Исходными данными для расчета щековых дробилок являются заданный типоразмер дробилки, максимальная крупность кусков в исходном материале Dmax, требуемая максимальная крупность готового продукта dmax, прочность материала и производительность Q.
Ширина загрузочного отверстия В должна обеспечить свободный прием кусков максимальной крупности. Поэтому должно быть соблюдено условие:
В ≥ Dmax / 0,85
Для дробилок, работающих в автоматических линиях без наблюдения оператора, ширина загрузочного отверстия и максимальный размер кусков загружаемых материалов должны отвечать условию:
В ≥ Dmax / 0,5
При использовании стандартных дробящих плит ширина выходной щели b связана с максимальной крупностью кусков в готовом продукте зависимостью:
dmax = 1,2b
Для построения профиля камеры дробления кроме значений В и b необходимо определить угол захвата, т.е. угол между неподвижной и подвижной щеками. Угол захвата должен быть таким, чтобы материал, находящийся между щеками, при нажатии разрушался, а не выталкивался вверх.
На кусок, зажатый между щеками, действуют усилия Р и равнодействующая этих условий R, причем:
Силы трения, вызванные сжимающими усилиями, равны fP и действуют на кусок материала против направления его относительной скорости, поэтому при выталкивании куска вверх они будут направлены вниз. Массой куска в сотни и тысячи раз меньшей раздавливающих усилий можно пренебречь.
Кусок материала при сжатии не будет выталкиваться вверх, если удерживающие силы F, вызываемые силами трения и равные:
будут больше или равны выталкивающей силе R, т.е. для нормальной работы дробилки должно соблюдаться условие:
или
Введя вместо коэффициента трения f равную ему величину tg φ, где φ – угол трения, получим:
или
Если α > 2φ, то кусок будет выжат вверх и раздавлен не будет. Таким образом, из анализа формулы следует, что дробление возможно, когда угол захвата равен или меньше двойного угла трения α ≥ 2φ.
Исследования показали, что угол 18-19° обеспечивает работу крупных щековых дробилок в самых тяжелых условиях, как например, при дроблении прочных материалов окатанной формы. Увеличение угла захвата может привести к снижению производительности, уменьшение угла захвата вызывает неоправданное увеличение габаритных размеров, а значит и массы дробилки.
Лабораторная работа №5
Определение производительности щековых дробилок
Общие указания
Цель работы
Получить полное представление об устройстве и работе щековых дробилок. Приобрести навыки в расчете технологических параметров щековых дробилок.
Основная часть
Литературный обзор
В дробилке с простым движением щеки наблюдается обратное явление, т.е. наибольший ход сжатия (размах качания) имеет низ подвижной щеки, в верхней же части этот ход значительно меньше.
В дробилках со сложным движением подвижная щека шарнирно подвешена на эксцентричной части приводного вала. Низ подвижной щеки шарнирно опирается на распорную плиту. Другим концом распорная плита опирается на регулировочное устройство.
Типоразмер дробилки характеризует величина В – ширина приемного отверстия (расстояние между дробящими плитами в верхней части камеры дробления в момент максимального отхода подвижной щеки). Этот размер определяет максимально возможную крупность кусков, загружаемых в дробилку Dmax, принимаемых равными 0,85, от ширины приемного отверстия, т.е. Dmax = 0,85В.
Другим важным параметром служит длина приемного отверстия, т.е. длина камеры дробления L, определяющая, сколько кусков диаметром Dmax может быть загружено одновременно. Произведение двух величин В х L называется размером приемного отверстия щековой дробилки и является ее главным параметром.
В зависимости от величины главного параметра (В х L в мм) щековые дробилки, выпускаемые отечественной промышленностью, составляют следующий размерный ряд: 160х250, 250х400, 250х900, 400х600, 400х900, 600х900, 900х1200, 1200х1500, 1500х2100 мм, т.е. всего девять типоразмеров, из которых шесть первых представляют собой дробилки со сложным движением подвижной щеки, четыре последних – с простым. Перечисленный ряд определился в результате многолетнего опыта по созданию и эксплуатации щековых дробилок. Размеры приемных отверстий машин ряда регламентированы Государственными стандартами и соответствуют международному ряду по рекомендациям СЭВа.
Важным параметром щековой дробилки является величина выходной щели b. Она определяется как наименьшее расстояние между дробящими плитами в камере дробления в момент максимального отхода подвижной щеки. Величина выходной щели – параметр переменный, ее можно регулировать при помощи специального устройства, что позволяет изменять крупность готового продукта, или наоборот, поддерживать постоянной в течение длительного времени независимо от степени износа дробящих плит.