Производство щебня с разработкой дробилки и грохота

         конусные дробилки с подвижным валом (рис. 3.3, в) и с неподвижной осью (рис. 3.3, г); эти дробилки измельчают материал раздавливанием и изгибом при постоянном приближении к неподвижному конусу поверхности подвижного конуса, который совершает поступательные движения в горизонтальной плоскости (рис. 3.3, г) или круговые движения (рис. 3.3, в), эксцентричные относительно внутренней поверхности неподвижного конуса;

       валковые дробилки (рис. 3.3, д) измельчают материал в основном раздавливанием, частично истиранием, ударом или изгибом между двумя вращающимися навстречу друг другу валками с гладкой, рифленой, ребристой или зубчатой поверхностями;

     бегуны (рис. 3.3, е) измельчают материал раздавливанием и истиранием между цилиндрической поверхностью катков и плоской поверхностью чаши;

     дезинтеграторы (рис. 3.3, ж) измельчают материал ударами быстро вращающихся жестко закрепленных молотков — бил;

     молотковые дробилки (рис. 3.3, з) измельчают материал ударами и частично истиранием быстро вращающихся шарнирно или жестко закрепленных молотков;

        кольцевые мельницы (рис. 3.3, и) измельчают материал раздавливанием и истиранием между криволинейными поверхностями — кольцевой дорожкой и роликами или шарами;

 

 

Рис. 3.3. Схемы  дробильно-помольных машин

      барабанные вращающиеся (рис. 3.3, к) и вибрационные мельницы (рис. 3.3, л) измельчают материал ударами и истиранием свободно падающих мелющих тел, последние поднимаются во вращающемся барабане под действием центробежной силы, а в вибрационных мельницах — в результате вибрации барабана.

      Материал измельчается мокрым (с добавлением воды) и сухим способами, в замкнутом и открытом цикле. При замкнутом цикле измельченный материал   направляется   в сортировочные устройства, откуда куски или частицы недостаточной тонкости возвращаются для повторного измельчения, а материал с необходимой величиной частиц используется по назначению. При открытом цикле измельченный материал направляется в машины или аппараты для дальнейшей переработки или используется как готовый продукт.

      Ниже рассмотрены наиболее распространенные в промышленности дробильно-помольные машины.

       Щековые дробилки

       Щековые дробилки применяют для первичного (грубого) дробления материалов твердых и средней твердости. В щековых дробилках измельчение материалов осуществляется раздавливанием (рис. 3.5, а), раздавливанием и истиранием (рис. 3.5, б) при периодическом приближении подвижной щеки 2 к неподвижной 1.

Щековые дробилки отличаются большим разнообразием  конструкций и классифицируются по следующим основным признакам:

• по характеру движения подвижной щеки — с простым (рис. 3.4 и рис. 3.5, а, в, г, ж), сложным (рис.3.5, б и е) и комбинированным (рис. 3.5, д) движением;
• по подвесу подвижной щеки — с верхним (рис. 3.5, а, б, г, д, е, ж) и нижним подвесом (рис. 3.5, в);
• по количеству загрузочных отверстий — с одним (рис. 3.5, а—е) и двумя— спаренная (рис. 3.5, ж). Установлено, что производительность спаренной дробилки меньше двух обычных, так как неполадка одной вызывает остановку другой, усложняется технологическая схема и процесс обслуживания. Некоторая экономия металла не компенсирует эксплуатационные недостатки;
• по конструкции механизма, передающего движение подвижной щеке,— с эксцентриково-шатунным (рис. 3.5, а, б, в, д, е, ж), кулачковым (рис. 3.5, г) и др.

 

Рис. 3.4. Схема  щековой дробилки с простым движением  подвижной щеки

Рис. 3.5. Кинематические схемы щековых дробилок

Наибольшее  распространение получили щековые  дробилки с простым и сложным качаниями подвижной щеки, с эксцентриково-шатунным механизмом с двумя (рис. 3.5, а) и одной (рис. 3.5, б) распорной плитой.

                                           Конусные дробилки

         Конусные дробилки применяют для крупного, среднего и мелкого дробления каменных материалов твердых и средней твердости.

         В конусных дробилках измельчение материалов осуществляется раздавливанием и изгибом между неподвижным и подвижным конусами, совершающими круговые эксцентричные (рис. 3.8 и 3.9, а) или поступательные движения в горизонтальной плоскости (рис. 3.11, б).

        Сравним работу щековой дробилки с конусной (рис. 3.6), у которой вал 8, с закрепленным на нем конусом 7, подвешен на подпятнике 9 и вставлен в эксцентрично расточенное отверстие втулки 2, находящейся в подшипнике 3. При вращении втулки 2, через коническую пару 1 ось 5 вала 8 описывает коническую поверхность с вершиной в точке А пересечения с осью 4 неподвижного конуса 6.

Полоска вдоль образующей поверхности подвижного конуса за один оборот, как и подвижная щека щековой дробилки, один раз максимально приближается к неподвижному конусу и один раз максимально отдаляется от него, т. е. совершает одно полное качание. Поэтому можно считать, что работа конусной дробилки подобна щековой, у которой ширина щеки равна длине окружности нижнего основания подвижного конуса.

Рис. 3.6. Схема конусной дробилки с верхней опорой подвижного вала

      В сравнении со щековыми дробилками конусные имеют следующие достоинства: меньший расход энергии на 1 т дробимого материала, так как дробление осуществляется не только раздавливанием, но и изгибом (сопротивление горных пород изгибу в 10 - 15 раз меньше, чем раздавливанию); большую производительность, более спокойный ход и отсутствие динамических нагрузок, так как процесс дробления совершается непрерывно в течение всего оборота подвижного конуса; возможность включать дробилку при заполненной камере дробления и т. д.

        Недостатки конусных дробилок: относительная сложность и дороговизна конструкции, более дорогой ремонт и неприспособленность к измельчению вязких материалов.

Рис. 3.7. Типы конусных дробилок

 

Валковые дробилки

Валковые  дробилки применяют для тонкого, мелкого, среднего и крупного измельчения горных пород и других материалов различной твердости, брикетирования материалов, удаления из глины каменистых включений и т. д.

В валковых дробилках  измельчение материала осуществляется раздавливанием, частично истиранием, ударом или изгибом между двумя  вращающимися навстречу друг другу валками 6 и 10 с гладкой (рис. 3.16 и 3.17, а), зубчатой или рифленой поверхностями.

Достоинства валковых дробилок: простота устройства, надежность в работе, небольшой расход энергии. Недостатки: дробилка с гладкими валками может измельчать относительно небольшие куски материала, небольшая производительность, наличие вибрации и необходимость равномерного непрерывного питания валков во избежание снижения их эффективности.

Валковые  дробилки можно классифицировать по следующим признакам.

По  назначению и форме рабочей поверхности:

1) для тонкого, среднего и мелкого дробления материалов с гладкой поверхностью валков (рис. 3.13 и 3.14, а), с продольными полукруглыми выемками на одном из валков (рис. 3.14, б);

2) для крупного дробления глинистых материалов с зубчатыми валками (рис. 3.14, в);

3) для среднего  и мелкого дробления глинистых материалов и удаления камней с одним гладким и другим рифленым валками (рис. 3.14, г) и с валками, имеющими винтовую поверхность (рис. 3.14, е);

4) для крупного, среднего, мелкого, тонкого дробления материалов и формования брикетов с дырчатыми валками (рис. 3.14, д) и валками, имеющими полусферические выемки на двух валках.

Рис. 3.13. Схема  валковой дробилки с гладкими валками  и шестеренчатым приводом

По  подвижности корпусов подшипников:

1) дробилки с подвижными корпусами подшипников у одного из валков, получившие наибольшее распространение;

2) дробилки с  неподвижно закрепленными корпусами  подшипников у двух валков;

3) дробилки с  подвижными корпусами подшипников у двух валков, из-за сложности конструкции и эксплуатации они не нашли широкого распространения.

 

Рис. 3.14. Типы валковых дробилок

По количеству валков в дробилках:

дробилки  с одной, двумя, тремя и более парами валков, последние из-за громоздкости конструкции и сложности эксплуатации не получили широкого распространения.

По  устройству привода часто комбинированные:

  редукторный  и карданный (рис. 3.14, а), ременной и шестеренчатый (рис. 3.14, е), только ременной (рис. 3.14, б), редукторный и ременной (рис. 3.14, г) и др.

Молотковые  дробилки и мельницы

Молотковые  дробилки и мельницы применяют для  измельчения материалов средней твердости и мягких, небольшой влажности и вязкости.

Принцип действия молотковых дробилок и мельниц  состоит в измельчении материалов ударами и истиранием при наличии колосниковой решетки 10 (рис. 3.17) быстро вращающимися жестко или шарнирно закрепленными молотками 5.

Молотковые  дробилки и мельницы могут быть классифицированы по следующим основным признакам:

1) по количеству роторов: однороторные (рис. 3.18, а, б, д, е) и двухроторные (рис. 3.18, в, г, ж, з);

2) по конструкции соединения молотков с держателями: дробилки с шарнирно подвешенными молотками (рис. 3.18, а, б, в, г) и жестко закрепленными молотками (рис. 3.18, д, е, ж, з);

 

Рис. 3.17. Схема  молотковой дробилки

3. при наличии колосниковых решеток: дробилки   с  колосниковой 
   решеткой и без нее в загрузочной и разгрузочной частях дробилки;
4. по конструктивному оформлению молотков: дробилки и мельницы с П-образными, плоскими, утолщенными и другой конструкции молотками.

Кроме того, молотковые дробилки и мельницы имеют различное оформление бронеплит, колосников, корпуса и т. д.

Достоинства молотковых дробилок и мельниц: простота конструкции, небольшие габаритные размеры, небольшая масса, большая степень измельчения (10 ÷ 200 и более), малые затраты на 1 т измельчаемого материала. Недостатки: быстрый износ молотков, колосников и бронеплит при дроблении абразивных материалов и залипание колосниковой решетки при измельчении влажных пластичных материалов.

 

 

Рис. 3.18. Типы молотковых дробилок с шарнирно и жестко закрепленными  молотками

 

1.2. Конструкции  молотковых дробилок и мельниц

В молотковых дробилках (рис. 3.17) и мельницах (см. рис. 3.20) с  шарнирно закрепленными молотками материал измельчается за счет накапливаемой молотками кинетической энергии E = mv²/2 = Gv²l2g Н-м и истиранием при протягивании его по колосниковой решетке. Из формулы видно, что кинетическая энергия, а следовательно, и ударная сила молотков меняются от их массы G и окружной скорости v. В зависимости от этих факторов молотковые машины делят на дробилки и мельницы.

Дробилками принято называть машины с небольшим количеством молотков массой 20—70 кг, вращающихся с небольшой скоростью 15—25 м/с. Продукт дробления содержит малое количество мелких фракций.

Мельницами  называют машины с большим количеством (3—300 и более) молотков массой 2—5 кг, вращающихся с большой скоростью 30— 200 м/с и более, продукт измельчения имеет большое количество мелких фракций.

Дробилки с П-образными молотками (рис. 3.17, 3.18, а) широко применяются в установках небольшой производительности для измельчения сухих материалов мягких и средней твердости. Чугунный корпус дробилки имеет основание 1 и крышку 4, соединенные шарниром 3 на валу 11. Внутри корпуса, облицованного бронеллитами 6 из отбеленного чугуна, смонтирован ротор, а снаружи — шкивы. Ротор состоит из двух дисков 7 с отверстиями, к которым подвешены шесть молотков 5 П-образной формы (рис. 3.17) со сменной рабочей поверхностью из головок узкоколейных рельсов. Расстояние между дисками фиксируется хомутом. Колосниковая решетка 10, надетая на ось 2, поддерживается амортизационными пружинами 9.

Материал, измельченный в дробилке, просыпается  сквозь отверстия в решетке. Через окно, закрываемое дверцей 8, осматривают и чистят колосниковую решетку.

Дробилки  и мельницы с плоскими молотками подобны по устройству и отличаются, как указывалось выше, количеством, массой, окружной скоростью молотков и размером продукта измельчения. На рис. 3.18, б показана однороторная молотковая дробилка с колосниковыми решетками над и под молотками, а на рис. 3.19 — дробилка-мельница с разгрузочной регулируемой решеткой внизу. Эта дробилка-мельница состоит из сварного корпуса 3 с люками, закрываемыми дверцами 7 и 9, отбойных плит 4, 5, 6 и 8 из стали Ст5. На валу 16 шпонкой 15 закреплен ротор, состоящий из семи круглых дисков 2, молотков 17 и шайб 21, стянутых гайкой 18. В дисках имеется два ряда отверстий на расстоянии 210 и 255 мм от оси вала. Изношенные молотки могут быть повернуты и надеты верхними отверстиями на оси 13 или последние переставляются в верхние отверстия диска 2, что удлиняет срок службы молотков. Колосниковая решетка состоит из опорных дуг 1 и 12, распорных стержней 27 и колосников 11. В продольные пазы опорных дуг вставляются прокладки 24, а между ними под пластины 25 пропускаются концы колосников 11. Колосники и промежуточные прокладки стягиваются в одно целое скобами 26. Сменой прокладок 24 регулируют зазоры между колосниками, которые должны быть значительно больше среднего размера конечного продукта. Так, для конечного (сухого) продукта размером 5 мм зазоры должны быть 10—15 мм, а для продукта размером 10 мм — 15—25 мм. В дробилках, поставляемых заводом, зазор между колосниками равен 13 мм.

                 

Рис. 3.19. Молотковая дробилка – мельница с плоскими молотками (а, б) и колосниковая решетка (в)

Для регулирования положения колосниковой решетки отвинчивают на одну-две нитки гайки 23 и вывинчивают фиксирующие винты 22, после чего специальным ключом поворачивают втулки 14. Благодаря эксцентричности отверстий во втулках оси 10 вместе с подвешенными на них опорными дугами 1 и 12 поднимаются или опускаются. После установки решеток в нужном положении завинчивают фиксирующие винты 22 и затягивают гайки 23.

Привод ротора осуществлен от двигателя через  муфту 20 или от двигателя через ременную передачу и шкив 19.

Двухроторные  дробилки применяют для грубого и среднего одно- и двухстадийного дробления: они имеют два ротора с молотками, расположенными в разных (см. рис. 3.18, б) и в одной плоскостях (см. рис. 3.18, г). У первых роторы вращаются в одну сторону, а у вторых — в противоположные стороны. Материал пластинчатым транспортом подается в загрузочную корзину 1 (см. рис. 3.18, г) на лирообразные колосники 2, между которыми проходят шарнирно-соединенные с держателями 4 молотки 3, дробящие на наковальне 7 и колосниковой решетке материал, который удаляется из дробилки через решетку 5. На валах 6, вращающихся в роликовых подшипниках со скоростью 250—300 об/мин, жестко закреплены буксы, на которые свободно надеты и соединены с ними срезными предохранительными пальцами приводные шкивы — массивные маховики. Двухроторные дробилки занимают меньшую площадь по сравнению с однороторными, требуют меньше первоначальных затрат; их производительность примерно такая же, как и производительность однороторных дробилок. Однако наличие у двухроторных дробилок двух приводов и двух менее устойчивых в работе колосниковых решеток приводит к частым остановкам дробилки на ремонт. Поэтому коэффициент использования двухроторных дробилок обычно ниже, чем однороторных.