Конусные дробилки
Конусные дробилки нашли широкое распространение в горной промышленности и промышленности строительных материалов для крупного, среднего и мелкого дробления.
Принцип действия всех конусных дробилок одинаков. Дробление руды в дробилках осуществляется непрерывно в момент приближения подвижного конуса к неподвижному в результате не только раздавливания кусков руды с изгибом, но и истирания их криволинейными поверхностями конусов. Подвижный дробящий конус насажен на вал, закрепленный в нижней части в эксцентриковом стакане. При вращении экцентрикового стакана подвижный дробящий конус движется внутри неподвижного конической чаши. Куски руды дробятся в кольцевом пространстве между конусом и чашей.
В настоящее время применяется большое разнообразие конструкций конусных дробилок, но все их можно разделить на :
· конусные дробилки с подвесным валом и крутым конусом для крупного дробления;
· конусные дробилки с консольным валом и пологим конусом для среднего и мелкого дробления;
· конусные инерционные дробилки для среднего и мелкого дробления;
Конусные дробилки для крупного дробления. Кинематическая схема конусной дробилки для крупного дробления с подвесным валом приведена на рис. 12.
Рис. 12. Кинематическая схема конусной дробилки
для крупного дробления
Подвижный ( внутренний) конус укреплен на подвесном вертикальном валу . Верхний конец вала подвешивается к верхней траверсе в точке О, а нижний свободно вставлен в эксцентриковый стакан , при этом ось вала не совпадает с осью вращения стакана. При вращении эксцентрикового стакана от электродвигателя и передаточного механизма дробящий конус совершает вращательно - колебательные движения внутри неподвижного конуса. В месте сближения конусов происходит дробление кусков руды. С противоположной стороны отверстие между подвижным и неподвижным конусом увеличивается и через него разгружается дробленый материал. При движении подвижного конуса по окружности место дробления и разгрузки руды непрерывно меняются. Это обеспечивает непрерывную работу дробилки. У конусных дробилок для крупного дробления усеченный конус неподвижной чаши направлен большим основанием вверх. Поэтому рабочее пространство дробилок приспособлено для дробления крупных кусков руды.
Процесс дробления в конусных дробилках аналогичен процессу дробления в щековых дробилках, поэтому основные закономерности, установленные для щековых дробилок действительны и для конусных. Основными параметрами механического режима конусных дробилок крупного дробления являются: угол захвата, величина эксцентриситета, ход дробящего конуса, число его качаний и потребляемая мощность.
Обозначим ( рис. 13) верхний диаметр неподвижного конуса DВ, а подвижного dB; нижний диаметр подвижного конуса DН , а подвижного dН ; угол наклона к вертикали неподвижного конуса α2, для подвижного конуса α1; минимальную ширину разгрузочной щели ί и высоту конусов Н. Тогда при величине хода, равной s ,максимальная ширина разгрузочной щели будет равна ί + s
Принимая диаметр максимальных кусков руды, поступающих в дробилку, равным D, а размеры максимальных кусков в дробленом продукте d = ί +s, получим
и 
,
откуда .. Рис. 13. Схема основных расчетных параметров
конусной дробилки
h = 
Cледовательно, углы наклона конических поверхностей обоих конусов будут зависеть от верхнего и нижнего диаметра конусов:
,
Сумма углов α 1 и α 2 составляет угол захвата конусной дробилки, который больше, чем угол захвата щековых дробилок и составляет 24-280. Такой угол обеспечивает захват для руд с коэффициентом трения f > 0,24. Угол захвата в в конусных дробилках так же как в щековых должен быть меньше двойного угла трения, т.е. α 1 + α 2 ≤ 2φ. Угол трения φ при коэффициенте трения 0,24 составляет 13о 30´
Предположим, что внешняя неподвижная дробящая поверхность будет цилиндрической, тогда угол α 2 = 0 и DВ – DН = 0, что обычно наблюдается в щековых дробилках, где неподвижная щека находится в вертикальном положении.
Наивыгоднейшая или оптимальная скорость вращения эксцентрикового стакана и производительность конусной дробилки определяются так же как для щековых дробилок. Как видно из рис. 14,
Рис. 14. Расчетная схема работы конусной дробилки крупного дробления
высота h, с которой разгружается дробленая равна:руда 
h= 
, но s1 + s2 = s и h = 
,
где s – величина полного хода конуса у разгрузочного отверстия дробилки.
С другой стороны время половины оборота эксцентрикового стакана, когда кусок дробленого продукта упадет на высоту h до уровня разгрузочного отверстия будет равно
t = 
,
где n - скорость вращения эксцентрикового стакана, об/мин
Это время t должно равняться времени свободного падения куска с высоты h, т.е.
t = 
,
откуда
n = 30 
, об/мин,
тогда n = 30 
, об/мин (34)
т.к. средний ход конуса s на уровне разгрузочного отверстия связан с шириной загрузочного отверстия прямолинейной зависимостью:
s = 0,02 В + 0,01, м,.
то подставив в формулу (34) численные значения тангенсов углов неподвижного и дробящего конуса, равные 10 и 190, получим
n = 
, об/мин. (35)
Часовая производительность дробилки может быть определена как по теоретической формуле
Q = 
, т/ч , (36)
где DН - нижний диаметр неподвижного конуса, м;
n – частота вращения эксцентрика, об/мин;
ί - минимальная ширина разгрузочной щели, м;
r - эксцентриситет, м;
δ – насыпная масса материала, т/м3,
α 1 и α 2 – углы наклона конусов к вертикали, градус,
так и по эмпирической формуле:
Q = 210 В2 
т/ч , (37)
где 
- коэффициент разрыхления;
Δ - плотность руды.
Производительность конусных дробилок ориентировочно может быть определена по удельной производительности, имеющей размерность т в час на см ширины разгрузочного отверстия дробилки:
Q = qk ί , т/ч , (38)
где ί – ширина разгрузочного отверстия, см;
qk – удельная производительность конусной дробилки, т/(см• ч).
Например, удельная производительность дробилки ККД – 500/ 75 равна 24 т/см∙ ч), а для дробилки ККД – 1500/ 180 – 105 т/(см∙ ч).
Производительность дробилки определяется также по индексу работы по Бонду. Для этого необходимо знать значение индекса для руды, подвергаемой дроблению , которые определяются опытным путем. Так для базальта этот индекс составляет 20 квтч/т, для доломита – 12, для магнетитовой руды 8, гранита – 16, известняка – 12, порфировой руды – 18 и для песчаников – 10.
Производительность конусных дробилок можно также определять по каталогам заводов-изготовителей с учетом поправок на насыпную массу, крупность руды, крепость руды и влажность. Конусные дробилки обычно выбираются также как и щековые по размеру максимального куска в исходном продукте, который должен быть равен 80% от ширины загрузочного отверстия, и по производительности при заданной ширине разгрузочного отверстия, взятой из каталога.
Необходимую мощность электродвигателя конусной дробилки можно ориентировочно по формуле:
N = 85 dН, квт(39)
Конусные дробилки с подвесным валом впервые начали применяться в 1902 году и с тех пор получили широкое распространение благодаря высокой производительности и довольно невысокому расходу электроэнергии.
Рабочее пространство конусных дробилок для крупного дробления, которые иногда называют гирационными ( рис. 15) образуется двумя усеченными конусами, образующими суживающее книзу кольцевое пространство. Неподвижный конус дробилки имеет вершину внизу, а подвижный вверху. Корпус дробилки состоит из трех или двух частей в зависимости от размера дробилки. Верхняя часть представляет собой неподвижную коническую чашу, высота которой приблизительно равна 1,85 В, т.е. ширины загрузочного отверстия. Угол наклона этой конической чаши обычно составляет 17-200. Внутренняя поверхность чаши футеруется футеровочными плитами из марганцовистой стали. В верхней части корпуса закреплена крестовина с двумя лапами и литая стальная траверса, которая служит для подвешивания подвижного дробящего конуса. В центре ьголовки траверсы имеется специальное углубление, в которое входит верхний конец вала подвижного конуса. Траверса футеруется броней, а центральное отверстие траверсы закрывается стальным колпаком, предохраняющим вал от ударов кусков руды при падении их в дробилку.
Дробящий конус закреплен на валу и также покрыт футеровкой. Диаметр нижнего основания дробящего конуса примерно в 1,5 раза больше ширины загрузочного отверстия. Угол при вершине конуса составляет около 200, а угол между образующий конуса и вертикалью - 8,5 – 100.
Рис. 15. Конусная дробилка ККД-1200
1 – нижняя часть станины; 2 – эксцентрик; 3 - нижнее кольца средней части станины; 4, 7 – броня; 5 – верхнее кольцо средней части станины; 6 – корпус дробящего конуса; 8 – обойма верхнего подвеса; 9 – разрезная гайка; 10 – колпак; 11 – броня траверсы; 12 – траверса; 13 - вал дробящего конуса; 14 – зубчатое колесо; 15 коническая шестерня; 16 – корпус приводного вала; 17 – приводной вал
Нижний конец вала входит в эксцентриковый стакан, цилиндрической формы который размещается внутри втулки, ось которой совпадает с вертикальной осью дробилки. В эксцентриковом стакане сделана расточка, эксцентричная относительно вертикальной оси дробилки. Нижний конец вала вставляется в эту расточку и таким образом эксцентриковый стакан отклоняет ось вала от вертикальной оси дробилки. На верхнюю часть эксцентрикового стакана надета большая коническая шестерня, вращение которой осуществляется одним или двумя приводными валами от электродвигателей. При вращении эксцентрикового стакана ось вала описывает коническую поверхность с вершиной в точке его подвеса. При этом дробящий конус совершает круговые качания внутри неподвижного конуса и осуществляет дробление материала, поступающего в дробилку сверху в пространство между конусами. Дробленый материал разгружается по всему кольцевому пространству между неподвижным и подвижным конусами под дробилку. Ширина разгрузочного отверстия регулируется поднятием или опусканием дробящего конуса, что достигается навинчиванием разрезной гайки на резьбу верхнего конца вала.
|
|
Приводной механизм дробилки состоит из одного или двух приводных валов, заключенных в стальные корпуса в нижней части станины дробилки, и электродвигателей. Для смазки трущихся частей дробилки предусмотрены централизованные системы жидкой и густой смазки, которые располагаются в подвале около дробилки.
Разновидностью конусных дробилок крупного ( рис. 16) дробления являются конусные редукционные дробилки с гидравлическим регулированием разгрузочного отверстия. Особенностью этих дробилок является гидравлическая система, которая позволяет изменять положение подвижного конуса по высоте, т.е. изменять ширину разгрузочного отверстия.
В этой дробилке вал подвижного конуса опирается на пест, который вмонтирован в плунжер гидравлического цилиндра или домкрат, расположенный в нижней части дробилки. Для уменьшения ширины разгрузочного отверстия под плунжер насосом двойного действия подается масло и вал вместе с конусом приподнимается, ширина щели между подвижным и неподвижным конусом уменьшается. Кроме того, подобное устройство автоматически защищает дробилку от поломки при попадании недробимых тел В этом случае резко возрастает давление и масло из гидравлического цилиндра выдавливается в гидравлический аккумулятор. При этом ширина разгрузочного отверстия увеличивается и недробимое тело проходит через щель Установленный размер разгрузочного отверстия восстанавливается автоматически. Наибольший подъем конуса составляет 200 мм. Уменьшение ширины разгрузочного отверстия на 10 мм происходит в течение примерно одной минуты.
Все конусные дробилки характеризуются прежде всего шириной загрузочного и разгрузочного отверстия ( таблица 6). Например, марку дробилки ККД- 1500 / 180 можно расшифровать как : Конусная дробилка Крупного Дробления с шириной загрузочного отверстия 1500мм и шириной разгрузочного отверстия 180 мм.
Основным производителем конусных дробилок в России является ОАО «Уралмашзавод», выпускаются дробилки также ЗАО « Новокрамоторский машиностроительный завод» ( Украина), Из зарубежных фирм, выпускающих конусные дробилки можно отметить KRUPP FORDERNTCHNIR GmbH ( Германия), METCO MINERALS/NORDBERG, Шеньянский завод тяжелого машиностроения (Китай), АО ALTA (Чехия) , TELSMITH и др.
Сравнение щековых и конусных дробилок для крупного дробления, устанавливаемых обычно в первой стадии дробления.
Конусные дробилки имеют большую производительность, нежели щековые, т.к. при одинаковой ширине длина разгрузочного отверстия у конусных дробилок притмерно в 2,5-3 раза больше, чем у щековых. Поэтому конусные дробилки, имеющие производительность до 40-60 тыс. т в сутки, обычно устанавливаются на фабриках большой производительности. Щековые дробилки имеют максимальную производительность около 20 тыс. т в сутки.
Конусные дробилки, в которых куски руды дробятся не только раздавливанием, но и под действием изгиба и истирания, а дробленый продукт разгружается непрерывно, значительно меньше расходуют электроэнергии.
. Эти дробилки дают более равномерный по крупности дробленый продукт, с кусками руды кубической формы, тогда как щековые выдают дробленый продукт, содержащий много зерен плоской формы.
Конструкция конусных дробилок значительно сложнее, чем у щековых, что затрудняет их обслуживание и ремонт. Конусные дробилки имеют большую массу и большую высоту, последнее определяет большую глубину подземной части корпуса, которая иногда достигает 30 м.
Щековые дробилки при работе сильно вибрируют, поэтому они устанавливаютмя на мощные фундаменты. В конструктивном отношении щековые дробилки проще и по высоте занимают меньше места. Их успешно применяют для дробления глинистых и вязких руд, которые обычно забивают рабочее пространство конусных дробилок.
Щековые дробилки не могут работать под «завалом» и поэтому перед ними обязательно устанавливают пластинчатые питатели.
Конусные дробилки для среднего и мелкого дробления, схема которых представлена на рис. 17, отличаются от конусных дробилок для крупного дробления отсутствием траверсы для подвешивания подвижного конуса, который опирается на сферический подпятник или на гидравлическое устройство
Рис. 17. Конструктивная схема конусных дробилок для среднего и мелкого дробления
1 – станина; 2 – вал конуса; 3 – амортизационные пружины; 4 – опорное кольцо; 5 – регулирующее кольцо; 6 – подвижный конус; 7 – подпятник конуса; 8 – приводной вал; 9 – эксцентрик.
.
Поэтому иногда эти дробилки называют дробилками с консольным валом. В зависимости от конфикурации рабочего пространства и размеров загрузочного и разгрузочного отверстий различают нормальные или стандартные дробилки для среднего дробления (КСД) и короткоконусные дробилки для мелкого дробления (КМД).
Дробление руды в дробилках производится рабочими поверхностями внутреннего подвижного и наружного неподвижного конусов. Подвижный конус поддерживается большим полусферическим подпятником и укрепляется на вертикальном валу. Нижняя часть вертикального вала входит свободно в эксцентриковый стакан. Подвижный конус дробилки, имеющий пологий уклон, вместе с вертикальным валом приводится в движение эксцентриковым стаканом, вращающимся от конической передачи , закрепленной в верхней части стакана, с помощью горизонтального вала и электродвигателя. При вращении эксцентрикового стакана ось вертикального вала описывает конические поверхности вверху и внизу. При таком движении подвижный конус приближается к неподвижному и дробит руду.
Станина дробилки устанавливается нижним фланцем на фундамент, а на верхний фланец укладывается стальное опорное кольцо, на внутренней поверхности которого имеется трапецеидальная резьба. Кольцо крепится к станине болтами, на которые надеты пружины. Эти пружины располагаются по всей окружности кольца и предназначены для предохранения дробилки от поломок в случае попадания в рабочее пространство недробимых материалов. Общее количество пружин вы зависимости от типоразмера дробилки составляет 20-130 с общим усилием пружин до 400 т. При попадании в дробилку , например, металлического предмета опорное кольцо вместе с чашей приподнимается, разгрузочная щель увеличивается, пропуская попавший предмет. Под действием пружин кольцо вместе с чашей возвращается в прежнее положение.
В нарезку опорного кольца ввинчивается чаша. Ввинчивая или вывинчивая ее, можно регулировать ширину разгрузочного отверстия.
Исходное питание подается в дробилку через загрузочное устройство, которое состоит из приемной коробки, устанавливаемой на стальных стойках, из экрана и патрубка, через который материал подается на распределительную тарелку. В зависимости от направления потока исходного материала приемная коробка может устанавливаться через каждые 900 в одном из четырех положений. Распределительная тарелка или плита укрепляется на верхнем конце вертикального вала и служит для равномерного распределения материала по рабочему пространству дробилки.
В дробилках применяется гидравлический пылевой затвор. В опорной чаше имеется канавка, заполненная водой, а на дробящем конусе установлен воротник в виде усеченного конуса. Нижняя кромка воротника погружается в воду, находящуюся в канавке. Щель между коническими поверхностями прикрыта прорезиненной тканью, благодаря чему внутренняя полость дробилки предохраняется от попадания пыли. Попавшая в затвор пыль удаляется циркуляционной водой.
Приводной вал дробилок соединяется с валом электродвигателя втулочно-пальцевой муфтой. Вращение эксцентрику передается от приводного вала зубчатой конической парой. Дробилки оборудуются централизованной системой жидкой смазки, которая подается в подпятник эксцентрикового вала, во втулку эксцентрика и стакан станины, в сферический подпятник, зубчатую передачу и подшипники привода. Смазочная станция устанавливается вблизи дробилки.
Наиболее быстро изнашиваемыми деталями дробилокявляются поверхности конусов. Чаша с внутренней стороны футеруется плитами из износоустойчивой марганцовистой стали. Для более плотного прилегания между футеровочными плитами и поверхностью чаши заливается цинковый плав. При износе брони дробящего конуса и регулировочного кольца ее заменяют новой. Расход марганцовистой стали для футеровки составляет от 0,001 до 0,005 кг на 1 т дробленого продукта.
Максимальный размер кусков исходной руды, поступающих в конусные дробилки среднего дробления (рис.18), колеблется от 75 до 300 мм. Дробленый продукт имеет крупность от 12 до 60 мм. В дробилки для мелкого дробления можно подавать руду с кусками размером от 35 до 100 мм, дробленый продукт имеет крупность от 5 до 15 мм.
Рис. 18. Дробилка среднего дробления КСД – 1750
1 – станина; 2 – опорная чаша; 3 – подпятник; 4 – пружины; 5 – корпус дробящего конуса; 6, 1 4 – броня; 7 – опорное кольцо; 8 – регулировочное кольцо; 9 – кожух; 10 – колонка; 11 – загрузочная коробка; - 12 – распредилительная плита; 13 – вал дробящего конуса; 15 – зубчатое колесо; 16 – коническая шестерня; 17 – корпус приводного вала; 18 – приводной вал; 19 – упругая муфта; 20 – эксцентрик; 21 – подпятник эксцентрика.
Наличие параллельной зоны в разгрузочной части между подвижным и неподвижным конусами, длина которой в дробилках среднего дробления составляет от 1/10 до 1/12 диаметра дробящего конуса, а у дробилок для мелкого дробления – 1/6, позволяет получать степень дробления до 15. Практически же эти дробилки работают при степени дробления от 4 до 7.
Принцип работы короткоконусных дробилок ( рис. 19 ), применяемых для мелкого дробления, аналогичен принципу работы дробилок среднего дробления.
Рис. 19. Конусная дробилка мелкого дробления КМД – 1200
1 – загрузочная коробка; 2 – распределительная плита; 3 – кожух; 4 – регулировочное кольцо; 5 – стопорное устройство; 6 – броня; 7 – дробящий конус; 8 – пружины; 9 – сферический подпятник; 10 – маслосборник; 11 – корпус приводного вала; 12 – приводной вал; 13 – коническая шестерня; 14 – эксцентрик; 15 – крышка; 16 – зубчатое колесо; 17 – станина; 18 – корпус опорной чаши; 18 – гидравлический затвор; 2- - опорное кольцо
Отличительными особенностями короткоконусных дробилок является укороченный подвижный конус, меньшая ширина загрузочного и разгрузочного отверстия, более крутой угол наклона и более длинная параллельная зона между рабочими конусами, что позволяет получать более мелкий продукт и равномерный по крупности Крутой угол между конусами обеспечивает большую скорость прохождения материала через зону дробления, а следовательно, и большую производительность.
Наряду с пружинами в дробилках с пологим конусом применяется гидравлический способ прижатия конуса и регулировки размера разгрузочной щели дробилки ( рис. 20).
Рис. 20. Конусная дробилка КСД ГРЩ
1 –цилиндр гидравлического домкрата; 2 – плунжер
В обозначении дробилок этого типа входит аббревиатура ГРЩ. В этих дробилках дробящий конус опирается на плунжер гидравлического домкрата, цилиндр которого заполнен маслом и соединен с газовым аккумулятором маслопроводом. При работе дробилки система, состоящая из гидравлического домкрата и газового аккумулятора, удерживает дробящий конус на заданном уровне, что сохраняет ширину разгрузочного отверстия постоянной. Недробимый предмет, попадая в рабочее пространство, значительно увеличивает усилие на дробящий конус. При этом масло из цилиндра гидравлического домкрата передавливается в газовый аккумулятор. Плунжер домкрата вместе с дробящим конусом опускаются, ширина разгрузочной щели увеличивается и недробимый предмет проходит через нее. При опускании дробящего конуса происходит уменьшение давления на него и масло из газового аккумулятора сжатым воздухом передавливается обратно в цилиндр гидравлического домкрата. При этом плунжер и дробящий конус возвращаются в прежнее положение, а разгрузочное отверстие принимает первоначальный размер.
Параметрами механического режима работы конусных дробилок с пологим конусом являются: угол захвата, скорость вращения эксцентрикового стакана, мощность электродвигателя и производительность.
Угол захвата дробилок для среднего и мелкого дробления - это угол между образующимися поверхностями дробящего конуса и наружного неподвижного конуса в верхней части рабочего пространства при минимальной ширине разгрузочной щели. Угол захвата 
должен быть также меньшедвойного угла трения и обычно составляет около 180.
Число качаний дробящего конуса в минутуили число оборотов эксцентрика определяется как по теоретической формуле
n = 60 
, об/мин, (40)
где g – ускорение силы тяжести, м/сек2;
- угол наклона образующей конуса;
f – коэффициент трения скольжения по металлу;
l – длина параллельной зоны, м
При = 400 , f = 0,3 и l = 1/12 D, где D – диаметр основания дробящего конуса, м
n = 
, об/мин ( 41 )
так и по эмпирической формуле
для дробилок среднего дробления n ≈ 81 ( 4,92 – D)
а для дробилок мелкого дробления n ≈ 60 ( 5,84 – D)
Мощность электродвигателя принимается пропорциональной параметрам D и n, т.е.
N ≈ 0,21 D2 n, кВт (42)
Производительность дробилок для среднего и мелкого дробления можно определить по теоретической формуле, по удельной производительности и по каталогам заводов-производителей.
В теоретической формуле учитывается влияние основных механических параметров дробилок на ее производительность
Q = 
, т/ч , (43)
D – диаметр нижнего основания дробящего конуса, м;
n – число оборотов эксцентрика, об/мин;
i – минимальная ширина разгрузочной щели дробилки, м;
r - эксцентриситет, м;
- насыпная масса материала, т/м3;
α - угол между образующей подвижного конуса и его основанием, град.
Вычисленная по теоретическим и эмпирическим формулам производительность дробилок существенно отличается от практических данных, поэтому часто определяют по средней удельной производительности g на 1 мм ширины разгрузочного отверстия, установленной на рудах различного типа и размеров дробилок. Так, удельная производительность дробилки КСД – 1750 в среднем составляет 6,2 м3/ мм∙ ч , а для дробилки КСД – 2200 – 10,2 м3/ мм∙ ч. Для дробилок КМД – 1750 удельная производительность на в среднем 10,1 м3/ мм∙ ч, для дробилок КМД – 2200 - 25 м3/ мм∙ ч.
Наиболее распространеннымметодом определения производительности дробилок является расчетный метод по каталогам заводов – производителей с учетом поправок на дробимость руды, насыпную массу и крупность руды.
Основным достоинством конусных дробилок с пологим конусом являются – большая производительность и большая степень дробления, наличие предохранительного устройства от поломок и обеспечение равномерной загрузки руды по всему дробильному пространству. Однако эти дробилки имеют довольно сложное устройство, что осложняет их ремонт и обслуживание, а также неэффективная работа их при дроблении глинистых и вязких руд, которые быстро забивают разгрузочное отверстие.
В таблице 7 и 8 приведены технические характеристики дробилок для среднего и мелкого дробления, выпускаемые отечественными заводами. Эти конусные дробилки выпускаются в двух исполнениях: для грубого дробления они имеют индекс Гр и для тонкого – Т, в которых изменена форма дробящего пространства, обеспечивающая степень дробления до 18.
Основными производителями дробилок для среднего и мелкого дробления за рубежом являются: фирма ALTA, которая выпускает дробилки под маркой KDC и HCC с диаметром основания дробящего конуса от 750 до 1500 мм и производительностью от 40-125 до 540 – 800 т/ч. Фирмой KRUPP( Германия) выпускаются дробилки модели КВ и ВК с максимальным диаметром дробящего конуса 1600 мм. Большая номенклатура дробилок выпускается фирмой METCO MINERALS/NORDBERG . Это модели дробилок GP, HP и MP. Дробилки моделей PYY и PYS выпускаются Шеньянским заводом тяжелого машиностроения (КНР). Мобильные дробилки для среднего и мелкого дробления модели MAXTRAK на гусеничном ходу производятся фирмой TEREX-PEGSON. Эти дробилки имеют максимальную производительность 350 т/ч и входят в состав передвижных дробильно-сортировочных установок.
Для дробления вязких и глинистых руд применяется дробилка мокрого дробления типа «WaterFlush», где в рабочее пространство подается вода.
Для дробления руды, металлических сплавов, сверхпрочной керамики, огнеупоров и других материалов применяются конусные инерционные дробилки КИД ( рис.21 ).
Рис. 21. Кинематическая схема конусной инерционной дробилки
1 – наружный конус; 2 –броня наружного конуса; 3 – гидродомкрат; 4 – внутренний конус 5 – сферическая опора; 6 – корпус; 7 – неуравновешенный ротор-вибратор; 8 – подшипник ротора-вибратора; 9 – эластичная муфта; 10 – резиновые амортизаторы; 11 – металлическая опора; 12 – клиноременная передача; 13 – электродвигатель.
В отличии от традиционных конусных дробилок в дробилках КИД в качестве привода дробящего конуса используется вращающийся дебалансный вибратор, который обеспечивает обкатку дробящего конуса по поверхности наружного конуса, за счет чего происходит дробление материала, загружаемого в верхней части рабочего пространства между чашей и конусом.
Дробилка устанавливается на амортизаторах, закрепленных на фундаменте. От электродвигателя через приводную систему дебалансу придаются круговые движения. Под действием центробежной силы дебаланса дробящий конус как бы отбкатывается по внутренней поверхности неподвижного конуса и и дробил куски поступающего материала.
Конусные инерционные дробилки в технологии рудоподготовки могут использоваться в цикле мелкого дробления при крупности исходного питания 70-120 мм, для додрабливания мелкодробленого продукта (25-35 мм) перед перед измельчением в мельницахи для додрабливания зерен критической крупности в циклах само и полусамоизмельчения.
У этих дробилок степень дробления может регулироваться от 4 до 30. Максимальная крупность дробленого продукта , например, в дробилке КИД – 2200, при работе ее в открытом цикле составляет 16(14) – 0 мм. Применение дробилок КИД на 10-30% увеличивает производительность мельниц, снижает в 1,5- 2 раза суммарный расход электроэнергии в цикле дробление-измельчение. В таблице 9 приведена техническая характеристика инерционных конусных дробилок КИД.
Таблица 9. Техническая характеристика конусных инерционных дробилок КИД
| Параметры | Типоразмер дробилки | ||||
| КИД - 600 | КИД - 900 | КИД-1200 | КИД-1750 | КИД-2200 | |
| Диаметр конуса, мм | |||||
| Производительность, т/ч | |||||
| Крупность исходного питания, мм | |||||
| Номинальная крупность дробленого продукта, мм | 5,0 | 7,0 | 8,0 | 10,0 | 13,9 |
| Установочная мощность, квт | |||||
| Габаритные размеры, мм длина ширина высота | |||||
| Масса, т | 6,7 |
2.3.3. Валковые дробилки
Валковые дробилки применяются при среднем и мелком дроблении твердых и вязких горных пород с пределом прочности на сжатие до 2500 кГ/ см2. Обычно в схемах дробления они используются после щековых и конусных дробилок на обогатительных фабриках небольшой производительности при гравитационном обогащении руд, содержащих такие хрупкие и склонные к ошламованию минералы, как, например, касситерит.
В зависимости от назначения применяются следующие типы валковых дробилок:
- одновалковые для дробления агломерата и угля;
- двухвалковые с зубчатыми валками для дробления угля и мягких пород;
- двухвалковые с гладкими и рифлеными валками для дробления горных пород и руд;
- четырехвалковые с гладкими валками для дробления кокса и известняка;
- валковые дробилки высокого давления ( роллер-прессы)
В валковых дробилках дробление материала производится между двумя валками или между валком и корпусом дробилки. На поверхность дробящих валков одеваются бандажи из марганцовистой стали, которые бывает гладкими или зубчатыми, реже рифлеными для лучшего захвата крупных кусков руды. Так зубчатые валки способны захватывать куски в 4-5 раз крупнее, чем гладкие валки того же диаметра. В практике обогащения руд чаще применяют валки с гладкой поверхностью, диаметр которых должен быть в 20 раз больше размера максимального куска руды.
Технологическими преимуществами валковых дробилок является незначительный выход мелких классов в дробленом продукте, т.к. дробление производится однократным раздавливанием кусков при их минимальном истирании. Кроме того, эти дробилки довольно просты по устровйству и надежны в эксплуатации. Недостатками валковых дробилок является их невысокая производительность, повышенный удельный расход электроэнергии, неравномерный и быстрый износ бандажей валков, а также обильное пылевыделение при дроблении сухого материала.
Такие дробилки применяются для дробления глинистых и влажных железных и марганцевых руд, на фабриках, перерабатывающих асбестовые руды, а также в производстве строительных материалов.
Руда в дробилках с гладкими валками (рис.22 ) дробится между поверхностями двух валков, которые вращаются навстречу друг другу, раздавливанием и частично истиранием.
Рис.22. Двухвалковая дробилка
1 – станина; 2 – шкив; 3 – рифленый валок; 4 – загрузочная воронка; 5 – гладкий валок; 6 – амортизационная пружина
Вал одного из валков установлен в неподвижных подшипниках, вал другого – в подвижных. Каждый валок имеет индивидуальный привод от электродвигателя. Изменение величины зазора между валками осуществляется регулировочными болтами или специальными прокладками между корпусами подшипников. Корпуса подшипников неподвижного валка прикреплены к станине, а подвижного установлены в направляющих и могут перемещаться вдоль них. Через корпуса того и другого подшипников продеты стержни, на концах которых установлены спиральные пружины, удерживающий подвижный валок на необходимом расстоянии от неподвижного. Степень затяжки пружин регулируется гайками на резьбовом конце стержней. Продольное перемещение валков осуществляется при помощи регулировочного винта, который ввернут во втулку, закрепленную в крышке неподвижного подшипника. При помощи гайки и винта возможно осевое перемещение валка в пределах 20 мм в каждую сторону. Валки закрываются сверху стальным кожухом, в верхней части которого имеется загрузочный бункер-воронка. Окружная скорость валков составляет 4-6 м/с. При диаметре валков от 400 до 1800 мм максимальный размер загружаемой руды составляет от 30 до 85 мм, а степень дробления 3-4, если дробилки работают в открытом цикле. При замкнутом цикле степень дробления увеличивается до 6.
На рис. 23 показана расчетная схема работы валковой дробилки. Обозначим диаметр куска руды, поступающего на дробление, d, диаметр валков D,ширина щели между валками i, угол захвата, образованный двумя касательными, проведенными к точкам соприкосновения куска руды с окружностью валков, α , центры валков О1 и О2, а центр куска руды В.
В валковых дробилках также как в щековых и конусных, для того, чтобы кусок руды попал в рабочее пространство и был раздроблен, угол захвата должен быть α ≤ 2φ. Практически он обычно не превышает 330. Величина угла захвата в валковых дробилках зависит от диаметра валков и размера максимального куска руды в исходном материале при постоянной ширине щели между валками. Эта зависимость определяется следующим образом.
Из треугольника О1ВА определяется tg /2
tg /2 = ВА /О1А = 
= 
,
После упрощения
tg /2 = 
,
Так как tg /2≤ 1,
То ≤ 1. (44)
Диаметр валков дробилки определяется из формулы (44)
D ≥ 
Если принять коэффициент трения скольжения f = 0,3, то
D ≥ (22,7d -23,8i),
Или
D≥ (23-24 i/d)d (45)
Отношение ширины щели между валками к размеру кусков в исходном питании можно условно принять равным 1/S, тогда D≥ 17d при S=4.
Из этого соотношения следует, что валковые дробилки не могут применяться для дробления крупных кусков руды. Например, для дробления руды с размером максимальных кусков руды 10 мм диаметр валков должен быть не менее 200…250 мм, а для руды крупностью 75 мм диаметр валков должен быть равен 1500…1800 мм. Чтобы увеличить размер кусков руды, поступающей на дробление, без изменения диаметра валков, необходимо уменьшить степень дробления. Так, на валках диаметром 1270 мм при степени дробления 5, можно измельчать руды с кусками размером 38 мм. На этих же валках при степени дробления 2 можно измельчать руду крупностью 63 мм.
Мощность электродвигателей двухвалковых дробилок с гладкими и рифлеными валками принимается равной
Nдв = (11…14)DLv, (46)
где v – максимальная скорость вращения валков, равная v= 
D – диаметр валка, м
L – длина валка, м
Производительность двухвалковой дробилки прямо пропорциональна размеру разгрузочного отверстия, и частоте вращения волков, она может быть определена по эмпирической формуле
Q = 60µπDnLiδ, т/ч, (47)
Где D- диаметр валка, м;
L – длина валка, м;
i – ширина щели между валками, м;
n – частота вращения валков, мин-1
µ - коэффициент разрыхления равный 0,25;
δ – насыпная масса материала, т/м3
Поверхность дробящих валков в процессе дробления сильно и быстро изнашивается, поэтому сами валки изготовляются из чугуна, а бандажи, надеваемые на валки, из углеродистой или марганцовистой стали. Толщина бандажей обычно составляет 65-150 мм. Допустимый износ бандажей не должен превышать 10 мм. Срок службы бандажей зависит от твердости руды, требуемой крупности дробления и количества продробленой руды. Так при мелком дроблении одна пара бандажей обеспечивает дробление 20…50 тыс. т руды, а при более крупном дроблении – до 1 млн т руды.
Дробилки характеризуются диаметром и длиной валков. Длина валков обычно в 2-3 раза меньше диаметра. У быстроходных валков скорость вращения обычно составляет 40…180 мин-1,, а у тихоходных 3,2…4,6 мин-1.Увеличение скорости вращения валков в допустимых пределах может значительно повысить их производительность при условии непрерывной и равномерной загрузки.
Техническая характеристика двухвалковых дробилок с гладкими валками приведена в таблице 10, а зависимость производительность дробилок от ширины щели между валками – в таблице 11.
Четырехвалковая дробилка с гладкими валками, применяется для измельчения кокса, используемого при агломерации руд. Эта дробилка состоит из станины, четырех гладких валков, загрузочного устройства, амортизационных пружин и привода. Валки смонтированы в станине попарно в два яруса на подшипниках скольжения в пазах станины. Один из валков каждой пары установлен в подвижных подшипниках. Нижние валки вращаются в полтора раза быстрее верхних, что обеспечивает получение необходимой производительности нижней пары валков, имеющих меньших зазор. Верхний и нижний валки вращаются от отдельных электродвигателей.
Для дробления агломерата и шлака применяются одновалковые зубчатые дробилки, в которых в верхней части установлена колосниковая решетка, выполненная из стальных литых колосников. Напротив валка в верхней части корпуса дробилки укреплена щека, футерованная броневыми плитами. Куски руды, попадая в дробильное пространство дробятся валками, разбиваются о щеку и разгружаются через отверстие в нижней части дробилки.
Двухвалковые зубчатые дробилки, как и дискозубчатые, применяются для дробления кокса, антрацита, а также каменного угля, шлака и других материалов невысокой прочности.
Роллер-прессы (рис. 24) являются валковыми дробилками высокого давления, которые могут заменять дробилки мелкого дробления и даже стержневые мельницы.
Рис. 24. Общий вид роллер-пресса
1 – загрузочная заслонка; 2 – кожух ролика; 3 – привод; 4 – подшипник; 5 – гидравлический цилиндр; 6 – гидравлическое прижимное устройство; 7 – станина; 8 – обслуживающая платформа
Принцип действия валковых дробилок высокого дробления основан на использовании высокого давления, необходимого для измельчения материала, за счет усилия, придаваемого к подвижному валу. Эти дробилки имеют массивную раму, выдерживающую большие динамические нагрузки, валки достаточно большого диаметра и подшипники, смотнтированные на подушках. Один из валков закреплен неподвижно при помощи подшипников на несущей раме, другой может свободно передвигаться на скользящих направляющих. Давление создается за счетгидроцилинтров, которые прижимают подвижный валок к неподвижному. Поверхность валков покрывается твердосплавной бронефутеровкой., что позволяет увеличить время их службы до 8000 часов. В валковых дробилках высокого давления измельчающее усилие прикладывается к массе материала, а не к отдельным частица руды. Степень сжатия материала достигает столь высокого значения, что выгружаемый продукт имеет форму пластин, плотность которых составляет около 85% реальной плотности руды. Максимальный размер кусков руды, подаваемой на дробление, должен быть меньше зазора между валками и составляет 30…50 мм.
Производительность валков высокого давления составляет до 200…2000 т/ч. Средняя величина зазора между валками диаметром 1.4…1,7 м для грубого дробления составляет 30…35 мм. Скорость вращения валков шириной 0,8…1,8 м может изменяться в пределах 0,8…2,2 м/с. В настоящее время роллер-прессы фирмы КХД Гумбольт Ведаг АГ ( Германия) применяются для дробления и измельчения высокотвердых железных руд, а также для дробления и измельчения золотосодержащих руд. Преимуществом применения валковых дробилок высокого давления является их высокая производительность, низкое потребление энергии и высокое качество дробленого и измельченного продукта.
Дата добавления: 2015-06-10; просмотров: 11876;