Определение кинематических и конструктивных параметров
К основным кинематическим и конструктивным параметрам относят: ширина B и длина L загрузочного отверстия, высота камеры дробления H, номинальная ширина выходной щели b, угол захвата α,ход подвижной щеки S, частота вращения эксцентрикового вала n, производительность П, работа дробления A, мощность привода N, максимальное усилие дробления Qmax, маховый момент маховика mD2.
Параметры камеры дробления
По исходным данным ширина измельчителя равна 700 мм. Но ширина загрузочного отверстия при этом регулируется. Ширина загрузочного отверстия камеры дробления B определяетсяпо максимальному размеру кусков исходного материала B = Dmax / 0,85.
В свою очередь, по данным эксплуатационных организаций придроблении рядовой горной массы без предварительного отсева мелочи
Dmax =Dсв/(0,36 - 0,46). Таким образом, ширина загрузочного отверстия
щековой дробилки равна
B= Dсв / (0,36 - 0,46)
В = 40 / 0,3 = 135 мм
Длина загрузочного отверстия Lопределяется в последующих разделах расчетов из условия обеспечения заданной производительности дробилки, либо предварительно принимается по исходным данным – 1020 мм.
Высота камеры дробления H определяется из формулы
H= (2 - 2,5) * B,
либо предварительно принимается по прототипу H = 940 мм.
Номинальная ширина выходной щели b определяется при заданной степени дробления или принимается по прототипу b = 3 – 5 мм
Рисунок 1 – Рифления дробящих плит отечественных дробилок
Дробилки в зависимости от области применения комплектуют дробящими плитами различных конфигураций и размеров рифлений. Рифления отечественных дробилок по результатам исследований ВНИИстройдормаша приняты треугольными или трапециидальными (рисунок 1). Рифления трапециидальной формы применяют для предварительного дробления в дробилках с приемным отверстием шириной 100 и400 мм. Треугольные рифления используют для предварительного дробления в дробилках с приемным отверстием шириной 600 мм и более. Для окончательного дробления в дробилках всех типоразмеров применяют рифления треугольной формы.
Для всех плит шаг t и высоту рифлений h определяют по формуле
t = 2 * h = b
t = b = 5 мм
h= b/2 = 2,5мм
Так как ширина b выходной щели – величина переменная, то принимают ее среднее (номинальное) значение. По технологическому регламенту требуемым размер измельченного материала 5 мм.
Расчет угла захвата
Угол захвата a - угол между неподвижной и подвижной щеками дробилки (рисунок 9.4), который должен обеспечивать разрушение материала при сжатии, то есть захват куска, а не выталкивание его вверх. На кусок,зажатый между щеками, действуют усилие P и равнодействующая R, причем
R = 2 * P * sinα / 2
Рисунок 2 – Схема для определения угла захвата
Силы трения F = f*P действуют накусок материала против направления выталкивающей силы, то есть, направлены вниз. При сжатии кусок материала не будет выталкиваться вверх, если силы трения будут больше или равны выталкивающей силе:
или 
После преобразования получаем 
Так как коэффициент трения f = tg 
(где – угол внешнего трения дробимого материала по материалу дробящих плит), то
То есть нормальное дробление возможно, если угол захвата равен или меньше двойного угла трения. Согласно лабораторным исследованиям, коэффициент трения взрывчатых материалов о сталь составляет 0,3, тогда угол внешнего трения =16 
и 
= 33 . Угол 33 является предельным углом захвата, обеспечивающим процесс дробления,но по результатам опытов по увеличению производительности и, исходя из конструктивных соображений, рекомендуется выбирать угол захвата = 18 – 20
Ход сжатия
Ход сжатия в верхнем (Sв) и нижнем (Sн) сечениях камеры дробления (рисунок3) должны обеспечивать интенсивный процесс дробления по всей высоте камеры и отвечать эффективным показателям процесса – производительности, степени дробления, расходу энергии.
Рисунок 3 – Схема для определения хода щеки
По результатам исследований, проведенных во ВНИИстройдормаше для дробилок с простым движением щеки
Sв = (0,1 – 0,3)*B,
где В – ширина загрузочного отверстия, мм.
Sв = 0,2 * 135 = 27 мм
Ход сжатия (мм) в нижней части камеры дробления дробилки с простым движением щеки определяется по формуле
Sн = 8+0,26*b,
где b - номинальная ширина выходной щели,мм
Sн = 8+0,26 * 5 = 9,3 мм
Частота вращения эксцентрикового вала
Частота вращения эксцентрикового вала n, равная числу двойных
качаний подвижной щеки, определяется из условия свободной разгрузки призмы материала из нижней зоны за время отхода подвижной щеки от неподвижной (рисунок 4). Это условие обеспечивает максимальную производительность. Если эксцентриковый вал совершает n оборотов в секунду и время отхода щеки равно времени половины оборота, то
t =1/(2 × n)
Из рисунка 3 следует, что высота призмы материала, выпадающего из камеры дробления:
С другой стороны
Объединив эти выражения, получим
В данной формуле не учтены силы трения кусковматериала о дробящие плиты идруг о друга. ВНИИстройдормашпредложил зависимость частоты вращения n (с-1) для дробилок с простым и сложным движением щеки с шириной приемного отверстия до 600 мм включительно:
n = 17* b-0,3,
где b- номинальная ширина выходной щели.
n = 17* 5-0,3 =17 с-1
Рисунок 4- Схема для определения частоты вращения вала