Введение в инженерное образование

Окончание рис. 4.63

При вращении эксцентрикового вала шатун, совершая возврат­ но-поступательное движение в вертикальной плоскости, попере­ менно поднимает и опускает примыкающие к нему торцы распор­ ных плит. При этом подвижная щека приближается к неподвижной, обеспечивая процесс измельчения (рабочий ход) или удаляется (хо­ лостой ход). Инерционная масса вращающихся маховиков снижает неравномерность хода неподвижной щеки, способствует накопле­ нию энергии при холостом ходе, отдавая ее при рабочем ходе, что ведет к уменьшению энергоемкости процесса дробления.

Траектория движения точек подвижной щеки представляет собой дугу. Если принять, что ход щеки в точке равен 5, то горизонтальная составляющая хода в верхней точке будет значительно меньше - 0,55. При этом вертикальные составляющие хода в нижней и верхней точ­ ках соответственно равны 0,35 и 0,155. Небольшой ход в верхней зоне является одним из недостатков дробилок с простым движением щеки.

180

Этот недостаток не характерен для дробилок со сложным движени­ ем щеки. Отличительная особенность такой дробилки - отсутствие ша­ туна. Его заменяет подвижная щека, подвешенная непосредственно на эксцентриковой части приводного вала. В этом случае траектории движения точек подвижной щеки представляют собой замкнутые кривые, чаще всего эллипсы.

Дробилки со сложным движением щеки проще по конструюдии, компактнее и менее металлоемки, чем дробилки других типов. По­ этому они часто применяются в передвижных установках.

Конусные дробилки (рис. 4.63, б) применяются для крупного (ККД), среднего (КСД) и мелкого (ICM^O дробления горных пород средней и большой твердости. Дробилки ЬСКД характеризуются ши­ риной приемного отверстия, а дробилки КСД и КМД - диаметром основания подвижного конуса. В зависимости от их назначения и конструктивных особенностей различают два типа конусных дро­ билок; с крутым дробящим конусом (для крупного дробления) и с пологим (грибовидным) дробящим конусом (для среднего и мелко­ го дробления). Основными элементами дробилки являются непод­ вижный 76 и подвижный 18 усеченные конусы. Неподвижный ко­ нус представляет собой сборный корпус, укрепленный на массив­ ной станине. Внутренняя часть корпуса футерована сменными плитами 17, образующими дробящую поверхность неподвижного конуса. Подвижный конус закреплен на валу 19, верхний конец кото­ рого шарнирно крепится в узле подвески 20, а нижний ~в эксцентри­ ковой втулке 21. При вращении эксцентриковой втулки, обеспечивае­ мом конической парой 22 от приводного вала 23 и шкива 24, ось под­ вижного конуса описывает коническую поверхность с вершиной в точке подвеса. Таким образом обеспечивается сближение поверхно­ стей подвижного и неподвижного конусов. На участке сближения происходит процесс дробления, а на стороне, противоположной дроб­ лению, поверхности расходятся и камень под собственным весом опускается вниз через разгрузочную щель дробилки. Ширина этой ще­ ли меняется; от наименьшего 1 до наибольшего 1+2 г; где г - эксцен­ триситет внутреннего отверстия эксцентриковой втулки.

В отличие от щековых дробилок процесс измельчения в конус­ ных происходит не периодически, а непрерывно. В этом их пре­ имущество.

181

Валковые дробилки (рис. 4.63, в) используются для среднего и мелкого

прочности. Такая дробилка состоит из рамы 25, на которой смонти­ рованы два валка 26. Валок закреплен на валу, установленном в корпусах на подшипниках скольжения, и имеет свой привод, со­ стоящий из шкивов 24, клиноременной передачи 10 и двигателя 11. Необходимый для измельчения материал поступает в приемную воронку 27. При вращении валков материал затягивается в про­ странство между валками и дробится. Для предотвращения поломки валков при попадании недробимого материала один валок может отойти от другого. С этой целью опоры валков опираются на пру­ жины 28 и могут перемещаться.

Дробилки ударного действия (роторные и молотковые) приме­ няются для крупного и мелкого дробления пород малой абразивно­ сти прочностью до 200 МПа.

В коробчатом корпусе 29 роторной дробилки (рис. 4.63, г) на на­ вал 30 насажен массивный ротор 31. В корпусе ротора имеются симметрично расположенные пазы, в которых вмонтированы с по­ мощью специальных клиньев 32 била 33. Била вращающегося от привода 11 ротора наносят поступающим в дробилку кускам поро­ ды удары, под действием которых куски разбиваются и отбрасы­ ваются на отражательные плиты 34. Ударяясь о плиты, они допол­ нительно измельчаются и проходят через колосниковую решетку. С помощью буферов и тяг 35 регулируются зазоры между рабочей кромкой бил и плитами в зависимости от требуемой крупности дробленого материала.

Дробилки ударного действия широко распространены благодаря их высокой производительности, большой степени измельчения (/ = 30), малой металлоемкости и небольшим габаритным размерам.

Для разделения измельченного материала на фракции применя­ ют грохоты. Наибольшее применение в строительстве нашли виб­ рационные грохоты с направленными колебаниями. Такие грохоты (рис. 4.64, а) состоят из горизонтальной неподвижной рамы 1 и ко­ роба 2, опирающегося на плоские 4 и спиральные 5 пружины. В коро­ бе установлены в два яруса сита 6. Плоские пружины позволяют коро­ бу совершать колебания в направлении, перпендикулярном их плоско­ сти, спиральные - уравновешивают вес вибрирующего короба.

182

а)

в)

ш W

Рис. 4.64. Схема виброгрохота

К стенкам короба прикреплен двухвалковый вибратор направ­ ленных колебаний 3. Валы вибратора установлены на роликопод­ шипниках в плоскости, расположенной под углом 55° к горизонту, в результате чего короб получает направленные колебания под углом 35° к плоскости сита. Первый дебалансный вал 9 (рис. 4.64, б) получа­ ет вращение от электродвигателя 7 через клиноременную передачу 8.

183

Второй дебалансный вал приводится во вращение от первого через зубчатую передачу 10, чем обеспечивается полная синхронизация ра­ боты дебалансных валов (число зубьев обеих шестерен одинаково).

При синхронном разностороннем вращении дебалансных вааов центробежные силы инерции в положениях I и Ш (рис. 4.64, в) вза­ имно уравновешиваются и не передаются на короб, при положении П они складываются и действуют на короб вправо под углом 35° к горизонту, при положении IV также складываются, но направленыв противоположную сторону (влево).

При направленных колебаниях корпуса грохота материал на си­ тах подбрасывается и толчками подвигается вперед, просеиваясь при движении.

Для мелкого измельчения материалов в порошок применяют мельницы. Помол осуществляется раздавливанием этого материала между частями мельниц. Часто это раздавливание сопровождается ударом. Наибольшее распространение получили шаровые мельницы.

При размоле некоторых материалов, особенно при мокром по­ моле, весьма эффективны вибрационные мельницы. В этом случае корпус шаровой мельницы опирается на пружинную опору, и при помощи возбудителя эксцентрикового типа ему сообщаются коле­ бательные движения.

Бетонные и растворные смеси приготовляют путем механическо­ го перемешивания их компонентов (щебня, песка, цемента, воды) в смесительных машинах - бетоно- и растворосмесителях. Качество смеси определяется точностью дозировки компонентов и равномер­ ностью их распределения между собой по всему объему смеси. Для равномерного распределения компонентов смеси между собой в общем объеме замеса частицам материала сообщается траектории движения с наибольшей возможностью их пересечения. Смешива­ ние компонентов в однородную смесь является достаточно слож­ ным технологическим процессом, который зависит от состава сме­ си, ее физико-механических свойств, времени смешивания и конст­ рукции смешивающего устройства.

Технологический процесс приготовления смесей включает по­ следовательно выполняемые операции: загрузку отдозированных компонентов (вяжущих, заполнителей и воды) в смесительную ма­ шину, перемешивание компонентов и выгрузку готовой смеси.

184

Смесители классифицируют по трем основным признакам: ха­ рактеру работы, принципу смешивания, способу установки.

По характеру работы различают смесительные машины перио­ дического (цикличного) и непрерывного действия, В смесителях ц и к л и ч н о г о действия (рис. 4.65) перемешивание компонентов и выдача готовой смеси ос}тцествляется отдельными порциями. Каж­ дая новая порция компонентов бетона или раствора может быть за­ гружена в смеситель лишь после того, как из него будет выгружен готовый замес. Смесители цикличного действия обычно применяют при частой смене марок бетонных смесей или растворов. В них можно регулировать продолжительность смешивания.

12 3

Рис. 4.65. Принципиальные схемы смесителей цикличного действия (стрелками указано направление движения материалов):

а - гравитационных (барабанных); б - принудительного действия с вертикально расположенными смесительными валами (тарельчатых);

в - принудительного действия с горизонтально расположенными смесительными валами (лотковых): вверху - одновальные, внизу - дв)тсвальные; I - положение смешивания; II - положение разгрузки;

1 - барабан (корпус); 2 - лопасти; 3 - смесь; 4, 6 -разгрузочное и загрузочное отверстия; 5 - центральный стакан

В смесителях н е п р е р ы в н о г о действия (рис. 4.66) загрузка компонентов, их перемешивание и выдача готовой смеси осуществ­ ляются одновременно и непрерывно. Отдозированые компоненты непрерывным потоком поступают в смеситель и смешиваются

185

лопастями при продвижении от загрузочного отверстия к разгру­ зочному. Готовая смесь непрерывно поступает в транспортные средства. Смесители непрерывного действия наиболее целесообраз­ но применять для приготовления больших объемов бетонной или растворной смеси одной марки.

Рис. 4.66. Принципиальные схемы смесителей непрерывного действия: а - хравитационные; б - принудительного действия;

7 - загрузочное отверстие; 2 - барабан; 3 - лопасти; 4 - разгрузочное отверстие; 5 - опорные ролики; 6 - лопастный вал; 7 корпус

Главным параметром смесительных машин цикличного действия является объем (л) готового замеса, выданный за один цикл работы, смесителей непрерывного действия - объем готовой продукции (м^), выдаваемой машиной за 1 ч работы.

По принципу смешивания компонентов различают машины со смешиванием при свободном падении материалов (гравитацион­ ные) и с принудительным смешиванием (принудительного дейст­ вия). В смесителях п р и н у д и т е л ь н о г о действия орбиты состав­ ляющих имеют вынужденный характер, в гравигационньсс - свобод­ ный. Г р а в и т а ц и о н н ы й смеситель вращается относительно

186

горизонтальной или наклонной (под углом до 15°) оси барабана с лопастями на внутренней поверхности (см. рис. 4.65, а\ 4.66, а). Ло­ пасти непрерывно подхватывают и поднимают компоненты смеси на определенную высоту, при достижении которой они свободно падают потоком с лопастей под действием силы тяжести; смешива­ ние происходит в результате столкновения падающих потоков компо­ нентов. Чтобы не возникали центробежные силы, препятствующие свободной циркулящ1и смеси внутри барабана, частота его вращения не должна превышать 0,3...0,4 с \ В смесителях с принудительным смешиванием компоненты смеси принудительно перешиваются в не­ подвижном барабане или чаше горизонтальными, наклонными или вертикальными лопастными валами или лопастным ротором, вра­ щающимся внутри смесительной емкости. Смесители с горизонталь­ ными смесительными валами называют лотковыми (см. рис. 4.65, в), с вертикальными валами - тарельчатыми (см. рис. 4.65, б).

По способу установки смесители подразделяются на передвижные исгащ1онарные. П е р е д в и ж н ы е смесители используются при не­ больших объемах строительных и ремонтно-строительных работ на рассредоточенных объектах, а с т а ц и о н а р н ы е входят в состав технологических линий бегонорастворосмеситепьных установок сред­ нейи большой производительности бетонных и растворных заводов.

Техническая производительность смесительньк машин циклич­ ного действия

П^= К л/1ООО, м^ч,

где - объем готовой смеси в одном замесе, л; V3 = Ve к;

Ve - вместимость смесительного барабана по загрузке состав­ ляющих (полезный объем барабана), л;

к - коэффициент выхода готовой смеси.

Гравитационный бетоносмеситель представляет собой вращаю­ щийся барабан, к внутренним стенкам которого под определенными углами прикреплены лопасти. При вращении барабана материал силами трения, а также лопастями поднимается на некоторую высо­ ту и затем свободно падает вниз. При этом образуются определен­ ные радиальные и осевые потоки движения смеси, в которых раз­ личные частицы материала сталкиваются между собой и равномер­ но перераспределяются по объему замеса.

187

Бетоносмесители с грушевидным барабаном выпускают пере­ движными для приготовления бетонной смеси на строительных пло­ щадках при малых объемах работы и стационарными, используемы­ ми преимущественно в условиях заводского приготовления бетонной смеси. В этих бетоносмесителях загрузка и выгрузка материалов производятся с одной стороны. Конструкция бетоносмесителя обес­ печивает возможность вращения барабана вокруг его оси при смеши­ вании материалов и опрокидывания при выгрузке готовой смеси.

Современные опрокидные гравитационные бетоносмесители с грушевидным барабаном выпускают с объемом готового замеса 65, 165, 330, 500, 1000 и 2000 л.

Бетоносмесители с грушевидным барабаном при объеме готово­ го замеса 65 л (рис. 4.67) выполняют на колесном ходу. Они состоят из смесительного барабана 1 с тремя лопастями 2, редуктора 3, по­ воротного штурвала с тормозом 4, фиксирующим барабан в поло­ жениях загрузки и перемешивания, рамы 5 с ходовыми колесами 7. Вращение смесительного барабана обеспечивается от двигателя внутреннего сгорания или электродвигателя 6 через клиноремен­ ную передачу.

Рис. 4.67. Бетоносмеситель с грушевидным барабаном с объемом готового замеса 65 л

Бетоносмесители с объемом готового замеса 165 и 330 л монтируют на рамах, нижняя часть которых представляет собой полозья. Загрузка смесительных барабанов этих бетоносмесителей осуществляется за­ грузочными ковшами, а опрокидывание на разгрузку - вручную пово­ ротным штурвалом или гидроцилиндрами, расположенными в одной

188

из стоек рамы. Эти бетоносмесители могут быть использованы не только как передвижные на строительных площадках, но и в каче­ стве оборудования заводов сборного и товарного бетона.

Стационарные бетоносмесители с грушевидными барабанами не имеют загрузочного ковша. Их используют для приготовления бе­ тонных смесей на заводах товарного бетона и на заводах ЖБИ большой мощности. Эти бетоносмесители загружаются через лотки из дозаторов.

Вращение смесительного барабана бетоносмесителей с объемом готового замеса 500 и 1000 л осуществляется через консольный вы­ ходной вал редуктора, расположенного в траверсе (рис. 4.68), а бе­ тоносмесителя с объемом готового замеса 2000 л - через зубчатый венец, закрепленный на смесительном барабане.

Рис. 4.68. Кинематическая схема бетоносмесителя:

1 - гидроцилиндр; 2 - траверса; 3 - смесительный барабан; 4 - редуктор; 5,6 - двигатель; 7 - насос; 8 - бак; 9 - фильтр; 10- распределитель

Для предупреждения износа корпусов внутреннюю поверхность смесительных барабанов облицовывают броневыми листами. Внут­ ри барабанов устанавливают по три донные и три горловинные сме­ сительные лопасти.

Автобетоносмесители применяют для приготовления бетонной смеси в пути следования от питающих отдозированными сухими компонентами специализированных установок к месту укладки,

189