Принцип действия, Классификация и область применения

Конусные дробилки по своему назначению разделяются на дро­билки для крупного, среднего и мелкого дробления. В конус­ных дробилках материал 2 дробится в кольцевом пространст­ве, образованном наружной неподвижной конической чашей I (рис. 7) (верхней частью станины дробилки) и расположенным внутри этой чаши подвижным дробящим конусом 4, насаженным на вал 3. У дробилок для крупного дробления вал 3 подвеши­вается к верхней траверсе, а у дробилок для среднего и мелкого дробления—на сферический подпятник 5 (рис. 8), на который опирается дробящий конус, жестко закрепленный на валу 3.

Рис. 7. Схема конусной дробилки крупного дробления с подвешенным валом:
1-верхняя часть станины (неподвижная коническая чаша); 2-дробимый материал; 3-вал; 4-дробящий конус; 5-эксцентриковый стакан; 6-коническая зубчатая передача; 7-приводной вал; 8-шкив

Дробилки с таким подвесом вала иногда называют дробил­ками с консольным валом.

Принцип действия всех ко­нусных дробилок одинаков. Рассмотримего на примере дробилки для крупного дроб­ления с подвешенным валом (см. рис. 7). Дробящий конус 4 жестко крепится на валу 3, который подвешен в точке О и нижним концом свободно встав­лен в эксцентриковый стакан 5. Последний устанавливается концентрично со станиной дробилки и называется эксцентрико­вым потому, что ось отверстия, в которое входит нижний конец вала 3, не совпадает с осью вращения 00₁ стакана. Таким обра­зом, ось вала 3 наклонена к оси симметрии корпуса дробилки. Эксцентриковый стакан получает вращение от электродвигателя через передаточныймеханизм.При вращении эксцентрикового стакана 5 ось вала 3 описывает коническую поверхность с верши­ной в точке подвеса вала О (см. рис. 7). Жестко закрепленный на валу 3 дробящий конус 4 совершает круговые качания, после­довательно приближаясь к стенкам конической чаши и отдаляясь от них. За половину оборота эксцентрикового стакана 5 ось вала 3 перемещается из положения О К в положение ОК₁, а дробящий конус—из положения ВЕFD в положение В₁Е₁F₁D₁. В следую­щую половину оборота ось вала 3 и дробящий конус 4 возвраща­ются в свои исходные положения. Приближение дробящего ко­нуса 4 к чаше 2 сопровождается дроблением кусков материала, поступающих в пространство между ними, а уделение — раз­грузкой дробленого продукта, выходящего вниз, под дробилку.

Основное дробящее действие конусных дробилок — раздавливание, но имеет место и разлом кусков при изгибе, возникающем, когда кусок зажат между вогнутой поверхностью чаши и выпук­лой поверхностью дробящего конуса. В действительности вал 3 (см. рис. 7) и дробящий конус 4 совершают более сложные движения, чем это описано выше. Силы трения, возникающие между стенками эксцентрикового отверстиястакана 5 и поверхностью вала 3, а также силы трения между поверхностью дробя­щего конуса 4 и кусками дробимого материала заставляют вал 3 вращаться вокруг своей оси, преодолевая силы трения в точке подвеса.

Рис.8. Схема конусной дробилки среднего дробления с валом, подвешенным на сферическом подпятнике:

1-станина; 2- коническая чаша; 3-вал; 4-дробящий конус; 5-сферический подпятник; 6-эксцентриковый стакан; 7-коническая зубчатая передача; 8-шкив; 9-приводной вал

На холостом ходу вал 3 если силы трения в эксцентричном отверстии стакана 5 преодолевают силы трения в точке подвеса, будет вращаться вокруг своей оси в том же направлении, что и эксцентриковый стакан 5. При дроблении силы трения между кусками материала и поверхностью дробящего конуса настолько велики, что всегда заставляют вал 3 вращаться вокруг своей оси в направлении, обратном вращению эксцентрикового стакана. Поскольку силы трения, обусловливающие вращение вала 3 во­круг своей оси при работе дробилки под нагрузкой непостоянны, постольку оно совершается с неопределенным и переменным чис­лом оборотов.

Дробление материала в конусных дробилках происходит не­прерывно, так как при любом положении эксцентрикового ста­кана на поверхности конической чаши 2 всегда имеется точка, к которой приближается дробящий конус, и в которой, следова­тельно, происходит дробление. Непрерывность дробления позво­ляет строить конусные дробилки без тяжелых маховиков, а так­же, по сравнению со щековыми дробилками, увеличивать про­должительность дробления и производительность.

В конусной дробилке для среднего дробления (см. рис. 8) ось вала 3 при вращении эксцентрикового стакана 6 описывает коническую поверхность с вершиной в точке О в центре сопри­касающихся сфер — нижней поверхности конуса 4 и подпятни­ка 5. Дробящий конус совершает внутри конической чаши 2 кру­говые качания, подобные качаниям конуса у дробилок с подве­шенным валом. Дробленый продукт разгружается вниз под дро­билку.

Камеры дробления конусных дробилок крупного, среднего и мелкого дробления различаются конфигурацией (см. рис. 7 и 8). У дробилок для крупного дробления усеченный конус чаши обращен большим основанием вверх, а у дробилок для среднего и мелкого дробления — вниз. Дробящие конусы у дробилок всех типов обращены большими основаниями вниз, но у дробилок для крупного дробления конус крутой, а у дробилок для среднего и мелкого дробления — пологий. Конфигурация рабочего про­странства конусных дробилок для крупного дробления приспо­соблена к приему крупных кусков. Кольцевое пространство меж­ду дробящим конусом 4 и конической чашей 2 (см. рис. 7) рас­ширяется в верхней части. Ширина выходной щели у современ­ных дробилок составляет (0, 1—0, 2) В, а максимальный диаметр дробящего конуса—приблизительно 1, 5В (здесь В— ширина приемного отверстия дробилки). Современные конусные дробил­ки для крупного дробления имеют футеровку, придающую камере дробления дробилки криволинейные очертания. Футеровки тако­го профиля уменьшают возможность забивания дробилки рудой.

Конфигурация камер дробления конусных дробилок для сред­него и мелкого дробления предусматривает прием более мелкого материала и позволяет выдавать относительно равномерный по крупности кусков дробленый продукт. При максимальном сбли­жении дробящего конуса с наружной чашей создается «парал­лельная зона» длиной l и шириной s, которая определяет размер кусков дробленого продукта (рис. 9). Камера дробления конус­ных дробилок для мелкого дробления имеет по сравнению с ка­мерами в дробилках среднего дробления параллельную зону l большей длины и дробящий конус меньшей высоты. По этому последнему признаку конусные дробилки для мелкого дробления называют еще короткоконусными.

Рис. 9. Камера дробления конусной дробилки среднего дробления:

1-коническая чаша; 2-дробящий конус; 3-вал

Форма дробящих конусов дробилок среднего и мелкого дроб­ления, отличающаяся пологостью, способствует повышению их производительности. В общем случае производительность дроби­лок пропорциональна площади выходной щели. Дробилки сред­него и мелкого дробления должны работать при выходной щели небольшой ширины, а поэтому для увеличения площади щели увеличивают ее длину, что достигается применением пологих дробящих конусов. Кроме того, при пологих конусах увеличива­ется влияние качаний конуса, способствующих разгрузке дробле­ного продукта.

КОНСТРУКЦИЯ КОНУСНЫХ ДРОБИЛОК КРУПНОГО ДРОБЛЕНИЯ

Конусная дробилка крупного дробления с подвешенным валом и разгрузкой дробленого продукта под дробилку (рис. 10). Ста­нина дробилки разъемная. Части станины соединены между со­бой болтами. Дробилки с шириной приемного отверстия 1500 мм имеют станину, состоящую из трех частей; дробилки меньшего размера — из двух частей 19 и 14. Отверстия во фланцах соеди­няемых частей расположены так, что верхняя часть может быть при необходимости повернута относительно нижней. Верхняя

Рис.10.Конусная дробилка крупного дробления с подвешенным валом и механически регулированием щели

часть 14 станины представляет собой неподвижную коническую чашу, в которой производится дробление. У современных дроби­лок высота наружной конической чаши делается приблизительно равной 1, 856 (5—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, расклиниваемых по окружности. При дроблении вслед­ствие сил трения могут возникнуть усилия, стремящиеся вытолк­нуть футеровочные плиты вверх. Для восприятия этих усилий в теле станины и на футеровочных плитах устраиваются выступы и пазы. После установки футеровочных плит все неплотности между ними и внутренней поверхностью чаши заливаются цин­ком.

Заменяя футеровочные плиты нижнего ряда наружной дро­бильной чаши плитами другой толщины, можно изменять ширину выходной щели. Заводы изготовляют конусные дробилки крупно­го дробления с шириной выходной щели от 0, 1 до 0, 2В (ширины приемного отверстия). Дробящий конус 17 закреплен на валу 15 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 9 из марганцовис­той стали, закрепляемые на конусе гайками 13. В нижней части конуса футеровка ложится на обработанный бурт. Плотность прилегания футеровки к конусу обеспечивается цинковой за­ливкой.

Вал 15 дробилки подвешен в специальном гнезде в централь­ной головке траверсы 10. Двухлапая траверса отлита заодно с опорным кольцом, которым устанавливается на фланец верхней части станины, футеруется сверху плитами 11и крепится болта­ми к фланцу. В нижней части станины размещается привод дро­билки. Приводной механизм защищен уплотнением 8 от попада­ния пыли и мелкого дробленого материала, а от износа действи­ем кусков дробленого продукта, разгружающегося из дробил­ки — футеровкой 6 (см. рис. 10).

Большие дробилки (диаметр 1200 и 1500 мм) имеют два при­водных вала. Они приводятся в движение от двух двигателей, что позволяет пускать их в ход под завалом. Приводной меха­низм состоит из пары конических зубчатых шестерен 7 и 4 и при­водных валов 5, соединенных муфтами с валами шкивов 21. При­водные валы заключены в обоймы 20, которые вставлены в спе­циальные гнезда в станине и закреплены на ней болтами.

В центре нижней части станины имеется втулка 3, 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 2. В нее вставлена вкладная втулка 1, в которую сверху опущен эксцентриковый стакан 2. Последний представляет собой мас­сивную деталь цилиндрической формы, опирающуюся на коль­цо 18, уложенное на верхнем обрезе втулки 3. Вверху на экс­центриковый стакан надета большая коническая шестерня 7 при­вода. В эксцентриковом стакане сделана наклонная расточка, эксцентричная относительно вертикальной оси дробилки. В эту расточку свободно вставлен нижний конец вала 15. Эксцентрико­вый стакан 2 отклоняет ось вала 15 от вертикальной оси дробил­ки, что и обусловливает описанный выше характер движения вала 15. Заменяя вкладную втулку 1, можно в некоторых пре­делах изменять эксцентриситет.

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 15 вместе с дробящим конусом приподнимается (подвешивается) мостовым краном. Навинчивая или свинчивая гайку 12, 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. Для смазки дробилок применяют жидкую и консистентную смазки. Жидкая смазка — для трущих­ся частей приводного механизма и эксцентрикового стакана. Консистентная смазка — для узла подвеса вала 15.

Рис. 11. Схема системы смазки конус­ной дробилки крупного дробления с подвешенным валом:

1 — бак-отстойник для масла; 2 — указатель уровня с конечным выключателем; 3 — темпера­турное реле; 4, 9, 11, 16 — термометр сопротив­ления; 5 — обратный клапан; 6 —- шестеренчатый насос; 7, 8, 10 — манометры; 12 — реле давле­ния; 13 — фильтр-холодильник; 14 — электродви­гатель; 15 — клапан перепускной; 17 — указатель течения масла проходной; 18 — указатель тече­ния масла регулируемый

Схема смазки дробилки показана на рис. 11. Жидкая смазка из бака 1 шестереночным насосом 6 подается в фильтр-холодиль­ник 13. Далее масло по маслопроводу подводится к штуцеру в донной плите под эксцентриковым стаканом 2 дробилки (см. рис. 10). Давление в системе маслопровода регулируется перепускным клапаном 15 путем сброса части масла в бак 1 (см. рис. 11). Электросигнальное реле давления 12, установлен­ное на маслопроводе, автоматически выключает электродвигатель дробилки при перерывах в подаче масла. Отработанное масло из дробилки сливается по трубе самотеком. Для регулиро­вания температуры масла бак 1 имеет установку для электропо­догрева масла, а фильтр-холо­дильник 13 может охлаждаться водой. Консистентная смазка от ручной станции по мазепроводу подводится к каналу (не показанному на рис. 8) в од­ной из лап траверсы 10, по ко­торому и поступает к подшип­нику подвеса.

В дробилках типа ККД-ГРЩ вал дробящего конуса опирается на плунжер гидрав­лического цилиндра, располо­женного внизу. Регулирование выходной щели этих дробилок аналогично описанному ниже для дробилок типа КРД, имею­щих такую же гидравлическую систему.

Конусные редукционные дробилки с гидравлическим регулированием выходной щели (КРД-ГРЩ) включаются в схему дробления после конусных дробилок с подвешенным валом или щековых дробилок в тех слу­чаях, если рациональна четырехстадиальная схема.

Выходная щель дробилки регулируется гидравлическим дом­кратом, который крепится болтами к нижнему фланцу централь­ной втулки станины (рис. 10). Конец вала 11 проходит через от­верстие в эксцентриковом стакане 5 и имеет гнездо, в которое свободно входит головка песта 3. Последняя опирается на плун­жер 2 гидравлического домкрата. Верхний подвес вала 11 допус­кает вертикальные перемещения его. При уменьшении ширины выходной щели масло насосом подводится под плунжер и вал поднимается. Гидравлическая система защищает дробилку от поломок при попадании в рабочее пространство недробимых тел. Давление резко возрастает и масло из цилиндра домкрата вы­жимается в гидравлический аккумулятор.

Рис. 12. Конусная дробилкакрупного дробления типа КРД с гидравлическимрегулированием выходной щели:

1—малая коническая шестерня; 2— плунжер; 3— пест; 4 —фундаментная плита; 5—эксцентрико­вый стакан; 6— защитная втулка; 7 — нижняя часть корпуса станины; 8— корпус подвижного конуса; 9— средняя часть корпуса; 10— верхняя часть корпуса с траверсой; 11—главный вал; 12— гайка крепления футеровки; 13— наружная втулка; 14— колпак; 15 —гайка регулирования разгрузочной щели; 16— обойма; 17 —внутренняя втулка; 18 —конусная втулка верхнего подвеса; 19 —шайба; 20 — траверса; 21 — трубопровод густой смазки; 22 — верхняя футеровка чаши; 23 — футеровка подвижного конуса; 24— нижняя футеровка чаши; 25— пылеуплотнение; 26— большая коническая шестерня; 27 — приводной вал; 28 — муфта; 29 — шкив приводной

Вал, опускаясь, увели­чивает ширину разгрузочного отверстия и пропускает металли­ческий предмет. Система приходит в прежнее состояние автоматически. Конусные дробилки крупного дробления характеризу­ются шириной приемного отверстия (размер В на рис. 10).

Все конусные дробилки крупного (ККД) и редукционного (КРД) дробления в настоящее время выпускаются с гидравли­ческим регулированием выходной щели. По требованию потреби­теля дробилки с приемной щелью 1200 и 1500 мм могут изготав­ливаться с механическим регулированием выходной щели. В этом случае дробилки комплектуются двумя симметрично рас­положенными приводами. Пример условного обозначения дро­билки: ККД-1500/180-2 ГОСТ 6937—81 — дробилка конусная для крупного дробления с двумя двигателями на приводе с при­емным отверстием шириной 1500 мм и выходной щелью 180 м.

Конусные дробилки с подвесным валом выпускаются двух типов:

ККД для первичного крупного дробления с приемным отверстием шириной 500, 900, 1200 и 1500 мм для приема кусков размером соответственно 400, 700, 1000, 1300 мм;

КРД (редукционные) для вторичного крупного дробления при четырех-стадиальной схеме дробления с приемным отверстием шириной 500, 700 и 900 мм для приема кусков размером соответственно 400, 650 и 700 мм.

Номинальные размеры, определяющие типоразмер конусных дробилок: ширина приемного отверстия В и ширина выходной щели А на открытой сто­роне (в фазе раскрытия профилей). Например, типоразмеры обозначаются ККД-1500/180 или КРД-700/75. Ширина выходной щели А наибольшее рас­стояние между футеровочными плитами конусов в плоскости выходной щели (по основанию неподвижного конуса).

Дробилки типа ККД выпускают с механическим (ККД-1500/180) и гидра­влическим регулированием выходной щели (ККД-1500/180 ГРЩ), дробилки типа КРД выпускают только с гидравлическим регулированием выходной щели.

По способу разгрузки дробленого продукта различают дробилки с цен­тральной или боковой разгрузкой.

Дробилки последних выпусков снабжены гидродомкратами типа ДГ-100-2 и ДГ-2; 00-2 для разъема секций станины и демонтажа футеровки неподвижного конуса.

Дробилки малых размеров (В< 900мм) и дробилки с гидравлическим регулированием выходной щели выпускают с приводом от одного электродви­гателя. Крупные дробилки (В 5> 900 мм) с механическим регулированием вы­ходной щели имеют два привода.

Таблица 2