba efect de sfaramare, turatia tamburului morii trebuie sa fie mai mica decat cea critica. In acest caz bilele se misca impreuna cu mantaua, dupa o traiectorie circulara pana la un anumit punct, de unde se desprind si cad dupa o traiectorie parabolica (fig. 2, b). La rotirea tamburului cu o viteza prea mica, bilele se rostogolesc in jos si se produce doar maruntirea prin frecarea cu blindajul peretelui
morii (fig. 2, c). In acest caz eficienta macinarii este foarte scazuta.

2.1.1. Viteza unghiulara critica

Daca un corp de macinare de masa se afla la raza in miscare de rotatie atunci asupra sa actioneaza forta centrifuga si greutatea proprie (fig. 3). In punctul de desprindere echilibrul de forte este dat de relatia

de unde rezulta

Daca se presupune ca desprinderea corpului de macinare de pe suprafata tamburului se face in punctul , de inaltime maxima, unde , atunci se obtine valoarea vitezei unghiulare critice

Teoretic, la viteze mai mari decat viteza critica, bila se roteste solidara cu tamburul, dar practic viteza critica este mai mare, deoarece in relatie nu s-a tinut cont de alunecarea in raport cu peretele tamburului.

2.2. Gradul de umplere a morii

Gradul de umplere a morii, , influenteaza turatia de regim, conform relatiei:

unde:     - diametrul, in m;

- turatia, in rpm.

Valoarea lui j se alege astfel incat sa nu se produca interferenta intre materialul care urca pe arcul CA si cel care cade dupa parabola ABC (fig. 4, b), deoarece acest lucru ar determina un consum crescut de energie fara cresterea eficientei.

Gradul de umplere se defineste cu formula

Unde: este densitatea in vrac a corpurilor de macinare;

- procentajul golurilor;

- masa corpurilor de macinare;

, - diametrul si lungimea tamburului;

- densitatea propriu-zisa a corpurilor de macinare.

Valorile gradului de umplere sunt: pentru bile din otel; pentru bare cilindrice; pentru corpuri cu forme neregulate. Practic s-a observat ca prin scaderea gradului de umplere randamentul morii s-a marit cu 25%.

3. Constructia morii

Morile cu bile se utilizeaza atunci cand este necesara obtinerea unui debit mare si a unui produs uniform de inalta finete. Pentru a ilustra constructia unei mori cu bile, in figura 7 este prezentata o moara cu functionare continua, tambur tubular, descarcare prin diafragma si actionare centrala.

Morile tubulare sunt caracterizate de raportul si de aceea se construiesc cu mai multe compartimente. Alimentarea si evacuarea cu material de macinat se face prin fusuri tubulare. Fiecare compartiment este prevazut cu corpuri de macinare, a caror dimensiune scade de la alimentare spre evacuare.

Tamburul 6 este realizat din tabla sudata si este inchis la capete de capacele 1 si 10 care se continua cu fusurile tubulare 4 si 13. Prin intermediul fusurilor tamburul se reazema pe lagarele cu alunecare 2 si 19. Lagarele rezemate sferic sunt racite cu apa si prevazute cu ungere centrala. Interiorul tamburului este captusit cu blindaje din material dur (de exemplu otel manganos) si compartimentat de mai multe diafragme 5. Fiecare compartiment are o gura de vizitare 7, pentru reparatii si alimentarea cu corpuri de macinare. Gradul de umplere cu corpuri de macinare este .

Fusul 4 se continua cu alimentatorul 3. In interiorul fusului se afla o spira elicoidala de inaltime mica, pentru transportarea materialului alimentat.

Inaintea fusului de descarcare 13 se afla o diafragma compusa dintr-un perete cu fante 8 si conul 9 ce are paletele radiale 11, sudate pe el. Inauntrul fusului 13 se afla bucsa conica 12, de unde, materialul maruntit intra, prin intermediul paletelor, in tubul 16. Prin ferestrele 18 materialul cade pe sita 15. Produsul ce trece prin sita este evacuat spre banda transportoare. Racordul 14, serveste cuplarii morii la un sistem de aspiratie.

Actionarea tamburului se face central, prin intermediul arborelui 22 si al unui cuplaj, de la motorul electric 20, prin intermediul reductorului 21.

Blindajele au un astfel de profil incat sa rezulte o suprafata interioara ondulata a spatiului de lucru, pentru antrenarea bilelor de macinare. Blindajul trebuie sa fie mai rezistent la uzura decat corpurile de macinare si sa nu se fisureze in timpul functionarii. O metoda mai noua este cea a utilizarii blindajelor cu "crampoane". Acestea au un efect de sortare a corpurilor de macinare si debitul morii creste cu pana la 28 % iar consumul de energie scade.

Corpurile de macinare, bile sau bare, sunt cel mai ades confectionate din otel carbon, otel manganos, otel aliat cu peste 2% crom. Bilele au diametre de mm.

Pentru actionarea morilor cu bile se folosesc motoare electrice trifazice asincrone. Aceste mori demareaza incarcate, deci la cuplu maxim. In figura 8.este prezentata schita reductorului. Sarcina se distribuie de la arborele 1, actionat de motor, datorita sistemului planetar, mai intai la rotile dintate 2, 3 si 4 iar apoi la perechile de roti dintate 5, 6 si De aici prin intermediul rotilor dintate 8 sarcina se transmite la arborele 9, care se cupleaza la fusul morii.