Zerkleinerungs- und Klassiermaschinen

Verzeichnis der Symbole.- 1. Einführung.- 2. Allgemeines zu Zerkleinerungs- und Klassierprozessen und zur Kennzeichnung körniger Stoffe.- 2.1. Ziel der Zerkleinerung und Klassierung.- 2.2. Eigenschaften körniger Stoffe und ihre Kennzeichnung.- 3. Gesichtspunkte zur Entwicklung, Konstruktion und zum Betrieb von Zerkleinerungs- und Klassiermaschinen.- 3.1. Methoden zur Berechnung und Konstruktion.- Empirisches Vorgehen 29; Interpolation 29; Ähnlichkeitsmechanik-Modellgesetze 29.- 3.2. Technisch-ökonomische Kennwerte.- Durchsatz 32; Leistungsbedarf 33; Spezifischer Arbeitsbedarf 34; Spezifische Oberflächenarbeit und Mahlbarkeit 34; Spezifischer Leistungsbedarf, Durchsatz und Verschleiß 35; Spezifische Kosten 35; Zerkleinerungsverhältnis 36.- 3.3. Gesichtspunkte zur Instandhaltung.- 4. Zerkleinerungsmaschinen.- 4.1. Einteilung der Zerkleinerungsprozesse und -maschinen.- Zerkleinerungsprozesse 38; Zerkleinerungsmaschinen 39.- 4.2. Theoretische Grundlagen der Zerkleinerung.- 4.2.1. Bruchmechanische Grundlagen.- 4.2.2. Energiebeziehungen für Zerkleinerungsprozesse.- Technische Zerkleinerungsarbeit 43; »Zerkleinerungsgesetze« 44.- 4.2.3. Mikroprozesse der Zerkleinerung.- 4.3. Backenbrecher.- 4.3.1. Pendelschwingenbrecher.- 4.3.1.1. Berechnungsgrundlagen.- Einzugswinkel 51; Drehzahl der Antriebswelle 51; Schwingenhub am Austrag-spalt 53; Geometrische Abmessungen des Brechraumes 54; Durchsatz 54; Leistungsbedarf 55; Stützkräfte 57; Schwungmassen 58; Schwingenrückholung 59.- 4.3.1.2. Gesichtspunkte zur Konstruktion.- Brecherrahmen 60; Exzenterwelle 60; Zugstangenkörper 62; Überlastsicherung 62; Schwingenbrechbacke 63; Druckplatten 64; Panzerplatten 65.- 4.3.2. Kurbelschwingenbrecher.- 4.3.3. Sonderbauarten.- Pendelkurbel-Schwingenbrecher 68; Pendelschwingenbrecher mit Direktantrieb (Direktbrecher) 68; Zwei schwingenbrecher 70; Schlagbrecher mit geneigtem Brechraum 70; Backenbrecher mit hydraulischem Antrieb 70.- 4.4. Kegelbrecher.- 4.4.1. Steilkegelbrecher.- 4.4.1.1. Berechnungsgrundlagen 74.- Einzugswinkel 74; Drehzahl der Exzenterbuchse 74; Brechkegelhub am Austrag-spalt 75; Durchsatz 75; Leistungsbedarf 76; Geometrische Abmessungen des Brechraumes 77; Stützkräfte 77.- 4.4.1.2. Gesichtspunkte zur Konstruktion.- 4.4.2. Flachkegelbrecher.- 4.4.2.1. Berechnungsgrundlagen.- Drehzahl der Exzenterbuchse 84; Brechkegelhub am Austrittsspalt 85; Durchsatz 85; Leistungsbedarf 85; Geometrische Abmessungen des Brechraumes 86; Stützkräfte 86.- 4.4.2.2. Gesichtspunkte zur Konstruktion.- 4.5. Walzenbackenbrecher.- 4.5.1. Berechnungsgrundlagen.- Einzugswinkel 93; Exzenterwellen-Drehzahl 93; Durchsatz 93; Leistungsbedarf 93; Stützkräfte 94.- 4.5.2. Gesichtspunkte zur Konstruktion.- 4.6. Walzenbrecher.- 4.6.1. Glattwalzenbrecher.- 4.6.1.1. Berechnungsgrundlagen.- Einzugsverhältnisse und Mindestdurchmesser der Walzen 96; Walzenumfangsgeschwindigkeit 98; Durchsatz 100; Leistungsbedarf 100; Stützkräfte 100.- 4.6.1.2. Gesichtspunkte zur Konstruktion.- 4.6.2. Profilwalzenbrecher.- 4.6.2.1. Berechnungsgrundlagen.- 4.6.2.2. Gesichtspunkte zur Konstruktion.- 4.7. Wälzmühlen.- 4.7.1. Berechnungsgrundlagen.- Maximale Aufgabegut-Korngröße 107; Mahlbahngeschwindigkeit 108; Relativgeschwindigkeiten zwischen Mahlkörper und Mahlbahn 110; MahlkörperAnpreßkräfte 111; Leistungsbedarf 111; Durchsatz 112.- 4.7.2. Bauarten.- 4.7.2.1. Kollergänge (Schwerkraftmühlen).- 4.7.2.2. Feder- oder Fremdkraftmühlen.- Wälzmühlen mit horizontaler bzw. geneigter Mahlbahn und geradliniger Wälzfläche 117; Wälzmühlen mit horizontaler Mahlbahn und muldenförmiger Wälzfläche 120; Kugelring-Wälzmühlen 121; Walzenringmühlen 123; Fliehkraft-Wälzmühlen 124.- 4.7.3. Gesichtspunkte zur Konstruktion.- Mahlbahnlagerung 125; Hauptgetriebe 127; Antriebsmotoren 128; Mühlengehäuse 129; Verschleißelemente 130; Regelung 130.- 4.8. Prallbrecher und -mühlen.- 4.8.1. Prozeßgrundlagen.- 4.8.2. Prallbrecher mit Schlagrotoren.- 4.8.2.1. Berechnungsgrundlagen.- Durchsatz 136; Leistungsbedarf 137; Stützkräfte 140.- 4.8.2.2. Gesichtspunkte zur Konstruktion.- 4.8.3. Prallbrecher mit Schleuderrotoren (Prallspalter).- 4.8.4. Prallmühlen.- 4.9. Hammerbrecher und -mühlen.- 4.9.1. Berechnungsgrundlagen.- Durchsatz 154; Leistungsbedarf 155; Stützkräfte 158.- 4.9.2. Gesichtspunkte zur Konstruktion.- Hammerbrecher 159; Hammermühlen 164; Shredder 164.- 4.10 Schläger- und Feinprallmühlen.- 4.10.1. Bauarten und Hinweise zur Konstruktion von selbstsaugenden Schläger-, Schlagrad- und Gebläseschlägermühlen.- 4.10.1.1. Schlägermühlen.- 4.10.1.2. Schlagradmühlen (Ventilatormühlen).- 4.10.1.3. Gebläseschlägermühlen.- 4.10.2. Bauarten und Hinweise zur Konstruktion von mechanischen Feinprallmühlen.- 4.10.2.1. Feinprallmühlen ohne periphere Mahlbahn oder Siebeinlage (Stiftmühlen und Desintegratoren).- Berechnung des Abstandes der Schlagelemente 185; Leistungsbedarf 186; Durchsatz 187.- 4.10.2.2. Feinprallmühlen mit peripherer Mahlbahn oder Siebeinlage.- Universalmühlen 189; Pralltellermühlen 190; Feinprallmühlen mit pneumatischer Gutförderung (Luftstrommühlen) 190; Schleuderprallmühlen 192.- 4.11. Strahlmühlen.- 4.11.1. Berechnungsgrundlagen.- 4.11.2. Bauarten und Hinweise zur Konstruktion.- Spiralstrahlmühlen (Micronicer) 197; Ovalrohr-Strahlmühlen (Jet-O’Mizer) 199; Gegenstrahlmühlen 200; Fließbett-Strahlmühlen 201; Prallplatten-Strahlmühlen mit einem Strahlrohr 203.- 4.12. Sturzmühlen.- 4.12.1. Berechnungsgrundlagen.- 4.12.1.1. Betrachtungen zur Mahlkörperbewegung.- 4.12.1.2. Leistungsbedarf.- Leistungsbedarf beim Kaskadenzustand 212; Leistungsbedarf beim Katarakt-zustand 213; Leistungsbedarf zur Überwindung der Lagerreibung 213; Leistungsbedarf nach Erfahrungswerten 214; Bestimmung des Leistungsbedarfes aus Mahlversuchen in Modellmühlen 214.- 4.12.1.3. Durchsatz.- 4.12.1.4. Entlüftung, Kühlung und Mahltrocknung.- Entlüftung und Kühlung 217; Mahltrocknung 217; Wärmebilanz bei der Kühlung und Mahltrocknung 219.- 4.12.2. Bauarten.- 4.12.2.1. Rohrmühlen.- Durchlaufmühlen (Verbundmühlen) 223; Mehrrohr-Durchlaufmühlen 223; Ein- und Mehrkammer-Rohrmühlen im Kreislaufbetrieb mit Stromklassierern 224; Ein- und Mehrkammermühlen mit Vortrocknungskammer 225; Luftstrommühlen 226.- 4.12.2.2. Trommelmühlen.- Diskontinuierliche Trommelmühlen 227; Kontinuierliche Trommelmühlen 227.- 4.12.2.3. Autogenmühlen.- 4.12.3. Gesichtspunkte zur Konstruktion.- 4.12.3.1. Dimensionierung des Mahlraumes und des Mahlkörpers.- 4.12.3.2. Lagerung des Mühlenkörpers.- Wälzlager 234; Hydrodynamische Gleitlager 235; Hydrostatische Gleitlager 235; Gleitschuhlager 237.- 4.12.3.3. Antriebe.- Antriebsmotoren 239; Zahnkranzantriebe 240; Zentralantriebe 241.- 4.12.3.4. Mahlraumpanzerungen und -einbauten.- Panzerplattengestaltung 244; Panzerplattenbefestigung und -montage 245; Trennwände und sonstige Einbauten 246.- 4.12.3.5. Mahlkörper und deren Verschleißverhalten.- Verschleißfunktion für Mahlkörper 248; Mahlkörperformen und Füllungsgrade 249.- 4.13. Planetenmühlen.- 4.13.1. Berechnungsgrundlagen.- Mahlkörperbewegung und Drehzahlen 251; Leistungsbedarf und Durchsatz 253.- 4.13.2. Bauarten und Gesichtspunkte zur Konstruktion.- 4.14. Schwingmühlen.- 4.14.1. Berechnungsgrundlagen.- Mahlkörperbewegung 257; Schwingungstechnische Berechnung 257; Leistungsbedarf 260; Durchsatz 261.- 4.14.2. Bauarten, Gesichtspunkte zur Konstruktion und Schwingantriebe.- 4.14.2.1. Bauarten.- Diskontinuierliche Schwingmühlen 262; Kontinuierliche Schwingmühlen 263.- 4.14.2.2. Gesichtspunkte zur Konstruktion der Mahlräume.- 4.14.2.3. Schwingantriebe.- Wellenunwuchtantriebe 267; Massenwalzenantriebe 269; Exzenter-bzw. Kurbelantriebe 270.- 4.14.2.4. Stützfedern und Schwingungsisolierung.- 4.15. Maschinen für die Naßfeinstzerkleinerung.- 4.15.1. Rührwerksmühlen.- 4.15.2. Disperser.- 4.15.3. Naßrotormühlen (Kolloidmühlen).- 4.15.4. Walzenstühle.- 4.15.5. Kneter.- 4.16. Maschinen zur Weichzerkleinerung.- 4.16.1. Schneidmühlen.- 4.16.2. Tonhobel und -raspier.- 4.17. Ausrüstungen zur Zerkleinerung fester mineralischer Stoffe ohne mechanische Beanspruchung.- 4.17.1. Elektrothermische Zerkleinerung.- 4.17.2. Elektrohydraulische Zerkleinerung.- 4.17.3. Snyder-Prozeß.- 4.17.4. Erzeugung von Wärmespannungen mittels energiereicher Strahler.- 5. Klassiermaschinen.- 5.1. Methoden und Gesichtspunkte zur Herstellung granulometrischer Zustände und deren Kennzeichnung.- Trennkorngröße 284; Trennungs- oder Siebgütegrad 284; Fehlkornanteile im Grob- und Feingut 285.- 5.2. Siebmaschinen.- 5.2.1. Prozeßgrundlagen und Einflußgrößen.- Teilwahrscheinlichkeit für die Bewegung der Unterkornpartikel durch die Trennfläche WD1(d/w) 288; Teilwahrscheinlichkeit für die Wanderung der Unterkornpartikel durch die Siebgutschicht WD2(hF/h) 289; Teilwahrscheinlichkeit für den Kontakt der unterschiedlichen Kornklassen mit der Trennfläche WD3(mi) 289.- 5.2.1.1. Siebguteigenschaften.- Maschinentechnische Maßnahmen zur Verbesserung des Trennerfolges 291; Maßnahmen zur Verringerung der Haftkräfte 291.- 5.2.1.2. Maschinenparameter.- Kreisschwinger (Massenkraft-, Exzenter- oder Kurbelantrieb) 292; Linear- und Bogenschwinger 293.- 5.2.1.3. Betriebsbedingungen.- 5.2.2. Siebböden.- 5.2.2.1. Form, Weite und Anordnung der Sieböffnungen.- 5.2.2.2. Siebbodenarten.- Stabroste 297; Gewebesiebböden 297; Gittersiebböden 297; Plattensiebböden 298; Spaltsiebböden 298; Geklammerte und Harfensiebböden 298; Siebböden aus Gummi und Plastwerkstoffen (Polyurethan) 299.- 5.2.2.3. Siebbodenbefestigung.- Plansiebfelder 302; Spannsiebfelder aus Gummi 302; Formteilsiebböden 303.- 5.2.3. Unbewegte feste Roste und Siebe.- Feste Roste 304; Feste Siebe 305.- 5.2.4. Bewegte Roste.- Rollenroste 306; Kettenroste 307; Stangenroste 307; Schwingroste 307.- 5.2.5. Trommelsiebmaschinen.- Horizontale und geneigte Trommelsiebmaschinen 308; Vertikale Trommelsiebmaschinen 310.- 5.2.6. Schwingsiebmaschinen.- 5.2.6.1. Kreis-Schwingsiebmaschinen.- Exzenter-Schwingsiebmaschinen 311; Doppelkurbel-Schwingsiebmaschinen 312; Kreiswucht-Schwingsiebmaschinen 312; Berechnungsgrundlagen 313; Gesichtspunkte zur Konstruktion 316.- 5.2.6.2. Linear-Schwingsiebmaschinen.- Schubkurbel-Schwingsiebmaschinen 319; Linearwucht-Schwingsiebmaschinen 320; Resonanz-Schwingsiebmaschinen mit linearer Schwingungscharakteristik 320.- 5.2.6.3. Ellipsen-Schwingsiebmaschinen.- 5.2.6.4. Sonderformen von Kreis-, Ellipsen- und Linear-Schwingsiebmaschinen.- Siebmaschinen mit unterschiedlicher Trennflächenneigung 324; Doppelfrequenz-Siebmaschinen 325; Siebmaschinen mit unterschiedlicher Schwingweite, -form und -richtung 325; Mogensen-Sizer 326; Linear-Schwingsiebmaschinen mit Siebgutrückführung (Mehrdeck-Siebmaschine) 328.- 5.2.6.5. Siebmaschinen mit direkter Siebbodenerregung (Belagschwinger).- Stößel-Schwingsiebmaschinen 330; Spannwellen-Siebmaschinen 332; Stoßmaschen-Siebmaschinen 333; Siebmaschinen mit rostförmiger Trennfläche (System Umbra) 334.- 5.2.6.6. Plan-Schwingsiebmaschinen.- Plan-Schwingsiebmaschinen mit linearer Schwingung 335; Plan-Schwingsiebmaschinen mit kreisförmiger Schwingung 336; Taumelsiebmaschinen bzw. Vibrations-Rundsiebmaschinen 336.- 5.3. Stromklassierer.- 5.3.1. Prozeßgrundlagen.- 5.3.1.1. Ideale Einzelteilchenbewegung.- 5.3.1.2. Reale Teilchenbewegung.- Einfluß der Teilchendichte 340; Einfluß der Teilchenform 342; Einfluß der gegenseitigen Teilchenbehinderung 342; Einfluß der Wandreibung 343.- 5.3.2. Allgemeine Gesichtspunkte zur Beurteilung und Konstruktion von Stromklassierern.- 5.3.2.1. Windsichter.- 5.3.2.2. Naßstromklassierer.- 5.3.2.3. Gesichtspunkte zur Konstruktion.- 5.3.3. Sichterbauarten.- 5.3.3.1. Schwerkraftsichter.- Horizontalstromsichter 349; Aufstromsichter (Gegenstromsichter) 349; Gegenstrom-Umlenksichter 350; Zickzacksichter 350; Vibrator- und Pulsatorsichter 351.- 5.3.3.2. Zentrifugalkraftsichter.- Zentrifugalkraftsichter mit umlaufendem Klassierraum 352; Zentrifugalkraftsichter mit ruhendem Klassierraum 354; Zentrifugalkraftsichter mit Streuteller (Streusichter) 357; Zentrifugalkraftsichter mit Strahlwindsichtung 361.- 5.3.4. Naßstromklassierer-Bauarten.- 5.3.4.1. Schwerkraft-Naßklassierer.- Horizontalstromklassierer 362; Aufstromklassierer 363; Mechanische Naßstromklassierer 364; Schüsselklassierer (Hydroseparatoren) 368; Rechenklassierer mit Schüssel 368.- 5.3.4.2. Zentrifugalkraftklassierer.- Hydrozyklone 369; Dekanter (Vollmantelzentrifugen) 371.- 6. Zuteiler für Zerkleinerungs- und Klassiermaschinen.- 6.1. Zuteiler ohne Klassiereffekt.- Bunkerverschlüsse zur Grobdosierung 374; Kettenaufgeber 374; Schubaufgeber 375; Schwingaufgeber 375; Bandaufgeber 376; Trogketten-bzw. Kratzkettenaufgeber 376; Schneckenaufgeber 377; Walzenaufgeber 377; Zellenradaufgeber 377; Drehtelleraufgeber 378; Pendelschleusen 378; Kastenbeschicker 379; Schlitzbunker- und Haldenräumer 379.- 6.2. Zuteiler mit Klassiereffekt.- 7. Zerkleinerungs- und Klassieranlagen.- 7.1. Durchlaufsysteme.- 7.2. Kreislaufsysteme.- 7.3. Innere Kreisläufe.- 7.4. Ausgewählte Zerkleinerungs- und Klassieranlagen.- 7.4.1. Brech- und Klassieranlagen für Schotter und Splitt.- 7.4.2. Mobile Vorbrechanlagen.- 7.4.3. Mahlanlage mit Sturzmühle.- 7.4.4. Wälzmahlanlage.- 8 Probleme der Instandhaltung von Zerkleinerungs- und Klassiermaschinen.- 8.1. Schädigungsprozesse an den Arbeitsorganen von Zerkleinerungs- und Klassiermaschinen.- 8.2. Verschleißabwehr und Verschleißwerkstoffe.- 8.2.1. Metallische Werkstoffe.- Austenitische Mangan-Hartstähle 393; Legierte Walz- und Gußstähle 393; Karbidhaltige Sondergußqualitäten 394.- 8.2.2. Metallische Verbundlösungen.- VerbundguB 394; Kornguß 395; Hartauftragschweißen 395.- 8.2.3. Metallische Sinterwerkstoffe.- 8.2.4. Nichtmetallische Verschleißwerkstoffe.- Gummi und Kunststoffe 396; Hartkeramik 397.- 8.3. Austausch von Verschleißelementen.- Sachwörterverzeichnis.