Дробильное оборудование
Перемелим всё!
Классификация конусных дробилок
Конусные дробилки можно классифицировать по различным признакам. В зависимости от назначения конусные дробилки разделяют на дробилки для крупного (ККД), среднего (КОД) и мелкого (КМД) дробления. В горной промышленности используют конусные дробилки, которые занимают промежуточное положение между дробилками крупного и среднего дробления, получившие название дробилки редукционного дробления (КРД). Их используют для повторного дробления продукта дробилок крупного дробления.
Дробилки ККД характеризуются шириной приемной щели и в зависимости от типоразмера могут принимать куски горной породы размером 400—1200 мм, шириной разгрузочной щели 75—300 мм и производительностью 150—2600 м3/ч.
В дробилках КСД и КМД характеристикой является диаметр подвижного конуса, который в серийных промышленных типоразмерах дробилок равен 600—3000 мм.
Проведенные исследования показали, что технико-эксплуатационные характеристики конусных дробилок во многом зависят от траектории движения рабочего органа, определяемой принятой кинематической схемой. Траектория движения подвижного конуса во многом зависит от взаимного положения осей подвижного конуса и точки гирации относительно, камеры дробления. Могут быть отмечены три характерных положения точки гирации относительно камеры дробления: вверху, внизу и когда оси дробилки и подвижного конуса параллельны. Классификация дробилок может быть проведена по этому признаку.
В дополнение к этому при классификации могут быть учтены конструктивные особенности дробилок. При классификации по конструктивным признакам наиболее характерно схемное решение опор подвижного конуса. Могут быть применены такие схемные решения опор подвижного конуса: с верхней опорой подвижного конуса с консольным валом, с консольной осью — с консольным неподвижным валом.
Рассмотренные серийные конусные дробилки крупного (ККД) и среднего (КСД) дробления относятся соответственно к дробилкам с верхней опорой подвижного конуса и с консольным валом подвижного конуса. Они имеют верхнее расположение точки гирации. В дробилках с консольной осью подвижный конус опирается на неподвижный вал, запрессованный в корпус дробилки.
Конструктивные решения дробилок по этим схемам могут быть весьма разнообразными. Рассмотрим некоторые из них.
Группа 1 — конусные дробилки с верхним расположением точки гирации. Они характеризуются большим ходом рабочих органов (дробящих конусов) в нижней части камеры дробления по сравнению с ходом в верхней части у загрузочного отверстия. Другими словами, в верхней зоне камеры дробления, где располагаются крупные куски дробимого материала, номинальное сближение дробящих конусов, а следовательно, и номинальная деформация кусков меньше, чем в нижней части камеры дробления, где куски и осколки дробимого материала меньше, а номинальная деформация кусков дробимого материала оказывается большей. На первый взгляд такая ситуация представляется парадоксальной.
Проведенное кинематографирование процесса дробления показало, что в действительности эти теоретические предпосылки не реализуются в реальных процессах дробления. В верхней части камеры дробления деформируются куски дробимого материала, близкие посвоим размерам к номинальной ширине разгрузочной щели в фазе сближения профилей дробящих конусов — т. е. рабочему ходу подвижного конуса. При этом вследствие незначительных деформаций, которые испытывают куски в верхней части камеры дробления, не происходит запрессовки кусков и не возникают значительные усилия дробления.
По мере перехода к нижней части камеры дробления размеры кусков, которые разрушаются в этих сечениях, уменьшаются. Однако номинальная деформация кусков дробимого материала в этих частях, соответствующая сближению дробящих конусов во время рабочего хода, не реализуется. Причем по мере перехода от верхних сечений к нижним действительные деформации кусков материала не увеличиваются, а даже уменьшаются. В результате и в этих частях камеры дробления не происходит запрессовки дробимого материала и возникновения значительных усилий дробления, а увеличение рабочих ходов дробящего конуса по мере перехода от верхней части камеры дробления к нижней способствует повышению пропускной способности и рыхлому расположению материала в камере дробления.Это в конечном счете предопределяет эффективность процесса дробления.
Применение верхней опоры подвижного конуса позволяет дробилку сделать статически определимой в расчетном отношении, а детали и узлы дробилки, воспринимающие усилия дробления, надежными.
Основной недостаток дробилок такой конструктивной схемы — затруднено равномерное распределение дробимого материала по периметру дробящего пространства ввиду отсутствия загрузочной тарелки и траверса частично перекрывает загрузочное пространство.
Подгруппа 1.1. Подавляющее большинство дробилок крупного дробления в мировой практике сделано по рассмотренной конструктивной схеме (см. рис. 3.2). Разновидностью такой конструктивной схемы следует считать дробилки с гидравлическим регулированием разгрузочной щели. В этих дробилках подвижный конус в осевом направлении опирается на гидроцилиндр, положением поршня которого можно регулировать положение подвижного конуса по высоте. В дробилке, схема 1.1.1 которой показана на рис, вал подвижного конуса опирается через сферическую пяту на гидравлический цилиндр. Гидравлическая схема такой дробилки включает гидронасос и гидробалон. Подкачивая или, наоборот, стравливая масло в гидросистеме, можно изменять положение подвижного конуса по высоте. В момент резкого возрастания усилия дробления (например, при попадании недробимого тела в камеру дробления), а следовательно, и вертикальной составляющей его, давление в гидросистеме должно увеличиться, гидробалон, который работает на подобие амортизатора, препятствует жесткому удару и ограничивает динамические нагрузки.
В дробилках, выполненных по схеме 1.1.2, система гидроамортизации установлена в верхней опоре подвижного конуса. Принцип действия ее идентичен принципу действия дробилки, выполненной по схеме 1.1.1. Вместо гидроцилиндров в некоторых случаях применяют пружины — винтовые или тарельчатые. Такие схемы не позволяют регулировать ширину разгрузочной щели дробилки. В дробилке, выполненной по схеме 1.1.2, использовано другое конструктивное решение привода дробилки. С эксцентриковым узлом жестко соединен шкив ременной передачи, которая получает движение от двигателя с вертикальным расположением оси (торцовый двигатель). Дробилки, выполненные по такой схеме, изготовляла американская фирма. Эти дробилки широкого распространения не получили.
По своеобразной конструктивной схеме 1.1.3 выпускает дробилки (Германия). В эксцентриковом узле таких дробилок использованы подшипники качения. Амортизационная система несимметрична относительно оси дробилки и может ограничивать нагрузки при попадании недробимого тела только в зону камеры дробления, расположенной со стороны амортизационной системы. В этой зоне камеры дробления ширина разгрузочной щели может увеличиваться путем поворота траверсы дробилки в шарнирных соединениях. Очевидно предполагается, что в эту зону камеры дробления дробимый материал загружается самосвалом.
Подгруппа 1.2. Конусные дробилки (см. рис.) среднего и мелкого дробления, выполненные по схеме 1.2.1 (см. рис.), в настоящее время, имеют самое широкое распространение и поставляются на мировой рынок многими ведущими фирмами. В эту подгруппу включены также разновидности схемы 1.2.1, получившие ограниченное распространение в мировой практике.Схему 1.2.2 использует фирма (США). Своеобразной в этих дробилках является камера дробления — сферическая форма подвижного конуса, что позволяет стабилизировать положение равнодействующей усилия дробления при изменении условий процесса дробления. В этих дробилках вместо сферической опоры подвижного конуса, которую использовали в Дробилках, выполненных по схеме 1.2.1, применены крупно габаритные роликоподшипники специального исполнения. Расположенный между этими подшипниками клиновой диск обеспечивает при вращении эксцентрика прецессионное движение подвижного конуса.
Схему 1.2.3 использует франко-английская фирма. Во всех опорах трения в этих дробилках применены подшипники качения. По рекламным данным фирмы уменьшение зазоров в опорах эксцентрикового узла путем замены подшипников скольжения подшипники качения должно обеспечить получение более мелкого материала. Однако такое конструктивное решение опорэксцентрикового узла ограничивает возможности по созданию дробилок больших типоразмеров.
Группа 2 (см. рис.) — конусные дробилки с нижним расположением точки гирации. В этих дробилках номинальный ход подвижного конуса в верхней части камеры дробления больше, чем в нижней.
Подгруппа 2.1. Дробилки этой подгруппы — с нижним расположением точки гирации, выполненные по схемам 2.1.1и 2.1.2,приведены в патентных материалах, однако промышленность их не изготовляла. Это, видимо, связано с трудностью обеспечения надежного конструктивного решения опор подвижного конуса при большом рабочем ходе его в верхней части камеры дробления, а следовательно, и больших усилий дробления, в верхней части камеры дробления, которые оказываются консольными нагрузками для опор подвижного конуса.
Подгруппа 2.2 включает дробилки с нижним расположением точки гирации подвижного конуса и верхней его опорой.
Эксцентрик и привод дробилки, выполненный по схеме 2.2.1, я расположены вверху. Такую конструктивную и кинематическую I схему дробилки использовали некоторые известные зарубежные фирмы. Дробилки с таким конструктивным решением не нашли широкого применения из-за сложности конструкции, неудобства эксплуатации (размещение привода в зоне загрузки материала) и отсутствия, по мнению фирм-изготовителей, каких-либо решающих преимуществ. Однако при оценке дробилок с такой конструктивной схемой необходимо иметь в виду, что создатели ее не ставили задачи правильногораспределения рабочего хода подвижного конуса и не подбирали оптимальные для данной кинематики рабочих органов профили камеры дробления.
Дробилка, выполненная по схеме 2.2.2, спроектирована и содержит оригинальные конструктивные решения, предложенные Б. В. Клушанцевым и Г. А. Сперанским. В этой дробилке эксцентриковый вал установлен в корпусе дробилки на подшипниках качения. Подвижный конус закреплен на полом валу, который в верхней части опирается через подшипник качения на эксцентриковый вал, а в нижней части — через подшипник качения на корпус дробилки. Центр этого сферического подшипника качения является точкой качания. При создании этой дробилки был экспериментально обоснован специальный профиль камеры дробления, обеспечивающий эффективность процесса дробления.
Группа 3 (см. рис.). В эту группу включены машины "с параллельными осями дробилки и подвижного конуса. Рабочий ход конусов в верхней и нижней зонах камеры дробления одинаков.
Подгруппа 3.1 содержит дробилки, в которых подвижный конус расположен на консольной оси. Характерным признаком этих машин является наличие запрессованной в корпус дробилки консольной оси, на которой вращается эксцентриковая втулка. К этой подгруппе относятся дробилки английской фирмы, выполненные по схеме 3.1.1, и фирмой (Германия), выполненные по схеме 3.1.2, а также некоторые другие.
Подгруппа 3.2. В эту подгруппу включены машины с параллельными осями дробилки и подвижного конуса и двумя опорами центрального вала. В первом случае (схема 3.2.1) на двухопорную ось установлен эксцентриковый полый вал, соединенный с приводом, имеющим верхнее расположение. По такой схеме, дробилки предназначенные для передвижных дробильно-сортировочных установок.
В дробилках, выполненных по схеме 3.2.2, центральный вал, получающий вращение от привода, имеет эксцентриковую часть, на которую посажен подвижный конус. При вращении центрального вала подвижный конус совершает гирационное движение.