Щековых дробилок.

Назначение, классификация, устройство, принцип работы и основы расчета

щековых дробилок.

Процесс дробления материала в щековых дробилках осуществляется между двумя дробящими плитами, прикрепленными к неподвижной и качающейся щекам дробилки. Разрушение дробимого материала происходит при периодическом нажатиигна него качающейся щеки.

Щековые дробилки по принципу действия делят на дробилки с простым, сложным и комбинированным движением подвижной щеки. Первые дробят материал в основном методом сжатия и частично за счет изгиба; их применяют главным образом для первичного, крупного дробления. Дробилки со сложным движением щеки дробят материал методом сжатия в сочетании с истиранием и скалыванием; их применяют преимущественно для среднего и мелкого дробления.

Первая щековая дробилка была изобретена в начале второй половины прошлого столетия. Принципиальная схема, известная под названием двухрычажной дробилки с простым движением щеки, применяется при конструировании щековых дробилок и до настоящего времени. Широкое распространение щековых дробилок такого типа объясняется простотой их конструкции и высокой надежностью в работе.

Щековая дробилка с простым движением щеки показана на рис. 183. Рабочим органом дробилки являются неподвижная и подвижная дробящие плиты, укрепленные соответственно на стенке станины и качающейся щеке, которая смонтирована на оси. Дробящие плиты в нижней части имеют криволинейную форму и образуют зону с параллельными поверхностями, которая обеспечивает выдачу более равномерного щебня.

Подвижная щека и передняя стенка станины образуют камеру дробления. Расстояние между дробящими плитами в нижней части камеры дробления называется выходной (разгрузочной) щелью; ширина ее регулируется специальным регулирующим механизмом во всех дробилках, кроме крупных, где этого не требуется по условиям дробления. Качание подвижной щеки осуществляется при помощи шарнирно-рычажного механизма, состоящего из эксцентрикового вала 6, шатуна и двух распорных плит. По концам эксцентрикового вала смонтированы маховики, один из которых служит ведущим шкивом. Боковые стенки станины дробилки футеруются в рабочей зоне стальными плитами в виде клиньев.

Поддержание элементов системы в положении, необходимом для обеспечения заданной кинематики движения всех элементов дробилки, обеспечивается тягой и пружиной.

В кинематическую цепь привода дробилки входят две муфты, включаемые и выключаемые при помощи гидропривода. Жидкость в муфты подается по трубкам. При попадании в дробилку недробимых предметов происходит проскальзывание муфт, и детали дробилки таким образом предохраняются от поломки. Кроме того, фрикционные муфты дают возможность пускать дробилку с поочередным включением движущихся масс — шкива, подвижной щеки и маховика.

Рис. 183. Щековая дробилка с простым движением щеки

В дробилках предусмотрена жидкая циркуляционная смазка для коренных подшипников главного вала и шатуна.

При холостом ходе щеки часть энергии расходуется на преодоление вредных сопротивлений, а избыточная часть поглощается маховиками, т. е. превращается в кинетическую энергию. При рабочем ходе маховики отдают эту накопленную энергию, помогая двигателю преодолевать сопротивление камня дроблению.

Экспериментальные исследования показали, что разрушение камня в щековой дробилке происходит главным образом в результате растягивающих напряжений, возникающих при действии на камень двух сосредоточенных нагрузок.

Рис. 184. Щековая дробилка со сложным движением щеки

Щековая дробилка с однорычажным механизмом и сложным движением щеки показана на рис. 184. Дробилка состоит из станины, эксцентрикового вала с клиноременным шкивом, маховика, подвижной щеки; неподвижной щеки распорной плиты, боковых клиньев, узла регулирования ширины разгрузочной щели 9 и тяги с оттяжной пружиной. Подвижная щека совершает сложные движения относительно оси подвеса. При этом каждая точка щеки описывает траекторию по овалу; в верхней части щеки эти овалы по форме приближаются к окружности, а в нижней они имеют форму сильно вытянутых эллипсов. Такое движение щеки ускоряет продвижение материала вниз в сторону разгрузки и тем самым способствует повышению производительности дробилки на 20—30% по сравнению с дробилками с простым движением.

Основные параметры щековых дробилок — ширина и длина загрузочного отверстия. Первый из них ограничивает наибольший размер загружаемого камня (он не должен превышать 0,9 ширины отверстия), второй в значительной мере определяет производительность дробилки.

Ширина разгрузочного отверстия (при наибольшем удалении подвижной щеки от неподвижной) определяет в основном зерновой состав готового -продукта. Для предварительных расчетов пользуются графиками (рис. 185), составленными на основе экспериментальных данных. По оси ординат графика откладываются размеры кусков готового продукта, по оси абсцисс — их процентное содержание. Каждый из лучей на графике соответствует определенной ширине загрузочного отверстия.

Дробящие плиты изготовляют из износоустойчивого материала — литой марганцовистой стали с содержанием марганца до 10—16%. Рабочая поверхность дробящих плит имеет вертикальное рифление; противолежащие плиты расположены в дробилке так, чтобы выступы рифления одной плиты приходились против впадин другой. Благодаря этому разрушение камня происходит в значительной мере под действием изгиба, которому горные породы сопротивляются слабо. В поперечном сечении рифли имеют вид треугольника со скругленной вершиной.

Дробящие плиты обычно симметричны относительно гори-зойтальной оси; это позволяет переставлять плиту нижней, более быстро изнашивающейся частью вверх. Изношенные дробящие плиты восстанавливают наплавкой твердыми сплавами.

Распорные плиты в дробилках малого и среднего размера предупреждают опасные перенапряжения и поломку дорогих деталей при случайном попадании недробимых тел.

Тяга с оттяжной пружиной обеспечивает требуемый для открытия разгрузочного отверстия отход подвижной щеки и вместе с тем стягивает всю систему шарниров, подвижной щеки и распорных плит с регулировочным механизмом и задней стенкой, предотвращая выпадение распорной плиты.

Главный вал преобразует вращательное движение в качание шатуна (у дробилок с простым качанием) или подвижной щеки (у дробилок со сложным качанием). Вал испытывает значительные ударные нагрузки; он выполняется из легированной стали (обычно хромоникелевой) и подвергается термической обработке.

Рис. 185. График гранулометрического состава продукта дробления

Станины дробилок выполняют цельными (стального или чугунного литья), сборными на болтах или сварными.

Шарнирно-рычажный механизм, положенный в основу конструкции щековых дробилок, чрезвычайно выгоден в механическом отношении, так как дает возможность получить огромные раздавливающие силы (в крупных дробилках свыше 1000 тс), превосходящие во много раз окружные усилия на главном валу дробилки.

Дробилки с простым движением щеки имеют небольшую вертикальную составляющую хода сжатия, поэтому дробящие плиты у них служат в 4—5 раз дольше, чем у дробилок со сложным движением, где величина этого хода значительно больше. В этом заключается преимущество кинематической схемы дробилок с простым движением щеки. Другим достоинством этих дробилок является обеспечение большого выигрыша в силе верхней части зева, что очень важно при дроблении кусков горной массы больших размеров и высокой прочности.

Недостатком такого типа дробилок является малая величина хода сжатия в верхней части загрузочного отверстия, между тем как ход сжатия должен быть тем больше, чем крупнее кусок дробимого материала. В дробилках с простым движением щеки усилие, действующее по распорным плитам, примерно в 15 раз больше, чем усилие по шатуну, вследствие чего создаются невыгодные условия надежного захвата и дробления материала в верхней части загрузочного отверстия.

Дробилки со сложным движением щеки конструктивно проще дробилок с простым движением щеки; кроме того, они имеют меньшие габариты и менее металлоемки. Однако вследствие большой вертикальной составляющей хода в нижней части зева этих дробилок происходит интенсивное истирание камня, что при дроблении прочного и абразивного материала приводит к более интенсивному износу дробящих плит.

В Россиитипажем на щековые дробилки с простым движением щеки предусмотрены следующие типоразмеры: 400 X 600, 600 X 900, 900 X 1200, 1200 X 1500, 1500 X 2100 и 2100 X 2500 мм.

Пределом для дробилок со сложным движением щеки принято считать размер зева 1000 X 1200 мм. Однако имеются дробилки с размером зева 1400 X 1800 мм (Швеция).

Типажем на щековые дробилки со сложным движением щеки предусмотрены следующие типоразмеры: 160 X 250, 250 X 400, 400 X 600, 600 X 900, 900 X 1200, 1200 X 1500 мм.

За последнее время появились различные конструкции дробилок с двумя; подвижными щеками, каждая из которых имеет сложное движение. Эти дробилки сочетают преимущества обычных дробилок со сложным движением щеки—компактность и высокую производительность — с основным достоинством дробилок с простым движением — малой степенью износа дробящих плит. Удельная производительность их выше, чем у обычных дробилок со сложным движением щеки, а металлоемкость ниже.

Ведутся также значительные работы по модернизации щековых дробилок.

Рис. 186. Схемы к расчету производительности щековой дробилки

Эти усовершенствования предусматривают увеличение глубины, камеры дробления, замену прямолинейных дробящих плит плитами криволинейными с безболтовым их креплением, регулирование и поддержание в заданных пределах разгрузочной щели, применение на главном эксцентриковом валу подшипников качения вместо подшипников скольжения, увеличение числа качаний щеки и повышение жесткости станин, а также усовершенствование .привода дробилок.

Степень измельчения у щековых дробилок с шарнирно-рычажным механизмом движения подвижной щеки находится в пределах от 4 : 1 до 7: 1. Соотношение между шириной и длиной загрузочного отверстия равно примерно 1,6:1. Относительный износ дробящих плит по весу ориентировочно составляет 50— 100 г ,на 1 т продукта дробления. Удельную производительность современных щековых дробилок можно приближенно принимать в пределах 1,5—2,2 мг\ч на 1 г веса машины и удельный расход мощности — 0,33—1,1 кет (0,45—1,5 л. с.) на 1 м3 часовой производительности при дроблении первичными дробилками мятких пород и 0,75—1,85 кет (1—2,5 л. с.) на 1 м3/ч при дроблении твердых пород.

Производительность и мощность двигателей щековых дробилок. Оптимальная работа щековых дробилок зависит от ряда конструктивных параметров, к числу которых относятся угол захвата (угол между дробящими плитами), геометрическая форма загрузочного отверстия дробилки, величина хода подвижной щеки.

Процесс дробления будет протекать нормально при условии, что дробимый камень при нажатии на него щек дробилки не выталкивается из камеры дробления. Это зависит от величины угла захвата а.

Выбор типоразмера дробилки определяется по требуемой производительности и максимальному размеру загружаемых кусков материала, подлежащих дроблению.

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.