Щековые дробилки

Щековые дробилки широко применяются в цементной про­мышленности вследствие относительной простоты конструкции и возможности их изготовления в больших количествах; обычно они используются для первичного дробления (рис. 3.1) [30].

Дробление загружаемого материала происходит между двух щек, одна из которых неподвижна, а другая перемещается под действием коленчатого рычага. Щеки футерованы рифлеными броневыми плитами из закаленного литья или твердой стали. Рама машины выполнена из стального литья. В крупных маши­нах рама собирается из 4—б стальных плит.

На рис. 3.2 показана схема дробления материала рифлены­ми броневыми плитами щековой дробилки.

Поверхность броневых плит имеет продольные ребра. На рис. 3.3 показаны различные конструкции ребер броневых плит щековых дробилок.

Для дробления твердых, полутвердых и хрупких материалов применяется конструкция броневых плит, показанная на рис. 3.3, а. Угол между гранями рифлений составляет 90—100°. Для дробления крупного и очень твердого каменного материала риф­ления должны иметь волнистую форму, .как показано на рис.

Щековые дробилки

Щековые дробилки

Рис. 3.1. Поперечный разрез щековой дробил­ки

Рис. 3.2. Схема действия рифленых бронеплит

3.3,6; здесь угол между гранями ребер должен равняться 100— 110°. Для дробления крупных очень твердых глыб применяются броневые плиты с рифлениями, отстоящими друг от друга на не­которое расстояние (см. рис. 3.3, в). Для случая, показанного на рис. 3.3, а, наилучшим отношением ширины рифлений t к их вы­соте h является t: h — 2—3, а для случая, показанного на рис. 3.3, в, — t: Я = 4—5.

В зависимости от размеров загружаемого материала ширина рифлений в щековых дробилках первой стадии составляет 50— 150 мм. В щековых дробилках второй стадии ширина рифлений равна 10—40 мм.

Ширина выходного отверстия дробилки е (рис. 3.3.а), изме­ряется от основания рифления одной плиты до выступающего края рифления плиты, противолежащей первой (рис. 3.3, а и б); на рис. 3.3, в размер е представляет собой расстояние между плоскостями плит.

При дроблении очень твердых материалов в рифлениях воз­никают боковые усилия, оказывающие неблагоприятное воздей­ствие на вал щеки; в таких случаях рекомендуется применять гладкие броневые плиты.

Для первичного дробления известняка успешно применяют­ся так называемые превышающие рифления. В этом случае каждый третий или четвертый зуб выполняется более высоким, чем остальные, что предотвращает попадание пластинчатых или
игольчатых частиц в дробимый материал. Плиты щековых дро­билок с такой формой рифлений показаны на рис. 3.4.

Обычно наибольшему износу подвергается нижняя часть плиты неподвижной щеки; нижняя часть плиты подвижной ще­ки изнашивается в несколько меньшей степени. Конструкция бро­невых плит позволяет в случае износа повернуть их на 180°; при этом изношенная часть оказывается вверху, что позволяет уве-

Щековые дробилки

Рис. 3.3. Различные конструкции бронеплит щековых дробилок

5000 г на наоар плит ше/иг

Щековые дробилки

Рис. 3.4. Броневые листы с рифлениями нормальной (2) и увеличенной (1) высоты

Рис. 3.5. «Полезная жизнь» футеровки дробилок в зависи­мости от твердости дробимого материала

Порсрир Гранит

Сбиниоёа-цинковые руды

К&арциты

Габбро

Диорит

Базальт

Магнетит

Сиенит

Песчаник

Педнар руда

Сланцы

Доломит

ИзЬестняк

Личить срок службы броневых плит. Броневые плиты изготовля­ются из марганцовистой стали с содержанием Мп 12—14%. В зависимости от твердости дробимого материала срок службы броневых плит составляет от 800 до 1000 рабочих часов.

На рис. 3.5 схематически показано изменение срока службы дробящих щек в зависимости от их износа под действием раз­личных измельчаемых материалов; в качестве единицы измере­ния принято количество обрабатываемого материала в тоннах

Удельный износ дробящих плит составляет от 5 до 30 г на 1 т материала. Бонд [32] приводит значение удельного износа от 20 до 45 г/т.

По данным, полученным в СССР, затраты, связанные с изно­сом дробящих плит из марганцовистой стали, составляют 13— 39% всех эксплуатационных затрат [33].

Бортовые плиты, называемые также клиновыми, ограничива­ют зону дробления; они изготовляются из такого же материала, что и плиты щек, но изнашиваются значительно слабее. Приве­денные выше данные об износе плит включа­ют также и клиновые плиты.

Рифления составляют 18—25% веса бро­невых плит, поэтому при замене плит теряет­ся 75—82% ценной марганцовистой стали. В последнее время разработаны дробящие плиты, в которых рифления составляют 50% веса плит;

Другим конструктивным решением явля­ются дробящие плиты сводчатой формы (рис. 3.6).

Сводчатыми плитами может быть зафуте — рована как одна, так и обе дробящие щеки. Выходное отверстие в дробилках со сводчаты­ми броневыми плитами более длинное, чем в дробилках с плоскими плитами. Это способст­вует более равномерному износу" броневых плит и повышению однородности зернового состава материала. В зависимости от размеров дробилки ради­ус сводчатых плит составляет от 1500 до 2000 мм.

На рис. 3.7 показана дробилка [34] со сводчатыми дробя­щими плитами, имеющими выпукло-вогнутую поверхность; при этом достигается увеличение рабочего объема и повышение производительности по сравнению с выпуклыми плитами.

На рис. 3.8 показаны различные конструкции щек и связан­ный с ними рабочий объем в зависимости от размеров дроби­мого материала.

Угол между щеками дробилки относительно невелик и ра­вен 15—20°. Этот угол определяет степень измельчения в ще­ковой дробилке: чем меньше угол, тем меньше степень измель­чения. При угле между щеками дробилки, равном 15—20°, сте­пень измельчения составляет 4—6.

Разработаны дробилки различных конструкций, имеющие ряд особенностей. Однако обычно применяют дробилки двух основных типов: дробилки с коленчатым рычагом, также назы­ваемые дробилками Блэка (рис. 3.9), и дробилки с кулачковым механизмом (рис. 3.10) [35].

В дробилке с коленчатым рычагом подвижная щека переме­щается вперед и назад и раздавливает загруженный материал; при этом как на материал, так и на щеки дробилки передается значительное давление.

Щековые дробилки

Рис. 3.6. Сводча­тые дробящие плиты

Такие дробилки в основном служат для дробления твердых

Щековые дробилки

Рис. 3.7. Щековая дробилка с выпукло-вогнутыми дробящими плитами

Щековые дробилки

Щековые дробилки

Щековые дробилки

Рис. 3.8. Различные конструкции щек Рис. 3.9. Схема дробилки с коленча — дробилок тым рычагом и двумя распорными

Щековые дробилки

4

51

Плитами

Рис. ЗЛО. Схема дробилки с кулач-і

Ковым механизмом " —
и очень твердых материалов, загружаемых крупными кус­ками.

В дробилке с кулачковым механизмом (см. рис. 3.10) форма движения подвижной щеки иная. Здесь щека движется не толь­ко вперед и назад, но также вверх и вниз. Дробление материа­ла происходит под действием смятия с трением, т. е. одновре­менно действуют давление и трение. Такие дробилки служат для дробления материалов средней плотности с небольшими размерами загружаемых кусков.

Частота вращения вала дробилки. Частота вращения вала наряду с размерами щековой дробилки определяет ее произво­дительность. Однако частота вращения не должна быть слиш­ком большой, так как опыт эксплуатации показал, что при уве­личении ее выше определенного предела производительность дробилки перестает возрастать. Скорость перемещения под­вижной щеки вперед и назад должна быть рассчитана так, чтобы раздробленный материал успевал покидать дробилку через выходное отверстие. Для расчета частоты вращения щеко­вой дробилки применяется формула

N = 665K(tga)/i,

Где п — частота вращения, об/мин; a — угол между щеками дробилки, град; s — ход щеки, см.

Пример 3.2. Размеры выходного отверстия дробилки равны 900Х Х1200 мм, угол между дробящими щеками 22°, ход подвижной щеки 3 см;

П = 665|/(tg 22°)/3 = 240 об/мин.

Однако с учетом трения, возникающего между щеками дробилки и дро­бимым материалом, в качестве верхнего предела рекомендуется 170 об/мин

Для практических целей приведенную выше формулу можно использо­вать в следующем виде:

"практ = 600 V(tg a) Is.

Если учесть, что в большинстве щековых дробилок а=20°, то получим упрощенную формулу для определения частоты вращения:

N= 360/]/s.

Предохранение от перегрузок. Твердые посторонние пред­меты, попадающие в материал, например куски металла, зубья ковшей экскаваторов и т. д., могут стать причиной разрушения различных деталей щековой дробилки. Для предотвращения такой возможности в конструкцию распорных плит коленчато­го рычага включается предохранительное устройство, прини­мающее на себя перегрузки от недробимых посторонних пред­метов и тем самым предохраняющее дробилку от повреждений. На рис. 3.11 показаны две различные конструкции распорных плит коленчатого рычага с заданными линиями разрушения.

После разрушения плиты коленчатого рычага необходимо заменять, что приводит к длительным простоям. Чтобы исклю­чить простои, разработан гидравлический предохранитель от перегрузки, который автоматически удаляет недробимые пред­меты из дробильной камеры без остановки процесса производ­ства. На рис. 3.12 показана схема действия гидравлического предохранителя от перегрузки [37].

В этом случае неподвижная щека дробилки выполнена в виде балансира, который может поворачиваться вокруг оси в верхней части щеки. Нижний конец щеки оперт на три гид­равлических цилиндра, поршни которых находятся в переднем крайнем положении при неподвижном балансире.

Щековые дробилки

Когда между щеками дробилки попадает предмет, не под­дающийся дроблению, возникает избыточное давление, пере­дающееся на гидравлическую систему балансира. Балансир по­ворачивается, и посторонний предмет выпадает из дробильной камеры. Затем гидравлический цилиндр возвращает балансир в переднее рабочее положение. Во время этого процесса авто­матически прекращается загрузка материала, а привод дро­билки продолжает работать. Дополнительные затраты на уста­новку гидравлического предохранителя от перегрузки состав­ляют около 25% стоимости дробилки.

Производительность. Таггарт предложил следующую фор­мулу для практического определения производительности щеко­вых дробилок:

Q = 0,093M,

Где Q — производительность дробилки, т/ч; Ь — ширина щеки, см; d — размер кусков исходного материала, см.

Эта формула обычно хорошо согласуется с практическими данными для дробилок средней величины. Для крупных дро­билок она дает заниженные результаты.

Другую формулу для определения производительности ще­ковых дробилок разработал Левенсон:

Q = 150пШцу,

Материал

Гладкие щеки

Рифленые щекн

Естественная смесь

1,4- Ю-4

1,00-ю-4

Просеянная смесь

1,25-10—4

8,5-ю-5

Крупные куски

1,00-ю-4

7,0-10—5

Где Q — производительность дробилки, т/ч; п — частота вращения вала приво­да, об/мин; Ъ — ширина подвижной щеки, м; s — амплитуда колебаний под­вижной щеки, м; d — средний размер кусков исходного материала, м; |л — сте­пень заполнения дробимым материалом (в зависимости от физических свойств материала принимается равной от 0,25 до 0,5); y — объемная масса дроби­мого материала, т/м3.

Пример 3.3. Требуется определить производительность щековой дро­билки прн следующих исходных данных: частота вращения главного вала 170 об/мин, ширина подвижной щеки 1,2 м, амплитуда колебаний подвижной щеки 45 мм = 0,045 м, средний размер дробимого материала 0,17 м, а его объ­емная масса 2,7 т/м3.

Решение:

А) по формуле Левенсона

Q = 150-170.12-0,045-0,17-0,3-2,7 = 190 т/ч;

Б) по формуле Таггарта

Q = 0,093-120-17 = 190 т/ч.

Таким образом, при расчете по формулам обоих авторов получена оди­наковая производительность щековой дробилки.

Прескотт разработал приближенную формулу, по которой производительность щековой дробилки составляет около 0,1 т/ч на 1 кв. дюйм (6,45 см2) загрузочного отверстия.

Гискинг предложил формулу, пригодную для определения производительности щековых и крупных конусных дробилок:

Q = cyBSetibr],

Где Q — производительность, т/ч; С — коэффициент, зависящий от мелкой фракции загружаемого материала и поверхности щек дробилки (табл. 3.5. 1);

Таблица 3.5.2. Техническая

Размеры заг­рузочного от­верстия, дюйм

Транспортная масса дро­билки, фунт

Частота вращения ведущего вала, об/мин

Примерная производительность в кор. т/ч ємная масса дробленого

Ширина выходного отверстия дро

2

2,5

3

3,5

4

4,5

36X42

124 200

200

160

184

206

228

256

36X48

142 200

180

208

240

270

300

42X48

197 200

170

258

290

320

48X60

305000

140

352

385

56X72

470 500

120

430

54X84

505000

110

550

60X84

550 000

110

550

Y •—объемная масса материала, кг/дм3; В — длина выпускного отверстия в щековых дробилках или периметр выпускного отверстия в конусных дробил­ках, см; S — ширина выпускного отверстия, см; е — амплитуда колебания или ход, см; п — частота колебаний или ходов в 1 мин; b — поправочный коэффи­циент для учета угла наклона щек дробилки; для 26° 6=1, при уменьшении угла на 1° коэффициент Ь возрастает на 3%; г| — отношение теоретической производительности к фактической, принимается равным 0,8—0,9.

Пример 3.4. Рассчитать производительность щековой дробилки с размерами загрузочного отверстия 1200×900 мм, частотой колебаний в 1 мин, равной 180, амплитудой колебаний е=40 мм и шириной выходного отверстия S = 20 см. Дробилка имеет гладкие щеки, угол между щеками равен 19° (& = = 1,21). Дроблению подвергается известняк без предварительного просеива­ния (крупные куски), у=1,7; ті принимается равным 0,8.

Решение: Q = 0,0001 • 1,7• 120• 20• 4 • 180• 1,21 • 8 = 280 т/ч.

Пример 3.5. Требуется определить производительность щековой дро­билки при следующих исходных данных: размеры загрузочного отверстия 47X36 дюймов, частота хода 180 в 1 мин, амплитуда колебаний е=1,5 дюйма, ширина выходного отверстия 8 дюймов, объемная масса материала 100 фунт/куб. фут; все остальные величины такие же, как в примере 3.2.

Решение: Q = 0,0000312-100-47-8-1,5-180-1,21 -0,8 = 305 т/ч (кор. т/ч); 305-0,907 = 280 т/ч (метрических).

Мощность привода. Мощность привода щековых дробилок определяется следующим образом:

А) по формуле Виарда /V=0,0155 bD,

Где N — мощность двигателя щековой дробилки, л. с.; & — ширина подвижной щеки дробилки, см; D — максимальный размер кусков загружаемого материа­ла, см;

Б) по формуле Левенсона

ПЬ (D* — 0s)

Где N — мощность двигателя щековой дробилки, л. с.; п — частота вращения ведущего вала, об/мин; & —ширина подвижной щеки дробилки, м; D — сред­ний размер кусков загружаемого материала, м; d — средний размер кусков дробленого материала, м.

Пример 3.6. Требуется определить мощность двигателя щековой дро­билки при следующих исходных данных: ширина щеки дробилки 1,2 м, часто­та вращения ведущего вала 170 об/мин; размер кусков загружаемого мате-

Характеристика американских дробилок

В зависимости от ширины выходного отверстия (объ — материала 1600 кг/м1)

Размеры ведущего колеса, дюйм

Размеры маховика, дюйм

Макси­мальная потребная мощность привода, л. с.

Билки в

Закрытом состоянии, дюйм

1 5

6

? 1

8

9

10

Її

286

345

400

78X15

78X15

125

330

390

450

78X15

78X15

125

350

410

475

535

96X18

96X18

150

428

500

618

686

108X21

108X21

200

490

575

680

820

810

120X24

120X24

250

610

710

790

890

1000

1110

1220

144X30

144X30

300

610

710

790

890

1000

1110

1220

144X30

144X30

300

Размеры загрузочного отверстия, мм

Параметр

1200X 900

1500X1200

2500X2100

Максимальная крупность загружае­

650

800—850

1000

Мого материала, мм

Диаметр маховика, мм

2100

3000

3200

Ширина маховика, мм

544

720

1020

Частота вращения ведущего вала,

170

135

100

Об/мин

Двигатель привода, л. с.

150

235

360

Ширина выходного отверстия, мм

150—200

200—250

250—300

Производительность, т/ч

175—200

255—350

400—500

Масса дробилки, т

68

120

210

Габариты дробилки, мм:

Ширина

3764

4450

5730

Высота

2260

3840

4300

Длина

4480

5580

6810

Риала 0,50 м, максимальный размер 0,65 м; размер кусков дробленого мате­риала 0,17 м. Решение:

А) по формуле Левенсона

170-1,2(0, р-0,17.) 0,34

Б) по формуле Виарда

N = 0,0155-120-65= 121 л. с.

Для повышения надежности выбирают двигатель мощно­стью, превышающей расчетную на 10—15%. что обеспечивает запас мощности для перекрытия неравномерностей в массе за­гружаемого материала. Практически удельные затраты энергии составляют от 0,3 до 0,6 кВт-ч на 1 м3 материала средней твер­дости [39].

Затраты энергии на дробление 1 м3 материала зависят от размеров дробилки и составляют, кВт-ч:

Для малых дробилок………………………………………………………………………….. 1,10—2,20

Для средних дробилок……………………………………………………………………….. 0,75—1,10

Для крупных дробилок………………………………………………………………………. 0,35—0,75

В табл. 3.5.2 приведены данные по американским дробилкам (401". Данные приведены в дюймах, фунтах и «коротких» тон­нах (1 кор. т=907кг).

В табл. 3.5.3 приведены данные по щековым дробилкам со­ветского производства (УЗТМ) [41].

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *