книги из ГПНТБ / Силенок, С. Г. Механическое оборудование предприятий строительной индустрии учеб. для студентов вузов

10 Глава 2. Способы дробления. Классификация оборудования

§ 2. Классификация машин для дробления

Дробилки классифицируют на щековые, конусные, валковые, молотковые и роторные. К дробилкам следует также отнести бе­ гуны, являющиеся дробильно-помольной машиной.

Щековые и конусные дробилки применяют как для первичного (грубого), так и для вторичного или среднего (и мелкого) дробле­ ния каменных пород любой прочности.

Валковые и молотковые дробилки используют для среднего и мелкого дробления каменных пород средней прочности и хрупких. Валковые дробилки применяют для обработки глин.

Роторные дробилки предназначены для дробления неабразивных материалов (известняков). Они характеризуются самой высокой степенью дробления.

Принципиальные схемы основных дробилок представлены на рис. 1-3.

Вщековых дробилках (рис. 1-3, а) раздавливание происходит между неподвижной / и подвижной 2 щекой в результате периоди­ ческого нажатия; в отдельных конструкциях раздавливание соче­ тается с истиранием.

Вконусных дробилках (рис. 1-3, б) раздавливание материала и частичное его изгибание происходит между двумя конусами. Внеш­ ний конус / неподвижен, а внутренний (дробящий) 2, посаженный на вертикальный вал 3, движется по окружности — эксцентрично по отношению к внешнему конусу. В конусных дробилках процесс дробления непрерывный.

Ввалковых дробилках (рис. 1-3, в) материал раздавливают валки 1 и 2, вращающиеся навстречу друг другу. В отдельных кон­ струкциях материал измельчается раздавливанием и истиранием, возникающим вследствие различного числа оборотов валков. В вал­ ковых дробилках так называемого камневыделительного (дезинтеграторного) типа при измельчении вязких и влажных материалов (обработка глин в, керамической промышленности) происходит не только измельчение, но и отделение твердых включений (камни, металлические предметы).

Вмолотковых дробилках (рис. 1-3, г) материал дробится уда­ рами и отчасти истиранием молотками (билами) /, свободно подве­ шенными на быстровращающемся роторе 2. Раздробленный мате­

неподвижно закрепленными билами 1 на быстровращающемся ро­

укрепленными на двух дисках 2 и 3, вращающихся навстречу друг

другу.

Бегуны (рис. 1-3, ж) в зависимости от величины куска в конеч­ ном продукте и свойств материала предназначены для мелкого дробления и помола. Измельчение материала происходит между вра­ щающимися катками 1 и чашей 2 путем раздавливания и истирания.

§ 3. Основные законы измельчения

Каменные породы разрушаются под действием усилий, величина которых должна быть достаточной для преодоления молекулярных сил сцепления. С повышением твердости и вязкости дробимого материала увеличивается и величина усилия, необходимого для измельчения.

Дробление — сложный процесс, зависящий от многих факторов, заранее не поддающихся математическому расчету: твердости ма­ териала, его влажности, вязкости, состояния поверхности, вели­ чины и формы кусков, поступающих на дробление, и их взаимного

но. Сложность явлений, наблюдающихся при дроблении, исклю­ чает возможность создания единой универсальной теории. Суще­ ствует несколько законов (теорий) измельчения.

Остановимся вкратце на основных из них — на законе поверх­ ностей, предложенном П. Риттингером в 1867 г.; законе объемов, предложенном проф. В. Л. Кирпичевым в 1874 г.; законе Ф. Бонда, предложенном в 1950 г., и законе акад. П. А. Ребиндера.

собой неправильные кубики, зерна разнообразной формы, обнажен-

-ную поверхность которых измерить довольно трудно. Допустим, что для разделения кубика со стороной 1 см по одной плоскости

потребуется работа А кгс-см. При разделении кубика (рис. 1-4, а) по трем плоскостям на восемь кубиков со сторонами Ѵ2 см нужно затратить работу, равную ЗЛ кгс-см. При разделении кубика по шести плоскостям — на 27 кубиков (рис. 1-4, б) со сторонами 1 / 3 см потребуется работа, равная 6А кгс -см, а при разделении по девяти плоскостям (на 64 кубика) — работа, равная 9Л кгс-см. Таким

14 Глава 2. Способы дробления. Классификация оборудования

Необходимо отметить, что^эта формула справедлива лишь для напряжений, не превосходящих предела упругости данного мате­ риала. Однако приведенная формула для многих горных пород дает результаты, близкие к истинным.

Из сравнения изложенных выше законов следует, что закон поверхностей П. Риттингера учитывает только затраты энергии, потребной для образования новых поверхностей, а закон объемов В. Л. Кирпичева, наоборот, принимает во внимание затраты энер­ гии на деформацию тела и исключает расход энергии на образова­ ние новых поверхностей. Отсюда следует, что при дроблении, когда величина вновь образуемых поверхностей относительно невелика, наиболее приемлем закон объемов. При помоле материалов, когда интенсивно обнажаются новые поверхности, более приемлем закон поверхностей.

куска образуются трещины, по которым и происходит его разру­ шение. Этот закон может быть выражен следующей формулой:

при разрушении поверхность; ÂV — часть объема куска, подвергшаяся дефор­ мации.

Каждый из приведенных законов не представляет общей кар­ тины процесса измельчения, а охватывает только часть сложных явлений, происходящих при механическом разрушении мате­ риалов.

Г л а в а 3

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДРОБЛЕНИЯ

§ 1. Щековые дробилки

Общие сведения и классификация

Щековые дробилки применяют главным образом для крупного и среднего дробления горных пород с пределом прочности при сжатии 2000 кгс/см2 и выше. Они имеют ряд преимуществ: большую производительность, простую конструкцию, относительно невысо­ кую стоимость, а также не требуют высокой квалификации обслу­ живающего персонала.

Щековые дробилки характеризуются размерами загрузочного и разгрузочного отверстий. Загрузочное отверстие обычно обозна­ чается В X L мм, где меньший размер В — ширина загрузочного

Рис. 1-5. Кинематические схемы щековых дробилок

отверстия; L — длина, измеряемая параллельно приводному валу. Размеры куска, поступающего в дробилку, не должны превышать 0,85 размеров загрузочного отверстия, что определено условиями захвата куска щеками. Размеры загрузочного отверстия должны быть на 30—40% больше размеров поступающего куска. Это обес­ печивает безотказность работы дробилки и создает необходимые условия для автоматизации процесса дробления.

Ширину разгрузочного отверстия щековых дробилок можно регулировать, что дает возможность получать продукцию опреде­ ленного размера.

Материал в щековые дробилки подается пластинчатыми или другими питателями, обеспечивающими равномерную их загрузку. При запуске дробильная камера должна быть свободна от мате­ риала, что обусловлено особенностями ее кинематики.

16 Глава S. Оборудование для дробления

По характеру движения подвижной щеки различают два основ­ ных типа щековых дробилок: с простым движением и со сложным движением.

В дробилках с простым движением щеки (рис. 1-5, а) подвижная щека / качается около точки 0, то приближаясь, то удаляясь от не­ подвижной щеки. Куски материала раздавливаются между щеками.

В дробилках со сложным движением (рис. 1-5, б) подвижная щека /, посаженная на вращающийся эксцентрик 2, не только качается, но и совершает одновременно сложное движение, при­ ближающееся в верхней части щеки к кругу, в средней — к эл­ липсу, а в нижней — к дуге.

На рис. 1-5, в представлена щековая дробилка с двумя под­ вижными щеками /, которая должна быть отнесена к дробилкам со сложным движением щеки. Вал 2 с эксцентриками через двой­ ные тяги S передает движение подвижным щекам 1. Каждая из щек

Щековая дробилка с простым движением щеки (рис. 1-6) при­ способлена для работы в автоматизированных линиях дробильносортировочных заводов. Она состоит из станины / (передней стенки), подвижной щеки 2, шатуна 3, эксцентрикового (главного) вала 4, фрикционных муфт 5, тяг с пружинами (замыкающего устройства) 6, распорных (предохранительных) плит 7, регулировочного устрой­ ства 8, дробящих плит 9, маховиков 10, привода, смазочной и гид­ равлической систем. Один из маховиков служит шкивом для клиноременной передачи.

Рабочее пространство (дробильная камера) дробилки образо­ вано подвижной щекой 2, боковыми и передней стенками станины. Боковые стенки станины защищены броневыми плитами. Подвиж­ ная щека и передняя стенка имеют дробящие плиты 9, которые при­ креплены болтами. Рифленые плиты изготовлены из марганцовистой стали с содержанием марганца 12—14%.

Впадины одной плиты находятся против выступов (рифлей) другой, что обеспечивает лучшее разрушение материала. Дробя­ щие плиты в крупных дробилках изготовляют составными, что по­ зволяет каждую часть заменять отдельно, так как в нижней части плиты изнашиваются быстрее.

Криволинейный профиль дробящих плит в нижней части обра­ зует «зону параллельности», способствующую получению более оди­ накового по размерам продукта и увеличению производительности.

Дробилка имеет ступенчатый запуск, благодаря чему значи­ тельно снижается пусковая мощность электродвигателя. Запуск обеспечивается фрикционными гидравлическими муфтами 5.

А-А

литья, скрепляемых болтами, и представляет собой жесткую кон­ струкцию коробчатой формы, воспринимающую усилия, возникаю­ щие при дроблении камня. На передней стенке станины укреплена неподвижная дробящая плита.

Подвижная щека 2 стальная, литая, в верхней части ее запрес­ сована ось, опирающаяся на подшипники в станине. Шатун 3 сталь­ ной, состоит из корпуса и крышки, скрепленных болтами. Подшип­ ники имеют баббитовую заливку. В нижней части шатуна уста­ новлены два сухаря, служащие упорами для торцов распорных плит.

Эксцентриковый вал 4 — стальной кованый. На средней части вала (эксцентричной к оси вращения) смонтирована головка шатуна.

Фрикционная муфта 5 предназначена для расцепления (на время пуска) маховиков от вала. Муфты маховиков конструктивно одинаковы. С эксцентриковым валом они сцеплены благодаря силам трения, возникающим между дисками муфты от усилий, передавае­ мых через опорную крышку / (рис. 1-7) шестью цилиндрическими пружинами 2. При этом ведущие фрикционные диски 3 соединены жестко через корпус 4 с маховиком, а ведомые 5 — через стальную втулку 6 с эксцентриковым валом 7. Фрикционная муфта отклю­ чается при подаче масла в гнездо эксцентрикового вала под плун­ жер 8, который, перемещаясь вдоль оси, отжимает крышки муфты и разгружает диски сцепления. В процессе работы плунжер вра­ щается совместно с эксцентриковым валом, опираясь одним концом на подшипники качения.

Тяги с пружинами 6 (см. рис. 1-6) предназначены для постоян­ ного контакта в сопряжениях подвижной щеки, шатуна и регулиро­ вочного устройства с торцами распорных плит, для сохранения единой кинематической целостности механизма. Это устройство уравновешивает силы инерции, возникающие при движении щеки и распорных плит.

Распорные плиты 7 являются промежуточным звеном шарнирнорычажного механизма и служат для регулирования величины раз­ грузочного отверстия.

Устройство 8 предназначено для регулирования величины раз­ грузочного отверстия путем установки мерных прокладок (со сто­ роны задней стенки станины).

Дробилка оборудована приборами и трубопроводами для густой и жидкой смазки. Система густой смазки работает от автоматиче­ ской станции и предназначена для обеспечения смазкой подшипни­ ков оси подвижной щеки, сухарей распорных плит и подшипников вала ведущего шкива.

Система жидкой смазки централизованная, циркуляционная, обеспечивает смазкой подшипники эксцентрикового вала и шатуна. Состоит из бака-отстойника, двух насосов (рабочего и резервного), фильтра и холодильника.

Электродвигатель для привода дробилки — асинхронный с фаз­ ным ротором на напряжение 380 в трехфазного переменного тока мощностью 160 кет.

Щековая дробилка работает следующим образом. В результате вращения эксцентрикового вала нижний конец шатуна совершает возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости,

Рис. 1-7. Фрикционная муфта

которые через систему распорных плит передаются подвижной щеке. При ходе шатуна вверх в течение половины оборота эксцент­ рикового вала подвижная щека приближается к неподвижной и материал раздавливается. При движении шатуна вниз за после­ дующие пол-оборота щека отклоняется и дробилка разгружается (выпадает раздробленный материал).

Пуск щековых дробилок больших размеров ввиду необходи­ мости преодоления инерции покоя больших масс довольно затруд­ нен, поэтому часто устанавливают двигатель мощностью несколько больше той, которая необходима для установившегося процесса