ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Щековые дробилки для крупного дробления

В цементной промышленности щековые дробилки 'Примени-, ютея в основном для крупного, а иногда и для среднего дроб­лення материалов крепких и средней крепости.

Максимальная степень дробления, которая достигается в щековых дробилках, .равна 8. Обычно указанные дробилки в условиях цементного производства работают при степенях дроб­ления от 3 до 6. Удельный расход электроэнергии на дробление составляет от 0,3 до 1,1 квт-ч^т.

Щековые дробилки относятся к группе машин с прерывным нажатием и свободной разгрузкой дробленого продукта под влиянием силы его тяжести. В дробилке две дробящие поверх­ности расположены под небольшим углом друг к другу и сбли­жаются в нижней части.

Щековые дробилки © соответствии с предложенной проф. Л. Б. Левенсоном [11] схематической классификацией делят:

1) по характеру движения качающейся щеки—на дробилки с простым качательным движением и дробилки со

Сложным движением — качательным и продольным (вдоль по­верхности щеки); 2) по расположению качающейся ще­ки — на дробилки с верхним подвесом оси подвижной щеки и дробилки с осью подвеса внизу, у выходной щели.

Различают щековые дробилки и по конструктивному выпол­нению движущего механизма: дробилки с шарнирно-рычажным механизмом, приводимым от коленчатого вала, сообщающего щеке простое или сложное движение, ■ и дробилки с кулачко­вым механизмом с обычным простым движением щеки.

Шире всего в цементной промышленности применяются ще­ковые дробилки с рифлеными футеровками, простым качанием и с верхним подвесом подвижной щеки (рис. 6). Поступающие в эту дробилку сырьевые материалы дробятся в момент при-

Таблица 3

Техническая характеристика основных типов щековых дробилок

Габаритные размеры в мм

Длина ширина высота

Ближения подвижной щеки к неподвижной и затем по мерг др-оібления опускаются вниз под действием собственной силы тяжести. Качание подвижной щеки вокруг подвижной оси до­стигается при помощи механизма, состоящего из вала-экоцент- рика, шатуна с тягами и распорных плит.

На рис. 7 изображена щековая дробилка со сложным кача­нием подвижной щеки — качательным и продольным вдоль по­верхности щеки; подвижная щека, подвешенная на эксцентри­ке вала, при вращении последнего производит сложные кача­ния. В такой дробилке материал не только раздавливается, но и истирается, материал выталкивается из разгрузочной щели под воздействием направленной вниз силы трения. Это облегча­ет разгрузку дробилки и повышает на 20—30% ее производи­тельность по сравнению с дробилками с простым качанием ще­ки. Дробилки этого типа применяются, как правило, для вто­ричного дробления сырьевых материалов, но иногда использу­ются и для первичного.

Вместе с тем применение щековых дробилок со сложным качанием щеки ограничено из-за большого износа дробящих плит.

Техническая характеристика основных типов щековых дро­билок, применяемых в отечественной цементной промышленно­сти, приведена в табл. 3.

Как уже упоминалось, щековые дробилки предназначаются для дробления цементного сырья с пределом прочности до 2000 кГ/см2, что соответствует коэффициенту крепости 15 но шкале Протодьяіканова. Первичная сортировка по габаритам такого кускового (материала перед его доставкой для дробления обычно производится непосредственно на карьере с помощью погрузочных экскаваторов. При этом максимальная емкость ковша экскаватора лимитируется величиной загрузочного от­верстия дробилки, а размер поступающего в дробилку куска принимают не более 0,85 ширины загрузочного отверстия дро­билки, что диктуется условиями захвата куска дробилкой.

Зависимость емкости экскаватора и размера куска от загру­зочного отверстия щековой дробилки приведена ниже.

Размер кусков материала, подаваемого в щековую дробил­ку непрерывно, зависит как от размеров загрузочного отверстия.

Так и от допускаемого угла захвата материала и от угла меж­ду щеками дробилки.

Если угол между плоскостями подвижной и неподвижной щек будет чрезмерно большим, то кусок породы будет выжи­маться из загрузочного отверстия дробилки и не раздробится. Чтобы можно было дробить сырье в щековых дробилках, угол захвата дробилки должен быть меньше двойного угла трения между куском породы и поверхностью щеки.

По данным проф. Л. Б. Левенсона [3] рекомендуется прини­мать угол захвата для щековых дробилок в пределах 15—20°, а максимально допускаемый угол захвата для обыкновенных пород —32°.

Производительность щековых дробилок зависит от следую­щих основных факторов: состава дробимого сырья, размеров выпускной щели дробилки и крупности загружаемых кусков, конструктивных особенностей дробилки (угла захвата, числа качаний щеки, профиля плит и т. д.).

Для упрощенного определения производительности щековых дробилок может быть рекомендована формула проф. Л. Б. Ле­венсона [3]

Q=0,03 wbS(d + l) тК

Tgcc

Где Q — часовая производительность дробилки; п — число оборотов в минуту;

/— расстояние между щеками в нижней части при минь, мальном разгрузочном отверстии в см;

S — ход подвижной щеки в см; b — длина выпускной щели в см; d = l+S;

Ц — коэффициент разрыхления породы (0,3 до 0,7); у —объемный вес сырья в кг/см3; а — угол зажата дробилки.

Пользуются также эмпирической формулой Таггарта [12], справедливой при условии, что производительность дробилки может быть определена по количеству материала, протекаю­щего под влиянием силы тяжести через выпускное отверстие:

Q = 0,093 Ld тіч,

Где L—длина загрузочного отверстия в см.

D—размер выпускного отверстия дробилки при наиболь­шем удалении щек в см.

Расчеты по данной формуле дают достаточно точные ре­зультаты при определении производительности дробилок сред­него размера, для малых же результаты расчета получаются завышенными, а для больших — заниженными.

Установлено также, что производительность щековых дро­билок с простым качанием щеки при постоянном числе оборо­
тоїв приводного вала и одинаковой степени дробления прямо пропорциональна площади разгрузочной щели (рис. 8). Это со­отношение для дробилок со сложным 'Качанием щеки при тех же условиях имеет параболическую зависимость.

Из приведенного графика явствует, что до определенного значения площади разгрузочной щели (примерно до 900 см-) рост производительности щековых дробилок обоих типов при увеличении площади разгрузочной щели одинаков. Затем при увеличении щели производительность щековой дробилки со сложным качанием резко возрастает, а при площади щели 1800—2200 см2 производительность в 1,6 раза выше, чем у дро­билок с простым качанием.

На производительность щековых дробилок влияют удель­ный вес материала, его плотность, а для твердого сырья также

И сопротивляемость раз­давливанию. Причем при дроблении более плотного сырья производительность дробилки увеличивается, а при дроблении пластич­ных материалов (сугли­нистых пород и слан­цев) несколько снижа­ется.

Влажность сырья не­значительно влияет на производительность дро­билок первичного дроб­ления, если дроблению подвергаются породы с небольшим содержанием глины. При вторичном дроблении, особенно если обрабатывается мелкое сырье влажностью до 6%, производительность резко снижается (в отдельных случаях до 50%) изтза комкования материала в зоне мелкого дробления.

Увеличение размаха щеки (намеряемого длиной ее хода) спо­собствует более быстрому перемещению сжатой мелочи и уско­ряет разгрузку дробилки от мелкого продукта. Поэтому необхо­димо в каждом конкретном случае регулировать ширину разгру­зочной щели в зависимости от овойсгв дробимого сырья.

В случае, если сырье твердое и хрупкое, необходима мини­мальная ширина щели. Когда же дробят крепкие и вязкие сырь­евые материалы, для которых характерны местные изломы, де­формации под давлением и трещинообразование (но вместе с тем они не распадаются), следует применять максимальную ши­рину щели.

Обычно ширину щели дробилки регулируют, изменяя угол наклона распорных плит или меняя эксцентрик.

Определению производительности щековых дробилок посвя­щен ряд работ [13, 14]. Установлено, что производительность щековой дробилки повышается с увеличением числа качаний щек, но не прямо пропорционально. Увеличение числа оборотов оверх оптимального значения влечет за собой повыше­ние удельного расхода электроэнергии и снижение производи­тельности из-за того, что один и тот же кусок, не успевший про­валиться вниз после первого зажатия, зажимается вторично.

Число оборотов главного вала щековой дробилки определя­ется [12] по формуле

Л = 665 ]/<§!,

Где а — угол захвата между щеками в град;

S — ход подвижной щеки в см.

Для получения наивыгоднейшей угловой скорости главного вала щековой дробилки рекомендуется уменьшить величину оборотов на 5—10% против расчетной. Твердая, сухая и хруп­кая порода загружается легче пластичной и ©лажной, поэтому для первой обороты вала дробилки можно не уменьшать.

Изменяя число оборотов вала двигателя или передаточное число привода, регулируют скорость щековой дробилки.

Расчет усилий в дробилках и параметры механического ре­жима подробно освещены в специальной литературе, и поэтому здесь не приводятся.

Установочная мощность двигателя щековой дробилки боль­ше действительно потребляемой для преодоления максималь­ной нагрузки в пусковой момент. Среднее отношение расхода энергии при полной нагрузке к установочной мощности близко к 0,85. Если данное соотношение сильно завысить, то это при­ведет к снижению скорости, что в свою очередь вызовет забива­ние щековой дробилки при работе на полной нагрузке.

По данным Бонвича [15] мощность одного двигателя для дробилки крупного дробления можно определить по формуле

Л/ ЛВ N = — кет,

120

Где АВ—площадь загрузочного отверстия дробилки в см[2].

Мощность дробилки при работе двух двигателей составит:

А) мощность главного двигателя

Л/ ЛВ /V, = кет;

300

Б) мощность вспомогательного двигателя

Ж, АВ /va = кет.

200

Для щековых дробилок среднего дробления

TOC \o "1-3" \h \z ЛГ' АВ, г' АВ

От Nx =--------- до N2 = ------------ кет

100 150

И для дробилок мелкого дробления

..„ АВ N =--- кет.

60

Для более точного выбора типа двигателя производят за­меры расхода энергии во время работы аналогичных по раз­меру дробилок.

Эффективность работы щековой дробилки принято измерять в квт-ч/т или в т/квт-ч. Количество дробленого материала на 1 квт-ч меняется в зависимости от ширины разгрузочного от­верстия (при 'Предельной нагрузке машины и постоянном рас­ходе энергии) и является критерием практической эффектив­ности щековой дробилки. Таким же образом оценивается эф­фективность работы и других дробильных машин.

Взаимозаменяемые дробящие плиты щековой дробилки, ис­пользуемой для переработки мягких материалов — известняка, гипса и т. п., отливают из закаленного чугуна, реже —из ста­ли с наваркой сталинитом. Для твердых материалов, а также в дробилках с шириной выпускного отверстия от 600 мм и вы­ше рекомендуется отливка плит из 'марганцовистой стали с со­держанием 6—іі!2% Мп. В среднем плиты из марганцовистой стали служат 2—16 месяцев и более; расход их составляет 0,004—0,026 кг, а плит из закаленного чугуна — 0,009—0,088 кг на одну тонну дробимого материала.

Рекомендуется [16] расход дробящих плит из марганцови­стой стали рассчитывать по формуле

Р = 0,5 г/т,

Где Р — расход стали іна 1 т материала в г;

F — коэффициент крепости породы по шкале Протодьяко - нова.

Практически принято считать, что при изготовлении плит из марганцовистой стали расход колеблется в пределах от 0,005 до 0,03 кг, а из закаленного чугуна — от 0,01 до 0,1 кг на тонну дробленого продукта.

Наладочные технологические испытания дробильной маши­ны обычно проводят в процессе опробования и пуска новой дро­билки, а эксплуатационные ведут по необходимости в усло­виях нормальной работы.

После окончания монтажа или капитального ремонта дро­билки осуществляется ее пробный пуск. Вначале дробилку за­пускают вхолостую для приработки трущихся частей, после че­го испытывают под нагрузкой. Продолжительность испытания — не менее 12 ч для малых дробилок и 3 суток для больших.

Перед пуском дробилку осматривают, проверяют и подтяги­вают все основные крепежные детали. При этом особенно тща­тельно проверяют работоспособность всех смазочных устройств.

■Посторонние шумы (стук, дребезжание), а также чрезмер­ный нагрев масла в подшипниках свидетельствуют о непра­вильном монтаже.

Установлено, что статический момент при выводе щековой дробилки из состояния покоя превышает максимальный мо­мент, который может развить приводной электродвигатель. Ве­личина этого момента зависит от:

Времени простоя дробилки (при длительных остановках тя­желые массы маховиков и эксцентрикового вала выдавливают масло из подшипников и нарушают целостность масляной пленки, поэтому в начальный момент движения возникает су­хое трение);

Количества и качества масла в системе смазки, а также от температуры окружающей среды, влияющей на вязкость масла и коэффициент треиия;

Степени приработан но сти подшипников главного вала.

Установлено, что указанные выше факторы изменяют стати­ческий момент сопротивления механизма дробилки на 100— 500 кГм.

Обычно электродвигатели дробилок питаются от трансфор­маторных подстанций, и напряжение в период пуска не снижа­ется меньше номинального. Но даже при этом запуск затруд­нен, а пуск дробилки при нижнем положении шатуна почти не­возможен. В этом случае необходимо повернуть маховик на угол, обеспечивающий переход через мертвую точку. Этого до­стигают обычно с помощью мостовых кранов, лебедок или дру­гих приспособлений.

Для облегчения запуска щековых дробилок предусматри­вается вспомогательный привод, оборудованный фрикционными муфтами с гидроприжимом или др.

Момент, создаваемый электродвигателем вспомогательного привода, передается через іклиноремевную передачу на ведо­мый вал редуктора.

Передача момента от вспомогательного привода на привод­кой вал дробилки осуществляется через полумуфты (рис. 9), одна из которых (со стороны редуктора) служит наружной обой­мой обгонной муфты, а другая — обоймой зубчатой муфты, ус­тановленной на валу контрпривода.

Ролики обгонной муфты заклиниваются между ободом ше­стерни передачи и ротором муфты, в результате чего момент пе­редается на главный вал контрпривода.

Тогда же включается главный электродвигатель, который разгоняет дробилку до полного числа оборотов. Когда скорость главного электродвигателя превысит скорость ведущего вала редуктора, вспомогательный привод автоматически отключается.

2* Зак. 823

Применение вспомогательного привода на щековых дробил­ках позволяет уменьшить установленную мощность электро­двигателей на 40—'45%, осуществить автоматическое дистанци­онное управление, сокра - А. д тить работу вхолостую п

1 1 повысить использование

Энергии привода, что да­ет экономию электроэнер­гии около 200 тыс. квт-ч в год на каждую дробилку, а также улучшает условия обслуживания оборудова­ния.

При нормальном дроб­лении электродвигатель используется лишь на 30—40% от установленной мощности.

Пуск щековой дробил­ки производится только вхолостую. Материал по - скорости вращения дро-

Дается при достижении нормальной билки.

Освобождать рабочее пространство щековых дробилок от застрявших кусков материала можно только при помощи «кош­ки», подвешиваемой « крюку мостового крана, или других при­способлений.

Дробилка нормально работает только при наличии полного комплекта клиновидных ремней. Во избежание пробуксовыва­ния и перекосов приводные ремни должны быть всегда пра­вильно и хорошо натянуты.

Останавливать дробилку необходимо после полного осво­бождения рабочего пространства от материала.

Для густой смазки дробилки рекомендуется мазь марки со­лидол 1 эмульсионный, а также индустриальная ИЛ-1-3 (ГОСТ 3257—46). Для жидкой смазки следует применять масло ма­шинное марок С и СУ или индустриальное 45 или 50 (ГОСТ 1707—51).

Нормальная температура масла в баке-отстойнике 25—40°С при пуске и 35—50°С при нормальной работе дробилки. Темпе­ратура отработанного масла на сливе после подшипников не должна превышать 60°С.

Систему охлаждения нужно включать постепенно во избе­жание резкого охлаждения масла и образования на стенах тру­бы переохлажденного слоя. Необходимо следить за тем, чтобы давление охлаждающей воды всегда было ниже давления мас­ла на 0,5 ат (иначе вода может попасть в масло).

Расход масла СУ зависит от размера дробилки и колеблет-
ся от 4 г в год для дробилок размером 900x1200 мм и до 10 г в год для дробилок размером 1500X0100 мм.

К достоинствам щековой дробилки следует отнести просто­ту конструкции и эксплуатации, компактность, а 'к недостат­кам — наличие больших качающихся масс, невозможность по­лучения кусков заданного размера, относительно высокий рас­ход электроэнергии, замазывание.