3.5.2. Дробление в конусных дробилках

Конусные дробилки получили широкое распространение в горнорудной промышленности для крупного, среднего и мелкого дробления руд, горно-химического сырья и строи­тельных горных пород. Дробление осуществляется в кольце­вом пространстве между неподвижным и подвижным (дробя­щим) конусами (рис. 3.5).

Подвижный конус, как бы обкаты­вая внутреннюю поверхность неподвижного конуса, произво­дит дробление крупных кусков в результате их раздавлива­ния, а также частично истирания и разламывания вследствие криволинейной формы дробящих поверхностей. Исходный материал (рис. 3.5, а) загружается сверху в пространство 4 между подвижным 3 и неподвижным 2 конусами, а разгрузка дробленого продукта производится вниз под дробилку 1 через щель во время отхода подвижного конуса от неподвижного.

Неподвижный конус образован внутренней поверхностью верхней части корпуса дробилки. Подвижный конус насажен на вал и его движение по неподвижному конусу обеспечивает­ся несколькими способами. По основному из них нижний ко­нец вала крепят эксцентрично в стакане. При вращении экс­центрикового стакана через зубчатую передачу ось вала опи­сывает коническую поверхность (см. рис. 3.5, а, г).

Рис. 3.5. Схемы устройства (а-г) и профилей рабочего пространства (д-з) конусных дробилок для крупного (а, б, д), среднего (в, г, е) и мелкого (г, ок. з) дробления

В других конструкциях крепление вала осуществляется в соосных под­шипниках с эксцентриситетом относительно оси неподвижно­го конуса (рис. 3.5, б). В конструкции инерционной безэксцен­триковой конусной дробилки (рис. 3.5, в), разработанной со­трудниками Механобра, подвижный конус приводится во вра­щение приводом с дебалансным (неуравновешенным) грузом на нижнем конце вала. Передача вращения от редуктора элек­тродвигателя к валу осуществляется через шарнирный шпин­дель, на верхнюю головку которого опирается стакан с дебалансом (одетый на нижний конец вала).

Помимо привода, конструкции дробилок различаются профилем рабочего пространства, конструкцией опорного уст­ройства, конструкцией и принципом действия защитного уст­ройства от поломок, способом регулирования разгрузочной щели.

Главным различием конусных дробилок для крупного, сред­него и мелкого дробления является профиль их рабочего про­странства. У дробилок для крупного дробления (см. рис. 3.5, а, б, д) оно приспособлено к приему крупных кусков и кольцевое про­странство между подвижным и неподвижным конусами рас­ширяется в верхней части. Максимальный диаметр дробящего конуса примерно в 1,5 раза превышает ширину приемного от­верстия дробилки, а ширина разгрузочной щели составляет око­ло 0,1-0,2 от его размера. Криволинейные очертания футеров­ки в нижней ее части уменьшают возможность забивания дро­билки (см. рис. 3.5, а, б). Профиль рабочего пространства ко­нусных дробилок для среднего (см. рис. 3.5, в, г, е) и мелкого (см. рис. 3.5, г, ж, з) дробления предусматривает прием более мелкого материала и позволяет выдавать относительно рав­номерный по крупности кусков дробленый продукт. Дробил­ки мелкого дробления по сравнению с дробилками среднего дробления имеют большую длину «параллельной зоны» меж­ду конусами и меньшую высоту дробящего конуса, поэтому их называют еще короткоконусными. Производительность дробилок среднего и мелкого дробления пропорциональна пло­щади разгрузочной щели. Учитывая небольшую ее ширину, стремятся увеличивать ее длину за счет применения пологих дробящих конусов.

Разгрузке дробленого продукта при этом способствует уве­личение эксцентриситета качания конуса. Если у дробилок крупного дробления эксцентриситет стакана меньше 25 мм, то у дробилок среднего и мелкого дробления его значение пре­вышает 100 мм. Весьма пологий конус (диск) имеют дробилки "Жиродиск" (см. рис. 3.5, з) для весьма мелкого дробления (до 6 мм и мельче). Профиль футеровки диска и камеры дробле­ния создают условия для самодробления материала. Конус-диск имеет высокую частоту качаний, и разрушение материа­ла происходит в результате быстрого нажатия-удара и исти­рания в многослойной массе зерен. Зерна получаются преиму­щественно изометрической (кубической) формы, что имеет важ­ное значение для повышения качества песка, получаемого дроб­лением горных пород — гранита, базальта, известняка.

Выпускаются следующие типы ко­нусных дробилок: ККД — конусные крупного дробле­ния в двух исполнениях - с одним и двумя электродвигателями на при­воде; КРД - конусные редукционного дробления; КСД - конусные сред­него дробления в двух исполнениях - грубого (Гр) и тонкого (Т) дробле­ния; КМД — конусные мелкого дробления в двух исполнениях — грубого (Гр) и тонкого (Т₁ и Т₂) дробления.

Номинальные размеры, определяющие типоразмер конусных дро­билок: ширина приемного отверстия В и ширина выходной щели А в фазе раскрытия профилей. Например, типоразмеры обозначаются ККД-1500/180 или КРД-700/75.

Конусные дробилки крупного дробления предназначены для пер­вичного грубого дробления различных горных пород с временным со­противлением сжатия до 250 МПа, конусные дробилки редукционного дробления обычно используют для вторичного дробления при 3- и 4-стадиальных схемах дробления.

Техническая характеристика конусных дробилок крупного дробле­ния представлена в табл. 3.6.

Технические параметры дробилок крупного дробления:

1. Угол захвата а у конусных дробилок составляет 24-28°.

2. Частота вращения эксцентрикового стакана п (мин"¹) определяет­ся по формуле [1,3]

(3.24)

где е=2r - ход дробящего конуса на линии разгрузочного отверстия, м;

r - эксцентриситет, м;

α₁, α₂ - углы наклона образующих неподвижного и подвижного ко­нусов к вертикали, град.

Таблица 3.6

Основные параметры конусных дробилок крупного дробления (ККД)

Параметры	Тип дробилки
	с механическим регулированием щели					с гидравлическим регулированием щели
	ККД- 500/75	ККД-900/140	ККД-1200/150	ККД-1500/180	ККД-1500/300	ККД- 500/75	ККД-900/140	ККД- 1200/150	ККД-1500/180
Диаметр основания конуса, м	1,22	1,636	1,9	2,52	3,2	1,22	1,636	1,9	2,52
Ширина загрузочного отвер­стия, мм	500	900	1200	1500	1500	500	900	1200	1500
Эксцентриситет, м	0,012	0,016	0,019	0,021	0,021	0,012	0,016	0,019	0,020
Частота качаний конуса, мин-1	160	140	120	80	82	160	140	120	100
Кинематический параметр, м3/мин	2,85	6,0	8,2	10,7	17,5	2,85	6,0	8,2	12,7

3. Полная расчетная производительность дробилки типа ККД мо­жет быть определена по формуле

(3.25)

где D - диаметр основания конуса, м;

е - эксцентриситет, м;

n₀ - частота качаний конуса, мин^-1;

b - ширина разгручочного отверстия, мм;

К₁ (0,6) - поправочный коэффициент на тип конусной дробилки;

К_kp·К_f·К_ω, - коэффициенты крепости руды, влажности, содержания крупных классов соответственно (табл. 3.7-3.9).

4. Мощность электродвигателя N (кВт) определяется по формуле [1,3]

(3.26)

где D - диаметр основания дробящего конуса, м;

r – эксцентриситет в плоскости выходной щели, м;

п - частота качаний конуса, мин^-1.

Дробилки для крупного дробления выбираются исходя из обеспе­чения заданной крупности дробленого продукта, минимального числа дробилок и с учетом того, что между размером максимального куска дробимого материала D и шириной загрузочной щели В должно соблю­даться соотношение В = 1,2 D. Большие конусные дробилки могут ра­ботать под завалом, что позволяет загружать исходный материал непо­средственно из думпкаров и самосвалов. Степень дробления 3-5.

Таблица 3.7

Значения коэффициента крупности К_кр

Дробление	Номинальная (условная) крупность питания, доли В	Коэффициент крупности Ккр
С предварительным грохочением	0,8 0,6 0,3	1,0 1,05 1,1
Без предварительного грохочения	0,8 0,65 0,55 0,45 0,35	1,0 1,1 1,2 1,3 1,4

Таблица 3.8

Значения коэффициента крепости К_f

Руды	Крепкие	Средней крепости	Мягкие
Коэффициент Кf	0,75	1,0	1,1

Таблица 3.9

Условная максимальная крупность дробленого продукта (Z) для открытого цикла

Руда	Дробилки крупного дробления		Конусные дробилки
	конусные	щековые	среднего дробления	мелкого дробления
Некрепкая	1,1	1,3	1,3-1,5	1,7-2,0
Средней крепости	1,4	1,5	1,8-2,0	2,2-2,5
Крепкая	1,6	1,7	2,4-2,6	2,7-3,0

Конусные дробилки для среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробле­ния отличаются от конусных дробилок для крупного дробления (ККД) тем, что у ККД вал подвешивается к траверсе, а у КСД и КМД дробя­щий конус опирается на сферический подшипник. Характерной особен­ностью КСД и КМД является большой наклон образующих дробящего конуса. При приближении дробящего конуса к неподвижному у выход­ной щели образуется параллельная зона, т.е. участок рабочего простран­ства, где поверхности конусов параллельны. КСД и КМД отличаются длиной параллельной зоны: у дробилок для мелкого дробления она рав­на 1/6 диаметра дробящего конуса, а у дробилок для среднего дробле­ния - 1/10-1/12. Конусные дробилки КСД и КМД являются более быст­роходными по сравнению с дробилками ККД.