Дипломная работа: Техніко-економічне обґрунтування модернізації щокової дробарки
При обертанні ексцентрикового вала рухома щока піднімається доверху і наближається до нерухомої, тобто відбувається хід стиску. В цей час у верхній частині камери подрібнення рухома щока відходить від нерухомої. При русі ексцентрика далі верх і низ рухомої щоки наближаються до нерухомої (це загальна ділянка ходу стиску), а потім верх буде продовжуватись наближатись до нерухомої щоки, низ почне відходити. При подальшому русі ексцентрика верх і низ рухомої щоки будуть відходити від нерухомої (це загальна ділянка холостого ходу).
Таким чином, подрібнення матеріалу, що знаходиться в камері подрібнення щокової дробарки із складним рухом рухомої щоки, відбувається на протязі ¾ оберту ексцентрикового вала, а повний вихід щоки тільки на протязі четвертої частини оберту, тобто при русі рухома щока як би коливається. В результаті такого руху рухомої щоки дробарки із складним рухом менш підлягають залипанню при подрібненні в’язких порід.
Із сказаного слідує, що дробарки з простим рухом рухомої щоки можуть бути з успіхом застосовані при подрібненні високоміцних і абразивних порід, а дробарки із складним рухом більш пристосовані для подрібнення порід із середньою міцністю і меншою абразивністю. Але із-за меншої ваги та габаритних розмірів дробарок із складним рухом їх частіше всього використовують і при подрібненні міцних і абразивних порід, в частості на пересувних дробильно-сортувальних установках, де вказані переваги мають рішуче значення.
Особливості щокових дробарок, виконаних по іншим кінематичним схемам, детально розглянуті в спеціальній літературі [6, ст..21].
Щокова дробарка з нижнім розміщенням ексцентрикового вала. Така схема була застосована вперше американською фірмою Телеміт, і спочатку вважалось, що в результаті дії зусиль безпосередньо на вузол ексцентрикового вала вона може застосовуватись тільки для машин середнього типорозміру.
Останнім часом фірма Крупп (ФРН) пропонує споживачу шість типорозмірів щокових дробарок типу D, зконструйованих по такій схемі, з розмірами завантажувального отвору від 500х800 до 1400х1800 мм. Ці дробарки в порівнянні із звичайними дробарками з простим рухом щоки мають дещо меншу вагу і габаритні розміри.
Кінематична схема дробарки з простим рухом рухомої щоки англійської фірми Марсден. Дробарка має шарнірно-важільний механізм з балансиром. Ця конструкція не отримала поширення в зв’язку складності та відсутності яких-небудь переваг з більш простою конструкцією дробарки.
Досить оригінальний привід має дробарка з простим рухом щоки, сконструйована німецькою фірмою Кротс. При обертанні вала шар, розміщений між п’ятою вала і рухомою щокою, обігає по похилому виступі щоки і тим самим надає їй коливальний рух. Ці дробарки не отримали поширення внаслідок складності конструкції.
Фірмою Кеппрен (ФРН) виготовлена по ліцензії щокова дробарка з гідроприводом. Це перша щокова дробарка, в механізмі якої жорстка механічна зв’язка між окремими ланками замінена об’ємним гідроприводом. Перевагою даної конструкції є можливість керування часом циклу подрібнення і надійність захисту від перевантажень.
Щокова дробарка ударної дії, посилено рекламується фірмою Крупп (ФРН). Конструкція дробарки принципово відрізняється від всіх переглянутих вище. Нахил робочих щок до вертикалі у цієї дробарки значно більший, ніж у звичайних щокових дробарках. А конструкцією привода рухомої щоки передбачена пружина, що стискається при перевантаженні дробарки або при подачі предметів, що не подрібнюються. Частота обертання ексцентрикового вала для різних типорозмірів (500, 900, 1200 об/хв) дещо перевищує частоту обертання звичайної дробарки, чим досягається ударний характер подрібнення. По заявці фірми Крупп, дана дробарка внаслідок особливості конструкції має велику продуктивність, підвищену ступінь подрібнення і менші витрати електроенергії на одиницю продуктивності в порівнянні з іншими щоковими дробарками.
Фірма виготовляє вказані дробарки 18 типорозмірів для первинного і вторинного помолу.
В порівнянні з іншими типами щокових дробарок ударно-щокові гірше динамічно зрівноважені, що пояснюється специфікою самого принципу подрібнення і конструкції машини. Внаслідок цього потрібні більш потужні фундаменти, маса яких повинна бути не менш п’ятикратної ваги дробарки, що монтується.
Дробарка з кулачковим механізмом приводу. Дробарки цього типу одного часу були досить поширені. За кордоном їх виготовляла фірма Акме (Німеччина), а в СРСР – Рибинський завод дорожніх машин.
Відомі дробарки американської фірми Стартевант з кулачковим механізмом і з віссю підвісу зверху. У цих дробарок рухома частина приводиться в рух кулачковим роликовим механізмом. За один оберт вала щока здійснює два повних коливання. Фірма Стартевант виготовляє також дробарки з кулачковим механізмом з нижньою віссю підвісу. Наявність подвійного важеля 2-го роду в механізмі дробарки типу «Стартевант» значно ускладнює конструкцію і не дає великої переваги. Крім того, наявність вищої кінематичної пари – кулачка і ролика, що дотикаються не по поверхні, а по лінії, значно знижує термін служби механізму дробарки.
Зараз дробарки з кулачковим механізмом не виготовляються.
Дробарки з простим рухом щоки при розміщенні підвісу знизу (типу «Дотс», запропонованого в США).
Виникнення цих дробарок викликано прагненням збільшити хід рухоої щоки зверху, де подрібнюються крупні куски, і, навпаки, зменшити хід її знизу, де формується готовий продукт. Але кінематичні схеми цих дробарок не можна признати вдалими, так як діючі в них зусилля обернено пропорційні корисному опорові, тобто найбільше зусилля може бути отримане знизу, а не зверху.
Внаслідок малого ходу рухомої щоки знизу вихідна щілина дробарки часто забивається матеріалом. Тому дробарки типу «Додж» виготовляються порівняно невеликих розмірів, і застосовуються там де вимагається дрібний і однорідний продукт подрібнення. Є декілька конструкцій цих дробарок при порівняно однаковій кінематичній схемі.
Для отримання білни високих ступенів подрібнення приходиться застосовувати дво- або трьохступеневе подрібнення, що викликає необхідність побудови складних споруд. Спроби збільшення ступені подрібнення щокових дробарок в одному агрегаті привели до створення дробарок з двома або декількома камерами подрібнення.
Вперше така дробарка була випущена в 20-х роках фірмою Бакстер. В цій дробарці крупні куски подрібнювались в верхній камері, з якої матеріал поступав у камери дрібного подрібнення. Рухомі щоки приводились в рух за допомогою досить складного кулачкового механізму. Дробарки «Бакстер» поширення не отримали.
Завод Цемаг в НДР розробив дробарку, в якій камери подрібнення мають однакові розміри і розміщені не одна під одною, а на одному рівні. Рухомі щоки, що здійснюють маятниковий рух, приводяться від загального ексцентрикового вала. Завод Цемаг виготовляв ці дробарки трьох типорозмірів: 2500х400, 375х600 і 600х900 мм.
Необхідність завантаження матеріалу в дробарку «Цемаг» з двох протилежних сторін значно ускладнює технологічну схему підприємства та затруднює доступ до дробарки для її обслуговування. Невелика економія металу при загальному приводі не оправдує ускладнення експлуатації.
В дробарці фірми Хацет (НДР) з двома камерами подрібнення, одна камера розміщена над іншою. Верхня рухома щока здійснює простий рух, а траєкторія руху нижньої щоки нагадує складний рух із зворотним кутом нахилу розмірної плити. Продуктивність всього агрегату при даній схемі без проміжного відсіву дрібниць між першою і другою ступенями подрібнення залежить від продуктивності нижньої камери, що має меншу продуктивність, ніж верхня.
Таку компоновку не можна взяти за вдалу, тому ці дробарки не отримали розповсюдження.
Дробарки німецької фірми Шрац і фірми Стартевант. Створення цих дробарок викликано прагненням більш рівномірно роз приділити хід стиску по глибині камери подрібнення при збережені простого руху, тобто без великого стирання матеріалу. Але конструкція цих дробарок ускладнена, а тому вона не отримала поширення.
Італійська фірма Бартельмес виготовляла дробарки з камерою подрібнення, що донизу продовжувалась. Несиметричні дробильні плити в нижній частині швидко зношувались, а тому дробарка поширення не отримала, тим більше, що само по собі продовження камери подрібнення донизу не завжди забезпечує збільшення продуктивності.
В дробарці німецької фірми Зібтехнік замість розмірної плити застосований ролик. При такій конструкції нижньої опори рухомої щоки не можна розраховувати на застосування дробарки для подрібнення міцних порід, так як зусилля подрібнення викликають велику складову силу, що діє на ролик та опорні поверхні, що мають контакт по лінії. Дробарки виготовлені по такій схемі, поширення не отримали.
В літературі досить відомі дробарки Макса Фрідріха. Їх виготовляє завод Хатзет, м. Цвікау (НДР).
Дробарка має два ексцентричних вала, з’єднаних зубчастою передачею. На одному валі підвішена рухома щока з плитою. На другому – шатун зв’язаний з двома розпірними плитами. Внаслідок відповідного передбаченого відношення зубчастої передачі рухома щока рухається по складній траєкторії, що проявляється після 11 обертів головного вала. Досвід експлуатації цих дробарок показує (СРСР), що вони мають ряд переваг, але дуже складні у виготовленні і експлуатації.