Реферат щековая дробилка студент группы нкз-51 Труш К. С

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. В. Г. ШУХОВА
РЕФЕРАТ
ЩЕКОВАЯ ДРОБИЛКА
Выполнил:
студент группы НКз-51
Труш К.С.
Преподаватель:
Орехова Т.Н.
Белгород
2017

Содержание

1. Конструкция щековой дробилки
2. Рабочие элементы щековых дробилок. Принцип действия
3. Область применения и классификация
4. Технологический расчет щековой дробилки
5. Модели дробилок
Заключение
Список литературы

1. Конструкция щековой дробилки

Щековые дробилки получили наибольшее распространение среди других типов дробильного оборудования. Принцип их работы достаточно прост - горная порода измельчается раскалыванием между двумя массивными металлическими плитами, одна из которых совершает сложное вращательно-поступательное движение относительно другой. При этом пластина закрепленная в станине дробилки неподвижно называется неподвижная щека, а совершающая колебания - подвижная щека.

Принципиальная схема работы щековой дробилки классического конструктивного исполнения представлена на картинке.

В некоторых конструкциях, с целью уменьшения амплитуды колебания подвижной пластины и, как следствие, уменьшения дисбалансных нагрузок на подшипники валов, обе щеки выполняются подвижными. По замыслу инженеров, должна возрасти и производительность таких дробилок. Однако, такая конструкция значительно сложнее, чем с одной подвижной пластиной и применяется редко.

В образованную между плитами щек клиновидную камеру подается горная порода, размер кусков которой ограничен впускным отверстием дробилки. Во время сближения щек куски породы измельчаются и вываливаются в нижнюю щель, размер которой калибруется по требуемым максимальным размерам раздробленного продукта на выходе. Далее измельченный продукт поступает на линии сортировки, где разделяется по фракциям или применяется в многофракционном виде.
Следует отметить, что за период использования идеи щекового дробления горной породы (а это более 100 лет), конструкторы и изобретатели разных стран пытались усовершенствовать кинематику дробилок, устраняя характерные конструктивные недостатки, присущие этим машинам.
Основной недостаток классической конструкции - повышенный износ пластин-щек при совершении вертикальной составляющей перемещения. Если дробимый материал имеет высокую абразивность и прочность, бронеплиты щек изнашиваются быстро, особенно в средней части.
Это связано с тем, что плиты не только сдавливают породу, но и трутся о ее куски при совершении сложного перемещения. Этот недостаток значительно уменьшен в конструкциях с кинематическим приводом, где плиты совершают, преимущественно, осевое горизонтальное перемещение, т.е. вертикальная составляющая минимальна.
Механизмы такого типа называют щековыми дробилками с простым движением щеки.
Обычно для перемещения подвижной щеки (или щек) в таких конструкциях применяется кривошип или кулачковый вал.
Тем не менее, щековые дробилки такой конструкции не получили широкого распространения из-за сложности и меньшей надежности. Кроме того, при поступательном сближении и удалении щек, нижняя часть дробильного клина работает более эффективно, поскольку относительное перемещение между плитами здесь значительно выше. Это нередко приводит к залипанию выходного отверстия дробильного агрегата мелкими частицами.
При перемещении плит в горизонтальной и вертикальной плоскостях, как это осуществляется в классической конструкции с эксцентриковым валом, дробимый продукт передвигается не только под действием собственной массы и силы тяжести, но и подталкивается подвижной плитой (щекой) при ее вертикальном перемещении.
Среди любопытных конструктивных решений щековых дробилок следует отметить дробилки с нижним расположением эксцентрикового вала, применявшегося американской фирмой "Телемит". Такая конструкция, по замыслу инженеров, должна была уменьшить нагрузку на привод агрегата, однако, при использовании крупных кусков породы, эффект получается обратный и дробящее усилие в верхней части камеры резко снижается.
Немецкая фирма "Кеппен" впервые начала применять щековые дробилки с гидроприводом, в которых жесткую механическую связь между отдельными звеньями заменил объемный гидропривод. Преимуществами конструкции является возможность управления временем и размерными параметрами цикла дробления, а также надежность защиты механизма от перегрузок, зачастую приводящих к поломкам механических приводов.
Фирма "Крупп" (Германия) использовала в своей конструкции принцип ударного дробления, который заключается в повышении частоты перемещения плит (щек). В результате порода в большей степени не раздавливается, а дробится от ударов о поверхность щек. Конструкцией привода подвижной щеки предусмотрена предохранительная пружина, защищающая механизм от перегрузок. По мнению немецких инженеров, такая конструкция позволяет увеличить производительность процесса дробления при уменьшении энергозатрат.
Тем не менее, и такая конструкция не получила широкого признания из-за плохой динамической уравновешенности таких механизмов. Это требует применения более мощных фундаментов для дробилок. Кроме того, срок службы механизмов дробильного оборудования заметно снижается.
Некоторое время имели распространение щековые дробилки с кулачковым приводом, в которых перемещение подвижной щеки осуществлялось кулачковым валом. Такие дробилки изготавливала фирмы "Акме" в Германии и "Стартевант" в США, а также Рыбинский завод дорожных машинс в СССР. Эти дробилки не отличались высоким сроком службы привода, поэтому не получили широкого распространения.

2. 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.

3. Область применения и классификация

В промышленности строительных материалов щековые дробилки, в основном, применяют для крупного и среднего дробления. Принцип работы щековой дробилки заключается в следующем. В камеру дробления, имеющую форму клина и образованную двумя щеками, из которых одна в большинстве случаев является неподвижной, а другая подвижной, подастся материал, подлежащий дроблению. Благодаря клинообразной форме камеры дробления куски материала располагаются по высоте камеры в зависимости от их крупности – более крупные вверху, менее крупные – внизу. Подвижная щека периодически приближается к неподвижной, причем при сближении щек (ход сжатия) куски материала раздрабливаются, при отходе подвижной щеки (холостой ход) куски материала продвигаются вниз под действием силы тяжести или выходят из камеры дробления, если их размеры стали меньше наиболее узкой части камеры, называемой выходной щелью, или занимают новое положение, соответствующее своему новому размеру. Затем цикл повторяется. Щековая дробилка изобретена в 1858 г. Американцем Блеком.

В зависимости от кинематических особенностей механизма щековые дробилки можно разделить на две основные группы:
Дробилки, у которых движение от кривошипа к подвижной щеке передается определенной кинематической цепью. При этом траектории движения подвижной щеки представляют собой части дуги окружности. Эти машины называются щековыми дробилками с простым движением подвижной щеки.
Дробилки, у которых кривошип и подвижная щека образуют единую кинематическую пару. В этом случае траекторий движения точек подвижной щеки представляют собой замкнутые кривые, чаще, всего эллипсы. Дробилки с такой кинематикой называются щековыми дробилками со сложным движением подвижной щеки.

Рис.5. Кинематические схемы щековых дробилок

На рисунке выше показаны наиболее распространенные кинематические, схемы щековых дробилок: с простым (а) и сложным (б) , движением подвижной щеки.

В дробилке с простым движением (а) подвижная щека подвешена на неподвижную ось. Шатун дробилки верхней головкой, шарнирно соединен е приводным эксцентриковым валом. В нижнюю часть шатуна шарнирно упираются две распорные плиты, одна из которых противоположным концом упирается в нижнюю часть подвижной щеки, другая – в регулировочное устройство. При вращении эксцентрикового вала подвижная щека получает качательное движение по дуге окружности, центром которой является центр оси подвеса. Наибольший размах качания (ход сжатия) имеет нижняя точка подвижной шеки. За величину хода сжатия какой-либо точки подвижной щеки принимается величина проекции траектории движения данной точки на нормаль к неподвижной щеке.
Срок службы дробящих плит находится в прямой зависимости от величины вертикальной составляющей хода (при прочих равных условиях), что подтверждается практикой эксплуатации щековых дробилок.
На дробилках с простым движением при малой вертикальной составляющей хода сжатия дробящие плиты служат в несколько раз дольше, чем на дробилках со сложным движением, где величина этого хода намного больше. В этом заключается преимущество кинематической схемы дробилки с простым движением. Другим преимуществом этой кинематической схемы является обеспечение большого выигрыша в силе в верхней части камеры дробления (рычаг 2-го рода), что очень важно при дроблении кусков горной массы больших размеров и высокой прочности.
Недостатком дробилок с простым движением является малая величина хода сжатия в верхней части камеры дробления. В верхнюю часть камеры дробления попадают крупные куски материала, для надежного захвата и дробления которых необходим больший ход, чем в нижней части, где дробятся куски меньших размеров и формируется готовый продукт. Поэтому в нижней части камеры дробления ход сжатия должен быть соответственно меньше.
В дробилке с простым движением щеки наблюдается обратное явление, т. Е. наибольший ход сжатия (размах качания) имеет низ подвижной щеки, в верхней же части этот ход значительно меньше.
В дробилках со сложным движением (б) подвижная щека шарнирно подвешена на эксцентричной части приводного вала. Низ подвижной щеки шарнирно опирается на распорную плиту. Другим концом распорная плита опирается на регулировочное устройство.
Дробилка со сложным движением проще по конструкции, компактнее и менее металлоемка, чем дробилки других типов. У такой Дробилки траектория движения подвижной щеки представляет собой замкнутую кривую. В верхней части камеры дробления эта кривая — эллипс, приближающийся к окружности, в нижней части — сильно вытянутый эллипс.
Типоразмер дробилки характеризует величина ширина приемного отверстия (расстояние между дробящими плитами в верхней части камеры дробления в момент максимального отхода подвижной щеки). Этот размер определяет максимально возможную крупность кусков, загружаемых в дробилку, принимаемую равной 0,85, от ширины приемного отверстия.
Другим важным параметром служит длина приемного отверстия, т. Е. длина камеры дробления, определяющая, сколько кусков может быть загружено одновременно. Произведение двух величин и называется размером приемного отверстия таковой дробилки и является ее главным параметром.
В зависимости от величины главного параметра, в мм, щековые дробилки, выпускаемые отечественной промышленностью, составляют следующий размерный ряд: 160X250, 250X400, 250x900, 400X600, 400X900, 600X900, 900X1200, 1200x1500, 1500X2100 мм, т.е. всего девять типоразмеров, из которых шесть первых представляют собой дробилки со сложным движением подвижной щеки, четыре последних – с простым. Дробилки размером 600x900 выпускаются с простым и сложным движением подвижной щеки.
Перечисленный ряд определился в результате многолетнего опыта, по созданию и эксплуатации щековых дробилок. Размеры приемных отверстий машин ряда регламентированы Государственными стандартами и соответствуют международному ряду по рекомендациям СЭВа.
Важным параметром щековой дробилки является величина выходной щели. Она определяется как наименьшее расстояние между дробящими плитами в камере дробления в момент максимального отхода подвижной щеки. Величина выходной щели – параметр переменный, ее можно регулировать при помощи специального устройства, что позволяет изменять крупность готового продукта, или наоборот, поддерживать постоянной в течение длительного времени независимо от степени износа дробящих плит.


4. Технологический расчет щековой дробилки

По заданной объемной ( ) или массовой ( ) производительности, начальной ( ) и конечной ( ) крупности кусков, насыпной плотности ( ) материала определяются: угол захвата ( ), частота вращения приводного вала ( ), геометрические размеры, потребляемая мощность. На основе результатов расчета выбирается типоразмер стандартной дробилки и их необходимое количество.

Угол между щеками дробилки должен быть таким, чтобы куски материала при сжатии не выбрасывались из приемного отверстия (пасти) дробилки без разрушения, т.е. (см. рис.1.4) чтобы выталкивающая сила не превышала суммы удерживающих + , которые являются проекциями силы трения на направление действия силы , т.е. , где - коэффициент внешнего трения материала, следовательно: , т.е. . Учитывая, что ( - угол внешнего трения материала), получим: , т.е. угол захвата дробилки должен быть меньше удвоенного угла внешнего трения. Не рекомендуется выбирать машины с , т.к. при этом снижается степень измельчения материала. Угол захвата стандартных дробилок 15-25 .
В большинстве стандартных дробилок используется шарнирно-рычажный привод и частота вращения приводного вала совпадает с частотой качаний подвижной щеки, которую определяют из следующих соображений:
- для высыпания из рабочей камеры материала, объем которого соответствует высоте , необходимо время ;
- должно быть равно времени половины качания подвижной щеки = , где - число полных качаний в секунду;
- пренебрегая изменением угла захвата при качании, примем где - размах качаний щеки, тогда из равенства = следует: .
Основные размеры дробилки - это ее длина , ширина пасти , ширина выходной щели и высота передней стенки . Величина должна на 15-20% превышать размер наибольших кусков сырья: . Согласно рисунку, (обычно принимают ), . Для определения величины в мм рекомендована формула (для ЩДС =7, =0.1; для ЩДП =8, =0.26). Необходимая длина дробилки определяется заданной производительностью: за одно качание щеки из дробилки высыпается объем материала, равный , следовательно ее объемная производительность , где =0.2-0.6 - коэффициент разрыхления, а массовая - .
Потребляемую щековой дробилкой мощность рекомендуют определять по формуле: , где - к.п.д. дробилки (0.5-0.75).

5. Модели дробилок