Процессы дробления. Конструкции дробилок

Потребная мощность двигателя дробилки зависит от физико-механических свойств  дробимого материала и его  объема, формы, размеров кусков и степени измельчения, а также формы, величины и степени изношенности рифлей дробящих плит.

 

Конусные дробилки

В конусных дробилках дробление  камня происходит в пространстве, ограниченном поверхностями усеченных  конусов — наружного неподвижного и внутреннего подвижного.

Вращение подвижного конуса осуществляется при помощи специального эксцентрикового  подшипника, в котором установлен хвостовик вала подвижного конуса под  углом 2—4° к геометрической оси  дробилки. Эксцентрик получает вращение от привода дробилки. Образующие конусов при этом периодически сближаются и удаляются друг от друга. При сближении конусов происходит дробление кусков материала за счет раздавливания, отчасти с изгибом и истиранием, а при удалении конусов раздробленный материал погружается под действием собственного веса. Процесс дробления и разгрузка готового продукта происходит непрерывно.

Конусные дробилки в зависимости  от назначения и характера процесса дробления подразделяют на дробилки с крутым конусом (с малым углом  конусности), предназначаемые для крупного и среднего дробления, и дробилки с пологим конусом для среднего и мелкого дробления (рис. 187).

Основное конструктивное отличие  между ними заключается в том, что у дробилок первой группы внешний  неподвижный конус расширяется кверху, благодаря чему обеспечивается возможность захвата дробилкой крупных кусков материала. У дробилок второй группы внешний неподвижный конус сужается кверху, так как у них отсутствует необходимость в большом загрузочном отверстии.

Рис. 187. Схемы конусных дробилок: а — с крутым конусом; б — с пологим конусом

Конусные дробилки, так  же как и щековые, применяют для  дробления горных пород средней  и большой крепости.

Конструктивная схема дробилки с крутым конусом показана на рис. 187, а. Дробящий конус заклинен на валу, подвешенном в центре траверсы. Конус имеет облицовку из марганцовистой стали. Верхняя часть неподвижного конуса также футеруется плитами из марганцовистой стали.

Верхняя подвеска вала состоит из кольца и эксцентриковой втулки с  конусной внутренней поверхностью. Нижний конец вала дробящего конуса входит в отверстие втулки эксцентрично относительно геометрической оси дробилки. При такой установке вал дробящего конуса описывает коническую поверхность, вершина которой совпадает с точкой подвеса вала на траверсе.

Эксцентриковая втулка вращается  в нижнем подшипнике корпуса дробилки, опираясь, кроме того, на подпятник. Вращение передается втулке посредством  конической передачи.

Выгрузка дробленого продукта происходит по отводящему лотку или непосредственно вниз. По этому признаку ее называют соответственно боковой или центральной разгрузкой.

 

 

Рис. 188. Конусная дробилка с пологим дробящим конусом

Современные конструкции  конусных дробилок изготовляют с  гидравлическим регулированием выходной щели и гидравлическими амортизаторами. Их оборудуют также автоматической системой отключения двигателя при попадании в нее недробящихся предметов или из-за ее перегрузки. Автоматика обеспечивает также оптическую и акустическую систему наблюдения за работой дробилки.

Конструкция дробилки с пологим  дробящим конусом, наиболее широко используемая в строительстве, показана на рис. 188. Корпус дробилки выполнен в форме  цилиндра, заодно с которым отлита чаша для опоры консольного вала. Сверху на корпусе укреплено установочное кольцо с внутренней резьбой, при помощи которой в корпус ввинчивается неподвижный конус и регулируется величина необходимого отверстия между конусами. Ввертывание или вывертывание неподвижного конуса осуществляется специальным механизмом поворота.

В последних конструкциях для регулирования размера выходящего из дробилки щебня, а также для предохранения дробилки от поломок при попадании недробимых кусков используется гидравлическая система, нагнетающая масло под нижнюю часть главной оси, которая вместе с дробящим конусом может подниматься или опускаться.

Подвижной конус опирается  сферической пятой на подпятник. В конус запрессован вал, входящий своей конусной цапфой в эксцентрическую  расточку втулки 6. Втулка эта получает вращение от электродвигателя через коническую передачу. При этом ось дробящего конуса описывает коническую поверхность с углом при вершине 4—5°.

Основной параметр дробилок с пологим дробящим конусом —  диаметр основания подвижного конуса. В СССР выпускаются дробилки этого типа с диаметром конуса от 600 до 2100 мм.

Процесс дробления в  конусных дробилках по сравнению  со щековыми протекает более спокойно; они .меньше потребляют энергии и  выдают более равномерный по крупности  щебень. Их недостатки — большая  высота, усложняющая загрузку камня; больший вес и относительно сложная конструкция.

 

Важное значение в  конструкции дробилок имеет система  смазки, обеспечивающая, кроме смазки трущихся частей, отвод от них тепла. В дробилках обычно применяют  принудительную циркуляционную смазку. Жидкая смазка в подшипники щековых и конусных дробилок подается принудительно, при помощи специальной станции -смазки. Пуск дробилок осуществляется лишь после включения этих станций и установившейся нормальной циркуляции масла. Работа системы централизованной смазки сводится к поддержанию заданного уровня масла в сливной магистрали и температуры масла, поступающего в подшипники.

Степень измельчения  у дробилок с крутым конусом составляет от 6: 1 до 20: 1. Удельная производительность составляет примерно от 1 до 3 м3/ч на 1 т веса машины, удельный расход мощности — от 0,37 до 1,6 кет (от 0,5 до 2,2 л. с.) на 1 м3/ч производительности. Примерный износ дробящих плит по весу составляет 20—70 г на 1 г дробленой породы.

У дробилок с пологим  конусом степень измельчения достигает 12: 1; удельная производительность — в пределах 2—5 мг/ч на 1 г веса машины; удельный расход мощности — 0,26—0,66 кет (0,35—0,9 л. с.) на 1 мг\ч производительности. Износ дробящих плит по весу составляет примерно 10—15 г на 1 т дробленой породы.

 

Рис. 189. Схема к расчету  производительности конусной дробилки: а — с крутым конусом; б —  с пологим конусом

Валковые дробилки

Процесс дробления в  валковых дробилках происходит между  двумя параллельно расположенными цилиндрическими валками, вращающимися навстречу друг другу. Материал поступает в дробилку сверху, попадает в пространство между валками и подвергается дроблению раздавливанием и отчасти истиранием.

Валковая дробилка (рис. 190) состоит из рамы, на которой смонтированы в роликоподшипниках два рабочих вала с насаженными на них сменными дробящими валками, отлитыми из марганцовистой стали, и приводного вала. Вращение от приводного вала передается первому рабочему валку через пару зубчатых колес. Вращение второму валку передается от первого через вторую пару зубчатых колес, насаженных на рабочие валы.

Смещение рабочих валов  при установке размера щели между  валками достигается передвижением  подшипников одного из валков, положение  которых фиксируется с одной  стороны распорками, а с другой — мощными пружинами с регулируемым натягом. Пружины предохраняют дробилку от поломок, давая возможность расширения щели между валками и пропуска ими недробимого предмета.

 

Рис. 190. Валковая дробилка

Валки применяют гладкие, рифленые или один рифленый, а другой гладкий. При установке рифленых валков в дробилку можно загружать более крупные камни.

Валковые дробилки применяют  для мелкого и среднего дробления  материалов различной крепости.

 

Молотковые дробилки

Принцип действия молотковых дробилок состоит в том, что материал, загружаемый в дробилку, разбивается быстро вращающимися молотками или билами и по достижении определенного размера проваливается через колосниковую решетку.

Молотковая однороторная дробилка (рис. 191) имеет молотки, шарнирно прикрепленные к вращающемуся ротору (вал с дисками и молотками). Размер и форму молотков подбирают в зависимости от крупности загружаемого материала и его структуры. Для крупного дробления применяют небольшое число тяжелых молотков, для мелкого — значительное количество легких молотков. В зависимости от размеров дробилки, желаемой тонкости помола и свойств дробимого материала окружная скорость молотков ротора колеблется от 25 до 55 м/сек.

Молотковые дробилки с шарнирно подвешенными молотками  применяют как для первичного дробления рядового материала до крупности 25—35 мм, так и для вторичного дробления его до крупности 10 мм; при этом дроблению в них подвергаются почти исключительно хрупкие и мягкие породы (шлак, мел, известь). Производительность молотковых дробилок колеблется от 3 до 500 т/ч. Степень измельчения m достигает 12—15. Крупность дробимого материала изменяется за счет увеличения или уменьшения зазоров между колосниковой решеткой и ротором, а также между колосниками решетки.

 

Рис. 191. Молотковая однороторная дробилка

 

Наибольший размер загружаемых в дробилку камней—от 100 до 300 мм. При степени измельчения m = 8+12 удельный расход мощности составляет от 0,75 до 2 кет (от 1,4 до 2,7 л. с.) на 1 т/ч.

 

Роторные дробилки

В последнее время  все большее распространение получают роторные дробилки ударного действия с неподвижно прикрепленными к ротору молотками — билами. Они могут быть одноротор-ные и двухроторные.

Основными частями двухроторной дробилки (рис. 192) являются корпус с  загрузочной воронкой, ротор (один или два) с прикрепленными к нему билами 4, верхняя колосниковая решетка, нижняя колосниковая решетка и привод.

Так как степень измельчения m в этих дробилках достигает в  однороторных 25, а в двухроторных— 50, т. е. во много раз выше, чем в  щековых и конусных дробилках, то они могут производить одновременно дробление первой и второй степени, что упрощает технологическую схему дробления и уменьшает расход энергии.

Роторные дробилки пригодны для крупного, среднего и мелкого  дробления самых различных материалов, в том числе каменных пород с пределом прочности до 125 Ми/ж2 (1250 кГ/см2) и известняков любой прочности.

 

Рис. 192. Двухроторная дробилка

По сравнению с щековыми и конусными дробилками вес роторных дробилок на единицу производительности в 4—4,5 раза меньше, установочная мощность электродвигателей в 1,5—2 раза меньше, а стоимость в 3,5—5,5 раза ниже.

Однороторные дробилки применяют для дробления неабразивных материалов и горных пород с пределом прочности на сжатие до 150 Мн/м2 (1500 кГ/см2).

Указания по монтажу и эксплуатации дробилок

Дробилки средней и  большой мощности поставляются заводом-изготовителем  отдельными монтажными узлами и собираются в цехах дробильных заводов в  строгом соответствии с инструкцией  завода-изготовителя. Крупные дробилки обычно устанавливают на бетонных фундаментах. Для уменьшения сотрясений и шума между опорами дробилки и бетонным фундаментом укладывают деревянные брусья (твердых пород дерева), поглощающие вибрации дробилки. Вес фундамента рекомендуется брать равным по крайней мере пятикратному весу щековой дробилки, а площадь прилегания станины к фундаменту следует рассчитывать по утроенному весу дробилки. Глубина заложения фундамента должна быть не меньше 1 м и во всяком случае больше глубины промерзания грунта, если фундамент заложен на естественном основании.

При эксплуатации дробильных машин необходимо соблюдение следующих  основных правил.

К обслуживанию дробильных машин допускаются только лица, технически подготовленные и сдавшие соответствующие  экзамены.

Перед пуском дробилки необходимо удостовериться в надежности крепления основных деталей машины и убедиться в отсутствии дробимого материала в камере дробления; в работу мож- ; но включить дробилку только со свободной камерой дробления.

После пуска дробилка должна проработать вхолостую до достижения номинального числа оборотов приводного вала и на нормальном режиме в течение 3—4 мин. Только после этого можно начинать загрузку материала в дробящую камеру.

Остановка дробилки может  производиться только после прекращения  поступления дробимого материала в приемное отверстие дробилки и после полного окончания процесса дробления.

После остановки дробилки ее необходимо осмотреть, проверить  смазочные устройства и очистить от накопившейся пыли.

Периодически необходимо проверять ширину разгрузочной щели машины во избежание получения недоброкачественного продукта.

Особое внимание при  эксплуатации машин следует обращать на систему смазки. Для смазывания трущихся частей должны применяться  сорта масел, рекомендуемые инструкцией  завода-изготовителя.

Дробильные машины должны подвергаться техническому осмотру  с целью проверки состояния машины, выявления и ликвидации неисправностей, предупреждения аварии машины.

Дробильные машины предназначены  для измельчения горных пород  с целью получения нерудных строительных материалов (гравия, шебня) требуемых размеров, идущих на изготовление цементобетонных и асфальтобетонных конструкций, а также балластных слоев. Исходный материал в дробильных машинах разрушается под воздействием внешних механических сил: раздавливания, раскалывания, удара, излома и истирания. В зависимости от крупности кусков переработанной породы различают дробление крупное, среднее и мелкое. Для получения товарного размера материала (до 20, 40, 70 мм) дробление обычно осуществляется в несколько стадий, подразделяемых на первичную, вторичную и окончательную. При крупном (первичном) дроблении максимальный размер кусков продукта дробления dmax составляет 200—250 мм, при среднем (вторичном) — 70— 125 мм, при мелком (окончательном) —20—70 мм.

Крупное и среднее дробление пород высокой и средней “прочности целесообразно выполнять раздавливанием и раскалыванием или ударом, мелкое — истиранием. Хрупкие породы лучше разрушаются ударом, а вязкие й влажные — раздавливанием в сочетании с изгибом и истиранием.

По принципу действия и конструктивным признакам дробильные машины разделяются «а следующие  группы.