Дробильное оборудование
Перемелим всё!
Сравнительная оценка дробилок с различными кинематическими схемами
История развития данного вида машин показывает, что недостатки дробилок С простым и сложным движением подвижной щеки постоянно ощущались исследователями и эксплуатационниками и побуждали их изыскивать новые решения кинематических схем и конструкций щековых дробилок. Как было показано, таких решений было предложено довольно много.
Из рассмотренных кинематических схем можно сделать вывод, что большинство из них являются вариантами схем простого и сложного движения подвижных щек, т. е. траектория их движения принципиально не изменяется.
В большинстве случаев изменение кинематической схемы вызывало усложнение как самой схемы, так и конструкции машины, и получаемый технико-экономический эффект не оправдывал произведенных усложнений конструкции и удорожания ремонта. Не оправдавшие себя на практике кинематические схемы дробилок, даже несмотря на значительное распространение (например, дробилки с кулачковым механизмом, дробилки с гидроприводом и др.), постепенно вытеснялись более рациональными конструкциями, причем наиболее устойчивыми конструкциями щековых дробилок из всех рассмотренных оказались первоначальные варианты дробилок с кинематическими схемами простого и сложного движений щек (схемы 1 и 2 см. рис. 1) предложенные примерно 120 лет назад и имеющие сейчас повсеместное применение.
Какая же из этих двух кинематических схем более перспективна?
Рис. 1 Схемы щековых дробилок: 1 с простым движением щек, 2- со сложным движением щеки.
В отечественной и зарубежной литературе преимущества и степень совершенства щековых дробилок со сложным и простым движением подвижной щеки оцениваются весьма приближенно, что, в конечном счете, оправдывает промышленное освоение дробилок обоих типов.
В настоящее время многие ведущие иностранные фирмы выпускают щековые дробилки одинаковых типоразмеров в двух исполнениях — как со сложным, так и с простым движением подвижной щеки практически одного назначения. Отечественная машиностроительная промышленность для всех условий работы выпускает щековые дробилки средних размеров со сложным движением щеки и крупные дробилки с простым движением щеки.
Научно-исследовательские работы позволили изучить влияние кинематических параметров щековых дробилок на их технико-эксплуатационные показатели. Было установлено, что траектория подвижной щеки, определяемая кинематической схемой дробилки, существенно влияет на такие важнейшие эксплуатационные показатели дробилки, как производительность и степень дробления.
Для практической оценки различных траекторий движения подвижной щеки и различных кинематических схем щековых дробилок оказалось необходимым ввести новый критерий — эквивалентный ход сжатия, равный, в вашем случае, среднему ходу подвижной щеки: Scp=0,5 (X + X1), где X и Х1 — ход сжатия внизу и сверху камере дробления.
О влиянии изменения Sср на производительность можно судить по данным графика на рис. 2. На нем приведены результаты исследований экспериментального образца щековой дробилки, проведенных в строго сопоставимых условиях, так как образец обеспечивал возможность сборки различных кинематических схем в одной машине.
Рис 2. Зависимость производительности дробилки от среднего хода Sср щеки (О — сложное движение щеки; Δ— простое движение щеки; //—V — варианты опытов)
На рис. 3 приведены данные, характеризующие изменение степени дробления щековых дробилок со сложным и простым движением подвижной щеки в зависимости от изменения хода сжатия Б нижней части камеры дробления — ход в нижней части на графике выражен в долях (X/d) ширины выходной щели дробилки.
Рис. 3 Зависимость степени i дробления от относительного хода X/d сжатия внизу камеры дробления (О—сложное движение щеки; Δ — простое движение щеки; /—V — варианты опытов)
Исследования показали, что производительность дробилок со сложным и простым движением всегда увеличивается при увеличении эквивалентного хода сжатия Sср. Степень дробления всегда увеличивается с увеличением хода Х в нижней части камеры дробления. Следует считать бесспорно установленным, что в дробилке степень дробления при прочих равных условиях зависит т только от размера выходной щели, но и от хода сжатия в нижней части камеры дробления.
Таким образом, распространенное в технической литературе утверждение о том, что производительность дробилки обратно пропорциональна степени дробления, не может иметь обобщающего значения и справедливо лишь в частном случае.
Анализируя результаты исследований, а также изучая работу дробилок в эксплуатационных условиях, мы получили достаточно данных для подробного сопоставления работ щековых дробилок со сложным и простым движением подвижной щеки. Выводы подобных сопоставлений cводятcя в основном к следующему.
Технические показатели дробилки c простым движением подвижной щеки при одинаковых Sср и X ниже, чем у дробилок со сложным движением щеки. Так, производительность на единицу среднего хода щеки ниже примерно на 15%, а степень дробления, отнесенная к единице хода в нижней части щели, ниже на 25%. Необходимо также отметить, что при этом дробилка с простым движением щеки, выполненная по схеме 1 (см. рис. 1), имеет более сложную конструкцию — шесть звеньев и семь вращательных пар, чем дробилка со сложным движением щеки, выполненная по схеме 2, — четыре звена и четыре вращательных пары.
Данные обстоятельства послужили причиной того, что дробилки с простым движением щеки одно время считались бесперспективными машинами с устаревшей конструкцией. Однако, если сопоставлять не существующие характеристики, а возможность их повышения для различных щековых дробилок, то выводы будут иными.
Проведенные исследования позволили достаточно полно оценить такую возможность. Из материалов исследований следует, что при увеличении Sср и X основные технико-эксплуатационные показатели дробилки с простым движением щеки (производительность и степень дробления) резко возрастают. Причем увеличение среднего хода сжатий на дробилке с простым движением щеки не связано с ухудшением каких-либо основных эксплуатационных показателей дробилки и может быть осуществлено с помощью вполне допустимых и не принципиальных изменений конструкции.
При правильно выбранных конструктивных и кинематических параметрах дробилка с простым движением щеки может иметь производительность, равную производительности дробилки со сложным движением щеки того же типоразмера, обладая при этом более высокой степенью дробления.
Рекомендация по увеличению хода сжатия в дробилке с простым движением щеки, в частности путем повышения подвеса подвижной щеки, осуществлена на промышленных машинах, о чем будет подробно сказано ниже. Дробилка со сложным движением щеки не обладает такими особенностями. Высокие технико-эксплуатационные показатели ее получены при экспериментах путем увеличения эксцентриситета, а это еще более увеличивало вертикальную составляющую траектории движения подвижной щеки, т.ё. еще более увеличивало основной и решающий недостаток дробилок со сложным движением щеки — быстрое изнашивание дробящих плит, вследствие этого эти параметры не могут быть рекомендованы для серийных машин.
Дробилки со сложным движением подвижной щеки имеют ход сжатия, достаточный для интенсивного дробления по всей высоте камеры дробления. Как было отмечено, существенным недостатком этих дробилок является интенсивное изнашивание дробящих плит, обусловленное траекторией движения подвижной щеки. В то же время эти дробилки проще по конструкции, компактнее, менее металлоемки. В ряде случаев, например при применении таких дробилок в передвижных установках или в подземных разработках, эти преимущества являются определяющими, и дробилок со сложным движением щеки, так же как и дробилки с простым движением щеки, широко используют в различных отраслях народного хозяйства, и их изготовляют многие машиностроительные фирмы в мире.
Таким образом, многолетняя практика создания и эксплуатации щековых дробилок показывает, что при оценке совершенства щековой дробилки и ее качества простота кинематической схемы и конструкции должна особо приниматься во внимание. Всякое усложнение схемы, как оно заманчиво не выглядит на первый взгляд, приводит к усложнению конструкции, удорожанию эксплуатации и в конечном счете к отказу от данной схемы.
Изучение схем простого и сложного движения подвижной щеки показало, что они обе являются наилучшими из всех предложенных и обе имеют право на жизнь. Поэтому, учитывая особенности схем, дробилки с простым движением подвижной щеки предназначаются в основном для крупного дробления высокопрочных и абразивных материалов, а дробилки со сложным движением щеки больше для среднего и мелкого дробления материалов средней прочности и абразивности.
Как сказано выше, условия практики, а также развитие машиностроительной промышленности (подшипники, выдерживающие большие нагрузки, материалы высокой износостойкости) позволяют отступать от данных рекомендаций. Но это, все же, следует рассматривать как исключение из правила.