7 Щековые дробилки. Принцип действия, классификация и область применения. Дробящие рабочие органы. Определение производительности машин и установок для дробления и сортировки каменных материалов

Производительность щековых дробилок определяют исходя из условия, что разгрузка материала из выходной щели дробилки происходит только при отходе подвижной щеки и при этом за один оборот вала из дробилки выпадает некоторый объем V (m^j) материала, заключенный в призме высотой h (см. рис. 8, б).

Рис. 8. Схема захвата дробимого тела

Производительность дробилки (м³/с)

П = μ n V

где μ - коэффициент, учитывающий разрыхление материала призмы, по опытным данным, μ = 0,4…0,45.

Объем V призмы определяется ее параметрами (см. рис. 8, б): высотой h, нижним основанием трапеции, равным е, верхним основанием, равным

е + S_h = b, и длиной L, равной длине камеры дробления.

Площадь трапеции (м²) F = (е + b) h /2; высота h = S_H /tgά; объем

V = F L =

Следовательно, производительность (м³/с)

Предложена формула, в которой учитываются некоторые дополнительные параметры, влияющие на производительность:

где с - коэффициент кинематики, для дробилок с простым движением щеки с = 0,84, для дробилок со сложным движением с = 1; S_ср - средний (эквивалентный) ход щеки, м, S_ср = (S_H + S_ВХ)/2; L - длина приемного отверстия, м; b - ширина выходной щели, м; п - частота вращения вала дробилки, с^-1; В- ширина приемного отверстия, м; D_ср - средневзвешенный размер кусков в исходном материале, м; ά - угол захвата.

Производительность конусной дробилки (м³/с)

П = μ n V или

где V - объем кольца материала, выпадающий за один оборот втулки, м³; μ- коэффициент рыхления материала; п - частота вращения втулки, с^-1.

Производительность конусных дробилок среднего дробления рассчитывают при условии, что за один оборот эксцентриковой втулки кусок материала проходит длину параллельной зоны. Тогда за один оборот из дробилки (рис. 9) выгрузится порция материала объемом (м³)

V = πzlD_сч,

где l - длина параллельной зоны, м; D_сч - диаметр окружности, описываемой центром тяжести сечения материала, заключенного в параллельной зоне. Для упрощения расчета принимают D_сч = D. Тогда производительность дробилки (м³/с)

П = μπnzlD,

где μ- коэффициент разрыхления материала, μ = 0,45.

Рис. 9. Расчетная схема для дробилок среднего и мелкого дробления.

Производительность валковых дробилок вычисляют, представляя процесс дробления как движение ленты из дробимого материала между валками. За один оборот валка объем ленты материала (м³), прошедший через выходную щель,

V=πDLa,

где D - диаметр валка, м; L - длина валка, м; а - ширина выходной щели, м. Производительность дробилки (м³/с)

П = μπDLan,

где μ - коэффициент разрыхления материала в движении.

Для прочных материалов принимают μ = 0,2-0,3, для влажных вязких μ= 0,4-0,6.

При работе машины на прочных материалах под действием усилий дробления предохранительные пружины несколько деформируются и валки расходятся. Поэтому в расчетах ширину выходной щели принимают равной 1,25а. В формулу вводят также плотность ρ (кг/м³) дробимого материала. Тогда производительность валковой дробилки (кг/с)

П = 1,25πDLanμρ,

Рис. 10. Схема для определения производительности роторной дробилки.

Для определения производительности анализируют процесс разгрузки материала из камеры дробления (рис. 10 ). В камере дробления над ротором постоянно находится масса дробимого материала, которая под действием гравитационных сил с некоторой скоростью v_в опускается на ротор. Последний при каждом проходе била подобно фрезе отделяет некоторый объем (м³) материала:

V =AL_P h,

где A - горизонтальная проекция дуги, м; L_P -длина ротора, м; h - толщина стружки по вертикали, определяемая как путь свободно падающих кусков за время поворота ротора от одного била до соседнего, м.

На основании этого выражения определяют производительность в единицу времени (м³/с):

П =AL_P hnz,

где п - частота вращения ротора, с ^-1; z - число рядов бил.

Производительность (м³/ч) грохотов товарного и промежуточного грохочения АО "ВНИИстройдормаш" рекомендует определять по формуле

П = qFk₁ k₂ k₃ m

где q - удельная производительность грохота для определенного размера отверстий сит при α = 18°, для квадратных сечений 5 … 70 мм в свету q = 12 … 82 м³ / (ч.м²); F- площадь грохочения; k₁- коэффициент, характеризующий угол наклона грохота, для горизонтального грохота k₁ = 1, при α = 9 … 22° k₁= 0,45 …1,37; k₂ - коэффициент, характеризующий содержание нижнего класса в исходном материале, при С_Н = 10 … 90% k₂ = 0,58 … 1,25; k₃ - коэффициент, характеризующий содержание в нижнем классе зерен размером меньше половины одного отверстия сита, при С_Н1(2) — 10 … 90% к₃ = 0,63 … 1,37; m - коэффициент, характеризующий неравномерность питания и зернового состава материала, форму зерен и тип грохота, для горизонтального виброгрохота т = 0,8 (гравий), т = 0,65 (щебень); для наклонного виброгрохота т = 0,6 (гравий), т - 0,5 (щебень).

Качество получаемого продукта зависит от размера /отверстий сит.

Производительность (т/ч) колосниковых грохотов при использовании их для предварительного грохочения в качестве грохотов-питателей рассчитывают по скорости перемещения материала по просеивающей поверхности:

П = 3600Bhvρk,

где В - ширина грохота, м; h - условная высота слоя материала на колосниковом грохоте, h = 0,24 м; v - средняя скорость перемещения материала по грохоту, м/с; v = k₁ ά [k₁ ≈ 0,045 м/(с ^o); ά - угол наклона колосников, ^o]; при большом содержании в горной массе камней диаметром более 700 мм и значительной загрязненности и крупнокусковости глины выбранную скорость следует уменьшить на 20 %; р - насыпная плотность материала, т/м³; k - коэффициент, характеризующий вид просеивающей (в данном случае колосниковой) поверхности, для каскадной k = 1, для плоской k = 0,85, для криволинейной k = 1.

Дробящие плиты (рисунок 3.2.) являются основными рабочими органами щековых дробилок. Они сменные, быстроизнашивающиеся. Расход металла на дробящие плиты составляет около одной трети всех расходов на дробление. Плиты щековых дробилок изготавливают из высокомарганцовистой стали, обладающей высокой износостойкостью. Конструкция дробящей плиты определяется ее продольным и поперечным профилями (рисунок 3.2.) рабочую часть плиты делают рифленой и редко для первичного (грубого) дробления - гладкой. От продольного профиля дробящих плит зависит угол захвата, величина криволинейной или параллельной зоны и др. параметры камеры дробления, влияющей на процесс дробления. Рифления трапециидальной формы (тип.1) применяют для предварительного дробления в дробилках с приемным отверстием шириной 250 и 400 мм; рифления треугольной формы (тип.П) используют для предварительного дробления в дробилках с приемным отверстием шириной 500 мм и более и для окончательного дробления в дробилках с приемным отверстием шириной 250, 400 и 600 мм.

Рисунок 3.2 - Дробящая плита (а) и параметры рифления для плит с трапециидальной (б) и треугольной формой рифлений (в).

22 Объемные дозаторы и дозаторы по массе (цикличного и непрерывного действия). Дистанционное и автоматическое управление дозаторами.

Качество приготовления бетонных смесей и растворов зависит не только от качества перемешивания, но и от правильного дозирования компонентов смеси: воды, вяжущего (цемента, извести) и заполнителей (песка, щебня). Точность дозирования должна быть для воды и цемента не ниже ±1%, для остальных заполнителей ± 2 - 3%. Дозировать можно по объему и по весу. Наиболее правильным является дозирование по весу, так как песок и другие материалы из-за различной влажности и разрыхленное™ будут иметь различный вес в одном и том же объеме.

Дозаторы могут быть с ручным управлением, полуавтоматического и автоматического действия. Последние позволяют создать смесительные установки с центральными постами управления. В полуавтоматических дозаторах впуск взвешиваемого материала и отмеривание необходимой порции производятся автоматически, а выпуск — вручную. В автоматических дозаторах все операции выполняются автоматически с помощью электрической или механической энергии.

Дозирование может быть порционным (цикличным) и непрерывным. Весовые дозаторы цикличного действия бывают различной конструкции, но все они имеют емкость для загрузки и дозирования материала, загрузочное и разгрузочное устройства, весовой механизм и механизм управления.

Рис. 1. Дозаторы.

а — водомерный бачок: 1 — труба; 2 — клапан; 3 — стержень клапана; 4 — поплавок; б — схема автоматического весового дозатора циклического действия; в — схема автоматического дозатора непрерывного действия: / — электромагнитный вибратор; 2 — бункер; 3 — лоток; 4 — весовой конвейер; 5 — рычаг весового устройства; 6 — уравновешивающий груз; 7 — рычаг управления индуктивным датчиком; 8 — блок приборов регулирования напряжения.

В дозаторах непрерывного действия емкость заменяется транспортирующим устройством, на котором взвешивание производится так, что конвейер все время подает постоянное весовое количество материала.

В объемных дозаторах емкость тарируется так, что объем ее соответствует определенному весу материала. Типичным объемным дозатором является водомерный бачок (рис. 1, а). При подаче воды в бачок по мере его заполнения всплывает поплавок, который управляет клапаном, закрывающим поступление воды.

Управление клапаном может быть отрегулировано на различные объемы воды в данном бачке.

На рис. 1, б показана схема весового дозатора для сыпучих материалов. Емкость А подвешена на кронштейнах к рычагам 1 и 2. Рычаги под действием веса емкости с материалом приводят в движение систему рычагов, поворачивающихся вокруг шарниров и перемещающихся в направлениях, показанных стрелками. Перемещение рычага 3 и рычага 4, соединенного с указателем циферблата, уравновешивается грузами, установленными на коромыслах весов 5, 5 и 7.

Во многих строительных машинах, где процесс идет непрерывно, например в бетономешалках непрерывного действия, дозирование материалов должно происходить непрерывно. Для этой цели используются дозаторы непрерывного действия. Один из таких дозаторов показан на рис. 1, в. Из бункера дозируемый материал поступает на электромагнитный вибропитатель, состоящий из лотка, которому электромагнитным вибратором сообщаются колебательные движения. От питателя материал попадает на весовой конвейер. Количество материала, подаваемого питателем, зависит от величины амплитуды его колебаний; последняя, в свою очередь, зависит от величины напряжения, которое подается на электромагнитный вибратор. Один конец конвейера подвешен к рычагу весового устройства.

Производительность конвейера зависит от того, сколько на него подается материала от вибропитателя. Если вибропитатель подает больше или меньше материала, чем нужно, то выходит из состояния равновесия весовое устройство, на котором подвешен конвейер, и рычаг весов воздействует на специальное автоматическое устройство, изменяющее напряжение.

Общая компоновка смесительной установки с дозаторами автоматического, дистанционного управления представлены на рис. 2. Даная схема реализует циклический принцип работы по весовому и объемному дозированию.

Рис. 2 . Структурно-элементная схема комплекса аппаратуры

для автоматизации бетоносмесительных установок:

1, 6- датчики положений рабочих органов; 2 - датчик скорости ленты транспортера; 3 - датчик контроля толщины слоя материала на транспортерах; 4, 5 - датчики предельного уровня материала в бункерах; 7, 14, 15, 19 - цилиндры управления затворами бункеров; 11, 12, 13 - дозаторы с циферблатными указателям; 8 - датчик аварийной перегрузки дозаторов; 9 - датчик разгрузки дозаторов; 10 датчик задания массы порции; 16 - сборная воронка; 17- смеситель; 18 - бункер готовой смеси; 20 - набор схемных элементов для управления подачи материалов в расходные бункера; 21 - управление операциями дозирования, перемешивания и выдачи готовой смеси; 22 - дистанционные указатели работы основных элементов автоматики; 23 - подсистема управления от жетонов и перфокарт.

Непрерывное дозирование (Рис. 3) сыпучих материалов конвейерным питателем 2 с взвешивающим устройством поворотного типа и контролирующим датчиком 6 трансформаторного типа по изменению положения контрольного флажка закрепленного на корпусе питателя 4 , частота колебаний которого управляется источником питания 5, а обратную связь осуществляет датчик 1.

Рис.3. Схема автоматического дозатора С-313

Рис. 4. Схема весового дозатора циклического действия.

Для весового дозирования циклического действия (Рис. 4) жидких материалов, применяется принцип взвешивания (датчик 10) материалов вместе с емкостью дозатора 3 наполнение и выгрузка которого осуществляется пневмоцилиндрами 4 через управление распределителей 7. Команду на набор и выгрузку материала задают через весовой задатчик 8, работу затворов 1, 6 расходных бункеров 5 по срабатыванию датчика 9.

На рис. 5 представлена принципиальная схема весового дозатора конвейерного типа с регулируемой толщиной материала h на ленте и частотой вращения приводного барабана питателя через тахогенератор ТГ и взвешивающе-регулирующее устройство В. Усиление сигнала и сравнивание с заданным сигналом по задатчику З производится в ИМ и выполняется в АР.

Рис.5. Принципиальная схема дозатора С-633