Конусные дробилки. Область применения, принцип действия и классификация.
Конусные дробилки подразделяются на дробилки крупного дробления – ККД, которые обеспечивают степень измельчения i=5÷8; дробилки среднего дробления – КСД и дробилки мелкого дробления – КМД – эти последние две группы обеспечивают степень измельчения i=20÷50 и часто используются в химической промышленности.
Принцип действия конусных дробилок иллюстрируется схемой на рис.20.
Рис. 20. Схемы работы конусных дробилок: а – гирационные; б – эксцентриковые. 1 – конус неподвижный; 2 – конус подвижный.
В конструкциях гирационных дробилок (рис.20, поз. а) ось подвижного конуса 1 отклонена от оси неподвижного конуса 2 на угол гирации γ (обычно 2÷3°) и совершает относительно этой неподвижной оси вращательное (гирационное) движение. В конструкциях эксцентриковых дробилок (рис.20, поз. б) ось подвижного конуса 2 параллельна оси неподвижного конуса 1, но размещена эксцентрично относительно этой неподвижной оси (γ=0). При вращении подвижного конуса 2, его ось описывает цилиндрическую поверхность.
Рабочие органы конусной дробилки.
Рабочие органы конусной дробилки: неподвижный внешний конус 1 и расположенный внутри него подвижный дробящий конус 2. Дробящие поверхности конусов защищены износостойким материалом (броней). Камеру дробления образует объем между коническими поверхностями. Дробящий конус, жестко закрепленный на валу, не воспринимает от привода крутящий момент – вал свободно проворачивается в отверстии эксцентрика в подшипнике скольжения. От привода получает вращение лишь эксцентриковый стакан, который “водит” за собой нижний свободно вращающийся в нем конец вала дробилки, заставляя подвижный конус обкатывать куски дробимого материала, осуществляя их раздавливание и излом, т.к. рабочие поверхности имеют кривизну. Попеременное циклическое сближение рабочих поверхностей конусов позволяет рассматривать конусную дробилку как аналог щековой.
Различие дробилок по конструктивному признаку.
По конструктивному признаку различают дробилки:
– гирационные: с подвешенным валом (рис.21 а);
с опорным пестом (рис.21 б);
с консольным валом
(рис.21 в);
Рис. 21. Схемы конусных дробилок.
1 – коническая зубчатая передача;
2 – эксцентрик;
3 – вал дробилки;
4 – подвижный дробящий конус;
5 – опорно-упорная опора подвески вала;
6 – опорный пест;
7 – гидравлическая система уравновешивания осевой нагрузки дробящего конуса;
8 – сферический подпятник дробилки с консольным валом.
– эксцентриковые: с центральной неподвижной осью при γ=0. Ось дробящего конуса перемещается по цилиндрической поверхности (рис.22);
Рис. 22. Схема конусной дробилки с центральной неподвижной осью.
1 – внешний неподвижный конус;
2 – внутренний подвижный конус;
3 – ось соосных подшипников вала подвижного конуса;
4 – коническая зубчатая передача.
– инерционные, с приводом дробящего внутреннего конуса от вибровозбудителя дебалансного типа (рис.23; рис.24).
Рис. 23. Схема конусной инерционной дробилки КИД:1 – подвижный дробящий конус; 2 – дебалансные вибровозбудители; 3 – двигатели привода ибровозбудителей.
Рис. 24. Конусная инерционная дробилка (вариант конструкции КИД) 1 – корпус неподвижного конуса; 2 – установочное кольцо; 3 – подвижный конус; 4 – станина; 5 – подшипниковая втулка; 6 – дебаланс; 7 – карданный вал; 8 – промежуточный вал; 9 – подпятник; 10 – амортизаторы – виброгасители; 11 – шаровой шпиндель; 12 – редуктор привода.
Рис. 25. Схема к расчету частоты вращающегося эксцентрика конусной дробилки с подвешенным валом.
Рис. 26. Схема уравновешивания подвижного конуса и эксцентрика.
В гирационных дробилках с подвешенным валом (рис. 21, поз. а) вал 3 внутреннего дробящего конуса 4 в верхней точке, совпадающей с точкой пересечения осей конусов, подвешен к опоре 5, воспринимающей осевую и радиальную нагрузки. Нижний конец вала эксцентрично размещен в эксцентрике 2, опоры которого воспринимают только радиальную нагрузку дробящего конуса. Для сообщения эксцентрику вращательного движения вокруг оси неподвижного конуса, используют коническую зубчатую передачу 1. Аналогичную систему привода используют в других типах гирационных и в эксцентриковых конусных дробилках.
В дробилках с опорным пестом (рис.21, поз. б) осевая нагрузка внутреннего дробящего конуса с пяты вала передается на пест 6 и далее на плунжер гидроцилиндра 7, который уравновешивается давлением рабочей жидкости гидросистемы. Такая кинематическая схема позволяет оперативно регулировать ширину “b” выходной щели в случае попадания в дробильную камеру недробимого тела и его заклинивания, автоматически опускать подвижный конус и пропускать такое тело сквозь дробилку (кувалда, зуб экскаватора, обломок рельса и т.п. при отсутствии предварительной магнитной сепарации).
В дробилках с консольным валом (рис.21, поз. в) дробящий конус является пологим, осевая нагрузка воспринимается сферической пятой 8, а радиальная – опорой эксцентрика.
В эксцентриковых дробилках (рис.22) вал 3 внутреннего дробящего конуса крепится в соосных подшипниках с эксцентриситетом относительно оси неподвижного конуса. Радиальные усилия воспринимаются этими соосными подшипниками, а осевое усилие воспринимается упорным подшипником на нижнем конце вала дробящего конуса.
В инерционных дробилках (рис.23 и рис.24) под действием центробежной силы приводимого в действие электродвигателями 3 дебаланса 2 дробящий внутренний конус 1 прижимается к внутренней поверхности неподвижного конуса и катится по ней, совершая гирационное движение. Сочетание гирационного обкатывания и центробежной силы создает эффект дробления, измельчающий материал.
Преимущества конусных дробилок:
а) отсутствие тяжелых, совершающих возвратно-поступательное движение элементов, нагружающих машину значительными инерционными усилиями;
б) процесс дробления и выпуска измельченного продукта идет непрерывно (в отличие от щековой дробилки).
Недостатки:
а) большая строительная высота;
б) трудности измельчения вязких и влажных материалов;
в) сложность конструкции.