Виды щековых дробилок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Виды щековых дробилок

Введение

В щековой дробилке использован эффект раздавливания материала между двумя поверхностями при сравнительно медленном нарастании давления. Вместе с жерновами и ступкой щековая дробилка представляет собой одну из старейших конструкций для крупного и среднего дробления материалов твердых и средней твердости. Так известны с начала XIX века средства для раскалывания орехов - Щелкунчик, описанные в широко известной сказке Э.Т.А. Гофмана и балете «Щелкунчик». Щековая дробилка изобретена в 1858 г. Американцем Блеком. Промышленная щековая дробилка была изготовлена в середине XIX века в США, тогда же началось ее массовое внедрение и замена тяжелого ручного труда практиковавшегося повсеместно до этого. Толчком к развитию щековых дробилок послужила важная особенность процесса дробления - его стоимость. Дробление - один из наиболее дорогостоящих процессов обогащения по количеству расходуемой энергии, стоимости ремонта, замены быстроизнашивающихся дробящих частей, а также по первоначальной стоимости самого оборудования технологического процесса, требующего применения высококачественных металлов. В среднем стоимость дробильного оборудования составляет около 50-60% от стоимости всего оборудования, а расходы на дробление доходят до 40-45% от всех эксплуатационных расходов. В связи с этим конструкторы XIX века направили свои усилия на разработку оптимального механизма дробления, который позволил бы снизить затраты на процесс дробления.

1. Общие параметры и классификация щековых дробилок

Рабочими элементами щековых дробилок являются две щеки: неподвижная и качающаяся. Щеки образуют пасть. Материал поступает в пасть сверху. При сближении щек куски материала разрушаются, а при расхождении измельченный материал высыпается через нижнюю щель пасти.

Чтобы избежать поломки сложных и дорогостоящих деталей машины при случайном попадании в нее посторонних предметов (куски рельс, кувалды и т. П.), предусматривают преднамеренный выход из строя простейших деталей. В щековой дробилке такой деталью является одна из нажимных плит, которая при перегрузке ломается, либо, если плита клепаная, срезаются заклепки. Плиты с клепками предпочтительнее, так как после поломки их можно использовать повторно.

Щековые дробилки классифицируются по характеру качания подвижной щеки, по методу подвеса подвижной щеки, по конструкции устройства, приводящего в движение подвижную щеку.

2. Дробилки с верхним и нижним подвесом привода подвижной щеки

В зависимости от расположения оси подвижной щеки различают щековые дробилки с верхним и нижним подвесами.

Подвижную щеку подвешивают на оси за верхний конец как показано на рис. 1, а, б, в и е, либо за нижний - рис. 1, г и д.

При верхнем подвесе наибольший размах совершает нижний конец подвижной щеки и ширина выходной щели переменная.

Гранулометрический состав выходящего через эту щель измельченного материала различен.

Рис. 1. Варианты подвеса и привода подвижной щеки:

а - верхний подвес и вертикальный шатун; б - верхний подвес на эксцентриковом валу; в-верхний подвес и горизонтальный шатун; г - нижний подвес и вертикальный шатун; 0 - нижний подвес и горизонтальный шатун; е - верхний подвес двусторонней щеки и вертикальный шатун; е - эксцентриситет

При нижнем подвесе наибольшее качание совершает верхний конец подвижной щеки. Нижний конец щеки зафиксирован осью, поэтому ширина выходной щели остается постоянной. Это позволяет получать продукт с более однородным гранулометрическим составом. Однако в результате постоянства ширины выходной щели создаются застойные зоны в нижней части пасти дробилки. Это затрудняет выход измельченного материала, снижает производительность и повышает расход энергии на единицу готового продукта. Поэтому щековые дробилки с нижней опорой подвижной щеки изготовляют небольшой производительности и применяют в основном для исследовательских целей.

Щековые дробилки с верхним подвесом подвижной щеки получили широкое промышленное применение при дроблении полезных ископаемых и в различных отраслях промышленности, где приходится иметь дело с разрушением больших масс крупных кусков различных пород.

Из щековых дробилок с верхним подвесом подвижной щеки наибольшее распространение на обогатительных фабриках получила дробилка с вертикальным шатуном.

Дробилки с верхним подвесом и простым движением подвижной щеки дают неодинаковый продукт дробления. Однако у этих дробилок на эксцентриковом валу возникают нагрузки меньшие, чем у дробилок других конструкций.

Щековые дробилки с эксцентриковым приводом, принимающие куски до 2 м, устанавливаются главным образом в карьерах. Они способны дробить природные материалы любой прочности со степенью дробления до 4. Конструктивная схема этих машин существует около 150 лет. Подобные дробилки меньшего размера могут устанавливаться в помещении корпуса первичного дробления горно-обогатительных фабрик, на самоходных и транспортируемых дробильно-сортировочных установках.

3. Виды щековых дробилок по характеру качания подвижной щеки

По характеру качания подвижной щеки они подразделяются на дробилки с простым, сложным и комбинированным движением щеки.

Рис. 2. Кинематические схемы щековых дробилок

а) дробилка с простым качанием подвижной щеки; б) дробилки со сложным качанием подвижной щеки.

Дробилки с простым движением подвижной щеки

На обогатительных фабриках, карьерах и шахтах при крупном дроблении руд и других материалов широко применяются щековые дробилки с верхним подвесом и простым движением подвижной щеки. Эти мощные щековые дробилки имеют простую конструкцию и небольшую высоту, надежны в работе.

Рис. 3. Щековая дробилка с верхнем подвесом подвижной щеки и с вертикальным шатуном

Станина дробилки образуется передней 1 и задней 2 и двумя боковыми стенками. Она может быть литой или сварной, разборной или неразборной. Передняя стенка станины является одновременно неподвижной щекой.

Подвижная щека 4 шарнирно подвешена на оси 5, опирающейся на подшипники, укрепленные в боковых стенках станины. Конструктивно эта ось размещена выше загрузочного отверстия на расстоянии, составляющем 0,4-0,65 ширины выходной щели. Камера дробления щековой дробилки образуется передней стенкой, подвижной щекой и боковыми стенками. Дробящие плиты изготавливаются из марганцовистой стали (с содержанием 12-14% Мn) или отбеленного чугуна, в большинстве составными с криволинейной поверхностью и параллельной зоной внизу. Криволинейная поверхность плит способствует созданию лучших условий для разрушения материала, удлинению срока службы плит и увеличению производительности дробилок на 10-20%, а параллельная зона повышает однородность продукта дробления. Рифление плит характеризуется отношением высоты зуба к шагу (расстоянию между вершинами гребней) и принимается от 1: 4 до 1: 2. Чем меньше шаг зубьев, тем мельче и однороднее продукт дробления. Зубья одной плиты должны находиться против впадин другой, что обеспечивает изгиб материала. Хорошо себя показали так же дробилки без рифления поверхностей, они имеют наименьший износ и более однородный продукт дробления.

В настоящее время по сравнению с прежними конструкциями для увеличения степени дробления щековые дробилки изготовляют с увеличенной высотой камеры дробления. Эта высота примерно в 2-3 раза больше ширины приемного отверстия. Подвижная щека получает движения от коленчатого (эксцентрикового) вала 7, опирающегося шейками на подшипники, укрепленные в боковых стенках станины дробилки. На эксцентрике вала 7 свободно висит вертикальный шатун 8. Нижний, висящий конец шатуна имеет гнезда, в которых помещены вкладыши 9 и 10, а в них свободно вставлены одним концом распорные плиты 11 и 12. Другими концами распорные плиты вставлены в вкладыши 13 в гнезде на подвижной щеке и 14 в гнезде на упорной детали 15 (правая плита), закрепленной на задней стенке станины. Свободно вставленные в вкладыши распорные плиты не выпадают, так как на них давит тяжелая подвижная щека, стремящаяся повернутся вокруг оси 5 и занять вертикальное положение. Это давление усиливается пружиной 16, оттягивающей при помощи тяги 17 подвижную щеку.

При вращении коленчатого вала нижний конец шатуна совершает возвратно-поступательные движения в вертикальном направлении. При движении шатуна вместе с ним движутся и вставленные в вкладыши 9 и 10 концы распорных плит 11 и 12. При этом другими концами они давят на вкладыши в гнездах подвижной щеки и упорной детали. Усилия, действующие вдоль распорных плит, заставляют подвижную щеку поворачиваться на некоторый угол вокруг оси подвеса и приближаться к неподвижной щеке. Ходу шатуна вверх, совершающемуся в течение половины оборота коленчатого вала, соответствует приближение щек и раздавливание (дробление) ими кусков материала. Для раздавливания необходимо, чтобы ход щеки был больше относительного упругого сжатия кусков. Ход щеки на горизонте приемного отверстия делается равным примерно одной сотой ширины приемного отверстия. Пол оборота коленчатого вала, при котором происходит дробление материала, называется рабочим ходом. При движении шатуна вниз вместе с ним также движутся концы распорных плит. Подвижная щека под действием своей массы и оттягивающей пружины поворачивается вокруг оси и отходит от неподвижной щеки. При этом увеличивается ширина выходной щели и дробленый материал выпадает из дробилки. Пол-оборота коленчатого вала, при котором происходит разгрузка дробленого материала, называется холостым ходом. В связи с наличием холостого и рабочего ходов у щековых дробилок нагрузка на приводной двигатель крайне неравномерная. Для выравнивания нагрузок на коленчатый вал надеваются два массивных маховика 18, аккумулирующих энергию при холостом и отдающих ее при рабочих ходах.

Дробящее усилие в щековой дробилке с верхним подвесом вала и вертикальным шатуном передается через распорные плиты. Поэтому сухари, в которые входят концы плит, а также сами концы плит делаются сменными из материала большой твердости, чтобы противостоять большим нагрузкам и износу, тем более что смазывать эти узлы очень трудно. Заднюю распорную плиту используют для предохранения дробилок от поломки при попадании в камеру дробления недробимых предметов. Эта плита изготавливается с пониженной прочностью и ломается при попадании в дробилку случайных металлических предметов. После устранения причины поломки устанавливают новую распорную плиту.

Ширина выпускной щели регулируется заменой распорных плит, а у дробилок малого размера - при помощи прокладок и регулировочных клиньев, которые протягиваются установочными болтами.

Щековые дробилки приводятся в движение от электродвигателя с помощью клиноременной передачи, фрикционных муфт или муфты обгона микропривода. Массивность движущихся частей (подвижная щека и маховики) затрудняют запуск дробилок. При трехступенчатом пуске дробилки вначале приводится во вращение маховик, выполняющий роль приводного шкива. Затем его движение передается при помощи муфты приводному валу дробилки и наконец приводится во вращение второй маховик. Сцепление маховиков с валом происходит при помощи муфт, которые устанавливаются на обоих концах эксцентрикового вала. При пуске с помощью фрикционных муфт и микропривода муфта обгона соединяет вал ведущего клиноременного шкива главного привода с выходным валом редуктора микропривода. При этом микропривод медленно вращает муфту обгона, которая, заклиниваясь, вращает вал ведущего шкифа.

После того как эксцентриковый вал тронулся, с выдержкой 20-40 с включается главный электродвигатель и дробилка запускается. При наличии микроприаода с муфтой обгона фрикционные муфты на эксцентриковом валу дробилки выполняют роль предохранительного устройства. Применение микропривода позволяет запускать дробилку под завалом.

Трущиеся части дробилки смазывают жидкой и консистентной смазкой. Жидкое масло применяется для смазки подшипников коленчатого вала и головки шатуна, консистентная смазка - для подшипников подвижной щеки и сухарей в гнездах распорных плит.

Циркуляционная система жидкой смазки включает в себя масляный бак-отстойник, шестеренчатый масляный насос с индивидуальным электродвигателем, фильтр, холодильник и систему трубопроводов с приборами для измерения давления и температуры. Масло из бака-отстойника насосом прогоняется через фильтры и холодильник и затем подается к подшипникам эксцентрикового вала по трубопроводу и к головке шатуна по гибкому шлангу. Из подшипников масло по отводящему трубопроводу поступает обратно в бак-отстойник и вновь идет в циркуляцию. Циркулирующая жидкая смазка одновременно охлаждает трущиеся части. Трудность подачи к подшипникам коленчатого вала и головке шатуна масла в количествах, достаточных для отвода тепла, а также тяжелые условия их работы заставляют, наряду с циркулирующей смазкой, для дробилок больших размеров применять также водное охлаждение. Охлаждающая вода подается и отводится по особым трубопроводам.

Подшипники качающейся щеки и сухари в гнездах распорных плит смазываются через определенные промежутки времени консистентными смазками, поступающими по системе трубок от специальной автоматической или ручной станции смазки.

Системы жидкой и густой смазки по составу оборудования почти одинаковы для дробилок всех типов и в-основном различаются производительностью.

На дробилках с простым движением при малой вертикальной составляющей хода сжатия дробящие плиты служат в несколько раз дольше, чем на дробилках со сложным движением, где величина этого хода намного больше. В этом заключается преимущество кинематической схемы дробилки с простым движением. Другим преимуществом этой кинематической схемы является обеспечение большого выигрыша в силе в верхней части камеры дробления (рычаг 2-го рода), что очень важно при дроблении кусков горной массы больших размеров и высокой прочности.

Недостатком дробилок с простым движением является малая величина хода 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.

В дробилке с простым движением щеки наблюдается обратное явление, т.е. наибольший ход сжатия (размах качания) имеет низ подвижной щеки, в верхней же части этот ход значительно меньше.

Дробилки со сложным движением подвижной щеки

В последние годы начали применять щековые дробилки со сложным движением щеки.

В дробилке со сложным движением точки поверхности подвижной щеки описывают в средней части замкнутые эллипсы, в верхней части - кривые, близкие к окружностям, а в нижней части - дуги, близкие к прямым линиям. Поэтому в таких дробилках материал измельчается не только раздавливанием, но и истиранием. Продольное перемещение подвижной щеки способствует продвижению материала вниз и увеличению производительности дробилки.

Эти дробилки имеют меньшие габаритные размеры и массу, чем дробилки с простым движением щеки при одинаковой производительности. Такие дробилки имеют больший износ дробящих плит, поэтому их применение в промышленности ограниченно.

Рис. 4. Щековая дробилка со сложным качанием щеки типа ЩДС

Неподвижная щека 1 является частью станины дробилки. Подвижная щека 13 с помощью подвижного подшипника подвешена на эксцентриковом валу 2, который вращается по часовой стрелке. Распорная плита 11 одним концом опирается о вкладыш 12 подвижной щеки, а другим - о вкладыш 9 упора 8. Между этим упором и станиной дробилки помещен клин 7, закрепленный на двух винтах 5 с гайкой. Изменением положения клина 7 в вертикальной плоскости регулируется ширина выходной щели дробилки. Необходимый контакт между подвижной щекой и распорной плитой обеспечивается тягой 10 с пружиной 6, натяжение которой регулируется гайкой. Эксцентриковый вал 2, смонтированный в коренных подшипниках 3 корпуса, приводится в движение от электродвигателя посредством клиноременной передачи шкива 4. Внутренние поверхности рабочего пространства дробилки футеруются сменными плитами 14 и 15.

Дробилки со сложным качанием рекомендуется применять для мелкого и среднего дробления вязких пород; но теперь их начали применять и для дробления твердых и крупных материалов (степень дробления до 10).

Дробилки с двумя подвижными щеками

Рис. 5. Щековая дробилка с двумя подвижными щеками

Щековая дробилка с двумя подвижными щеками (рис. 5) предназначена для дробления материалов высокой прочности крупностью до 210 см. Она состоит из станины 3, щеки 2 с валом и шкивом, щеки 1 с валом и приводом. Стенки рабочего пространства футерованы плитами из марганцевой стали. Ширина выходной щели регулируется винтовым механизмом с трещоткой. Синхронность движения щек достигается применением зубчатой передачи.

Дробилка оборудована предохранительным устройством. Испытания этой дробилки показали, что её производительность примерно в два раза выше, чем у дробилок со сложным качанием щеки. Однако, такая конструкция значительно сложнее, чем с одной подвижной пластиной и применяется редко.

Дробилки с комбинированным движением подвижной щеки

Дробилки с комбинированным движением подвижной щеки имеют два эксцентриковых вала; на один надета подвижная щека, а на другой - шатун. Подвижная щека получает не только сложные движения, но и колебательные движения, имеет большой ход, как в верхней, так и в нижней частях дробилки, что оказывает существенное влияние на увеличение ее производительности.

Установлено, что дробилки с комбинированным движением щеки при прочих равных условиях имеют:

а) производительность на 40-50% выше дробилок с простым движением щеки;

б) вертикальную проекцию хода подвижной щеки, определяющую интенсивность ее износа в 2,5-3 раза меньше по сравнению с дробилками со сложным движением щеки;

в) удельную производительность примерно на 25% больше.

Заключение

Щековая дробилка является универсальной машиной для дробления материалов. Применяется на горных породах любой прочности, на шлаках, некоторых металлических материалах. Применение невозможно на вязкоупругих материалах, таких как древесина, полимеры, определенные металлические сплавы. Входная крупность достигает 1500 мм. Крупность готового продукта для небольших дробилок составляет до 10 мм. Щековые дробилки имеются во всех классах дробления: крупном, среднем и мелком. Основными тенденциями проектирования новых типов дробилок в мировой практике являются: отказ от применения дробилок со сложным качанием щеки (из-за большого износа) и вынесение оси подвеса подвижной щеки в центр зоны дробления, что минимизирует вертикальную составляющую хода щеки и минимизирует износ дробящих плит.

Список литературы

1. В.Б. Пономарев. Щековые и конусные дробилки. Методические указания по курсовому проектированию, 2008 г.

2. http://samlit.com/ Интернет ресурс

3. http://forpsk.ru/index.php/stati/oborudovanie/140-shchekovye-drobilki-oblast-primeneniya-klassifikatsiya-i-konstruktsiya Интернет ресурс

4. С.Е. Андреев. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых, 1980 г.

5. Е.Е. Серго. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых, 1985 г.

Размещено на Allbest.ru