- •Раздел I. Оборудование для измельчения и сортирования строительных материалов
- •Глава I. Общие сведения
- •§ 1. Свойства измельчаемых материалов
- •§2 Основные сведения о свойствах измельчаемых материалов
- •1. Шкала для оценки абразивности материалов (предложенная вниИстройдормаш)
- •§ 3. Характеристика процесса измельчения
- •§4. Требования к качеству строительных материалов
- •§ 5. Энергоемкость процесса измельчения
- •§ 6.Основные методы измельчения.
- •Глава II. Машины для дробления
- •§ 1. Щековые дробилки
- •§2 Конструкция
- •§3 Расчет основных параметров
- •§4 Расчет нагрузок в основных элементах
- •Глава 3 конусные дробилки
- •§1 Назначение, принцип действия и классификация
- •§2 Конструкция
- •Основы расчета конусных дробилок
- •Глава 4 валковые дробилки
- •§1 Область применения и классификация
- •§2 Конструкция
- •§3 Расчет основных параметров
- •Раздел 2. Машины и оборудование
- •Глава2. Общие сведения о процессах сортирования материалов
- •§1 Назначение и сущность процессов сортирования
- •§2 Основы вероятностной теории процесса
- •Глава1. Грохоты с плоскими рабочими органами
- •§1 Конструкция просеивающих элементов
- •§2 Вибрационные грохоты
- •Глава3. Передвижные дробильно-сортировочные установки
- •Раздел 4. Машины для перемешивания
- •Глава 1. Общие сведения
- •§1.Процесс перемешивания
- •§2.Классификация смесительных машин
- •§ 2. Смесительное оборудование для приготовления жидких суспензий и эмульсий
- •§1.Смесители для приготовления шлама
- •§ 2. Смесители для приготовления гипсовых составов
- •§3.Смесители для приготовления суспензий при производстве керамических изделий
- •Глава 3.Смесителм для премешивания сухих порошковых и вязкопластических смесей.
- •§1.Лопастные смесители с горизонтальными валами
- •§ 2. Бегунково-лопастные смесители
- •§3.Пневмомеханический гомогенизатор.
- •Глава 5. Смесители для приготовления бетонных смесей и строительных растворов.
- •§ 1. Общие сведения о бетонах,
- •Строительных растворах. Классификация смесительных машин.
- •§2.Гравитационные бетоносмесители.
- •§2.Смесители принудительного действия.
- •§3.Смесители для приготовления строительных растворов.
- •§4. Вибрационные смесители
- •§5.Смесители для приготовления легких бетонов
- •Глава 6. Бетонные и растворные заводы и установки
- •§1.Технологический процесс приготовления бетонов и растворов
- •§2.Основные типы и состав бетонных и растворных заводов
- •§3.Основы автоматизации смесительных заводов и установок
- •§4.Выбор смесительного завода.
§2 Конструкция
На рис. 11 показана щековая дробилка для крупного дробления с простым движением подвижной щеки. Эту конструкцию можно считать типовой, так как отечественные и зарубежные дробилки для крупного дробления имеют аналогичную конструкцию и отличаются только размерами и некоторыми не принципиальными изменениями отдельных узлов.
Станина дробилки 1 должна обеспечивать жесткость всей конструкции при больших (несколько сотен тонн) усилиях, возникающих при дроблении прочных материалов. Поэтому станина крупных дробилок, как правило, выполнена в виде цельной массивной стальной конструкции. В выемках боковых стенок станины за-
Рис. 11. Щековая дробилка для крупного дробления.
креплены коренные подшипники эксцентрикового вала 5. На эксцентричной части вала подвешен литой шатун 6, в нижней части которого имеются пазы для установки сухарей, являющихся опорными поверхностями для передней 11 и задней 10 распорных плит. Для коренных и шатунных подшипников применены специальные подшипники качения, выдерживающие большие динамические нагрузки.
Периодичность работы щековой дробилки из-за наличия холостого хода и хода сжатия вызывает неравномерную нагрузку на приводной двигатель. Для выравнивания этой нагрузки эксцентриковый вал дробилки снабжен массивными маховиками, которые аккумулируют энергию при холостом ходе и отдают ее при ходе сжатия.
На один конец эксцентрикового вала насажен шкив-маховик 15, на другой—маховик 16. Сцепление шкива-маховика с валом обеспечивается фрикционной муфтой 14. Между ступицей шкива- маховика и валом находятся бронзовые втулки, по которым шкив- маховик может свободно проворачиваться, если крутящий момент превысит расчетный. Таким образом, фрикционные муфты и свободная посадка шкива-маховика на вал предотвращают поломки деталей дробилки при перегрузках, т. е. являются предохранительными устройствами.
Подвижная щека 3, представляющая собой стальную отливку коробчатого сечения, подвешена на оси 4, концы которой установлены в подшипниках с бронзовыми вкладышами в верхней части боковых стенок станины. В нижней части щеки имеется паз для установки сухаря, в который упирается передняя распорная плита. Задняя распорная плита упирается в сухарь регулировочного устройства 9. Опорные поверхности распорных плит изнашиваются при работе машины и поэтому распорные плиты имеют сменные наконечники. Силовое замыкание звеньев механизма привода подвижной щеки обеспечивается тягами 8 и пружинами 7
На неподвижную и подвижную щеки крепят неподвижную 13 и подвижную 12 дробящие плиты, которые непосредственно соприкасаются с дробимым материалом и являются основными сменными рабочими элементами щековых дробилок. Рабочие поверхности дробящих плит и боковые стенки станины образуют камеру дробления. Часть боковых стенок станины, выходящих в камеру дробления, футеруется сменными плитами 2.
Дробящие плиты крупных щековых дробилок сборные, состоят из отдельных частей и крепятся к щекам при помощи болтов с потайными головками. Такое же крепление применяется для боковых футеровочных плит.
Ширина выходной щели при прочих равных условиях определяет крупность продукта дробления, а также производительность дробилки. Так как по мере изнашивания дробящих плит ширина выходной щели возрастает, ее необходимо регулировать (поджимать). На щековых дробилках крупного дробления это осуществляется установкой между упором 9 и задней стенкой станины различных по толщине дополнительных прокладок. Для облегчения этой операции в дробилках предусматривается гидравлический домкрат, при помощи которого упор вместе с распорными плитами, нижним концом шатуна и подвижной щекой отжимается от станины. Затем устанавливают необходимое число прокладок, после чего давление в домкрате снижается и упор прижимается к прокладке.
Пуск щековых дробилок, особенно крупных, затруднен из-за преодоления инерции больших масс. Поэтому для привода дробилок применяли электродвигатель повышенной мощности, т. е.
при нормальном рабочем режиме мощность двигателя полностью не использовалась (потреблялось примерно 40—50% от установленной мощности).Это значительно ухудшало эксплуатационные показатели дробилки. Кроме того, двигатель повышенной мощности не обеспечивал пуска щековой дробилки, если камера дробления загружена материалом, т. е. находилась под завалом.
Случайная остановка дробилки с загруженной камерой дробления вызывала длительные простои дробилки, так как перед пуском камеру дробления приходилось очищать от материала.
Рис.12. Схема вспомогательного
привода для щековых дробилок.
Пуск крупных щековых дробилок под завалом обеспечивает вспомогательный привод (рис. 12), включающий электродвигатель малой мощности 1,соединенный клиноременной передачей с ведущим валом зубчатого редуктора 2. На ведомом валу редуктора установлена обгонная муфта 3, соединенная со шкивом главного электродвигателя 4. Шкив главного двигателя связан клиноременной передачей со шкивом-маховиком дробилки 5. Общее передаточное отношение вспомогательного привода (клиноременной передачи и редуктора) около 100, мощность электродвигателя (в зависимости от типа дробилки) 7—14 кВт. Вспомогательным приводом механизм дробилки «трогается с места». В этот момент включается главный электродвигатель. Когда частота вращения вала главного электродвигателя превысит частоту вращения ведомого вала редуктора, вспомогательный привод автоматически отключается.
На рис. 13 показан общий вид щековой дробилки крупного дробления со стороны вспомогательного привода. Наличие на отечественных дробилках фрикционных предохранителей и вспомогательного привода значительно улучшили их технико-эксплуатационные показатели. Однотипные зарубежные модели такими преимуществами не обладают.
На рис. 14 показана щековая дробилка со сложным движением подвижной щеки. Станина дробилки сварная, ее боковые стенки выполнены из стального листа и соединены между собой передней стенкой коробчатого сечения 1 и задней балкой 4, являющейся также корпусом регулировочного устройства. Над приемным отверстием укреплен защитный кожух 2, предотвращающий вылет кусков породы из камеры дробления.
Подвижная щека 9 выполнена в виде стальной отливки, которая расположена на эксцентричной части приводного вала 3.
В ее нижней части имеется паз, куда вставляется сухарь для упора распорной плиты 8. Другим концом распорная плита упирается в сухарь регулировочного устройства 5 с клиновым механизмом. Замыкающее устройство состоит из тяги 7 и цилиндрической пружины 6. Натяжение пружины регулируется гайкой. При ходе сжатия пружина сжимается и, стремясь разжаться,
Рис. 14. Щековая дробилка со сложным движением щеки.
способствует возврату щеки и обеспечивает постоянное плотное замыкание звеньев шарнирно-рычажного механизма; подвижной щеки, распорной плиты, регулировочного устройства.В нижней части подвижной щеки имеется косой выступ, на который устанавливают дробящую плиту 10.Сверху плита притягивается клиньями и болтами с потайными головками. От поперечного смещения дробящая плита удерживается приливом (выступом) на подвижной щеке, входящим в паз плиты.
Рис. 15. Механизм регулирования
размера выходной щели.
Неподвижная дробящая плита 11 опирается внизу на выступ передней стенки станины, а с боковых сторон зажимается боковыми футеровками, выполненными в виде клиньев. Верхние части боковых футеровок крепятся к стенкам станины при помощи болтов с потайными головками.
При эксплуатации дробящие плиты щековых дробилок со сложным движением подвижной щеки быстро изнашиваются. Наиболее интенсивно изнашивается нижняя часть неподвижной плиты, поэтому конструкцию плит выполняют в основном симметричной, т.е. с возможностью перевертывания их (изношенной частью вверх), что удлиняет срок службы плит в 2 раза.
На рис. 15 показан клиновой механизм, применяемый обычно на щековых дробилках для регулирования размера выходной щели. Распорная плита дробилки упирается в сухарь ползуна 1. Два клина 2 с гайками 3 могут перемещаться при помощи винта 4 с правой и левой нарезкой. На конце винта, выходящем из корпуса дробилки, крепится специальная рукоять 5 с храповым устройством. При перекидывании собачки храповика винт можно вращать в ту или другую сторону. При этом клинья будут сближаться, перемещая ползун вперед и тем самым уменьшая ширину выходной щели, или расходиться, при этом ползун под действием силы оттяжной пружины будет отходить назад, а ширина выходной щели увеличиваться.
На отечественных дробилках регулировочным устройством можно управлять как вручную, так и при помощи электродвигателя 12 (см. рис. 14), соединенного через редуктор с винтом 4. Это дает возможность дистанционно управлять размером выходной щели и обеспечивать работу дробилки в автоматическом режиме.
До последнего времени на щековых дробилках со сложным Движением щеки предохранительным устройством являлась распорная плита, которая ломалась при возникновении нагрузок
более допустимых (например, при попадании в камеру дробления не- дробимых предметов).
Замена распорных плит — тру- доемкая операция, связанная с простоями оборудования технологических линий. Поэтому на дробилках со сложным движением начинают находить применение неразрушающиеся предохранители, которые более надежны в работе и при превышении нагрузок сохраняют основные звенья кинематической цепи машины без разрушения.
Рис. 16. Схема предохранительного устройства,
отключающего шкив-маховик.
На рис. 16 показано новое предохранительное устройство конструкции ВНИИстройдормаша, выполненное в виде рычажнопружинного механизма, встроенного в шкив-маховик 3, который свободно насажен на эксцентриковый вал 9 дробилки.
На ободе маховика расположен упор 4, в паз которого входит ролик 5 рычага 2, шарнирно укрепленного на водиле 7, жестко соединенным с эксцентриковым валом 9. В направляющих рычага 2 размещен ползун 6, который одной стороной опирается на пружину 5, а другой через распорное звено 1 присоединен к водилу 7.
При нормальной работе дробилки механизм благодаря соответствующей затяжке пружины 8 жестко фиксирует шкив-маховик по отношению к эксцентриковому валу.
При попадании в камеру дробления недробимого предмета ролик 5 выжимается из паза упора 4 и, преодолевая сопротивление пружины 8, поворачивает рычаг 2 и распорное звено 1 относительно водила 7. При этом распорное звено поворачивается на такой угол, что сила натяжения пружины не прижимает ролик к ободу маховика, а, наоборот, запирает рычаг 2 с роликом в отведенном положении. В этот момент срабатывает конечный выключатель и отключается электродвигатель дробилки. Эксплуатация предохранителя подтвердила его высокую эффективность.
Удобство применения подобного предохранительного устройства обусловливается также современным исполнением шкива-маховика дробилки.
Обычно на дробилках всех типоразмеров монтировали два маховика, по одному с каждой стороны, один из которых выполнял также функцию приводного шкива. В последнее время на большинстве отечественных дробилок со сложным движением применяют один шкив-маховик с увеличенным маховым моментом. В этом случае для обеспечения динамической балансировки машины на противоположном конце эксцентрикового вала устанав-
Рис. 17. Дробилка со сложным движением щеки фирмы Шведала
Арбра (Швеция)
До последнего времени щековые дробилки со сложным движением подвижной щеки ввиду больших нагрузок на эксцентриковый вал выпускались в основном для среднего дробления, т. е. небольших типоразмеров. Для первичного дробления применяли крупные щековые дробилки с простым движением подвижной щеки, имеющие меньшие нагрузки на узел эксцентрикового вала. В последнее время многие фирмы выпускают менее металлоемкие дробилки со сложным движением больших типоразмеров, превышающих размеры дробилок с простым движением. Это стало возможным после создания крупных подшипников качения, выдерживающих большие динамические нагрузки.
На рис. 17 приведен общий вид щековой дробилки со сложным движением щеки с размером приемного отверстия 1700×2100 мм шведской фирмы Шведала Арбра. Такая дробилка обеспечивает на максимальной щели (400 мм) производительность 1500 т/ч руды. Масса дробилки 180 т; электродвигатель 350 кВт; габаритные размеры: длина 5500 мм, ширина 4420 мм, высота (над фундаментом) 4460 мм.
Дробящие плиты— это сменные быстроизнашивающиеся детали. Конструкция плит, износостойкость материалов, из которого они из-
Установлено, что стоимость дробящих плит составляет около одной трети всех расходов на дробление.
В основном дробящие плиты щековых дробилок изготовляют из высокомарганцовистой стали 110Г13Л, обладающей высокой износостойкостью, а также способностью к упрочнению в холодном состоянии в результате наклепа.
Конструкция дробящей плиты определяется ее продольным и поперечным профилями (рис. 18). Рабочую часть плиты делают рифленой и в редких случаях для первичного (грубого) дробления гладкой. Поперечный профиль плиты характеризуется размерами и конфигурацией рифлений. От продольного профиля дробящих плит зависят угол захвата, наличие криволинейной или параллельной зоны и другие параметры камеры дробления, влияющие на условия процесса дробления.
а) б)
Рис. 19. Дробящие плиты с рифлениями:
а - трапецеидальными; б — треугольными
В дробилках со сложным движением подвижной щеки рифления трапецеидальной формы (19, а) применяют для предварительного дробления, рифления треугольной формы (19, б) для окончательного дробления. В крупных дробилках с простым движением подвижной щеки применяют рифления треугольной формы (19, б).
Шаг t и высоту h рифлений для обоих профилей в зависимости от размера выходной щели Ъ рекомендуется определять по выражению t = 2h = b.
Основные параметры щековых дробилок, выпускаемых отечественными машиностроительными заводами, приведены в табл. 2.