Машины по содержанию и ремонту автомобильных дорог и аэродромов

молотковые в 1877 и 1895 годах соответственно; патент на роторную дробилку был выдан еще в 1842 году, но использоваться практически они начали лишь спустя несколько десятилетий. В связи с высокой энерго- и материалоемкостью операций дробления (согласно статистическим данным Санкт-Петербургского Горного института [2] на них затрачивается не менее 5 % всей вырабатываемой в стране электроэнергии и 2…3 % выплавляемого металла) главной задачей создателей дробильного оборудования является обеспечение, наряду с эффективностью и надежностью, его высокой экономичности.

При производстве дорожных работ, особенно ямочного ремонта и поверхностной обработки, большое значение имеет форма минерального материала (щебня). Форма щебенок должна быть как можно ближе к кубовидной, чтобы обеспечивать их устойчивое положение на поверхности покрытия, эффективную передачу нагрузки от колес транспортных средств на нижележащие слои и высокий коэффициент сцепления с колесами транспортных средств.

Форма частиц щебня напрямую зависит от способа дробления горной породы. В настоящее время в Республике Беларусь, России и странах Европы существуют и развиваются несколько направлений производства кубовидного щебня:

–технология разрушения материала ударом, реализованная в центробежных дробилках разработки и производства НПО «Центр» (г. Минск), а также дробилках BARMAC фирмы METSO MINERALS (Финляндия) и «Титан – Д» производства ЗАО «Новые технологии» (г. Санкт-Петербург);

–измельчение материала с применением вибрационных щековых и конусных инерционных дробилок разработки и производства АО «Механобр–Техника» (г. Санкт-Петербург) и ОАО «Костромской завод «Строммашина»»;

–измельчение материала с применением конусных дробилок, имеющих гидравлическое регулирование разгрузочной щели, выпускаемых ОАО «Дробмаш» (г. Выкса Нижегородской области), METSO MINERALS (Svedala (Швеция)), ALTA (Чехия);

–измельчение материала с применением роторных дробилок производства вышеперечисленных предприятий, а также научно-

208

технического кооператива «Млын» (г. Могилев), японских фирм

Komatsu и Nakayama, немецких фирм Krupp Forder – Technic и Westfalia & Braun, Eagle (США) и ЗАО «Ново-Краматорский машиностроительный завод» (Украина).

Дробилки роторного типа. Применение роторной дробилки ДРО-630 в дробильно-сортировочной установке для производства кубовидного щебня, выпускаемой ОАО «Дробмаш» (рис. 4.1), позволяет получать около 85% щебня кубовидной формы в готовом продукте. Основные технические характеристики установки представлены в табл. 4.1.

209

Таблица 4.1

Основные технические характеристики установки для производства кубовидного щебня, выпускаемой ОАО «Дробмаш» (г. Выкса Нижегородской области)

Более высокая производительность при комплектации установки в исполнении II обусловлена применением в качестве агрегата мелкого дробления дробилки модели СМД-120 АТ, предназначенной для дробления горных пород с пределом прочности при сжатии до 200 МПа, дробление более прочных пород (с пределом прочности при сжатии до 300 МПа) требует применения дробилки ДРО-601-30 (исполнение I) и приводит к снижению производительности.

Принцип работы роторной дробилки типа ДРО-630 (рис. 4.2) заключается в следующем [3]: горная масса с помощью питающего устройства подается в приемное отверстие дробилки, где отдельные куски ударяются о билы, жестко прикрепленные к массивному вращающемуся ротору; ударом била куски раздробливаются и отбрасываются на отбойные плиты, при этом куски материала, близкие по размеру к величине выходной щели, проходят через нее и, в зависимости от конструкции дробилки, попадают во вторую камеру дробления или на разгружающий ленточный транспортер, а более крупные куски снова попадают на била ротора и дробятся до требуемого размера. Таким образом, в роторных дробилках разруше-

211

ние материала достигается за счет удара била, удара об отбойные плиты, а также удара кусков дробимого материала друг о друга. Для изменения выходных щелей отбойные плиты имеют механизмы регулировки, являющиеся одновременно и предохранительными устройствами.

Рис. 4.2. Конструкция роторной дробилки типа ДРО-630 производства ОАО «Дробмаш» (г. Выкса Нижегородской области):

1 – корпус дробилки; 2 – регулировочно-предохранительное устройство; 3 – верхняя отбойная плита; 4 – нижняя отбойная плита; 5 – узел ротора; 6 – била

Недостатком технологии получения кубовидного щебня с помощью роторных дробилок описанной выше конструкции является относительно низкое содержание зерен щебня кубовидной формы в готовом продукте, низкая производительность, необходимость проведения частых ремонтов дробилки вследствие быстрого износа рабочих органов, особенно при работе с материалами высокой твердости и абразивности.

Альтернативой роторным дробилкам описанной выше конструкции являются роторно-цепные дробилки разработки и производства научно-технического кооператива «Млын» (г. Могилев). Конструкция данных дробилок представляет собой цилиндрический корпус,

212

в котором вращается вертикальный вал с шарнирно закрепленными на нем билами. Конструкция шарниров аналогична конструкции многорядной втулочно-роликовой цепи. В нижней части вал опирается на подшипниковый узел, а в верхней установлен приводной шкив ременной передачи. Дробление материала происходит в результате удара вращающихся бил. Двигаясь по окружности, измельчаемый материал ударяется о колосниковую решетку, установленную по периметру корпуса на расстоянии около 100 мм от его внутренней поверхности, размер щелей между прутками которой определяет фракционный состав готового продукта. Загрузка материала производится через загрузочный люк в верхней части корпуса, выгрузка – через отверстия в его нижней части. Для осмотра и замены изношенных рабочих органов (бил) или прутков колосниковой решетки в корпусе предусмотрено два люка, расположенных на его противоположных сторонах. Краткая техническая характеристика дробилки представлена в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Краткая техническая характеристика роторно-цепной дробилки разработки и производства научно-технического кооператива «Млын» (г. Могилев)

213

Испытания описанной выше дробилки в цеху предприятия-изго- товителя при измельчении гранитного щебня фракции 40–60 мм ГОСТ 8267-93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ» позволили получить готовый продукт, фракционный состав которого представлен в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Фракционный состав щебня, полученного при испытаниях роторно-цепной дробилки разработки и производства научно-технического кооператива «Млын» (г. Могилев)

К достоинствам данной дробилки следует отнести низкую металлоемкость, простоту конструкции и, как следствие, – невысокую стоимость. Недостатками являются отсутствие защиты рабочих органов дробилки от повреждений при попадании недробимых предметов в камеру дробления, что требует установки перед загрузочным люком металлоулавливателя и быстрый износ рабочих органов при работе с материалами высокой твердости и абразивности.

Конусные дробилки, имеющие гидравлическое регулирова-

ние разгрузочной щели. Для производства кубовидного щебня ряд предприятий предлагает конусные дробилки среднего и мелкого дробления, имеющие гидравлическое регулирование разгрузочной щели. Так, компанией METSO MINERALS, образованной в 2001 го-ду фирмами «Nordberg» (Финляндия) и «Svedala» (Швеция), предлагается гамма конусных дробилок производительностью от 20 до 420 т/ч, имеющих диаметр дробящего конуса от 1000 до 3000 мм, мощность привода от 75 до 550 кВт, массу от 5400 до 64100 кг; фирмой «ALTA» (Чехия) предлагаются конусные дробилки производительностью от 30 до 570 т/ч, имеющие мощность привода от 55 до 250 кВт, массу от 4100 до 34600 кг; ОАО «Дробмаш» (Россия) разработана конусная дробилка модели ДРО-560.

214

Конструктивно конусные дробилки, имеющие гидравлическое регулирование разгрузочной щели, идентичны конусным дробилкам традиционной конструкции. Регулировка разгрузочной щели в данных дробилках осуществляется с помощью мощного гидравлического цилиндра, который обеспечивает и регулирует положение рабочего вала с подвижным конусом относительно неподвижного конуса (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Гидравлическое регулирование разгрузочной щели конусной дробилки

В данной конструкции нижнего опорного узла вертикальные нагрузки от веса дробящего конуса и составляющая от усилия дробления воспринимаются поршнем, изменяя положение которого (за счет изменения давления в гидросистеме) можно регулировать величину зазора между подвижным (внутренним) и неподвижным (наружным) конусами.

Описанная выше конструкция обеспечивает также защиту узлов дробилки от поломок при попадании в камеру дробления недробимых предметов (рис. 4.4).

215

мельчения, так как основное дробящее действие конусных дробилок

– раздавливание в сочетании с разломом – не учитывает наличия микротрещин, дефектов структуры и особенностей кристаллической решетки минеральных материалов. Кроме того, конусные дробилки описанной выше конструкции имеют ряд недостатков, таких как высокая энергоемкость процесса дробления, значительная металлоемкость, относительно низкий выход щебня кубовидной формы в готовом продукте, что определяет как их высокую стоимость, так и высокую стоимость получаемого материала.

Вибрационные щековые и конусные инерционные дробил-

ки. На основании исследований в области физики твердого тела и теории колебаний АО «Механобр–Техника» (г. Санкт-Петербург) созданы вибрационные щековые и конусные дробилки, свободные от недостатков традиционных эксцентриковых дробилок и при этом позволяющие достигнуть ряда преимуществ, главное из которых – повышение качества щебня (кубовидность готового продукта в пределах 85…92 %) и снижения выхода отсевов фракции 0…5 мм до уровня 20…28 % [4].

На рис. 4.5 изображена конструктивная схема виброщековой дро-билки, дробление материала в которой осуществляется между двумя щеками, подвешенными к корпусу на торсионах и совершающими противофазные синхронные колебания под действием вибровозбудителей. При встречном движении щек происходит процесс дробления, при расхождении – разгрузка продукта. Регулируя возмущающую силу вибраторов, можно изменять степень дробления в пределах 15, в то время как щековая дробилка традиционной конструкции имеет степень дробления около 4. Для снижения динамических нагрузок на фундамент дробилка снабжена упругими амортизаторами.

217