Рабочие элементы зубовалковых дробилок. Принцип действия
Рабочими элементами зубовалковых дробилок являются посаженные на валки зубья. В двухвалковой дробилке подлежащий измельчению материал попадает между зубьями вращающихся навстречу друг другу валков и раскалывается. В дробилках с одним валком куски материала раскалываются на колосниковой решетке и частично проваливаются через нее, а частично скатываются вниз.
Рис. 1. Разрезы двухвалковой зубчатой дробилки:
1 - рама; 2 - ось нескользящего валка; 3 - нескользящий валок; 4 - зубчатые кольца; 5 - скользящий валок, 6 - ось скользящего валка; 7 - неподвижный подшипник; 8 - скользящий подшипник; 9 - пружина; 10 - направляющая шпилька; 11 - опорная тарелка.
На рис. 1 представлена двухвалковая зубчатая дробилка, предназначенная для крупного и среднего измельчений хрупких кг малопрочных материалов (уголь, кокс, соли и т. п.).
На рис. 2 показана двухвалковая зубчатая дробилка со снятой крышкой. У этой дробилки упорная стойка 6 находится между подшипниками валков, а направляющие шпильки 10 полностью воспринимают усилия дробления.
Рис. 2. Двухвалковая зубчатая дробилка со снятой крышкой:
1 - рама; 2 - скользящий валок; 3 - нескользящий валок; 4 - нескользящий подшипник; 5 - ось нескользящего валка; 6 - опорная стойка; 7 - ось скользящего валка; 8 - скользящий подшипник; 9 - амортизирующая пружина; 10 - направляющие шпильки.
Один из валков посажен на подвижные подшипники с амортизирующими пружинами, чтобы защитить дробилку от поломок при попадании между валками тел, не поддающихся дроблению, главным образом металлических предметов. При попадании таких предметов в дробилку валки разойдутся, сжав пружины, и предмет пройдет между ними, не причинив машине серьезных повреждений.
Известны различные варианты конструктивного оформления двухвалковых зубчатых дробилок.
Рассмотренная дробилка имеет ряд существенных недостатков. При односторонней амортизации, т. е. при наличии одного валка, свободно перемещающегося по станине, дробилка оказывается неуравновешенной. Сосредоточение качающейся массы только с одной стороны требует надежного фундамента. Этот недостаток устранен в валковых дробилках, где оба валка установлены на амортизационные подвижные подшипники. Однако двусторонняя амортизация усложняет конструкцию и увеличивает габариты и стоимость дробилки.
При независимой амортизации двух подвижных подшипников одного и того же вала возможен перекос вала по причине либо неодинаковой жесткости пружин, либо одностороннего питания дробилки: Перекос вала ухудшает технологические показатели дробилки, повышает расход мощности и может привести к полом^ кам. Чтобы избежать перекоса подвижного валка, его подшипник^ связывают одним коромыслом и устанавливают общую амортизирующую пружину.
Рис. 3. Элементы зубчатых валков:
а - напорные кольца с зубьями; б - сегменты с зубьями различного профиля.
У рассмотренной выше дробилки валок состоит из набора зубчатых и гладких колец, изготовленных из высокопрочных материалов. В случае поломки зубьев на одном из колец кольцо заменяют, разбирая весь валок. Это усложняет и удорожает эксплуатацию таких дробилок.
Чтобы зубчатый валок был более надежным и удобным в эксплуатации, его изготовляют в виде сегментов с зубьями (рис. 3). Это позволяет легко заменять вышедшие из строя рабочие элементы валка.
За рубежом применяют двухвалковые зубчатые дробилки с цельнолитыми валками (рис. 4). При поломке или износе зубьев на таких валках приходится заменять весь валок. Поэтому зубья на валках выполняют низкими и большого сечения, а сами дробилки применяют для измельчения таких малопрочных пород как уголь, кокс и др.
Рис. 4. Двухвалковая зубчатая дробилка с цельнолитыми валками:
1 - рама; 2 - упорная стойка; 3 - тяги; 4 - скользящая стойка; 5 - скользящий валок; 6 - приемная воронка; 7 - нескользящий валок; 8 - ось нескользящего валка; 9 - нескользящий подшипник; 10 - ось скользящего валка; 11 - скользящий подшипник; 12 - пружина; 13 - направляющая шпилька.
Рис. 5. Двухпарная зубчатая дробилка:
1 - станина; 2 - нижняя пара валков; 3 - верхняя пара валков; 4 - приемная воронка.
Для повышения степени измельчения изготовляют зубовалковые дробилки с несколькими парами зубчатых валков. На рис. 5 показана двухпарная (двухступенчатая) дробилка, а на рис. 6 - трехпарная (трехступенчатая). Пары зубчатых валков устанавливают друг над другом на общей раме. По мере продвижения материала сверху вниз размеры зубьев на валках уменьшаются, а частота их увеличивается. На таких дробилках можно получать мелкую крошку материала при степени измельчения от 8 и выше.
Рис. 6. Трехпарная зубчатая дробилка:
1 -станина; 2 - нижняя пара валков; 3 - средняя пара валков; 4 - верхняя пара валков.
Ширина выходной щели у пары верхних валков больше, чем у нижней, поэтому, чтобы обеспечить одинаковую пропускную способность, нижние пары должны вращаться с большей скоростью, чем верхние.
На рис. 34 показана одновалковая зубчатая дробилка. Измельчаемый материал поступает в дробилку через загрузочную воронку 4. Куски, попадая между валком и колосниковой решеткой, разрушаются сначала длинными зубьями, а по мере продвижения материала вниз - короткими. Часть измельченного материала проваливается в бункер 12 через отверстия колосниковой решетки, оставшийся материал выходит через щель между валком и колосниковой решеткой.
Рис. 7. Одновалковая зубчатая дробилка с колосниковой решеткой:
1 - станина; 2 - колосниковая решетка; 3 - шарнир; 4 - загрузочная воронка; 5 - валок; 6 - зубья; 7 - ось валка; 8 - маховик; 9 - тяга; 10 - пружина; 11 - упорная стойка; 12 - бункер.
Рис. 8. Одновалковая зубчатая дробилка с подвешенной щекой:
1 - станина; 2 - тяга; 3 - пружина; 4 - упорная стойка; 5 - ось валка; 6 - валок; 7 - сменные сегменты с зубьями; 8 - приемная воронка; 9 - ось подвеса щеки; 10 - щека; 11 - броневая плита.
Чтобы обеспечить безаварийную работу дробилки, колосниковую решетку удерживают в рабочем состоянии с помощью тяги 9 и спиральной пружины 10. При попадании на решетку недробящихся тел решетка отходит от валка на расстояние, равное размеру этих кусков, а затем снова возвращается в рабочее положение.
Другая конструкция зубовалковой дробилки с одним валком показана на рис. 8. Эта дробилка отличается от первой тем, что в ней колосниковая решетка заменена подвешенной щекой. Такую дробилку используют при измельчении более прочных материалов.
Обычно зубовалковые дробилки применяют для измельчения малопрочных руд. Мягкие руды с примесью вязких материалов целесообразно измельчать одновалковыми зубчатыми дробилками.
Одновалковая зубчатая дробилка не только измельчает материал, но и принудительно вытесняет его из зоны измельчения, что выгодно отличает ее от щековых и конусных дробилок. В последних материал выходит под действием силы тяжести; для выгрузки вязких и влажных материалов это недостаточно, поэтому дробилки часто забиваются.
В одновалковых дробилках степень измельчения достигает 10-12, а иногда и больше.
В табл. 1 приведена техническая характеристика зубовалковых дробилок отечественного производства.
Таблица 1. Техническая характеристика зубовалковых дробилок
В зарубежной практике известны одновалковые зубчатые дробилки со следующей характеристикой: размер валка 1500 X 2100 мм; производительность до 700 т/ч; частота вращения валка 23 об/мин; потребляемая мощность 180 кВт.
П.М. Сиденко
Измельчение в химической промышленности
(Глава II. Измельчители раскалывающего и разламывающего действия)
