Машины для дробления каменных материалов. Сведения о способах разрушения материалов. Конструкции дробилок

Каменные материалы измельчают следующими способами: раздавливанием, ударом, истиранием, изгибом и раскалыванием.

Измельчают каменные материалы при помощи дробильных машин — камнедробилок.

ДРОБИЛКА — машина для дробления каменных пород любой твердости (гранита, известняка, гипса, шлака и пр.). В зависимости от типоразмеров дробилки применяют для крупного (первичного), среднего (вторичного) и мелкого (третичного) дробления.

Различают следующие основные виды дробилок: щековые, конусные, валковые, молотковые и роторные. Куски материала в дробилках щековых, конусных и валковых раздавливаются между дробящими поверхностями при их сближении; в дробилках молотковых и роторных материал разрушается под ударами дробящих органов, вращающихся с большой скоростью. Дробилки щековые — машины периодич. действия. Камень в них дробится в промежутке между двумя щеками, из к-рых одна — подвижная, а другая — обычно неподвижная. Поверхности щек футерованы дробящими плитами из особой износостойкой стали. Конструкция крепления дробящих плит к щекам обеспечивает легкую замену изношенных плит новыми. Размер приемного отверстия дробилки — ширина и длина (мм) — является ее главным параметром. Ширина приемного отверстия (В) характеризует максимально допустимую для данной дробилки величину куска материала, принимаемую равной 0,8 В.

В щековой дробилке с простым движением подвижная щека 1 подвешена верхней частью на оси 2. При вращении эксцентрикового вала 3 приводится в движение шатун 4, в нижний конец к-рого упираются распорные плиты 6. При перемещении шатуна вверх и вниз угол между распорными плитами изменяется, в результате чего подвижная щека совершает качательное движение, т. е. периодически приближается к неподвижной щеке и удаляется от нее. При сближении щек материал дробится, при отходе их друг от друга — опускается под действием собственного веса и разгружается через выходную щель дробилки. Величина выходной щели изменяется при помощи регулировочного механизма 5. Обычно задняя распорная плита является одновременно предохранительным устройством и ломается при чрезмерных перегрузках дробилки (напр., при попадании в приемное отверстие дробилки недробимых предметов).

В щековых дробилках со сложным движением подвижная щека надета непосредственно на эксцентриковый вал. Нижний конец подвижной щеки опирается на распорную плиту, а задний конец распорной плиты — в сухарь регулировочного устройства. Траектория движения дробящих органов обусловливает увеличение производительности щековой дробилки, однако вызывает также интенсивное истирание материала, что при дроблении прочных пород приводит к быстрому износу дробящих плит. Поэтому для дробления прочных пород выгоднее применять дробилки с простым движением щеки, хотя они менее производительны и имеют большой вес.

В конусных дробилках материал непрерывно раздавливается между двумя конусами, из к-рых один неподвижен, а другой совершает круговые качательные движения, как бы откатываясь по поверхности неподвижного конуса. Различают конусные дробилки крупного, среднего и мелкого дробления. Дробящий конус дробилки для крупного дробления жестко насажен на вертикальный вал, шарнирно подвешенный за верхнюю часть к опоре. Нижний конец вала также шарнирно соединен с эксцентриковым механизмом, обеспечивающим заданное движение дробящего конуса. В произ-ве строит, щебня наиболее распространены конусные дробилки для среднего и мелкого дробления. В этих Д. подвижный конус жестко крепится в консольной части вала и своей нижней частью опирается на сферич. подпятник. Для пропуска недробимых предметов Д. оборудованы системой пружинных амортизаторов, позволяющей неподвижному конусу отходить от подвижного, когда усилие дробления превысит расчетную величину. В конусных Д. последней конструкции прижим гидравлический.

В произ-ве строит, щебня валковые дробилки применяются для среднего и мелкого дробления в передвижных установках и на мелких стационарных з-дах.

Наиболее распространены двухвалковые дробилки, в к-рых подшипники одного валка жестко крепятся к раме, подшипники второго валка опираются на пружины, что при попадании в дробилки недробимых предметов позволяет этому валку отодвигаться от первого и пропускать недробимые предметы. Для того чтобы куски материала надежно захватывались и дробились, их размер должен быть в 20 раз меньше диаметра валков (при гладких поверхностях). Из валковых дробилок, выпускаемых отечеств. пром-стью, для производства строит, материалов наиболее широко применяется двухвалковая дробилка СМ-12

В молотковых дробилках поступивший в камеру дробления материал измельчается быстрочередующимися ударами молотков, шарнирно подвешенных к вращающемуся ротору. Измельченный до определенного размера материал проходит сквозь отверстия колосниковой решетки, расположенной в нижней части молотковой дробилки, и поступает на транспортные средства. Получают распространение реверсивные молотковые дробилки, в к-рых направление вращения вала может изменяться.

Это обеспечивает более равномерный износ молотков. Быстрый износ молотков является существенным недостатком молотковых дробилок, они применяются только для дробления малоабразивных пород средней прочности. К достоинству молотковых дробилок относится высокая степень дробления, малый вес, пониженный удельный расход энергии.

В роторной дробилке материал измельчается ударами бил (молотков), жестко закрепленных на быстровращающемся массивном роторе. В подобной конструкции рабочий орган обладает большим запасом кинетич. энергии, поэтому роторные Д. используют также для крупного дробления, при к-ром обеспечивают высокую степень дробления. Роторные дробилки — высокоэффективные дробильные машины, по сравнению с щековыми и конусными дробилками.

Различные способы дробления и измельчения отличаются видом основной необратимой деформации, вызвавшей разрушение. В соответствии с этим способы разрушения делятся на

1) раздавливание – наступает после перехода напряжений за предел прочности на сжатие;

2) раскалывание – после перехода напряжений за предел прочности на растяжение;

3) излом — после перехода напряжений за предел прочности на изгиб;

4) срезывание — после перехода напряжений за предел прочности на сдвиг;

5) истирание — после перехода напряжений во внешних слоях кусков за предел прочности на сдвиг;

6) удар – воздействие динамических нагрузок на материал, деформации возникают те же: сжатие, растяжение, изгиб, сдвиг.

Эти способы разрушения являются общими и для операций дробления, и для операций измельчения, однако эти процессы различаются по своему технологическому назначению. Принято считать дроблением такой процесс разрушения, в результате которого большая часть продукта имеет крупность выше 5 мм. При измельчении получают продукт мельче 5 мм. Размер 5 мм принят условно.

Все машины, применяемые для разрушения кусков горных пород делятся по технологическому назначению на дробилки и мельницы. Отличительными особенностями этих типов машин являются:

Дробилки – 1) между дробящими телами всегда есть зазор, который свободен на холостом ходу и заполнен материалом на рабочем ходу; 2) выдают в основном кусковой продукт с преобладанием крупных фракций.

Мельницы – 1) измельчающие детали соприкасаются на холостом ходу, а на рабочем – разделены слоем материала; 2) выдают порошкообразный продукт с преобладанием мелких фракций.

В различных конструкциях машин могут использоваться сразу несколько способов разрушения, но преобладающим является один из них:

- раздавливание – в щековых, валковых и конусных дробилках;

- раскалывание – в зубчатых и игольчатых дробилках;

- удар – в молотковых дробилках и дезынтеграторах;

- истирание – в мельницах.