Щековые дробилки

5) истирание - после перехода напряжений во внешних слоях кусков за предел прочности на сдвиг;

6) удар - воздействие динамических нагрузок на материал, деформации возникают те же: сжатие, растяжение, изгиб, сдвиг.

Рисунок 2.1 Способы разрушения материалов

Эти способы разрушения являются общими и для операций дробления, и для операций измельчения, однако эти процессы различаются по своему технологическому назначению. Принято считать дроблением такой процесс разрушения, в результате которого большая часть продукта имеет крупность выше 5 мм. При измельчении получают продукт мельче 5 мм. Размер 5 мм принят условно.

Все машины, применяемые для разрушения кусков горных пород делятся по технологическому назначению на дробилки и мельницы. Отличительными особенностями этих типов машин являются:

Дробилки - 1) между дробящими телами всегда есть зазор, который свободен на холостом ходу и заполнен материалом на рабочем ходу; 2) выдают в основном кусковой продукт с преобладанием крупных фракций.

Мельницы - 1) измельчающие детали соприкасаются на холостом ходу, а на рабочем - разделены слоем материала; 2) выдают порошкообразный продукт с преобладанием мелких фракций.

В различных конструкциях машин могут использоваться сразу несколько способов разрушения, но преобладающим является один из них:

· раздавливание - в щековых, валковых и конусных дробилках;

· раскалывание - в зубчатых и игольчатых дробилках;

· удар - в молотковых дробилках и дезынтеграторах;

· истирание - в мельницах.

Для процессов разрушения наиболее важны прочность (крепость), дробимость, измельчаемость и абразивность горных пород. Прочность - способность твердого тела сопротивляться разрушению от действия внешних сил. Характеризуется предельными напряжениями, которые могут быть созданы в опасном сечении тела.

Выводы по главе

Выбор способа дробления горных пород должен быть основан на тщательном анализе их физико-механических свойств, таких как прочность, пористость, твердость и другие параметры. Это поможет определить оптимальный метод дробления, который обеспечит эффективное измельчение материала с учетом его особенностей.

3. Описание патентных решений для повышения эффективности работы щековых дробилок

Мною был выполнен поиск по существующим патентам, связанных с щековыми дробилками в патентных базах. Для повышения эффективности работы щековых дробилок были разработаны и предложены несколько патентных решений.

3.1 Щековая дробилка, патент RU 2 453 370 C1

Изобретение относится к дробилкам и может быть использовано для измельчения материалов. Щековая дробилка содержит корпус, неподвижную щеку и подвижную щеку, которая верхним концом крепится к приводному кривошипному валу, закрепленному шарнирно в корпусе, а нижняя часть подвижной щеки шарнирно соединена с коромыслом. Привод коромысла синхронизирован с приводом кривошипного вала, а длина коромысла равна эксцентриситету кривошипного вала. Обеспечивается повышение производительности работы щековой дробилки. 1 ил.

Формула изобретения

Щековая дробилка, содержащая корпус, неподвижную щеку и подвижную щеку, которая верхним концом крепится к приводному кривошипному валу, закрепленному шарнирно в корпусе, а нижняя часть подвижной щеки шарнирно соединена с коромыслом, отличающаяся тем, что привод коромысла синхронизирован с приводом кривошипного вала, а длина коромысла равна эксцентриситету кривошипного вала.

Описание

Изобретение относится к щековым дробилкам и может быть использовано для измельчения материалов.

Известна щековая дробилка, состоящая из корпуса, подвижной и неподвижной щек и приводного кривошипного вала, при этом подвижная щека совершает качательное движение, центром которого является центр оси подвеса щеки (см. Машины и агрегаты металлургических заводов. Т.1. / Под ред. А.И.Целикова. - М.: Металлургия, 1987, с.73, рис.III.3а).

Недостатком известного решения является малый ход сжатия в верхней части камеры дробления, что приводит к ненадежному захвату и дроблению материала и, следовательно, к снижению производительности дробилки.

Наиболее близким из известных технических решений к заявляемому является щековая дробилка, включающая корпус, в котором крепится кривошипный вал с приводом, шарнирно соединенный с шатуном, выполненным заодно с подвижной щекой. Нижняя часть подвижной щеки шарнирно соединена с коромыслом, которое другим концом также шарнирно крепится к корпусу. К корпусу также крепится неподвижная щека (см. Клушанцев Б.В., Косарев А.И., Муйземнек Ю.А. Дробилки. - М.: Машиностроение, 1990, с.21, рис.2.1-2.1.1). В процессе работы дробилки в первой фазе при движении кривошипа из крайнего верхнего положения вниз на угол 90° подвижная щека двигается вниз и навстречу неподвижной щеке, дробя исходный материал. Во второй фазе при движении кривошипа в крайнее нижнее положение подвижная щека двигается вниз и в сторону, противоположную неподвижной щеки, при этом происходит форсированный выброс раздробленного материала из камеры дробления за счет движения щеки в сторону разгрузки.

Недостатком известной дробилки является малая производительность, так как в фазе работы кривошипа при переходе из нижнего крайнего положения вверх на угол 90° подвижная щека совершает сложное движение, во время которого ее верхняя часть совершает движение вверх и в сторону, противоположную неподвижной щеки, а нижняя часть двигается вверх и навстречу неподвижной щеке, препятствуя выходу готового раздробленного материала из камеры дробления.

Задачей изобретения является повышение производительности щековой дробилки.

Сущность изобретения заключается в том, что в известной щековой дробилке, содержащей корпус, неподвижную щеку и подвижную щеку, которая верхним концом крепится к приводному кривошипному валу, закрепленному шарнирно в корпусе, нижняя часть подвижной щеки шарнирно соединена с коромыслом, при этом привод коромысла синхронизирован с приводом кривошипного вала, а длина коромысла равна эксцентриситету кривошипного вала.

Отличие предлагаемого устройства от известного состоит в том, что в дробилке, содержащей корпус, неподвижную щеку и подвижную щеку, которая верхним концом крепится к приводному кривошипному валу, закрепленному шарнирно в корпусе, нижняя часть подвижной щеки шарнирно соединена с коромыслом, при этом привод коромысла синхронизирован с приводом кривошипного вала, а длина коромысла равна эксцентриситету кривошипного вала.

Технический результат, который получается от использования изобретения, заключается повышении производительности щековой дробилки за счет того, что, так как длины кривошипа и коромысла одинаковые, подвижная щека в первой фазе при движении кривошипа из крайнего верхнего положения вниз на угол 90° двигается вниз и навстречу неподвижной щеке, дробя исходный материал. Во второй фазе при движении кривошипа в крайнее нижнее положение подвижная щека двигается вниз и в сторону, противоположную неподвижной щеки, при этом происходит форсированный выброс раздробленного материала из камеры дробления за счет движения щеки в сторону разгрузки. В третьей фазе работы кривошипа при переходе из нижнего крайнего положения вверх на угол 90° подвижная щека двигается вверх и в сторону, противоположную неподвижной щеки, продолжая форсированную разгрузку раздробленного материала, а в четвертой фазе 90° подвижная щека двигается вверх и навстречу неподвижной щеке, начиная дробление вновь загружаемого материала через загрузочное окно.

Известно, что четырехзвенный механизм, у которого все звенья механизма в одном из крайних положений располагаются по одной прямой, является механизмом с неопределенным движением, так как после прохождения крайнего положения противолежащие подвижные звенья могут двигаться либо в одном, либо в противоположных направлениях (см. Теория механизмов / Под ред. В.А.Гавриленко. - М.: Высшая школа, 1973, с.109.), поэтому, чтобы противолежащие подвижные звенья двигались всегда только в одном направлении, необходимо этим обоим звеньям придавать принудительное движение с помощью приводов, вращающихся в одну сторону, а частота вращения их должна быть одинаковой, то есть привода надо синхронизировать.

На чертеже изображена щековая дробилка.

Дробилка состоит из корпуса 1, в котором крепится приводной кривошипный вал 2, шарнирно соединенный с шатуном 3, выполненным заодно с подвижной щекой. К шатуну 3 в нижней его части шарнирно крепится приводное коромысло 4, длина которого равна эксцентриситету кривошипного вала, другим концом шарнирно соединенное с корпусом 1. К корпусу 1 также крепится неподвижная щека 5. В верхней части корпуса 1 имеется загрузочное окно 6, а в нижней - разгрузочное окно 7.

Дробилка работает следующим образом. При вращении кривошипного вала 2 движение от него передается подвижной щеке 3. Дробимый материал поступает через загрузочное окно 6 в камеру дробления, образованную подвижной и неподвижной щеками 3 и 5. Готовый продукт удаляется через разгрузочное окно 7.

Таким образом, использование предлагаемой конструкции по сравнению с прототипом позволяет повысить производительность щековой дробилки.

3.2 Щековая дробилка, RU 2 497 591 C1

Щековая дробилка может быть использована в горнорудной, химической, металлургической и других областях промышленности. Дробилка содержит корпус с боковыми стенками, рабочий орган и камеру дробления. Камера дробления включает подвижную щеку, станину и две боковые стенки. Рабочий орган выполнен в виде пневматических ломов с наконечниками, установленных в плите с отверстиями, и расположен в вертикальных направляющих над приемным отверстием камеры дробления. Для перемещения рабочего органа служит подъемный механизм, закрепленный на поперечной балке рамы. Рама установлена на наращенных вверх торцах боковых стенок дробинки. Рабочий орган связан с системой подачи сжатого воздуха. Технический результат заключается в повышении надежности дробилки в работе. 5 ил.

Формула изобретения

Щековая дробилка, содержащая корпус с боковыми стенками, рабочий орган, камеру дробления, включающую подвижную щеку, станину и две боковые стенки, отличающаяся тем, что рабочий орган выполнен в виде пневматических ломов с наконечниками, установленных в плите с отверстиями, расположен в вертикальных направляющих над приемным отверстием камеры дробления, подвешен за подъемный механизм, закрепленный на поперечной балке рамы, установленной на наращенных вверх торцах боковых стенок дробилки, и связан с системой подачи сжатого воздуха.

Описание

Изобретение относится к дроблению руд, твердых материалов, а именно к щековым дробилкам, и может быть использовано в горнорудной, химической, металлургической и других областях промышленности.

Известна щековая дробилка, содержащая корпус с боковыми стенками и днищем, рабочий орган расположен в вертикальных направляющих под днищем дробилки, связан с механизмом вертикального перемещения и выполнен в виде проходящей через паз в днище плиты с рифленой рабочей частью и торцевым скосом (патент РФ №2317854 C1, МПК B02C 1/00, опубл. 27.02.2008).

Недостаток указанного устройства - низкая надежность ворошения материала и сложность конструкции.

Наиболее близким к описываемому решению по технической сущности и достигаемому результату является щековая дробилка, содержащая корпус с боковыми стенками, камеру дробления, рабочий орган выполнен в виде бункера для сыпучих материалов с форсункой и наконечником для подвода сжатого воздуха, смонтирован на раме с консолями на подвижной тележке, связан с механизмом поперечного и продольного перемещения (патент РФ №2440848 C1, МПК B02C 1/02, опубл. 27.01.2012 - прототип).

Недостаток указанного устройства - низкая надежность ворошения материала и сложность конструкции.

Задачей данного изобретения является повышение надежности дробилки в работе.

Поставленная задача достигается тем, что в щековой дробилке, содержащей корпус с боковыми стенками, рабочий орган, камеру дробления, включающую подвижную щеку, станину и две боковые стенки, рабочий орган выполнен в виде пневматических ломов с наконечниками, установленных в плите с отверстиями, расположен в вертикальных направляющих над приемным отверстием камеры дробления, подвешен за подъемный механизм, закрепленный на поперечной балке рамы, установленной на наращенных вверх торцах боковых стенок дробилки, и связан с системой подачи сжатого воздуха.

Из патентной и научно - технической литературы не известна конструкция щековой дробилки, в которой рабочий орган выполнен в виде пневматических ломов с наконечниками, установленных в плите с отверстиями, расположен в вертикальных направляющих над приемным отверстием камеры дробления, подвешен за подъемный механизм, закрепленный на поперечной балке рамы, установленной на наращенных вверх торцах боковых стенок дробилки и связан с системой подачи сжатого воздуха.

На фиг.1 приведен общий вид щековой дробилки; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.4 - вид Д на фиг.3; на фиг.5 - вид Г на фиг.2

Щековая дробилка содержит станину 1, подвижную щеку 2, две боковые стенки 3, приводной эксцентриковый вал 4, шатун 5, ось 6, две распорные плиты 7. На ось 6 подвешена подвижная щека 2. Шатун 5 щековой дробилки верхней головкой шарнирно соединен с приводным эксцентриковым валом 4. Нижняя часть шатуна 5 шарнирно связана с двумя распорными плитами 7, одна из которых противоположным концом связана с нижней частью подвижной щеки 2, другая - с регулировочным устройством. Рабочие поверхности станины 1, подвижной щеки 2 и двух боковых стенок 3 образуют камеру дробления. Над приемным отверстием 8 щековой дробилки выполнена рама 9 прямоугольной формы и смонтированная на наращенных вверх торцах боковых стенок 3 дробилки. На балке 10 рамы 9 установлен подъемный механизм в виде электрической тали 11, на котором с помощью крюковой подвески 12 и стропов 13 подвешен рабочий орган 14 для разрушения зависших кусков материала и его ворошения с целью восстановления условий дробления. Рабочий орган 14 выполнен в виде пневматических ломов 15 с наконечниками 16, расположенных в плите 17 с отверстиями. На верхнюю часть плиты 17 рабочего органа 14 посажена и закреплена крышка 18 с отверстиями для штуцеров 19 подачи сжатого воздуха от воздухопровода 20 к пневматическим ломам 15 (пневматический привод условно не показан). Плита 17 рабочего органа 14 выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда и расположена между внутренними поверхностями боковых стенок 3, станины 1 и направляющих 21, 22, 23, 24, закрепленных к боковым стенкам 3. Опускание и подъем рабочего органа 14 к выпускному отверстию дробилки и механизму подъема 11 ограничен соответственно конечным выключателем 25 и ограничителем высоты подъема крюковой подвески (не показан).

Устройство работает следующим образом.

Включают привод щековой дробилки (не показан). При вращении эксцентрикового вала 4 шатун 5 движется возвратно-поступательно в вертикальном направлении. При движении шатуна 5 вверх вместе с ним перемещаются и концы распорных плит 7, которые давят на заднюю стенку подвижной щеки 2, которая совершает колебательные движения относительно оси 6, совершая при этом рабочий ход. Включают питатель загрузки дробилки (не показан). В процессе работы дробилки порода дробится в рабочей камере, включающей станину 1, подвижную щеку 2, две продольные стенки 3, и под действием силы тяжести перемещается через выходную щель. В случае зависания крупных кусков отключают питатель загрузки дробилки и включают подъемный механизм 11, в результате чего крюковую подвеску 12 со стропами 13, рабочим органом 14 с пневматическими ломами 15 и наконечниками 16, плитой 17 перемещают вниз вдоль направляющих 21, 22, 23, 24. Крайнее нижнее положение рабочего органа 14 определяют конечным выключателем 25 Подают сжатый воздух от воздухопровода 20 через крышку 18, штуцер 19 к пневматическим ломам 15. При опускании крюковой подвески 12 включают в работу только те пневматические ломы 15, которые контактируют с зависшими кусками дробимого материала. В результате работы пневматических ломов 15 наконечниками 16 производят разрушение зависших кусков материала, их ворошение в замкнутом объеме, что приводит к восстановлению условий дробления. После устранения зависания отключают подачу сжатого воздуха к пневматическим ломам 15, а рабочий орган 14 поднимают с помощью подъемного механизма 11 в крайнее верхнее положение до срабатывания ограничителя высоты подъема крюковой подвески 12.

Кусковый материал склонен к зависанию в замкнутом объеме, что затрудняет его дробление и выгрузку. Ручные операции по ликвидации зависания кусков в камере малоэффективны и занимают много рабочего времени. Предлагаемое изобретение позволяет эффективно производить процесс разрушения зависших кусков материала, ворошение, дробление и выгрузку. Таким образом, поставленная задача, связанная с повышением надежности дробилки в работе, достигается предлагаемым устройством.

3.3 Способ дробления горной породы в щековой дробилке, RU 2 622 686 C2

Изобретение относится к дробильному оборудованию в горнорудной и других отраслях промышленности для дроблении крупнокусковых и среднекусковых горных пород. Горную породу загружают в камеру дробления щековой дробилки для дробления. Куски горной породы разрушают путем их зажатия между щеками циклическим рабочим ходом подвижной щеки с получением по объему камеры дробления массы кусков товарной фракции. Через щель между щеками горную породу разгружают в моменты холостого хода подвижной щеки. В неподвижной щеке установлены бойки. В момент давления кусков горной породы на бойки включают привод бойков. Точечно циклически-ударно воздействуют бойками на давящие на них куски горной породы. При снятии этого давления привод бойков выключают и останавливают движение бойков. Обеспечивается повышение производительности процесса дробления. 4 ил.

Формула изобретения

Способ дробления горной породы в щековой дробилке, включающий загрузку горной породы в камеру дробления щековой дробилки, разрушение кусков горной породы путем их зажатия между щеками циклическим рабочим ходом подвижной щеки с получением по объему камеры дробления массы кусков товарной фракции и разгрузку ее через щель между щеками в моменты холостого хода подвижной щеки, отличающийся тем, что в момент давления кусков горной породы, зажимаемых между щеками, на установленные в неподвижной щеке бойки включают привод бойков и начинают точечное циклически-ударное воздействие бойками на давящие на них куски горной породы, при снятии этого давления привод бойков выключают и останавливают движение бойков.

Описание

Изобретение относится к дробильному оборудованию и может быть использовано в горнорудной и других отраслях промышленности при дроблении крупнокусковых и среднекусковых горных пород.

Известен способ первичного дробления руд с использованием щековой дробилки [1], включающий загрузку руды между щеками, осуществляющими колебательное движение под воздействием дебалансных вибраторов. В корпус щек встроены утопленные электроды, выдвигающиеся после момента заклинивания крупного куска, на которые подается ток высокой частоты от генератора. В результате электротермического воздействия в куске возникают трещины, прочность его ослабляется. И при последующем механическом воздействии со стороны щек он разрушается.

Недостатком известного способа является сложность используемой для его реализации конструкции щековой дробилки, высокая энергоемкость, обусловленная необходимостью использования как дебалансного вибратора щек, так и генератора высокой частоты. При этом дополнительное разрушающее воздействие на куски дробимой горной породы оказывается только на заклинившие куски, т.к. для появления должно разрушающего эффекта требуются десятки секунд. Поэтому данный способ дробления позволяет только бороться с заклинившими кусками в дробилке и не обеспечивает существенной интенсификации процесса дробления и снижения при этом энергозатрат.

Известен способ дробления в щековой дробилке [2], включающий загрузку дробимого материала между подвижной и неподвижной щеками, его дробление за счет сжатия между неподвижной и неподвижными щеками, совершающими колебательное движение с высокой частотой, последовательно сначала в верхней камере дробления, затем в нижней камере дробления, выгрузку раздробленного материала через выходную щель. За счет того, что в используемой при реализации данного способа щековой дробилке подвижная щека выполнена составной, состоящей из двух шарнирно-соединенных подвижных щек, разрушение кусков дробимого материала происходит сначала в верхней камере дробления, образуемой неподвижной и верхней подвижной щеками, а затем в нижней камере дробления, образуемой неподвижной и нижней подвижной щеками.

Недостатком известного способа являются низкая производительность и высокие энергозатраты на процесс дробления, обусловленные тем, что дробление осуществляется только за счет сжимающих усилий, т.е. самым энергозатратным способом разрушения материалов.

Наиболее близким по существенным признакам и взятым за прототип является известный способ дробления кусковой горной породы [3], включающий загрузку горной породы в камеру дробления щековой дробилки, разрушение кусков горной породы путем их зажатия между щеками циклическим рабочим ходом подвижной щеки с получением по объему камеры дробления массы кусков товарной фракции и разгрузку ее через щель между щеками в моменты холостого хода подвижной щеки, при котором одновременно с холостым ходом подвижной щеки раскрывают полость камеры вдоль ее боковых граней на величину, не превышающую размер кусков товарной фракции.

Недостатками известного способа дробления кусковой горной породы являются низкая его производительность и высокие энергозатраты на процесс дробления, обусловленные тем, что дробление осуществляется только за счет сжимающих усилий, т.е. самым энергозатратным способом разрушения материалов.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении производительности процесса дробления, снижении необходимых для дробления усилий сжатия и снижении энергозатрат.

Достигается технический результат тем, что в момент давления кусков горной породы, зажимаемых между щеками, на установленные в неподвижной щеке бойки включают привод бойков и начинают точечное циклически-ударное воздействие бойками на давящие на них куски горной породы, при снятии этого давления привод бойков выключают и останавливают движение бойков.

На фиг. 1 представлена схема используемой в предлагаемом способе дробления горной породы щековой дробилки. На фиг. 2 показана конструкция щековой дробилки, позволяющая реализовать предлагаемый способ. На фиг. 3 представлен вид А, отображающий конструкцию пневматического привода бойка при его исходном положении. На фиг. 4 показан вид Б, отображающий конструкцию пневматического привода бойка в положении, когда он вдавлен в сквозное отверстие неподвижной щеки.

Способ дробления горной породы в щековой дробилке осуществляется следующим образом. Куски горной породы 1 загружаются в камеру дробления 2 щековой дробилки 3, образуемую между подвижной щекой 4 и неподвижной щекой 5. Подвижная щека 4, приводимая в движение приводом 6, установленным в верхней ее части, совершает циклическое качательное движение относительно своей нижней оси 7, в результате которого происходит то приближение подвижной щеки 4 к неподвижной щеке 5, то удаление подвижной щеки 4 от неподвижной щеки 5. При приближении подвижной щеки 4 к неподвижной щеке 5 происходит зажатие между ними кусков горной породы 1, в результате которого куски горной породы 1 испытывают напряжения сжатия. При этом куски горной породы 1 будут прижиматься к бойкам 8, установленным в неподвижной щеке 5. При таком давлении на бойки 8 со стороны кусков горной породы 1 автоматически происходит включение привода 9 бойков 8, в результате чего они начинают оказывать в дополнение к сжимающим усилиям точечное циклически-ударное воздействие на давящие на них куски горной породы 1, которое способствует интенсификации процесса их разрушения на более мелкие куски. При снятии давления на бойки 8 со стороны кусков дробимой горной породы 1 их привод 9 автоматически отключается, и их движение останавливается. При холостом ходе подвижной щеки 4, т.е. когда подвижная щека 4 удаляется от неподвижной щеки 5, образовавшиеся в результате разрушения куски горной породы 1 более мелкой фракции под собственным весом перемещаются вниз камеры дробления 2. Разрушение кусков горной породы 1 в камере дробления 2 происходит до тех пор, пока их размер не достигнет товарной фракции 10 и они смогут пройти через щель 11 между подвижной щекой 4 и неподвижной щекой 5 в моменты холостого хода подвижной щеки 4.