Введение

На сегодняшний день невозможно представить себе промышленность строительных материалов без использования щековых дробилок. По мере своего развития, эти дробилки прошли множество этапов усовершенствования своего устройства.

В развитии щековых дробилок можно отметить появление на рынке крупных дробилок со сложным качанием щеки. Если ранее считалось, что дробилки данного типа можно использовать для дробления материала крупностью до 500 мм при невысокой производительности, то в настоящий момент конструктивные усовершенствования, использование новых сплавов, повышение качества отливки и механической обработки позволили снять эти ограничения.

Максимальный типоразмер дробилок со сложным качанием щеки, выпускаемых отечественной промышленностью, – это ЩДС 8х10. Дробилки с размером загрузочного отверстия до 1500х2000мм и производительностью до 550 м³/ч на российском рынке предлагают зарубежные производители – Metso Minerals, Telsmith, Sandvik, ThyssenKrupp, FFE Minerals.

К преимуществам дробилок со сложным качанием щеки можно отнести меньшую занимаемую площадь, меньшую трудоемкость монтажа и, соответственно, возможность использования в составе мобильных установок и на подземных рудниках.

1. Общие сведения и классификация.

Щековые дробилки в промышленности строительных материалов чаще всего применяются для крупного и среднего дробления кусковых материалов. чаются простотой и надежностью конструкции и несложны в обслуживании. дроблёние материала в щековых дробилках происходит между подвижной и неподвижной щеками путем периодического нажатия подвижной щеки на материал.

Основными параметрами, характеризующими щековую дробилку, являются размеры загрузочного и разгрузочного отверстий. Например, щековая дробилка СМ-888 имеет следующие размеры загрузочного отверстия: ширину 1500 мм; длину 2100 мм; ширину разгрузочного отверстия при полном отходе щеки 180 мм.

Шириной загрузочного отверстия определяется наибольший размер загружаемых кусков. Размер куска принимается равным 0,8+0,85 ширины загрузочного отверстия. От равномерности подачи материала и равномерности распределения его по длине загрузочного отверстия зависит производительность дробилки.

Все существующие типы щековых дробилок можно классифицировать по следующим конструктивным признакам:

По методу подвеса подвижной щеки — на дробилки с верхним подвесом (рис. 1, а, б, г) и с нижним подвесом подвижной щеки (рис. 1, в).

Рисунок 1. Схема щековых дробилок

При нижнем подвесе наибольший размах подвижной щеки будет вверху, у входного отверстия. Серьезным конструктивным весом подвижной щеки является недостатком дробилок с нижним под- то, что самые крупные куски, требующие наибольшего усилия раздавливания, располагаются на самом большом от оси подвеса расстоянии. В результате развивается значительный изгибающий момент, создающий повышенные нагрузки в частях механизмов, и конструкция вследствие этого утяжеляется. Кроме того, незначительный размах подвижной щеки у выходного отверстия может заглушить дробилку, особенно при дроблении вязких материалов. Дробилки с нижним подвесом подвижной щеки в промышленности строительных материалов распространения не получили, поэтому в дальнейшем они не рассматриваются.

При верхнем подвесе наибольший размах щеки получается внизу, у выходного отверстия. В дробилках указанного типа качание щеки может быть как простым, так и сложным.

По конструкции устройства, приводящего в движение подвижную щеку, различают дробилки с шарнирно-рычажным механизмом (см. рис.1, а, б) и дробилки с роликовым (кулачковым) механизмом (см. рис. 1, г). Наиболее распространенный вид механизма привода — шарнирно-рычажный; он прост по конструкции и надежен в работе. Роликовые (кулачковые) механизмы в процессе работы быстро изнашиваются, так как давление от кулачка на ролик передается не по поверхности, а по линии. Поэтому необходимо изготовлять кулачки и ролики из высококачественных легированных материалов, что удорожает стоимость механизма.

По характеру движения подвижной щеки — на дробилки с простым (см. рис. 1, а) или со сложным движением (см. рис. 1, 6). В дробилках со сложным движением подвижная щека подвешивается на эксцентриковом валу и качается не только около оси вала, но и движется вдоль плоскости щеки.

При анализе кинематических схем щековых дробилок с простым и сложным движением щеки, проведенном Б. В. Клушанцевым, установлено следующее. Траектории движения точек подвижной щеки у дробилки со сложным движением (см. рис. 1, 6) представляют собой замкнутые кривые, причем в верхней части эта кривая — эллипс, приближающийся к окружности, в нижней части — эллипс сильно вытянутый. Приняв горизонтальную составляющую хода нижней точки щеки равной х, получим горизонтальную составляющую верхней точки равной (1,2-1,5) х; вертикальные составляющие ходы в нижней точке будут равны З х, а в верхней - (2 - 2,5) х (см. рис.2).

Траектории движения точек подвижной щеки у дробилок с простым движением представляют собой дуги окружностей с общим центром, находящимся на оси подвеса щеки.

При величине горизонтальной составляющей хода нижней точки подвижной щеки, равной х, горизонтальная составляющая в верхней точке будет равна примерно 0,3 х; вертикальная составляющая хода нижней точки подвижной щеки будет равна 0,3 х, верхней — 0,14 х (см. рис. 2).

Срок службы футеровки щек находится в прямой зависимости от величины вертикальной составляющей хода щеки. Следовательно, срок службы футеровки у дробилок со сложным движением щеки ниже, чем у дробилок с простым движением щеки.

Рисунок 2. Кинематические схемы щековых дробилок: а — с простым движением щеки; б — со сложным движением.

Недостатком дробилок с простым движением является малый ход сжатия в верхней части камеры дробления. В верхнюю часть камеры дробления попадают крупные куски материала, для надежного захвата и дробления которых необходим больший ход, чем в нижней части, где дробятся куски меньших размеров и формируется готовый продукт. Поэтому в нижней части камеры дробления ход сжатия должен быть соответственно меньше, для дробилки с простым движением щеки характерно обратное явление, когда наибольший ход сжатия (размах качания) наблюдается в нижней части подвижной щеки, в верхней же части этот ход значительно меньше.

В дробилках со сложным движением (рис. 2, 6) подвижная щека шарнирно подвешена на эксцентричной части приводного вала. Нижняя часть подвижной щеки шарнирно установлена на распорной плите, которая одним концом опирается на регулировочное устройство.

Дробилка со сложным движением проще по конструкции, компактнее и менее металлоемка, чем другие дробилки. Траектории движения точек подвижной щеки этой дробилки представляют собой замкнутые кривые. В верхней части камеры дробления эти кривые — эллипсы, приближающиеся к окружности, в нижней части — вытянутые эллипсы.

Типоразмер дробилки характеризует ширина приемного отверстия В (расстояние между дробящими плитами в верхней части камеры дробления в момент максимального отхода подвижной щеки). Этот размер определяет максимально возможную крупность кусков, загружаемых в дробилку Dmах, принимаемых равными 0,85, от ширины приемного отверстия, т. е. Dmах = 0,85В. Другим важным параметром служит длина приемного отверстия, т. е. длина камеры дробления L, определяющая, сколько кусков диаметром Dmах может быть загружено одновременно. Размер приемного отверстия щековой дробилки является ее главным параметром и обозначается В Х L.

В зависимости от главного параметра В Х L (мм) щековые дробилки, выпускаемые отечественной промышленностью, составляют следующий размерный ряд: 160х250,250х400, 250 х900, 400 х900, 600х900, 900х 1200, 1200 х 1500, 1500х2100 мм, т. е. всего восемь типоразмеров, из которых пять первых относятся к дробилкам со сложным движением подвижной щеки, три последних — с простым. Перечисленный ряд определен в результате многолетнего опыта по созданию и эксплуатации щековых дробилок.

Важным параметром щековой дробилки является размер выходной щели b(рис. 2), определяемый как наименьшее расстояние между дробящими плитами в камере дробления в момент максимального отхода подвижной щеки. Размер выходной щели — параметр переменный, ее можно регулировать при помощи специального устройства, что позволяет изменять крупность готового продукта или наоборот поддерживать постоянной в течение длительного времени независимо от степени износа дробящих плит.