Рабочие элементы щековых дробилок. Принцип действия
Рабочими элементами щековых дробилок являются две щеки (рис. 1): неподвижная 1 и качающаяся 2. Щеки образуют пасть. Материал поступает в пасть сверху. При сближении щек куски материала разрушаются, а при расхождении измельченный материал высыпается через нижнюю щель пасти.
Подвижную щеку подвешивают на оси за верхний конец как показано на рис. 1, а, б, в и е, либо за нижний - рис. 1, г и д.
При верхнем подвесе наибольший размах совершает нижний конец подвижной щеки. Ширина щели в процессе работы дробилки изменяется. Гранулометрический состав выходящего через эту щель измельченного материала различен.
Рис. 1. Варианты подвеса и привода подвижной щеки:
а - верхний подвес и вертикальный шатун; б - верхний пол вес на эксцентриковом валу; в - верхний подвес и горизонтальный шатун; г - нижний подвес и вертикальный шатун; 0 - нижний подвес и горизонтальный шатун; е - верхний подвес двусторонней щеки и вертикальный шатун; е - эксцентриситет.
При нижнем подвесе наибольшее качание совершает верхний конец подвижной щеки. Нижний конец щеки зафиксирован осью, поэтому ширина выходной щели остается постоянной. Это позволяет получать продукт с более однородным гранулометрическим составом. Однако в результате постоянства ширины выходной щели создаются застойные зоны в нижней части пасти дробилки. Это затрудняет выход измельченного материала, снижает производительность и повышает расход энергии на единицу готового продукта. Поэтому щековые дробилки с нижней опорой подвижной щеки изготовляют небольшой производительности и применяют в основном для исследовательских целей.
Наиболее широкое распространение получили щековые дробилки с вариантами подвеса и приводами подвижной щеки, показанными на рис. 1, а и б.
На рис. 2 представлена щековая дробилка с верхним подвесом и простым качанием подвижной щеки (см. схему рис. 1, а), передняя стенка щековой дробилки условно снята.
Рис. 2. Щековая дробилка с верхним подвесом и простым качанием щеки:
1 - станина; 2 - броневые плиты; 3 - распорные клинья; 4 - подвижная щека; 5 - ось качания щеки; 6 - маховик; 7 - эксцентриковый вал; 8 - шатун; 9 - подъемный винт; 10 - подвижной клин; 11 - упорный клии; 12 - нажимные плиты; 13 - тяга.
Дробилка состоит из литой или сварной станины 1, броневых плит 2, подвижной щеки 4, подвешенной на оси 5, маховика 6, шатуна 8, установленного на эксцентриковом валу 7, винта 9 для подъема клина 10, нажимных плит 12 и тяги 13, обеспечивающей контакт между подвижной щекой, нажимными плитами, шатуном и упорным клином 11. Зоной измельчения является пасть, образованная передней торцевой и боковыми стенками станины и подвижной щекой. Для уменьшения износа станины и подвижной щеки, а также для измельчения материала на рабочие поверхности устанавливают броневые плиты 2 и клинья 3. Плиты и клинья изготовляют из износостойкой стали или закаленного чугуна.
Наибольшему износу подвергается нижняя часть зоны измельчения плиты. Для увеличения срока службы эти плиты изготовляют таким образом, чтобы по мере износа нижней части плиты ее можно было перевернуть верхним концом вниз. Сечение рабочих плоскостей этих плит изготовляют с продольными выступами треугольной формы.
Процесс разрушения материала происходит в период движения подвижной щеки в направлении неподвижной. При обратном ходе измельченный материал высыпается через нижнюю щель.
Рис. 3. Нажимные плиты:
a - ослабленная; б - со срезом заклепок; в - с ослабленными планками.
Крупность получаемого материала регулируют, изменяя ширину выходной щели с помощью специальных клиньев 10, 11 и винта 9, либо заменяя одну из нажимных плит 12. Чтобы избежать поломки сложных и дорогостоящих деталей машины при случайном попадании в нее посторонних предметов (куски рельс, кувалды и т. п.), предусматривают преднамеренный выход из строя простейших деталей. В щековой дробилке такой деталью является одна из нажимных плит (рис. 3), которая при перегрузке ломается, либо, если плита клепаная, срезаются заклепки. Плиты с клепками предпочтительнее, так как после поломки их можно использовать повторно.
На рис. 4 показана щековая дробилка с верхним подвесом щеки. Верхний ее конец посажен непосредственно на эксцентрик приводного вала, нижний опирается на нажимную плиту 12 и подтягивается к ней тягой 10 через пружину 9. При такой схеме установки щеки верхний ее конец совершает круговое движение, а нижний - по дуге радиуса, равного длине нажимной плиты. Суммарное движение щеки является сложным, поэтому дробилка получила название дробилки со сложным качанием щеки.
Рис. 4. Щековая дробилка с верхним подвесом подвижной щеки на эксцентриковом валу (разрез):
1 - станина; 2 - броневые плиты; 3 - распорные клинья; 4 - подвижная щека; 5 - эксцентриковый вал; 6 - маховик; 7 - подъемный винт; 8 - подвижной клин; 9 - натяжная пружина; 10 - тяга; 11 - упорный клин; 12 - нажимная плита.
В то время как верхняя часть щеки движется в направлении неподвижной щеки и разрушает крупные куски материала, ее нижняя часть отходит от неподвижной щеки, освобождая выход измельченному материалу, и, наоборот, когда верхняя часть отходит от неподвижной щеки и измельченный материал опускается вниз, нижняя часть приближается к неподвижной щеке и дополнительно разрушает материал.
В щековой дробилке с простым качанием щеки (см. рис. 1) на один рабочий ход приходится один холостой. Это создает неравномерность работы дробилки и ее привода. Подвижная щека, а следовательно, все детали дробилки нагружены только во время движения подвижной щеки к неподвижной, т. е. когда идет разрушение измельчаемого материала. При возвратном движении щека никакой нагрузки не несет. Таким образом, подвижная щека имеет рабочий и холостой ходы. Холостой ход подвижной щеки уменьшает рабочее время дробилки почти в два раза, и чтобы выровнить нагрузку на двигатель и на рабочие части машины, необходимо установить на приводном валу массивный маховик. Маховик аккумулирует энергию во время холостого хода щеки и отдает ее во время рабочего. Это смягчает неравномерность нагрузки на двигатель и детали, но не устраняет основного недостатка машины - холостого хода щеки.
Были предприняты попытки создать щековую дробилку без холостого хода щеки (см. рис. 1, е), но такие машины оказались громоздкими и в технике измельчения не получили распространения.
В щековой дробилке со сложным качанием щеки холостой ход отсутствует. При отходе верхней части щеки работает нижняя, а при отходе нижней - работает верхняя. Это уменьшает неравномерность работы дробилки и ее привода. Так как подвижная щека движется не только в направлении неподвижной щеки, но и вдоль собственной оси, то к прямому раскалывающему действию выступов броневых плит добавляется разрезающее. Это облегчает процесс разрушения материала, но увеличивает износ плит.
Существенным недостатком этих дробилок является то, что усилия дробления передаются непосредственно эксцентрику приводного вала. Это затрудняет создание дробилок больших размеров и применение их для крупного дробления.
П.М. Сиденко
Измельчение в химической промышленности
(Глава II. Измельчители раскалывающего и разламывающего действия)
