Конструкции дробилок.
Дробилки конусные крупного дробления типа ККД.
(На примере ККД – 900/140).
Дробилки такого типа предназначаются для первичного крупного дробления твердых материалов (кроме пластических) с временным сопротивлением сжатию до 250МПа. Рассмотрим в качестве примера конструкцию дробилки ККД – 900/140 (рис.27).
Рис. 27. Дробилка ККД 900/140.
1 – станина; 2 – дробильная чаша; 3 – внутренний дробящий конус; 4 – траверса; 5 –верхняя самоустанавливающаяся опора; 6 – броневая защита дробильной чаши; 7 – броневая защита дробящего конуса; 8 – противопылевое уплотнение; 9 – эксцентрик; 10 – торцевой подпятник скольжения; 11 – зубчатая коническая передача; 12 – приводной вал; 13 – ведомый шкив; 14 – опорный пест; 15 – поршень; 16 – гидроцилиндр.
Дробилка состоит из станины 1, дробильной чаши 2, траверсы 4, эксцентрика 9, дробящего конуса 3, приводного вала 12, шкива 13, гидравлического цилиндра 16. Зазор между дробильной чашей 2 и броней защитной чаши 6, а также зазор между корпусом внутреннего дробящего конуса и его броней 7 для лучшего прилегания этих сопряженных элементов, может заливаться расплавом цинка или цементным раствором марки не ниже 500.
Станина, дробильная чаша и траверса, соединенные между собой по фланцам, образуют корпус, внутри которого расположены эксцентрик и дробящий конус. Хвостовик вала дробящего конуса установлен во внутренней расточке эксцентрика 9, выполненной со смещением и под определенным углом относительно наружной его поверхности. Эксцентрик 9 через подпятник скольжения 10 опирается на торец центрального стакана станины и угловой зубчатой передачей 11 соединяется с приводным валом 12, размещенным в горизонтальном защитном патрубке станины. Подвижный эксцентрик 9 размещается в коаксиальном неподвижном центральном стакане станины. Ось центрального стакана совпадает с осью неподвижного конуса дробилки. Внешняя поверхность вращающегося эксцентрика 9 образует с внутренней поверхностью неподвижного стакана станины пару трения в виде подшипника скольжения. Внутренняя поверхность эксцентричной проточки эксцентрика 9 образует с внешней поверхностью хвостовика вала внутреннего подвижного дробящего конуса также пару трения в виде подшипника скольжения. С целью получения антифрикционной пары трения скольжения между валом дробящего конуса и эксцентриком 9 , а также между неподвижным центральным стаканом станины и эксцентриком 9, последний заливается баббитом на ¾ длины снаружи и полностью изнутри с последующей проточкой под номинальный размер. Для надежного сцепления баббитовой антифрикционной прослойки с защищаемыми поверхностями используются сквозные отверстия в стенке эксцентрика, а также пазы в форме “ласточкиного хвоста”. Привод дробилки осуществляется с помощью клиноременной передачи.
К фланцу центрального стакана станины 1 присоединен гидравлический цилиндр 16, который с помощью поршня 15 и опорного песта 14 удерживает внутренний дробящий конус в рабочем положении, обеспечивает дистанционное регулирование разгрузочной щели дробилки, а также гидравлическую амортизацию дробилки при попадании в нее недробимого тела. (См. схему гидравлической амортизации и регулировки разгрузочной щели конусных дробилок рис. 28). В соответствии с этой схемой амортизация осуществляется автоматически с помощью включенного в гидравлическую систему газового аккумулятора 10.
Рис. 28. Схема гидравлической амортизации и регулировки разгрузочной щели конусных дробилок: 1 – цилиндр; 2 – плунжер; 3 – ведомая шестерня; 4 – эксцентриковый стакан; 5 – станина; 6 – вал; 7 – внутренний конус; 8 – внешний конус; 9 – ведущая шестерня; 10 – газовый аккумулятор; 11 – предохранительный клапан; 12 – резервуар для масла; 13 – насос.
При вращении эксцентрика внутреннему дробящему конусу (рис.27) сообщается гирационное движение. При сближении дробящих поверхностей 6 и 7 конусов происходит дробление материала, а при удалении – его разгрузка. Крупность дробленого материала определяется шириной разгрузочной щели b1 при максимальном удалении конусов друг от друга, а также физико-механическими свойствами дробимого материала.
Узлы трения дробилки обеспечиваются смазкой от двух систем – жидкой и густой смазки. При этом жидкая смазка подается к эксцентрику 9, зубчатой передаче 11, опорному песту 14 и подшипникам приводного вала 12; густая – к верхнему самоустанавливающемуся радиальному подшипнику скольжения 5, противопыльному уплотнению 8 дробящего конуса.
Дробилки среднего и мелкого дробления КСД и КМД.
(На примере дробилки КСМД-105 с гидравлическим регулированием размеров выходной щели рис. 29.)
Рис. 29. Дробилка К СМД-105 с гидравлическим регулированием размеров выходной щели.
1 – станина дробилки; 2 – подвижный конус; 3 – опорное кольцо регулируемого по высоте корпуса дробилки 5; 4 – собачка, фиксирующая кольцо 7; 5 – регулируемый по высоте корпус дробилки; 6 – верхняя распределительная тарелка дробимого материала; 7 – кольцо; 8 – зубчатый венец кольца 7; 9 – собачка гидроцилиндра 20, обеспечивающая кинематическую связь контргайки 10 с корпусом 5 с целью регулирования размеров выходной щели; 10 – контрагайка, блокирующая или разблокирующая вращения корпуса 5 в опорном кольце 3 при регулировки выходной щели; 11 – фланец станины, воспринимающий весовые нагрузки от опорного кольца 3; 12 – корпус сферического подпятника, защищенный сверху бронзовой сферической проставкой, воспринимающей вертикальную нагрузку на подвижный корпус; 13 – предохранительные пружины; 14 – клиноременная передача; 15 – приводной вал; 16 – коническая передача; 17 – эксцентриковая втулка; 18 – консольный вал дробилки; 19, 21 – гидроцилиндры управления блокировкой или разблокировкой контрагайки 10; 20 – гидроцилиндр управления собачкой 9.
Конструкция рассматриваемой дробилки (рис. 29), относящейся к дробилкам с консольным валом, включает в себя цилиндрическую станину 1 с нижним и верхним фланцем 11. На верхнем фланце концентрично ему размещается опорное кольцо 3, имеющее внутреннюю упорную резьбу. Опорное кольцо 3 притягивается к фланцу 11 системой предохранительных пружин, равномерно размещенных по периметру фланца 11. В упорную резьбу кольца 3 ввинчивается (или вывинчивается) цилиндрический корпус 5, который контрится (или расконтривается) контргайкой 10 . В корпусе 5 имеются посадочные места для крепления защитных (броневых) плит, образующих неподвижный конус дробилки.
Подвижный конус 2, насаженный на консольный вал 18,приводится в гирационное движение при вращении эксцентриковой втулки 17 от электродвигателя через клиноременную передачу 14, вал 15 и коническую передачу 16. На верхнем конце консольного вала 18 установлена распределительная тарелка 6, обеспечивающая при своем качении равномерную загрузку дробилки исходным материалом. Вертикальные нагрузки, действующие на подвижный конус 2, воспринимаются вогнутой частью сферического подпятника 12, в которую входит ответная выпуклая сферическая часть подвижного конуса 2. Обе эти ответные сферические части образуют пару трения в виде самоустанавливающегося сферического упорного подшипника скольжения, к которому подводится смазка и который защищается от абразивного воздействия пыли и частиц материала. Для этой пары трения соответствующим образом выбраны антифрикционные материалы.
Вертикальные нагрузки, действующие на неподвижный конус, воспринимаются предохранительными пружинами 13, т.к. опорное кольцо свободно опирается на фланец 11 станины 1 и равномерно прижимается (притягивается) к нему этими пружинами. При попадании в камеру дробления недробимых предметов (кувалда, зуб экскаватора и т.д.) пружины сжимаются, опорное кольцо 3 вместе с корпусом 5 и неподвижным конусом приподнимается, выходная щель увеличивается и недробимый предмет выходит из дробилки.
Размеры выходной щели при нормальной работе дробилки регулируют путем ввинчивания (или вывинчивания) корпуса 5 в опорное кольцо 3, прижатое пружинами к фланцу 11. При этом с помощью гидроцилиндров 19 и 21 отпускается контргайка 10. Корпус 5 остается неподвижным, т.к. он соединен выступом 22 с кольцом 7, зафиксированным от проворачивания собачкой 4. Затем собачка 4 выводится гидроцилиндром 23 из зацепления с зубчатым венцом 8 кольца 7, а собачка 9 гидроцилиндром 20 вводится в зацепление с этим венцом, чем достигается кинематическая связь (возможность поворачивания) контргайки 10 с корпусом 5. При вращении контргайки 10 корпус 5 ввинчивается (или вывинчивается) в опорное кольцо 3, изменяя размеры выходной щели.
По окончании регулирования собачка 9 выводится из зацепления с зубчатым венцом 8, а собачка 4 вводится в зацепление с этим венцом и гидроцилиндрами 19 и 21 затягивается контргайка.
Характерная особенность конструкций дробилок КСД и КМД – наличие “параллельной зоны” в камере дробления – участка, на котором зазор между образующими конусов постоянен. Это обеспечивает получение однородного продукта, близкого по размерам к зазору “b1” (рис.30).
Рис. 30. Гидравлический затвор защиты от пыли узлов трения дробящего конуса.
1 – корпус сферического подпятника дробилки с консольным валом; 2 – защитный воротник из эластичного материала, погруженный в жидкость.
b1 – зазор между дробящими конусами на участке “параллельной зоны” (в дробилках КСД и КМД).
Защита от пыли узлов трения и конической передачи выполняет гидравлический затвор (рис. 30). В подпятнике 1 имеется кольцевая канавка, заполненная маслом или водой, которые вводятся и отводятся по системе трубопроводов и дренажных каналов. Воротник 2 из резины или эластомера при работе дробилки постоянно погружен в жидкость.
Эксцентриковая втулка 17 (рис.29), приводимая во вращение конической передачей 16 устанавливается в центральном стакане станины на торцевой подпятник, состоящий из нескольких перемещающихся стальных и бронзовых шайб. Благодаря наличию нескольких шайб, скорости вращения каждой из них значительно снижаются из-за вязкостного трения подаваемой смазки. С внешней стороны между эксцентриковой втулкой 17 и корпусом центрального стакана, а также между эксцентриковой втулкой и нижним концом вала 18 устанавливаются антифрикционные втулки соответствующих размеров из лучших свинцово-оловянистых бронз или делаются наплавки баббитом (аналогично эксцентрикам дробилок ККД).
Коническая шестерня, насаженная на верхнюю часть эксцентриковой втулки 17 имеет с одной стороны противовес, служащий для частичного уравновешивания сил инерции дробящего внутреннего конуса.
Жидкое масло для смазки подается под давлением в нижнюю часть центрального стакана, смазывает шайбы торцевого подпятника и по зазорам попадает на боковые поверхности нижнего конца вала 18 и эксцентриковой втулки 17. Масло также попадает на внешние поверхности эксцентриковой втулкой. Одновременно по центральному и боковому сверлениям вала 18 масло подается к сферическому подпятнику 12 и при стекании вниз орошает шестерни конической передачи 16. Схема системы смазки конусной дробилки см. рис. 31.
Рис. 31. Смазочная система конусной дробилки
Электронагреватель
Электропредохранительный клапан
Устройство микропереключателя
Тепловое реле
5..7- Трубы (подводящая, сливная нагнетательная)
8..10- Фильтры
11- Масляный насос с электродвигателем
12- Масляный бак
На рис.32 показан эскиз длинно-конусной дробилки ККД с верхней подвеской вала внутреннего конуса.
Рис. 32. Конусная дробилка для крупного дробления с выгрузкой материала через боковой лоток: 1 – ведущий вал; 2 – ведущая шестерня; 3 – вкладыш; 4,5 – нижний и верхний ряд броневой защиты внешнего конуса; 6 – вал внутреннего конуса; 7 – втулка; 8 – разъемная гайка; 9 – опорная шайба; 10 – опорная втулка; 11 – опорное кольцо; 12 – траверса; 13 – контргайка; 14 – гайка; 15 – внутренний конус; 16,18 – верхнее и нижнее броневые кольца внутреннего конуса; 17 – цинковая заливка; 19 – внешний конус; 20 – уплотняющие кольца; 21 – станина; 22 – эксцентриковый стакан; 23 – направляющий стакан; 24 – баббитовая заливка; 25 – лоток; 26 – опорное устройство эксцентрикового стакана; 27 – штуцер подвода масла; 28 – ведомая шестерня; 29 – стакан.
Ответственным узлом такой дробилки является узел верхней подвески вала внутреннего подвижного конуса. Этот узел представляет по существу самоустанавливающийся опорно-упорный подшипник скольжения, обеспечивающий восприятие вертикальных и горизонтальных нагрузок в верхней подвеске в процессе гирационного вращения вала. В увеличенном масштабе вариант конструкции этого узла приводится на рис. 33.
Рис.33. Узел подвески конуса.
1 – неподвижная втулка опоры; 2 – опорная шайба; 3 – корпусная втулка; 4 – обойма, крепящая конусную втулку; 5 – прорезная гайка, фиксируемая шпонкой; 6 – защитный колпак.
Узел состоит из неподвижной втулки 1 и неподвижного опорного кольца 2, на которое опирается конусная втулка 3, закрепленная на валу при помощи обоймы 4 и разрезной гайки 5. От самопроизвольного отвинчивания гайка 5 фиксируется закладной шпонкой. Конусная втулка связана с обоймой при помощи шипов (показанных пунктиром). От пыли и ударов дробимого материала узел подвески защищен колпаком 6. Во время работы детали узла подвески непрерывно смазываются принудительной жидкой смазкой. Размеры выходной щели дробилки периодически регулируются путем подъема или опускания подвижного конуса при навинчивании (или вывинчивании) гайки 5.
На рис. 34 изображен эскиз эксцентриковой дробилки типа ККД, у которой ось вала подвижного конуса описывает цилиндрическую поверхность относительно неподвижной оси внешнего конуса (угол гирации γ=0). В остальном, ее конструкция аналогична гирационным дробилкам того же типа.
Рис. 34. Конусная дробилка для крупного дробления с центральной неподвижной осью: 1 – крышка; 2 – центральная ось; 3 – ведомая шестерня; 4 – эксцентриковый стакан; 5 – станина; 6 – внешний конус; 7 – броня внешнего конуса; 8 – траверса; 9 – броня траверсы; 10 – колпак; 11 - внутренний конус; 12 – броня внутреннего конуса; 13 – стакан; 14 – ведущий вал; 15 – ведущая шестерня.
На рис.35 показан эскиз дробилки типа ККД с амортизацией и регулированием разгрузочной щели гидравлическим способом.
Рис. 35. Конусная дробилка с гидравлической амортизацией и гидравлическим регулированием разгрузочной щели: 1 – стакан ведущего вала; 2 – станина; 3 - внешний конус; 4 – защита внешнего конуса; 5 – приемная воронка; 6 – внутренний конус; 7 – защита внутреннего конуса; 8 – верхний упор конуса; 9 – опорная пята; 10 – подвесной цилиндр конуса; 11 – эксцентриковый стакан; 12 – полная ось вращения конуса; 13 – ведомая шестерня; 14 – шток; 15 – цилиндр; 16 – поршень; 17 – крышка цилиндра; 18 – ведущая шестерня; 19 – ведущий вал.
В этой конструкции дробилки внутренний вращающийся конус 6 укрепляется на подвесном цилиндре 10, а последний сферическим упором 8 опирается на пяту 9. Она связана со штоком 14 и поршнем 16. В крышке 17 цилиндра 15 размещен штуцер, через который в цилиндр подается или отводится индустриальное масло из гидросистемы. При подаче в цилиндр масла поршень через шток 14 поднимает внутренний конус 6, уменьшая размер выходной щели. При отводе масла из цилиндра размеры щели увеличиваются.
Амортизация дробилки при попадании недробимого тела в камеру дробления осуществляется чаще всего по схеме см. рис. 28.
На рис. 36 приведен эскиз дробилки типа КСД с консольным валом, сходный в основном с конструкцией дробилки типа СМД-105, подробно рассмотренный выше, но с более простой системой управления.
Рис. 36. Конусная дробилка для среднего дробления.
1 – направляющий стакан; 2 – ведомая шестерня; 3 – станина; 4 – натяжной болт; 5 – гайка; 6 – шайба: 7 – пружина; 8 – внутренний конус; 9 – винтовой домкрат; 10 – кожух; 11 – приемная воронка; 12 – защита внутреннего конуса; 13 – центральный вал; 14 – фасонная гайка; 15 – загрузочная воронка; 16 – стержни с клиновым креплением; 17 – приемная тарелка; 18 – цинковая заливка; 19 – установочное кольцо; 20 – внешний конус; 21 – защита внешнего конуса; 22 – сферическая опора; 23 – стакан; 24 – ведущий вал; 25 – ведущая шестерня; 26 – эксцентриковый стакан; 27 – опорная пята эксцентрикового стакана.
С целью повышения надежности конусных дробилок, которая сильно зависит от надежности эксцентриковых узлов, в ряде конструкций начинают использовать в этих узлах подшипники качения. Пример конструктивной схемы такой дробилки приводится на рис. 37.
Рис. 37. Конусная дробилка на подшипниках качения.
Соединение наружного конуса со станиной в этой дробилке выполнено с помощью гидроцилиндров, которые регулируют размеры выходной щели и предохраняют машину от перегрузок.
Основные способы защиты конусных дробилок от перегрузки:
Фрикционная муфта предельного момента;
Гидравлическая амортизация;
Предохранительные пружины.