Щековые дробилки
3. Щековые дробилки 685 леиие, а во время холостого — выгрузка дробленого материала вниз под действием собственного веса. Щеке 2 движение передается шатуном 4, подвижно соединенным с эксцентриковым валом 3, и двумя шарнирно закрепленными распорными плитами — передней 5 и задней 6. Тяга 7 и пружина 8 создают в движущейся системе натяжение и способствуют холостому ходу подвижной щеки. Путем взаимного перемещения клиньев 9 регулируется ширина выпускного отверстия и, следовательно, степень измельчения.- В зависимости от расположения оси подвижной щеки различают щеко- вые дробилки с верхним и I;ижним подвесом этой щеки. При верхнем подвесе качающаяся щека имеет наибольший размах вблизи места выхода дробленого продукта, ширина разгрузочного отверстия при этом пере- менна. Нижний подвес (ось подвижной щеки у разгрузочного отверстия) обеспечивает постоянную ширину разгрузочного отверстия, что гаранти- рует определенную максимальную крупность куска в дробленом продукте, •но ограничивает производитель-, ность таких ‘дробилок по сравнению с дробилками с верх- ним подвесом подвижной щеки.
Рис. ХУШ-З. Схема щековой Рис. ХУШ,-4. Общий вид щековой дро- дробилки с верхним подвесом билки:
щеки' 1 — корпус; 2 — сменные плиты: 5 — распор-
/ — неподвижная щека; 2 — по- ные плиты; 4 — вкладыш; 5 — регулировочные
движная щека; 3 — эксцентрико- клинья; 6 ■*— маховик,
вый вал; 4 — шатун: 5 — передняя распорная плита; 6 — задняя распорная плита; 7 — тяга; 8 — пружина; 9 — регулировочный клин.
На рис. ХУПГ-4 представлен общий вид щековой дробилки с верхним подвесом подвижной щеки. Дробилки этого типа наиболее широко распространены в промышленности. Корпус 1 дробилки, передняя стенка которого является неподвижной щекой, выполняется обычно из стального литья, а щеки футеруются стальными плитами 2 с рифленой рабочей поверхностью. Эти плиты наиболее сильно изнашиваются, вследствие чего они выполняются съемными и изготавливаются из износостойкого материала (литой марганцовистой или хромистой стали).
Дробящее усилие в дробилке передается через распорные плиты 3. Поэтому вкладыши 4, в которые входят концы плит, делаются сменными из материала большой твердости. Задняя распорная плита используется для предохранения дробилки от поломок при попадании в рабочее пространство недробимых предметов. Эта плита изготавливается с пониженной прочностью и ломается при попадании в дробилку случайных металлических предметов, после чего она подлежит замене. С помощью клиньев 5 регулируется ширина загрузочной щели (в дробилках больших размеров регулировка производится заменой распорных плит). Щековые дробилки приводятся в движение от электродвигателя через клиноременную передачу и маховик 6.
Щековые дробилки, описанные выше, являются машинами с простым качанием подвижной щеки. В некоторых конструкциях дробилок подвижная щека не только приближается к неподвижной и отходит от нее, но во время рабочего хода еще и движется вниз, в сторону разгрузки мате
686 Гл. XVIII. Измельчение твердых материалов риала (совершает сложное движение). При этом происходит не только раздавливание, но и истирание материала, за счет чего производитель- ность этих дробилок по сравнению с дробилками других типов несколько увеличивается, -а расход энергии уменьшается. Существуют также кон- струкции дробилок с двумя подвижными щеками, отличающиеся сравни- тельно высокой производительностью, меньшим весом и габаритами, более высоким к. п. д. Наиболее распространены щековые дробилки с верхним подвесом или со сложным движением подвижной щеки. Дробилки с нижним подвесом подвижной щеки вследствие относительно малой производительности, применяются э основном для исследовательских целей. Основные достоинства щековых дробилок: простота и надежность кон- струкции, широкая область применения (для дробления крупнокусковых материалов большой твердости сущест- вуют, например, дробилки с размерами загрузочного отверстия 2135x3150 мм), компактность и легкость обслуживания. Периодический характер воздействия дробящего усилия и неполная уравнове- шенность движущихся масс вызывают шум и вибрацию при дроблении и относятся к недостаткам дробилок этого типа. Пере- бои в работе из-за поломки отдельных деталей (например, распорных плит ша- туна), забивание рабочего пространства материалом при неравномерной его по- даче также следует, отнести к недостаткам щековых дробилок. Основные технологические характери- стики щековых дробилок: угол захвата, скорость вращения коленчатого (эксцент- рикового) вала, производительность, по- Рис. XVIII-5..К расчету угла за- требляемая мощность. хвата, числа оборотов и произво- Угол захвата. Угол а (рис. XVI П-5) дительности щековой дробилки. между плоскостями дробящих щек при их максимальном сближении называется углом захвата. Если угол захвата очень велик, то куски материала могут выталкиваться из рабочего пространства дробилки. При недостаточном угле захвата достигается незначительная степень измельчения. На кусок материала, раздавливаемый между щеками (рис. XVII1-5),. действуют дробящее усилие Р подвижной щеки, равная ей реакция Р± неподвижной щеки и силы трения Т7 и -Рц составляющие где / — коэффициент трения скольжения дробимого материала по металлу щек. Кусок материала не выталкивается вверх при условии, что равнодействующая N дробящего усилия Р и реакции Ри направленная вверх по оси Оу, равна или меньше равнодействующей сил трения Р и (направленной в противоположную сторону), т. е. 2Р бш -у- г- 2/Я соэ Из этого выражения, поскольку = Р, следует: О . а И И 8Ш ~2~ ^ / соэ ~2~ И
3. Щековые дробилки 687 Так как коэффициент трения скольжения / равен тангенсу угла трения <р (/ = ф), то 10 а/2 < ф, откуда а^2ф (XVIII,9) Если принять среднее значение коэффициента трения сухого дробимого материала по стали / яв* 0,3, что соответствует углу трения ф порядка 16°, то угол захвата а составит 32°. Обычно угол захвата принимают в пределах 15—25°. Число оборотов и производительность. Производительность щековой дробилки зависит от числа оборотов вала или от числа качаний подвижной щеки. Принимая, что щека А В (см. рис. XVII1-5) совершает не качательное, а поступательное движение (от А'В' до А В), что за каждый оборот вала (во время холостого хода подвижной щеки) из дробилки под действием своего веса выпадает материал в объеме призмы (на рис. ХУП1-5 заштрихована), можно определить оптимальное число оборотов вала. Высота призмы /г (см. рис. XVII1-5) может быть выражена через ход 5 щеки А В и угол захвата а следующим образом: а При п оборотах вала в минуту время разгрузки материала (время холостого хода) составит (в сек): 60 30 Т~ 2 ' п ~ п Путь свободного падения материала (за время т) равен высоте трапе' ции: или 45°£- 5 \ п ) п* ~ Щ а откуда находят (в мин-1): (хушлс где £— ускорение свободного падения (9,81 м/сек2); 5 — величина хода щеки, м. Очевидно, что число оборотов вала (число двойных качаний щеки) рассчитанное по этому уравнению, является максимально допустимым Практически принимают (в мин~г) Теоретическую производительность дробилки можно определить, СЧ1 тая, что объем раздробленного материала, выпавшего за один ход щек! равен объему призмы (в м3): = ВР где В — длина загрузочного отверстия дробилки, м; Р — площадь трапеции, м2. Если е — минимальная ширина выпускной щеки дробилки (в м), т р- ■+<«+*>*+*.». 2 2 tg а
688 Гл. XVIII. Измельчение твердых материалов При п ходах щеки (оборотов вала) в минуту производительность составит (в мъ!ч)\ д 69вУр «= 60пц ю 30п'цб5 {2е + Д) (XVIII,П) г 2 гд а tg а 1 где [X — коэффициент разрыхления материала на выходе из дробилки, практически приии' маемый равным 0,3—0,65. Уравнение (XVIII,11) получено только исходя из геометрических представлений и не учитывает влияния на производительность физических свойств дробимого материала. Для определения производительности щековых дробилок обычно пользуются эмпирическим уравнением, составленным в предположении, что производительность (в т!ч) пропорциональна площади разгрузочного отверстия: <3= (е + Б) В-103 где е, Б, В имеют указанные выше значения и выражены в метрах. Тип дробилки выбирают в зависимости от размера наибольшего куска в исходном материале Бтах и по производительности при определенной ширине разгрузочного отверстия. Ширина загрузочного отверстия должна быть не меньше (1,15—1,20) Г>тах. ' Потребляемая мощность. Щековая дробилка — это машина, детали которой обладают большими инерционными массами, поэтому аналитический расчет потребляемой мощности дает неточные результаты. Для ориентировочных расчетов мощности двигателя пользуются эмпирической формулой N = сАВ где Л, В — длина и ширина загрузочного отверстия, м; с— коэффициент, принимаемый в пределах от 160 (для дробилок небольших размеров) до 80 (для дробилок с размерами загрузочного отверстия 900X 1200 мм и более).