Потребная мощность электродвигателя

Частота вращения коленчатого вала

При отходе подвижной щеки дробленый продукт из камеры дроб­ления щековой дробилки под действием силы тяжести свободно выпадает вниз через выходную щель. При каждом качании щеки могут выпасть только куски, находящиеся ниже плоскос­ти на горизонте которой ши­рина камеры дробления в момент окончания рабочего хода равна ширине выходной щели при макси­мальном отходе подвижной щеки.

Время отхода подвижной щеки должно быть достаточным для того, чтобы куски с горизонта верхней плоскости успели пройти это расстояние, падая под действием силы тяже­сти.

Продолжительность (с) отхода подвижной щеки равна про­должительности половины оборота вала:

t=1/2·60/n=30/n

где п — частота вращения коленчатого вала, мин^-1

Производительность

Объемная производительность дробилки

,

где B – ширина приемного отверстия, м; b₂ – максимальная ширина выходной щели, м; L – длина камеры дробления, м.

Массовая производительность дробилки

,

где k — коэффициент разрыхления материала при выходе из дробилки;

δ — плотность материала, т/м³.

Формула позволяет представить себе влияние основных механических факторов, определяющих производительность дро­билки.

Следует изменить условия дробления, например увеличить раз­мер выпускной щели и изменить крупность продукта дробилки В_п, или выбрать дробилку следующего большего типоразмера.

 

Потребная мощность электродвигателя

Для определения мощности установленного электродвигателя Л/у может быть рекомендована формула института «Механобр»

где Р — удельная работа дробления; Н — высота подвижной щеки, м (зависит от ширины приемного отверстия В дробилки).

 

 

40. Конструктивная схема щековой дробилки с простым качанием щеки (ЩДП).

Станина дробилки образуется передней 1, задней 7 и двумя боковыми 2 стенками. Передняя стенка станины является одновременно неподвижной щекой. Подвижная щека 5 шарнирно подвешена на оси 4, опирающейся на подшипники, укрепленные в боковых стенках станины. Конструктивно эта ось размещена выше загрузочного отверстия. Камера дробления щековой дробилки образуется передней стенкой, подвижной щекой и боковыми стенками. Стенки станины, образующие ка­меру дробления, а также подвижная щека футеруются сменными футеровочными плитами 3 из износоустойчивой стали.

Футеровочные плиты, защищающие щеки, делают рифлеными. Это облегчает дробление кусков, так как дробящие усилия кон­центрируются на меньшей площади, и раздавливание частично заменяется дру­гими видами деформации, для кото­рых дробимые материалы имеют меньшие пределы прочности. Боковые стенки станины футеруются гладкими плитами.

Подвижная щека получает движения от колен­чатого (эксцентрикового) вала 6, опирающегося шейками на подшипники, укрепленные в боковых стенках станины дробилки. На эксцентрике вала 6 свободно висит вертикальный шатун 10. Нижний, висящий конец шатуна имеет гнезда, в которых поме­щены вкладыши, а в них свободно вставлены одним кон­цом распорные плиты 11 и 9. Другими концами распорные плиты вставлены во вкладыши в гнезде на подвижной щеке 5 (левая плита) и в гнезде на упорной детали (правая плита), закрепленной на задней стенке 7 станины. Свобод­но вставленные во вкладыши распорные плиты не выпадают, так как на них давит тяжелая подвижная щека, стремящаяся повернуться вокруг оси 4 и занять вертикальное положение. Это давление усиливается пружиной 8, оттягивающей при помощи тяги 12 подвижную щеку.

При вращении коленчатого вала нижний конец шатуна со­вершает возвратно-поступательные движения в вертикальном на­правлении. При движении шатуна вверх вместе с ним движутся концы распорных плит 11 и 9. При этом другими концами они давят на вкладыши в гнездах подвижной щеки и упорной детали. Усилия, действую­щие вдоль распорных плит, заставляют подвижную щеку поворачиваться на некоторый угол вокруг оси подвеса и приближаться к неподвижной щеке.

Ходу шатуна вверх, совершающемуся в течение половины оборота коленчатого вала, соответствует сближение щек и раздавливание (дробление) ими кусков материала. Для раздавливания необходимо, чтобы ход щеки был больше относительного упругого сжатия кусков. Ход щеки на горизонте приемного отверстия делается равным примерно одной сотой ширины «B» приемного отверстия.

Половина оборота коленчатого вала, при котором материал дробится, называется рабочим ходом. Подвижная щека под действием своей массы и оттягивающей пружины поворачивается вокруг оси и отходит от неподвижной щеки. При этом увеличивается ширина «b» выходной щели и дробленый материал выпадает из дробилки.

Половина оборота коленчатого вала, при котором дробленый материал разгружается, называется холостым ходом. В связи с наличием холостого и рабочего ходов у щековых дробилок нагрузка на приводной двигатель крайне неравномерная. Для выравнивания нагрузок на коленчатый вал надеваются два массивных маховика, аккумулирующих энергию при холостом и отдающих ее при рабочем ходах. Дробящее усилие в щековой дробилке с верхним подвесом вала и вертикальным шатуном передается через распорные плиты. Заднюю распорную плиту 9 используют для предохранения дробилок от поломки при попадании в камеру дробления недробимых предметов. Эта плита ломается при попадании в дробилку случайных металлических предметов и после их удаления заменяется.

Ширина выходной щели «b» регулируется заменой распорных плит, а у дробилок малого размера – при помощи прокладок и регулировочных клиньев, которые подтягиваются установочными болтами.

Щековые дробилки приводятся в движение от электродвигателя через клиноременную передачу чаще всего на один из маховиков. В практике находят применение дробящие плиты с криволинейным продольным профилем. В настоящее время для увеличения степени дробления щековые дробилки изготовляют с увеличенной высотой камеры дробления. ЩДП используются в основном для дробления крупных кусков пород любой крепости, что обеспечивается простотой конструкции. Из недостатков следует отметить низкую производительность из-за наличия холостого хода; наличие движений неуравновешенной массы и несоответствие между размерами дробимого куска деформациям, которые сообщает ему рабочий орган: вверху малые деформации на большой кусок породы, а внизу наоборот.

 

41. Анализ конструкций конусных дробилок крупного дробления (ККД).

Конусная дробилка крупного дробления (В>900) с подвешенным валом и разгрузкой дробленого продукта под дробилку. Станина дробилки разъемная. Верхняя часть 5 станины представляет собой неподвижную коническую чашу, в которой производится дробление. У современных дробилок высота наружной конической чаши делается приблизительно равной 1,85·В («В» – ширина приемного отверстия). Угол наклона образующей конической поверхности наружной чаши с вертикалью составляет обычно 17-20°. В целях предохранения от износа внутренняя поверхность конической чаши футеруется несколькими рядами футеровочных плит 16 из марганцовистой стали.

Заменяя футеровочные плиты нижнего ряда наружной дробильной чаши плитами другой толщины, можно изменять ширину выходной щели. Дробилки ККД бывают с шириной выходной щели «b» от 0,1 до 0,2·В (ширины приемного отверстия). Дробящий конус 9 закреплен на валу 8 и покрыт футеровкой. Диаметр нижнего основания дробящего конуса приблизительно в 1,5 раза больше ширины приемного отверстия «В». Угол между образующей конуса и вертикалью составляет 8,5-10°. Угол при вершине конуса равен приблизительно 20°. Футеровка представляет собой кольца из марганцовистой стали, закрепляемые на конусе гайками. В нижней части конуса футеровка ложится на обработанный бурт. Плотность прилегания футеровки к конусу обеспечивается цинковой заливкой.

Вал 8 дробилки подвешен в специальном гнезде в центральной головке траверсы 6. Двухлапая траверса отлита заодно с опорным кольцом, которым устанавливается на фланец верхней части станины, футеруется сверху плитами и крепится болтами к фланцу. В нижней части станины размещается привод дробилки.

Большие дробилки (диаметр 1200 и 1500 мм) имеют два приводных двигателя, что позволяет пускать их в ход под завалом. Приводной механизм состоит из пары конических зубчатых шестерен 3 и 10 и приводных валов 2, соединенных муфтами с валами шкивов 1.

В центре нижней части станины имеется втулка, ось которой совпадает с вертикальной осью дробилки. Она отлита заодно с нижней частью станины и связана с ней ребрами жесткости. Эта втулка служит для размещения эксцентрикового стакана 11. Вверху на эксцентриковый стакан надета большая коническая шестерня 10 привода. В эксцентриковом стакане сделана наклонная расточка, эксцентричная относительно вертикальной оси дробилки. В эту расточку свободно вставлен нижний конец вала 8. Эксцентриковый стакан 11 отклоняет ось вала 8 от вертикальной оси дробилки, что и обусловливает описанный выше характер движения вала 8.

Исходный материал загружается в рабочее пространство сверху. Дробленый продукт разгружается вниз, под дробилку, по всему кольцевому пространству между дробящим конусом и конической наружной чашей. При износе или после установки новых футеровок требуется регулирование ширины выходной щели. Для этого вал 8 вместе с дробящим конусом приподнимается (подвешивается) мостовым краном. Навинчивая или свинчивая гайку 7, устанавливают нужную ширину выходной щели.

Описан механический способ регулирования ширины выходной щели. В дробилках типа ККД-ГРЩ предусмотрено гидравлическое регулирование. Конусные дробилки для крупного дробления не имеют маховика и работают при небольшой частоте вращения эксцентрикового стакана и малом эксцентриситете. Во время работы эти дробилки не накапливают значительного запаса кинетической энергии и при случайном попадании в них недробимых предметов легко останавливаются. Поэтому такие дробилки не имеют предохранительных устройств.

Дробилка устанавливается на фундаменте и закрепляется четырьмя анкерными болтами с закладными плитами. В конструкции фундамента под дробилку предусмотрено устройство в нем специальных проемов для разгрузки руды и размещения закладных плит анкерных болтов.

Степень дробления 3-4, максимум 8.

 

42. Анализ конструкций валковых дробилок.

Валковая дробилка с гладкими валками. Станина 5 дробилки представляет собой четырехугольную рамную конструкцию, которая отлита из чугуна или стали или изготовлена сварной из прокатных профилей стали. Один дробящий валок 7 насажен на вал 6, вращающийся в подшипниках, неподвижно закрепленных на станине. Другой дробящий валок 4 насажен на вал 3, вращающийся в подшипниках, которые могут перемещаться вдоль станины по направляющим 2. Валы 3 и 6 с насаженными на них валками получают вращение от электродвигателей через редуктор и карданные валы. Оба вала 3 и 6 вращаются навстречу один другому. Положение перемещающихся подшипников фиксируется с помощью тяг 9, прокладок 8, пружин 1 и затяжных гаек 10.

Прокладки 8 располагаются между неподвижными подшипниками и упором на нижних тягах. Они ограничивают движение подвижных подшипников, а также фиксируют расстояние между дробящими валками. Пружинам 1 дается такое сжатие, чтобы компенсировать нормальные усилия, обычно возникающие при дроблении материала между валками. Если же в рабочее пространство дробилки попадает недробимый предмет, то пружины 1 сжимаются и подвижные подшипники с валом 3 и насаженным на нем дробящим валком 4 отодвигаются, недробимый предмет проваливается вниз через щель. Это предохраняет дробилку от поломок. Дробящие валки закрыты кожухом для предотвращения распространения пыли. Дробимый материал питателем подается в рабочее пространство дробилки через приемную воронку.

Дробящие валки изготавливаются из чугуна и футеруются по внешней поверхности бандажами из марганцовистой или углеродистой стали.

Размеры валковых дробилок определяются двумя величинами: диаметром и длиной валков. Длина валков всегда в 1,5-3 раза меньше их диаметра. Окружная скорость валков составляет 3-6 м/с.

Разновидностью дробилок с гладкими валками являются двухвалковые дробилки с рифлеными валками. Изготовляют дробилки с обоими рифлеными валками и с гладким и рифленым валками. Эти дробилки применяют для дробления материалов твердых и средней твердости. Окружная скорость рифленых валков на 10-20% ниже скорости гладких, т. е. составляет 2,7-5 м/с.

Для обеспечения дробления необходимо, чтобы отношение диаметра барабана к диаметру дробимого куска (D_б/d) было больше или равно 25.

К недостаткам валковых дробилок относятся: низкая производительность, большой удельный расход электроэнергии, относительно большое содержание удлиненных плоских кусков в продукте дробления, неравномерный и быстрый износ бандажей валков.

Валковые дробилки как с гладкими, так и с зубчатыми валками применяются на обогатительных фабриках для дробления глинистых и влажных железных и марганцевых руд. Используются в основном для мелкого дробления. Степень дробления обычно 3-4 для крепких пород в незамкнутом цикле, до 10 – для некрепких в замкнутом цикле дробления.

 

 

43. Область применения и конструктивное исполнение молотковых дробилок.

В молотковых дробилках материал дробится главным образом ударом молотков, которые подвешены к ротору, вращающемуся в рабочем пространстве дробилки, ограниченном корпусом, футерованным броневыми плитами.

Дробимый материал поступает в рабочее пространство дробилки через загрузочное отверстие и попадает в зону действия вращающихся молотков, которые ударяют по кускам и с силой отбрасывают их к стенкам корпуса на плиты. Разрушение кусков, таким образом, вызывается ударом молотков, ударом кусков о плиты и раздавливанием и истиранием кусков молотками на колосниковой решетке. Дробленый продукт разгружается вниз под дробилку.

Молотковые дробилки выпускают с колосниковыми решетками и без них. Дробилки с колосниковыми решетками предназначены для получения продукта с определенной крупностью максимального куска, их применяют главным образом для мелкого дробления. Молотковые дробилки без колосниковых решеток выдают продукт нужной крупности вследствие повышенной частоты вращения ротора. Дробилки для дробления влажных глинистых материалов имеют подвижную отбойную плиту, представляющую собой тяжелый пластинчатый конвейер, встроенный в дробилку. Подачей вязкого материала к ротору исключается забивание дробилки. Молотковые дробилки делают с вращением ротора в одном направлении и реверсивными. Возможность изменения вращения ротора в реверсивных дробилках позволяет двустороннее использование молотков без разборки дробилки для их поворота.

По числу рабочих валов молотковые дробилки разделяются на одно- и двухроторные. Двухроторные дробилки имеют большие, чем однороторные, размеры загрузочного отверстия, что позволяет дробить в них материал, содержащий куски больших размеров, например до 1200 мм. В молотковых дробилках окружная скорость по концам молотков обычно составляет 35-65 м/с, иногда она достигает 115 м/с.

Молотковые дробилки предназначены для крупного, среднего и мелкого дробления материалов указанных выше свойств, но чаще всего их применяют для среднего и мелкого дробления. В молотковых дробилках достигается степень дробления до 30-40. Они характеризуются высокой производительностью на единицу массы, удельный расход энергии на дробление в них ниже, чем у щековых, конусных или валковых дробилок.

 

44. Принцип действия и классификация дробилок ударного действия.

В дробилках ударного действия дробимый материал разрушается ударом за счет кинетической энергии движущихся тел. Дробилки ударного действия по устройству основного дробящего органа разделяются на молотковые, роторные и дезинтеграторы.

Дробилки ударного действия применяют для дробления и измельчения материалов низкой и средней прочности, в основном неабразивных (с малым содержанием кварца). Их применяют при переработке углей, известняков, доломитов, гипса, барита, мела, мергеля, асбестовых руд, каменных солей и т. п. На подобных материалах дробилки ударного действия позволяют достигать больших степеней дробления, а простота конструкции, низкая металлоемкость, возможность изготовления машины большой производительности и удобство обслуживания делают их применение эффективным. В практике наблюдается тенденция применять дробилки ударного действия к материалам повышенной твердости.

В молотковых дробилках материал дробится главным образом ударом молотков, которые подвешены к ротору, вращающемуся в рабочем пространстве дробилки, ограниченном корпусом, футерованным броневыми плитами.

В роторных дробилках дробление осуществляется жестко закрепленными на роторе билами, а не свободно подвешенными на нем молотками. Этим роторные дробилки отличаются от молотковых. Дробимый материал свободно падает или скользит по лотку и попадает в зону быстровращающегося ротора с билами. Ударами бил куски разрушаются и их части отбрасываются на отбойные плиты или колосники, образующие камеру дробления. Ударяясь о футеровку куски разрушаются и вновь отскакивают на ротор. Это повторяется до тех пор пока куски, достигнув определенной крупности, не выйдут из дробилки через выходную щель или зазоры между колосниками решетки. Таким образом принцип действия роторных дробилок одинаков с принципом действия молотковых дробилок. Отличительной особенностью роторных дробилок, является то, что в ударах по кускам дробимого материала участвует вся масса ротора. Удары бил мощные и поэтому роторные дробилки можно применять в первой стадии дробления для разрушения крупных кусков сравнительно прочных материалов. Роторные дробилки используют также для среднего и мелкого дробления. Роторные дробилки бывают одно- и многороторные, с нижней контрольной колосниковой решеткой и без нее. Однороторные дробилки бывают реверсивные и с вращением ротора в одну сторону. Многороторные – с параллельным расположением роторов, что увеличивает производительность, и последовательным расположением роторов, повышающим степень дробления.

Дезинтеграторы в последнее время все более широко применяются для тонкого и сверхтонкого дробления мягких минеральных и органических материалов. Дезинтегратор состоит из двух вращающихся в разные стороны роторов, каждый из которых насажен на отдельный вал или непосредственно на вал двигателя. На вертикальных дисках роторов по концентрическим окружностям расположены била (пальцы). Роторы расположены так, что -концентрические окружности с билами одного ротора размещаются внутри концентрических окружностей с билами другого ротора. Степень дробления материала в дезинтеграторах доходит до 40 и регулируется изменением скорости вращения роторов. Чем выше степень дробления, тем ниже производительность аппарата. В дезинтеграторе одновременно с дроблением происходит хорошее перемешивание составных компонентов обрабатываемого материала.

 

 

45. Измельчительное оборудование, классификация барабанных мельниц.

Для измельчения полезных ископаемых наибольшее распространение получили барабанные (шаровые и стержневые) мельницы. На фабриках большой производительности в некоторых случаях применяют барабанные мельницы самоизмельчения (бесшарового измельчения) или полусамоизмельчения (с небольшой добавкой шаров).

Барабанная мельница представляет собой пустотелый барабан 3, закрытый торцовыми крышками 2 к 4, в центре которых имеются полые цапфы 1 и 5. Цапфы опираются на подшипники, и барабан вращается вокруг горизонтальной оси. Барабан заполняется примерно на половину объема дробящей средой (дробящими телами 6). При его вращении дробящие тела благодаря трению увлекаются его внутренней поверхностью, поднимаются на некоторую высоту и свободно или перекатываясь падают вниз. Через одну полую цапфу внутрь барабана непрерывно подается измельчаемый материал, который проходит вдоль него и, подвергаясь воздействию дробящих тел, измельчается ударом, истиранием и раздавливанием. Измельченный продукт непрерывно разгружается через другую полую цапфу. При вращении барабана материал движется вдоль его оси вследствие перепада уровней загрузки и разгрузки и напора непрерывной подачи материала; если измельчение мокрое, то материал увлекается сливным потоком воды, а если сухое, – воздушным потоком, возникающим при отсасывании воздуха из барабана.

По режиму работы мельницы делят на машины периодического и непрерывного действия; с вращающимся барабаном, вибрационные, центробежные и башенные. В зависимости от формы барабана различают мельницы цилиндро-конические и цилиндрические. Последние бывают трех типов – короткие, длинные и трубные. У коротких мельниц длина меньше диаметра или близка к нему; у длинных – она достигает 2-3 диаметров, а у трубных – длина.барабана больше диаметра не менее чем в 3 раза. Трубные мельницы применяются в цементной промышленности.

В зависимости от вида дробящей среды различают мельницы шаровые, стержневые, галечные, рудногалечные и самоизмельчения. У шаровых мельниц дробящая среда представлена стальными или чугунными шарами; у стержневых – стальными стержнями, у галечных – окатанной кремневой галькой или рудой; у мельниц самоизмельчения – крупными кусками измельчаемой руды.

В зависимости от способа разгрузки измельченного продукта различают мельницы с центральной разгрузкой и разгрузкой через решетку. У мельниц с центральной разгрузкой измельченный продукт удаляется свободным сливом через пустотелую разгрузочную цапфу. Для этого необходимо, чтобы уровень пульты в барабане был выше уровня нижней образующей разгрузочной цапфы. Поэтому мельницы с центральной разгрузкой называют иногда мельницами сливного типа или мельницами с высоким уровнем пульпы. У мельниц с разгрузкой через решетку имеется подъемное устройство, принудительно разгружающее измельченный продукт. Поэтому в мельницах такого типа уровень пульпы может быть ниже уровня разгрузочной цапфы. Мельницы с разгрузкой через решетку иногда называют мельницами с принудительной разгрузкой или мельницами с низким уровнем пульпы.

 

46.Режимы работы барабанных мельниц.

Для измельчения полезных ископаемых наибольшее распростра­нение получили барабанные (шаровые и стержневые) мельницы. В последнее время на фабриках большой производительности в некоторых случаях применяют барабанные мельницы самоиз­мельчения (бесшарового измельчения) или полусамоизмельчения (с небольшой добавкой шаров).

Исходный материал

 

Измельчен ный продукт

Рис. 79. Схема и принцип действия барабанной (шаровой) мельницы:

а — общий вид; б — схема движения материала

Барабанная мельница (рис. 79) представляет собой пусто­телый барабан З_у закрытый торцовыми крышками 2 к 4, в центре которых имеются полые цапфы 1 и 5. Цапфы опираются на подшипники, и барабан вращается вокруг горизонтальной оси. Барабан заполняется примерно на половину объема дробящей средой (дробящими телами 6). При его вращении дробящие тела благодаря трению увлекаются его внутренней поверхностью, поднимаются на некоторую высоту и свободно или перекатываясь падают вниз. Через одну полую цапфу внутрь барабана непре­рывно подается измельчаемый материал, который проходит вдоль него и, подвергаясь воздействию дробящих тел, измельчается ударом, истиранием и раздавливанием. Измельченный продукт непрерывно разгружается через другую полую цапфу. При вра­щении барабана материал движется вдоль его оси вследствие перепада уровней загрузки и разгрузки и напора непрерывной подачи материала; если измельчение мокрое, то материал увле­кается сливным потоком воды, а если сухое, — воздушным пото­ком, возникающим при отсасывании воздуха из барабана.

По режиму работы мельницы делят на машины периоди­ческого и непрерывного действия; с вращающимся барабаном, вибрационные, центробежные и башенные.