СРЕДНЕЕ И МЕЛКОЕ ДРОБЛЕНИЕ

ДРОБИЛКИ

КРУПНОЕ ДРОБЛЕНИЕ

Для крупного дробления применяют щековые и конусные дробилки, в которых материал с размером кусков не более 1500 мм измельчается под действием на него в основном раздавливающих и раскалывающих усилий до кусков размером ~ (300—100) мм.

Щековые дробилки

В щековой дробилке (рис. XVIП-3) материал измельчается путем раз­давливания в сочетании с раскалыванием и изгибом между неподвижной 1 и подвижной 2 щеками. Подвижная щека 2 приближается (при рабочем ходе) или отходит (при холостом ходе) от неподвижной щеки / при вра­щении эксцентрикового вала 3. Во время рабочего хода происходит дроб­ление, а во время холостого — выгрузка дробленого материала вниз под действием собственного веса. Щеке 2 движение передается шатуном 4, подвижно соединенным с эксцентриковым валом 3, и двумя шарнирно закрепленными распорными плитами — передней 5 и задней 6. Тяга 7 и пружина 8 создают в движущейся системе натяжение и способствуют хо­лостому ходу подвижной щеки. Путем взаимного перемещения клиньев 9 регулируется ширина выпускного отверстия и, следовательно, степень измельчения.

В зависимости от расположения оси подвижной щеки различают ще­ковые дробилки с верхним и нижним подвесом этой щеки. При верхнем подвесе качающаяся щека имеет наибольший размах вблизи места выхода дробленого продукта, ширина разгрузочного отверстия при этом перемен­на. Нижний подвес (ось подвижной щеки у разгрузочного отверстия) обеспечивает постоянную ширину разгрузочного отверстия, что гаранти­рует определенную максимальную крупность куска в дробленом продук­те, но ограничивает производительность таких дробилок по сравнению с дробилками с верхним подвесом подвижной щеки.

На рис. XVIII-4 представлен общий вид щековой дробилки с верхним подвесом подвижной щеки. Дробилки этого типа наиболее широко распро­странены в промышленности. Корпус 1 дробилки, передняя стенка кото­рого является неподвижной щекой, выполняется обычно из стального литья, а щеки футеруются стальными плитами 2 с рифленой рабочей по­верхностью. Эти плиты наиболее сильно изнашиваются, вследствие чего они выполняются съемными и изготавливаются из износостойкого мате­риала (литой марганцовистой или хромистой стали).

Дробящее усилие в дробилке передается через распорные плиты 3. Поэтому вкладыши 4, в которые входят концы плит, делаются сменными из материала большой твердости. Задняя распорная плита используется для предохранения дробилки от поломок при попадании в рабочее про­странство недробимых предметов. Эта плита изготавливается с понижен­ной прочностью и ломается при попадании в дробилку случайных металлических предметов, после чего она подлежит замене. С помощью клиньев 5 регулируется ширина загрузочной щели (в дробилках больших размеров регулировка производится заменой распорных плит). Щековые дробилки приводятся в движение от электродвигателя через клиноременную пере­дачу и маховик 6.

Щековые дробилки, описанные выше, являются машинами с простым качанием подвижной щеки. В некоторых конструкциях дробилок подвиж­ная щека не только приближается к неподвижной и отходит от нее, но во время рабочего хода еще и движется вниз, в сторону разгрузки материала (со­вершает сложное движение). При этом происходит не только раздавливание, но и истирание материала, за счет чего про­изводительность этих дробилок по сравне­нию с дробилками других типов несколько увеличивается, а расход энергии уменьша­ется.

Наиболее распространены щековые дробилки с верхним подвесом или со слож­ным движением подвижной щеки. Дробил­ки с нижним подвесом подвижной щеки, вследствие относительно малой произво­дительности, применяются в основном для исследовательских целей.

Основные достоинства щековых дро­билок: простота и надежность конст­рукции, широкая область применения (для дробления крупнокусковых материа­лов большой твердости существуют, например, дробилки с размерами загру­зочного отверстия 2135 х 3150 мм), компактность и легкость обслуживания.

Периодический характер воздействия дробящего усилия и неполная уравновешенность движущихся масс вызывают шум и вибрацию при дроб­лении и относятся к недостаткам дробилок этого типа. Перебои в работе из-за поломки отдельных деталей (например, распорных плит шатуна), забивание рабочего пространства материалом при неравномерной его подаче также следует отнести к недостаткам щековых дробилок.

Основные технологические характеристики щековых дробилок: угол захвата, скорость вращения коленчатого (эксцентрикового) вала, произ­водительность, потребляемая мощность.

Конусные дробилки

Материал в конусных дробилках (рис. XVIII -6) измельчается раздавливанием его при сближении поверхностей внутреннего подвижного 1 наружного неподвижного 2 конусов.

Процессы дробления и разгрузки в конусных дробилках отличаются от соответствующих процессов в щековых дробилках непрерывным воздей­ствием на дробимый материал дробящих поверхностей криволинейной формы.

По своему назначению конусные дробилки разделяются на дробилки крупного, среднего и мелкого дробления.

В дробилке крупного дробления (рис. XVIII-6, а) крутой подвижный конус приводится в движение вокруг неподвижной оси 3 валом-эксцен­триком 4 при помощи конической шестерни 5. Неподвижный конус (ча­ша) 2 обращен большим основанием кверху.

В дробилке среднего и мелкого дробления (рис. XVIII-6, б) пологий подвижный конус /, закрепленный на вращающемся с помощью эксцентри­кового стакана 6 валу 7, расположен внутри неподвижного конуса 2 (обращенного большим основанием вниз). В момент максимального сбли­жения дробящего конуса с чашей такой дробилки создается «параллель­ная зона» длиной l (рис. XVIII-6, б). Ширина этой зоны определяет размер кусков дробленого продукта.

Рис. XVIII-6. Схемы конусных дробилок:

а — крутоконусной с неподвижной осью; б — пологоконусной с консольным валом; 1 — подвижный конус; 2 — неподвижный конус; 3 — ось; 4 — эксцент­риковый вал; 5 — шестерня; 6 — эксцентриковый стакан; 7 — вал.

Дробилки крупного и мелкого дробления могут иметь привод как в виде эксцентрикового вала, так и в виде эксцентрикового стакана. Широко распространены дробилки крупного дробления, в которых подвижный конус приводится в движение также посредством эксцентрикового ста­кана.

Дробилки крупного дробления (крутоконусные) характеризуются наибольшей шириной загрузочного (верхнего) кольцевого отверстия. Дробленый материал выходит из нижней круговой щели под действием своего веса в месте наибольшего удаления дробящего конуса от чаши. Дробилки среднего и мелкого дробления (пологоконусные) характеризу­ются размером диаметра основания внутреннего конуса. Разгрузка в та­кой машине осуществляется под действием сил тяжести, инерции и тре­ния. Корпус конусной дробилки и ее чаша связаны пружинами, позволя­ющими чаше подниматься вверх, предотвращая тем самым поломку аппа­рата в случае попадания в него металлических предметов. Внутренняя рабочая поверхность неподвижного конуса и поверхность подвижного ко­нуса футеруются сменными плитами из марганцовистой стали. Регулиро­вание степени измельчения производится подъемом или опусканием чаши.

Конусные дробилки по сравнению со щековыми отличаются высокой¹ производительностью (вследствие непрерывного воздействия дробящего усилия на материал), уравновешенной работой (нет необходимости в ус­тановке маховика), высокой степенью измельчения (для пологоконусных дробилок).

Недостатками конусных дробилок (в сопоставлении со щековыми) являются: более сложная и дорогая конструкция, большая высота, более сложное обслуживание.

СРЕДНЕЕ И МЕЛКОЕ ДРОБЛЕНИЕ

После крупного дробления материал часто подвергают дальнейшему измельчению в дробилках среднего и мелкого дробления, в которых из­мельчение осуществляется приблизительно от 100 мм (размер наиболее крупных кусков исходного материала) до 10—12 мм. Для среднего и мелкого дробления используются валковые, ударно-центробежные и опи­санные выше пологоконусные дробилки.

Валковые дробилки

Исходный материал поступает в валковую дробилку (рис. XVIII-7), затягивается парой вращающихся навстречу друг другу гладких цилинд­рических валков 1, 2 в зазор между ними и дробится в основном путем раздавливания. Валки размещены на подшипниках в корпусе 3, причем валок 1 вращается в неподвижно установленных подшипниках, а валок 2— в скользящих подшипниках, которые удерживаются в заданном положе­нии (в зависимости от требуемой ши­рины зазора) с помощью пружины 4. При попадании в дробилку посторон­него предмета чрезмерной твердости подвижный валок отходит от непод­вижного и предмет выпадает из дро­билки (при этом устраняется возмож­ность ее поломки).

Валки обычно изготавливаются из чугуна и футеруются по внешней поверхности бандажами из углеродис­той или износостойкой марганцови­стой стали. Их окружная скорость составляет 2— 4,5 м/сек. (предельно — не более 7м/сек). Обычно приводной механизм валковой дробилки состоит из двух ременных передач — на шкив каждого валка от отдельного дви­гателя.

В промышленности используются валковые дробилки, отличающиеся по числу валков (одно-, двух- и четырехвалковые), форме и ско­рости вращения валков, роду привода. Так, для дробления со­лей и других материалов средней твердости применяют зубчатые валки, измельчающие материал в основном раскалыванием; для усиления истирающего действия при дроблении вязких, например гли­нистых, материалов используют дифференциальные валки с большой (до 20%) разностью скоростей вращения и т. д. В некоторых тихоходных дробилках (окружная скорость 2—3 м/сек) вращение с помощью ремен­ной передачи сообщается ведущему валку и передается ведомому через зубчатую передачу.

Валковые дробилки компактны и надежны в работе; вследствие одно­кратного сжатия материал не переизмельчается и содержит мало мелочи. Эги дробилки наиболее эффективны для измельчения материалов умерен­ной твердости (степень измельчения i = 10—15); для твердых материа­лов i ≤ 3—4.

Угол захвата. Наибольший размер кусков измельчаемого в валковой дробилке материала зависит от диаметра валков и зазора между ними. Угол захвата, образованный касательными к поверхности валков в точ­ках соприкосновения с куском дробимого материала, не должен превы­шать 30°. Соответственно диаметр гладких валков должен быть прибли­зительно в 20 раз больше диаметра максимального куска дробимого ма­териала. Зубчатые же валки могут захватывать куски материала размером ¹/₂ и даже ²/з диаметра валков.