Технологічне обладнання підприємств скла та кераміки та в’яжучих матеріалів

Практичне заняття №1 щековые дробилки

1. Общие сведения

Щековые дробилки применяют для первичного (грубого) дробления материалов твердых и средней твердости. В щековых дробилках измельчение материалов осуществляется раздавливанием (рис. 4, а), раздавливанием и истиранием (рис. 4, 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 и рис. 4, а, в, г, ж), сложным (рис. 4, б и е) и комбинированным (рис. 4, д) движением;

по подвесу подвижной щеки – с верхним (рис. 4, а, б, г, д, е, ж) и нижним подвесом (рис. 4, в);

по количеству загрузочных отверстий – с одним (рис. 4, а–е) и двумя– спаренная (рис. 4, 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. 4, а, б, в, д, е, ж), кулачковым (рис. 4, г) и др.

* По данным Б. В. Клушанцева, полная классификация содержит более 30 различных кинематических схем щековых дробилок.

Рис. 3. Схема щековой дробилки с простым движением подвижной щеки

Наибольшее распространение получили щековые дробилки с простым и сложным качаниями подвижной щеки, с эксцентриково-шатунным механизмом с двумя (рис. 4, а) и одной (рис. 4, б) распорной плитой, на рассмотрении которых мы и остановимся.

Рис. 4. Кинематические схемы щековых дробилок

2. Конструкции щековых дробилок

Дробилки с простым движением подвижной щеки имеют цельнолитую (см. рис. 3) или сборную станину (рис. 5). Последняя состоит из коробчатых литых стальных боковых стенок 19 и торцевых стенок 1 и 11, соединенных стяжными болтами. К стенке 1 болтами, а у дробилки на рис. 3 и 9 клиньями 3 крепится ребристая рабочая плита (щека) 2. Подвижная щека 6 с дробящей плитой 4 надета на ось 5, смонтированную в подшипниках 21 (рис. 5).

Дробящие плиты изготовляют 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, увеличению производительности дробилок на 10–20% и удлинению срока службы плит, 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.

Приводной вал 8 в современной дробилке смонтирован в подшипниках качения 20. На эксцентриковую часть этого вала надеты подшипники качения, охватываемые головкой шатуна 9, а на выступающие за подшипники концы – маховики 7, один из которых является и шкивом. Маховики соединены с эксцентриковым валом многодисковыми фрикционными муфтами (рис. 5, б). Назначение этих муфт состоит в том, чтобы, не выключая двигателя, вращающего шкив, можно было плавно включить эксцентриковый вал 8 дробилки.

Ведущие диски 27 муфты имеют шлицевое соединение с втулкой 26, скрепленной болтами с маховиком, а ведомые диски 25 имеют шлицевое соединение с втулкой 23, которая шпонкой соединена с эксцентриковым валом 8. Передача вращения от шкива валу осуществляется под действием силы трения, которая возникает между ведущими 27 и ведомыми 25 фрикционными дисками под действием шести пружин 29, оказывающих на них давление через шайбу 28.

При подаче масла под плунжер 24 последний перемещается и отжимает шайбу 28, при этом нарушается сила сцепления между дисками, и эксцентриковый вал останавливается. Эксцентриковый вал изготовляют из специальных сталей – хромоникелевой, хромомолибденовой или ванадиевой, а для небольших машин – из Ст5. Регулирование ширины разгрузочной щели осуществляют клиньями 12 и 15 (см. рис. 3 и 9) или сменой прокладок между стенкой 11 и клином 15 (рис. 5), отжимаемым болтами 10, и фиксируется клином, который затягивается болтом 12. При подъеме клина 12 (см. рис. 3 и 9) болтами 10 разгрузочная щель уменьшается.

Шатун 9, связанный с одной стороны с подвижной щекой 6, а с противоположной стороны – с клином 15 распорными плитами 16, передает движение подвижной щеке. Распорная плита 16 при попадании в загрузочное отверстие дробилки недробимого предмета должна сломаться (см. рис. 5) (или перережутся предохранительные болты – см. рис. 3 и 9) раньше, чем другая более ответственная деталь дробилки. Чтобы распорные плиты не выпадали, подвижная щека 6 оттягивается за ось 18 тягой 17 с пружиной 14, сжимаемой гайками 13. Стяжной гайкой 22 центрируется в проушине тяга 17, что предохраняет ее от износа. Крупные дробилки оборудуют централизованной автоматической системой густой и жидкой смазок. Включение дробилки осуществляют с центрального пульта управления. При вращении эксцентрикового вала, когда шатун движется вверх, угол между распорными плитами увеличивается, подвижная щека, описывая дуги окружности, перемещается к неподвижной и дробит материал раздавливанием. При движении шатуна вниз угол между распорными плитами уменьшается, подвижная щека под действием собственной массы и оттяжного устройства отходит от неподвижной и раздробленный материал выпадает из дробилки.

В щековых дробилках материал дробится только в течение одной половины оборота эксцентрикового вала. Для выравнивания работы щековой дробилки служат маховики, которые накапливают энергию во время отхода щеки и отдают ее в период дробления. 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.

Наибольшее усилие дробления (см. рис. 4 и 9, а) возникает в верхней части загрузочного отверстия дробилки, куда загружают большие куски.

По закону рычага второго рода можно написать:

;

здесь , что облегчает работу дробилки и уменьшает нагрузку на приводной эксцентриковый вал.

В дробилках со сложным движением подвижной щеки 12 (рис. 6) последняя насажена на подшипники эксцентриковой части вала 4, который шейками установлен в радиально-сферических подшипниках, смонтированных в корпусах 2. В дробилке имеется одна распорная плита 11, которая упирается в подвижную щеку 12 и в клин 10 регулировочного устройства.

Навинченные на болты 3 звездочки 5 удерживаются от вертикального перемещения винтами <5; звездочки охвачены цепью, и при их поворачивании обеспечивается подъем или опускание болтов 3 вместе с клином 9. При этом клин 10 перемещается и изменяет ширину разгрузочной щели. Регулировочное устройство, исключающее перекос клиньев, показано на рис. 6, б. При поворачивании винта 3 клинья 9 отдаляются или сближаются. В последнем случае клин 10 подвигает распорную плиту 11 с подвижной щекой 12 и ширина разгрузочной щели уменьшается. Щека 12 оттягивается тягой 6, на которую надета пружина 7, сжимаемая гайкой, что предохраняет от выпадания плиту 11. На концах вала 4 закреплены маховики 1, один из которых является и шкивом.

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. Например, дробилка с простым движением щеки и размером загрузочного отверстия 400230 мм имеет массу 4500 кг, тогда как дробилка со сложным движением щеки и с загрузочным отверстием 400250 мм имеет массу всего 2500 кг, производительность же первой – до 7 м³/ч, а второй – до 8 м³/ч.

Рис. 6. Схема щековой дробилки со сложным движением подвижной щеки: а – общий вид; б – регулировочное устройство

Дробилки с комбинированным движением подвижной щеки (см. рис. 4, д) имеют два эксцентриковых вала; на один надета подвижная щека, а на другой – шатун. Подвижная щека получает не только сложные движения, как у дробилок (см. рис. 6), но и колебательные движения, имеет большой ход как в верхней, так и в нижней частях дробилки, что оказывает существенное влияние на увеличение ее производительности.

Б. В. Клушанцевым установлено, что дробилки с комбинированным движением щеки при прочих равных условиях имеют: а) производительность на 40–50% выше; б) вертикальную проекцию хода подвижной щеки, определяющую интенсивность ее износа в 2,5–3 раза меньше; в) удельную производительность примерно на 25% больше. Щековые дробилки с комбинированным движением подвижной щеки рекомендованы для применения в промышленности.

В табл. 2 приведена характеристика наиболее распространенных щековых дробилок.