4 Машины и оборудование для переработки каменных материалов

4.1 Щековые дробилки. Определение производительности и

мощности привода

В строительстве щековые дробилки чаще всего применяются для крупного и среднего дробления (i = 2–8) кусковых материалов (каменных пород) высокой (до σ _σ = 350 МПа) и средней прочности для получения щебня. Они отличаются простотой и надежностью конструкции и несложны в обслуживании. Дробление материала происходит между подвижной и неподвиж­ной щеками путем периодического нажатия подвижной щеки на мате­риал. Главными параметрами щековой дробилки являются ширина В и длина L загрузочного зева дробилки. Величина В характеризу­ет максимальную крупность кусков, загружаемых в дробилку D _maх = (0,84 – 0,85) В, а величина L определяет в основном её производительность.

По конструктивному исполнению различают дробилки с простым и сложным движением щеки (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Конструктивные схемы щековых дробилок с качанием подвижной щеки: а – простым; б – сложным.

К параметрам, характеризующим рабочий процесс щековых дробилок и эффективность их работы, относятся угол захвата, ход подвижной щеки, оптимальная частота вращения приводного вала, производительность и мощность привода машины.

ЗАДАЧА №1

Определить производительность и мощность привода щековой дробилки по исходным данным, приведенным в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Исходные данные к расчету щековых дробилок

№№ Варианта	Ширина за­грузочного отверстия В, мм	Длина за­грузочного отверстия L , мм	Минимальная ширина разг­рузочного отверстия е, мм	Ход подвиж­ной щеки S, мм	Эксцентриси­тет вала г, мм	Высота не­подвижной щеки Н ,мм	Угол захва­та α, град	Максималь­ный размер загружае­мых кусков материала D, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	160	250	16	8	8	520	16	140
2	160	250	20	10	8	520	15	140
3	160	250	29	12	8	520	14	140
4	250	400	20	12	12,5	710	16	210
Продолжение таблицы 4.1
1	2	3	4	5	6	7	8	9
5	250	400	40	14	12,5	710	15	210
6	250	400	64	16	12,5	710	14	210
7	250	400	22	14	12,5	710	16	210
8	250	400	42	16	12,5	710	15	210
9	250	400	62	18	12,5	710	14	210
10	250	900	21	13	12	720	16	210
11	250	900	41	15	12	720	15	210
12	250	900	63	17	12	720	14	210
13	400	900	25	14	13	880	18	340
14	400	900	65	16	13	880	17	340
15	400	900	82	18	13	880	16	340
16	600	900	90	16	19	1100	20	510
17	600	900	135	20	19	1100	19	510
18	600	900	176	24	19	1100	18	510
19	400	600	36	18	19	1100	18	340
20	400	600	51	22	19	1000	17	340
21	400	600	74	26	19	1000	16	340
22	600	900	83	25	25	1580	20	510
23	600	900	102	29	25	1580	19	510
24	600	900	117	33	25	1580	18	510
25	900	1200	50	30	30	1900	20	700
26	900	1200	90	40	30	1900	19	700
27	1200	1500	80	45	35	2400	20	1000
28	1200	1500	100	50	35	2400	18	1000
29	1500	2100	100	40	42	3000	20	1300
30	1500	2100	145	55	42	3000	18	1300

Примечание: 1. Варианты: с 1 по 15 – дробилки со сложным движением щеки, с 16 по 30 – с простым движением щеки.; 2. Измельчаемый материал: для четных вариантов – гранит, для нечетных – известняк.

Решение:

1. Определяем оптимальную угловую скорость, рад/с, эксцентрикового вала, при которой обеспечивается максимальная производительность дробилки

_______

ω = 5 √ tg α / S ,

где S – ход подвижной щеки, м (табл. 4. 1);

α – угол захвата, град (табл. 4. 1), зависящий от коэффициента трения материала о щеки и составляющий в среднем 19°... 23°.

2. Определяем объём материала, м³, выпадающего из зева дробилки за один ход щеки (один оборот эксцентрикового вала)

V = (2е + S) S L / (2 tg α) ,

где е – минимальная ширина разгрузочного отверстия, м (табл.4.1);

L – длина разгрузочного отверстия (табл. 4.1).

3. Определяем техническую производительность щековой дробилки;

– объемную (м³/с)

П_т.v = μV n,

где μ – коэффициент разрыхления материала, по опытным данным μ = 0,4…0,45;

n = ω / (2π) – частота вращения эксцентрикового вала, об/с (число качаний подвижной щеки);

– массовую (кг/с)

П_т.m = П_т.v ρ = μV n ρ,

где ρ – плотность измельчаемого материала (для известняка ρ = 1600, для гранита ρ = 2000 кг / м³).

4. Определяем суммарную нагрузку на дробящую плиту или усилие дробления, Н,

Р_mах = q L Н,

где q – среднее давление на единицу рабочей площади неподвижной щеки во время дробления камня (q = ≈ 2,7 МПа);

L – длина загрузочного отверстия, м;

Н – высота неподвижной щеки, м (табл. 4.1).

5. Определяем среднее эффективное усилие на неподвижную щеку (за один оборот эксцентрикового вала), которое так же, как и Р_mах, приложено приблизительно на половине высоты неподвижной щеки

Р_эфф ≈ 0,2 Р_mах.

6. Определяем мощность электродвигателя дробилки, кВт, с учетом запаса, необходимого на разгон дробилки при пуске (коэффициент запаса k =1,2÷1,3)

N = k Р_эфф L Н n S_о / 1000 η = 1,3٠ 0,2٠ 2,7٠10⁶ L Н n S_о / 1000 η ,

или

N ≈ 700 S_о L Н n / η ,

где η ≈ 0,85 – механический КПД привода,

S_о – ход подвижной щеки в средней части; для дробилок с простым движением щеки принимают S_о = (0,56…0,6) S, м; для дробилок со сложным движением щеки S_о = r, где r – эксцентриситет эксцентрикового вала, м (табл. 4.1).

Контрольные вопросы:

1. Назовите главные параметры щековых дробилок.

2. Для какого вида дробления применяют щековые дробилки?

3. Как происходит дробление материала в щековых дробилках?

4. От каких факторов и как зависит производительность дробилок?