Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
16.99 Mб
Скачать

20 Глава 3. Оборудование для дробления

дробления. Поэтому дробилка имеет ступенчатый запуск, обеспе­ чивающий дистанционное включение ее.

Запуск дробилки производится с помощью фрикционных муфт с гидравлическим управлением (рис. 1-8), обеспечивающих последо­ вательный разгон инерционных масс: маховика-шкива, эксцентри­ кового вала с шатуном и второго маховика.

Для запуска дробилки включаются маслонасос / с электродви­

гателем 2 и электромагниты

3

и 4. Масло через золотники 5 и б

to

 

 

поступает в гнезда

эксцентри-

 

 

кового

вала

под

 

плунжеры,

\г - | f

j

 

которые

отжимают

диски

m p U

^

сцепления фрикционных муфт

' '

 

 

7 и S и

отсоединяют маховик-

 

 

 

шкив 9 и маховик 10 от экс­

 

 

 

центрикового вала. При

этом

 

 

 

замыкаются

конечные выклю­

 

 

 

чатели / / и

12,

 

включающие

 

 

 

главный двигатель

дробилки.

 

 

 

 

При запуске

главного дви­

 

 

 

гателя дробилки

включается

 

 

 

реле времени,

которое

через

 

 

 

20

сек,

после

достижения

 

 

 

двигателем номинальной ско­

 

 

 

рости, включает

электромаг­

 

 

 

нит 13. Масло из фрикцион­

 

 

 

ной муфты 7 маховика-шки­

 

 

 

ва 9 постепенно стекает

через

 

 

 

золотник 5 в бак 14, диски

 

 

 

фрикционной

муфты 7

сцеп­

 

 

 

ляются друг с другом и про­

Рис. 1-8. Схема запуска дробилки

исходит

плавное

 

включение

привода. Через

последующие

 

 

 

20

сек

включается

электро­

магнит 15, из фрикционной муфты 8 вытекает масло и включается

маховик 10. Для контроля

давления

служат манометры

16 и 17,

а также предохранительный

клапан 18.

Все

операции по

включе­

нию дробилки совершаются

автоматически.

 

 

Для запуска щековых дробилок, находящихся «под завалом» (когда камера дробления заполнена горной массой), применяют вспомогательный привод, подсоединяемый к основному. Общее передаточное отношение вспомогательного привода около 100, мощность электродвигателя 7—14 кет. Вначале пускается вспомога­ тельный привод, а в момент трогания (вращения) маховика и вала дробилки включается основной электродвигатель дробилки. Тогда, когда скорость вала основного электродвигателя начинает превы­ шать скорость ведомого вала редуктора вспомогательного привода,

§ 1. Щековые дробилки

21

последний автоматически отключается. Между вспомогательным и основным приводом имеется обгонная муфта. При помощи вспомо­ гательного привода можно дистанционно управлять пуском щековой дробилки.

Показанная на рис. 1-6 дробилка имеет ширину загрузочного отверстия 1200 мм, длину 1500 мм и ширину разгрузочного отвер­ стия в открытом состоянии 150 мм, производительность (ориенти­ ровочную) 160—220 м3и число оборотов эксцентрикового вала 135 в 1 мин.

Схема управления механизмами щековой дробилки предусмат­ ривает: местное управление кнопками; дистанционный пуск и оста­ новку дробилки ключом управления с центрального пульта; авто­ матизированный в функции времени пуск двигателя дробилки с сопротивлениями в цепи ротора; работу главного электродвига­ теля с повышенным скольжением; максимальную и нулевую защиту всех электродвигателей (включая двигатель станций густой и жидкой смазки и др.); автоматическое включение резервного маслонасоса при падении давления масла в нагнетательном трубопроводе до 1 кгс/см2; автоматическое включение подогревателей в маслоотстойнике при температуре масла 35° С и отключение их при тем­ пературе 45° С или снижении уровня масла ниже допустимого; автоматическое отключение двигателя дробилки в случае пониже­ ния давления масла в нагнетательном трубопроводе ниже 1 кгс/см2 и повышения температуры одного из подшипников до 80° С; авто­ матическое включение станции густой смазки.

Для контроля за состоянием смазки и подшипников дробилки и предупреждения обслуживающего персонала о пуске механиз­ мов дробилки предусмотрена звуковая и световая сигнали­ зация.

В щековой дробилке со сложным движением щеки дробление происходит в результате раздавливания и истирания обрабатывае­

мого материала.

 

Дробилка

(рис. 1-9) представляет

собой сварную станину /,

в коренных

подшипниках 2 которой

установлен эксцентриковый

вал 3 с подвижной щекой 4, дробящей плитой 5, шкивом-маховиком и маховиком. Эксцентриковый вал 3 вращается в радиальных сферических роликоподшипниках.

Станина представляет собой жесткую конструкцию, усиленную ребрами жесткости. С внутренней стороны передней стенки станины установлена неподвижная дробящая плита 6. Внутренние боковые стенки станины (камера дробления) футерованы стальными плитами 7. Рифленые неподвижная 6 и подвижная 5 дробящие плиты отлиты из марганцовистой стали. Дробящая плита 5 закреплена на под­ вижной щеке стопорными клиньями 8 и болтами 9. Подвижная щека подвешена к эксцентриковому валу в средней части его на роликовых подшипниках качения.

22

Глава 3. Оборудование для

дробления

В нижней части подвижную щеку подпирает распорная плита 10. Кинематически она представляет собой шарнирное звено между не­ подвижной (станиной) и подвижной (подвижной щекой) системой. Усилие от подвижной щеки на распорную плиту передается через сменный сухарь / / . Соприкасающиеся поверхности сухаря и рас­ порной плиты защищены от просыпающегося материала фарту­

ком 12 из прорезиненной ткани. Распорная плита слу­ жит предохранительной де­ талью дробилки.

Рис. 1-9. Щековая дробилка со сложным движением щеки

Ширина разгрузочного от­ верстия регулируется при по­ мощи специального механиз­ ма, вмонтированного в балку 13 коробчатого сечения. Ме­ ханизм регулировки состоит из ползуна 14, двух клиньев 15 и винта 16, имеющего пра­ вую и левую резьбу. Регули­ ровка осуществляется переме­ щением клиньев при помощи винта 16 и двух гаек 17 и 18.

При работе дробилки от­ тяжной рычаг 19, надетый на крюк подвижной щеки и про­ пущенный сквозь отверстие в задней стенке станины, отво­ дит с помощью пружины 20 подвижную щеку от непо­ движной, облегчая выпадение раздробленного материала. Он же вместе с пружиной 20 предотвращает выпадение распорной плиты 10. Силу нажатия пружины можно регули­

ровать гайками 21.

Привод осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу на шкив-маховик 22, закрепленный на эксцентрико­ вом валу 3. На другой конец эксцентрикового вала насажен второй маховик с гладким ободом.

Сложное движение щеки способствует выталкиванию раздроб­ ленного материала из дробильной камеры и повышает на 20—25% производительность дробилки.

Дробилки со сложным движением щеки

в СССР

изготов­

ляют

с максимальным размером загрузочного

отверстия

600 X

X 900

мм.

 

 

§ 1. Щековые дробилки

23

Основной недостаток дробилок с простым движением щеки — малый ход сжатия в верхней части приемного отверстия, благо­ даря чему крупные куски в этой зоне дробятся недостаточно интенсивно, что приводит к снижению производительности дро­ билки.

Дробилки со сложным движением щеки имеют большую верти­ кальную составляющую хода сжатия, вызывающую интенсивное истирание материала в дробильной камере (зеве) и в связи с этим повышенный износ дробящих плит. Это несколько сдерживает при­ менение этих дробилок. Для придания плитам большей износостой­ кости и увеличения срока службы их изготовляют из стали с со­ держанием 12—14% марганца.

Основные расчеты щековых дробилок

Определение угла захвата. При дальнейших теоретических рас­ четах возьмем общепринятое в теории дробления допущение о за­ мене кусков дробимого материала различной формы шарами или кубами, что значительно упрощает математические выкладки.

Величину наибольшего угла а ме­ жду подвижной и неподвижной щеками дробилки, обеспечивающего нормаль­ ное дробление и исключающего воз­ можность выталкивания вверх куска материала при нажатии на него щек дробилки, определяем по схеме на рис. 1-10.

Принимаем, что усилие Р дробле­ ния направлено перпендикулярно плоскости щек, и пренебрегаем весом куска дробимого материала, посколь­ ку он во много раз меньше усилий, действующих на него.

Усилие Р дробления расклады-

ваем на вертикальную Psin^ а и гори-

зонтальную Pcos-g- составляющие.

Рис. 1-10. Схема для определения угла захвата между щеками дробилки

Усилие дробления вызывает силу трения fP (где / — коэффициент трения скольжения камня по металлу, принимаемый равным 0,3).

Вертикальная составляющая силы трения fP cos -^- направлена в

сторону, противоположную действию силы, выталкивающей кусок из дробилки.

Условие равновесия куска материала в дробилке под действием силы нажатия Р и вызываемых ею в точках касания сил трения fP

24

 

Глава 3. Оборудование

для дробления

будет

2 7 =

0 или

2Р sin — — 2fP

cos у ==0. Решив это уравне­

ние,

получим

/ =

t g y .

 

Угол трения ф между металлической поверхностью щеки и поверхностью куска дробимого материала tg <р = /. Подставляя

сюда значение /, получим: / = t g y = tg(p, откуда а = 2ц>. Невыдавливание куска материала вверх обеспечивается при

предельной величине угла захвата а:

 

а < 2ф.

(1-7)

Если а > 2ф, то кусок материала независимо от величины усилия Р будет выдавлен вверх из дробилки и никакого дробления

не произойдет.

угол

захвата

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом,

должен

быть

равен

двойному

углу

 

трения

 

между

дробимым материалом

и

рабочими

поверхно­

 

 

^

 

 

 

 

стями

щек

или

меньше

его.

Принимают

//

 

 

 

 

 

а — 15 -4-

25°. В описанной дробилке с про­

 

 

° ч

 

/

 

//

 

 

 

 

/

 

 

\

 

/ /

 

стым движением

щеки а ~

22°.

 

 

 

/

 

 

 

ч // /

 

Определение

наивыгоднейшего

числа

1

 

 

 

/

 

 

 

90-а

движений

подвижной

щеки.

При

отходе

 

 

 

подвижной-

щеки

от

неподвижной (рис.

 

 

 

 

 

 

 

щe l s

 

1-11)

часть раздробленного

материала

под

 

 

 

действием

силы тяжести

выпадает

из

за­

Рис. 1-11. Схема для оп­

грузочного отверстия дробилки. Объем вы-

ределения

наивыгодней­

падаемого материала равен объему призмы

шего числа-движений по­

трапецеидального

сечения,

заключенному

движной

щеки

и произ­

между подвижной и неподвижной

щеками.

водительности

 

щековой

 

При этом свободное падение призмы ма­

 

 

дробилки

 

время t

 

 

 

 

териала возможно лишь в том случае, если

одного движения щеки

(отход

щеки

из

 

левого

положе­

ния в правое условно принят параллельным) будет соответство­ вать времени, необходимому для прохождения свободно падаю­ щим телом пути h.

Продолжительность отхода подвижной щеки от неподвижной:

, 60

30

t—TT

— — сек,

где 2 п — число полных движений подвижной щеки в 1 мин (60 сек) при п об/мин эксцентрикового вала.

Наибольший путь, который могут пройти куски раздробленного материала за время t при свободном падении,

а = 4 = і е т

_ 450g• см,

где g — ускорение силы тяжести, равное 981 см/сек%.

§ 1. Щековые дробилки

25

Как видно

из рисунка,

 

 

 

 

 

 

 

h—-.—

см,

 

 

 

 

tg а

 

 

 

где s — ход щеки

у разгрузочного отверстия

в см.

Поэтому

s

 

_

450g

 

 

 

 

"

 

 

tg а

 

п

2

 

По данным ВНИИСтройдормаша,

величину хода s щеки следует

определять по формулам:

 

 

 

 

 

 

для дробилок с простым движением

щеки

 

5 п р . д в =

8 + 0,26е

мм;

для дробилок со сложным

движением щеки

 

5 с л . д в =

7 +

0,1е

 

 

мм,

где е — ширина разгрузочного отверстия

(наименьшее расстояние между верши­

ной зуба и впадиной плит при их максимальном удалении).

Отсюда наивыгоднейшее число оборотов в минуту вала дробилки

n _ y ^ i 5 0 | t g a ^ 6 6 5 - ^ t g ^ _

( І 8 )

Учитывая трение кусков материала между собой и о дробящие плиты щек, которое тормозит свободное падение кусков через раз­ грузочное отверстие, обычно принимают число оборотов вала дро­ билки на 5—10% меньше расчетного, т. е.

п=(бооч-

630) Y i Ä r -

 

(Ь9)

При а = 20°

3604-380

,

т 1 Л .

п=

У s .

(1-Ю)

Определенное по этой формуле число оборотов не учитывает криволинейный профиль дробящих плит, сдерживающий свободное падение кусков. Особенно это проявляется в крупных щековых дробилках.

По данным ВНИИСтройдормаша, число оборотов дробилок с простым и сложным движением щеки можно определять по сле­ дующим эмпирическим формулам:

 

для

дробилок

с шириной загрузочного

отверстия

В = 600 мм

и

менее

 

п= ЮООе-0-3

об/мин;

 

 

 

 

 

 

 

 

для

дробилок

с шириной загрузочного

отверстия

В = 900 мм

и

более

 

о = 800е-°.3

об/мин.

 

 

 

 

 

 

 

26

Глава 3. Оборудование для

дробления

Определение производительности щековой дробилки. За один оборот эксцентрикового вала из дробилки выпадает количество материала, равное объему призмы трапецеидального сечения:

V = FL

м3,

где F — площадь трапеции в ж2 ; L — длина загрузочного отверстия дробилки

в м (измеряемая параллельно приводному

валу).

Подставляя в вышеприведенную формулу значение F, получим

V=2l±±hL м: 3_

Если выразить значение h через tg а,

2 tg а

Часовая производительность дробилки при числе полных дви­

жений подвижной щеки в 1 мин

 

 

Я о б ^ и . У п . 6 0 = 3 0 ^ ( 2 е

+ 5 ) м*/ч,

(І-П)

lg ос

 

где ц — коэффициент разрыхления материала,

принимаемый

равным 0,3—0,65;

с увеличением размера дробилки, а следовательно, размеров поступающих ку­ сков, с повышением прочности дробимого материала и степени его измельчения величину коэффициента разрыхления следует брать ближе к меньшему пределу (0,3—0,4); для щековых дробилок средних размеров и дроблении пород небольшой прочности величину коэффициента разрыхления следует принимать в пределах 0,5—0,65.

Для определения производительности по весу необходимо объемную производительность Я о б умножить на удельный вес у тім3 дробимого материала.

Определение усилия дробления. Действительное усилие дробле­ ния в дробилках с простым и сложным движением щеки может быть определено по формуле проф. В. А. Баумана

P = qLH кг,

(1-12)

где Р — действительное усилие дробления в кгс; L — длина загрузочного отвер­ стия в см; H — высота неподвижной щеки в см; q — удельная нагрузка на 1 см2 площади щеки для дробления твердых пород, принимаемая равной 27 кгс/см*.

Если L и Я принять в м, q в т/м2,

а усилие Р в т, формула (1-12)

примет вид:

 

 

P = qUt=270LH

тс.

(1-13)

Для определения сил, действующих в звеньях механизма дро­ билки, найденное усилие следует с учетом пиковых нагрузок уве­ личить на 50%, т. е.

/ } Д Р = І , 5 Р = 1 , 5 - 2 7 0 І Я тс.

(1-14)

§ 2. Конусные

дробилки

27

По этому усилию следует производить расчет всех звеньев дро­ билки.

Определение необходимой мощности двигателя щековой дро­ билки. Величина работы, затрачиваемой на дробление материала, определяется формулой (1-4). Чтобы учесть влияние степени из­ мельчения, считаем, что объем V деформируемого тела представляет собой разность между объемом максимальных по диаметру D кус­ ков (в см), загружаемых в дробилку, и объемом кусков диамет­ ром d см), равным ширине разгрузочного отверстия (щели) при заполнении ими дробилки по всей ее длине:

w

ли3

L

nd3

L

nL (D2 — d2)

ч

где L — длина загрузочного отверстия в см (ц- и -j — количество кусков, укла­ дывающихся по длине загрузочного отверстия дробилки).

Подставляя значение V в формулу (1-4), получаем расход работы за один полный ход (отход и нажатие) щеки:

 

 

.

n I ( j 2 ( D 2 — d2 )

 

 

/т i c \

 

 

Л

ѵ12£

- кгс-см.

(1-15)

Расход

мощности

на

валу

дробилки

 

 

 

м _

пА

_

nLo2(D*-d2)

_ n L a 2 ( D 2 - d 2 )

(

] ] f i .

 

100 • 60-75

~

3,82£- 100

-60-75

1 720 000£

Л ' С ' ^

>

Определение мощности двигателя по этой формуле дает доста­ точно верные результаты для дробилок средних размеров. Для крупных щековых дробилок, по данным проф. Л. Б. Левенсона и

П. М. Цигельного, при L >

1 м можно считать,

что в загрузочное

отверстие

попадает кусок диаметром D =

^ В

и эта формула

принимает

следующий вид:

 

 

 

 

 

 

o2n(D3 — d3)

 

п 1

7 ѵ

 

N =

1 720 000g Л -

С -

< М 7

>

При определении мощности рекомендуется пользоваться сле­ дующими удельными нормами расхода энергии на 1 m продукции: для щековых дробилок крупных размеров — до 1,1 кет • ч, средних — до 1,3 кет • ч и малых — до 2,2 кет • ч.

§ 2. Конусные дробилки

Общие сведения и классификация

Конусные дробилки предназначены для крупного, среднего и мелкого дробления твердых и средней прочности горных пород. В настоящее время в промышленности нерудных строительных ма-

28 Глава 3. Оборудование для дробления

териалов их используют в основном для среднего и мелкого дроб­ ления и реже для крупного. Эксплуатация конусных дробилок крупного дробления подтверждает, что они свободно достигают паспортной производительности и могут работать с перегрузкой до 15—20%.

В отличие от щековых конусные дробилки более производительны (хотя и более сложны), процесс дробления в них непрерывный, при эксплуатации допускают некоторые перегрузки.

Большие конусные дробилки крупного дробления могут работать без пластинчатого питателя при порционной загрузке материалом, т. е. «под завалом». Дробилки меньшего размера обычно работают с питателями, обеспечивающими равномерную загрузку.

В конусных дробилках материал раздавливается между поверх­ ностями двух конусов (рис. 1-12): вращающимся внутренним / и неподвижным внешним конусом 2. В зависимости от типа дробилки внутренний конус совершает круговые колебания по одной из трех схем. В конусных дробилках с крутым конусом и подвешенным валом (см. рис. 1-12, а) внутренний конус совершает круговые колебания около неподвижной точки 0, находящейся на оси наруж­ ного конуса, при этом центр основания внутреннего конуса описы­ вает окружность вокруг этой оси. В конусных дробилках с крутым конусом (см. рис. 1-12, б) круговые колебания внутреннего конуса / совершаются с перемещением его оси по образующей AB цилиндра с радиусом, равным эксцентрицитету г. В дробилках с консольным валом (см. рис. 1-12, б) точка 0, вокруг которой совершаются кру­ говые колебания внутреннего конуса 1, смещена вниз до уровня верхней кромки наружного конуса 2.

При круговых колебаниях поверхность внутреннего конуса поочередно то приближается к поверхности наружного конуса, то удаляется от нее. В момент приближения внутреннего конуса к по­ верхности внешнего происходит дробление, а при удалении раз­

дробленный материал под действием

собственного веса выпадает

из кольцевого отверстия дробилки.

Таким образом дробление и

разгрузка в дробилке происходят непрерывно.

Конусные дробилки классифицируют по следующим признакам.

По конструктивному исполнению: дробилки с подвешенным ва­ лом — с крутым конусом (гирационные); дробилки эксцентрико­ вые — с крутым конусом; дробилки с консольным валом (грибовид­ ные), которые в свою очередь подразделяются на нормальные для среднего дробления, среднеконусные для мелкого дробления и ко­ роткоконусные для особо мелкого дробления.

По технологическому назначению: дробилки крупного дробле­ ния (ККД) с шириной загрузочного отверстия 500—1500 мм; дро­ билки среднего дробления (КСД) (максимальные размеры поступаю­ щих кусков в зависимости от диаметра конуса дробилки допускаются 30—550 мм); дробилки мелкого и среднего дробления (КМД) (мак-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ