Дипломная работа: Техніко-економічне обґрунтування модернізації щокової дробарки
Для збільшення ходу знизу при складному русі англійська фірма «Бродбент» запропонувала досить складну конструкцію дробарки. У цієї дробарки при великому ході стиску зверху і знизу камери подрібнення середня частина має недостатній хід. Дробарка фірми Бродбент складніша і гірша дробарок білни простих конструкцій, а тому поширення не отримала.
Дробарка, що відноситься до машин із складним рухом щоки при нижньому її підвісі була сконструйована в Чехії. Її застосовують для мілкого подрібнення різних матеріалів, але із-за складності конструкції широкого розповсюдження не має.
Для зменшення зносу дробильних плит, а також для підвищення продуктивності в результаті надання додаткової швидкості розвантаження матеріалу, що знаходиться в камері подрібнення, деякими фірмами розроблені конструкції дробарок з двома рухомими щоками. В цих дробарках взаємне переміщення плит по вертикалі практично відсутнє.
В дробарці французької фірми Епсекто одна з рухомих щок (основна) підвішена на ексцентриковому валі, так як в дробарці із складним рухом. Інша рухома щока спирається на дві розпірні плити і з’єднана тягою з нижньою частиною другої рухомої щоки. Французький спеціаліст Жоузель відмічає, що єдиною перевагою цієї дробарки в порівняні з дробаркою складного руху є менший знос дробильних плит. Але схема будови важелів в дробарці ускладнює конструкцію.
В дробарках з двома рухомими щоками, сконструйованих по іншій кінематичній схемі, кожна щока підвішена нижньою частиною до ексцентрикового вала.
Вперше подібні дробарки запропонувала фірма Альпінен (ФРН). В дробарках «Альпінен» верхні частини рухомих щок ковзають по напрямним. При такій схемі найменший хід зближення плит відбувається зверху, найбільший знизу. Недоліки такої конструкції відмічені вище.
Західнонімецька фірма Ведаг усунула цей недолік шляхом опори рухомих щок у верхній частині на похилі розпірні плити, що забезпечує достатній хід стиску у верхній частині камери подрібнення.
На відміну від дробарок вище сказаних фірма Айова-Цедеропус (США) сконструювала дробарку по кінематичній схемі, в якій ексцентричні вали розміщені зверху, тому дробарка являє собою як би спарену дробарку із складним рухом. Дві щоки цих дробарок верхніми головками підвішені на окремих ексцентрикових валах (утворюють камеру подрібнення), створюють дзеркально-синхронні рухи на зустріч один одному і виконують подрібнення матеріалу.
В дробарці американської фірми Еберсон точки однієї рухомої щоки, безпосередньо зв’язані з ексцентриковим валом, здійснюють коловий рух. Інша рухома щока рухається вверх і вниз аналогічно руху щоки в дробарці фірми Епекто. При такій кінематичній схемі відносний рух дробильних плит по вертикалі практично відсутній, що значно збільшує термін служби дробильних плит. Крім того, в дробарці «Еберсол» є дві камери подрібнення: перша (верхня) для грубого подрібнення, друга (нижня) для остаточного (мілкого) подрібнення. Перед вторинним подрібненням відсівається дрібна фракція, яка отримана у верхній камері. Вихідна щілина дробарки може бути відрегульована таким чином, щоб при повному завантаженні верхньої камери матеріал, що поступає в нижню камеру встигає подрібнитись.
Дробарки фірми Еберсол застосовували в стаціонарних і пересувних установках. В теперішній час їх випуск припинений.
Фірма Айова-Цедерапідс рекламувала дробарки з двома камерами, що сконструйовані по кінематичній схемі, в якій друга камера (менша по розміру) служить для додаткового подрібнення матеріалу, що пройшов через першу. Конструкція дробарки нагадує конструкцію двокамерної дробарки заводу Цемаг, і все сказане з причини дробарки «Цемаг» слід віднести і до двокамерної дробарки «Айова-Цедерапідс».
Розглянувши кінематичні схеми показані вище можна зробити висновок, що більшість схем являють собою різні конструктивні варіанти кінематичних схем простого і складного рухів, тобто траєкторія руху рухомої щоки принципово не змінюється. В більшості випадків зміна кінематичної схеми викликало ускладнення як самої схеми, так і конструкції машини. Отримуваний невеликий техніко-економічний ефект не оправдовував ускладнення конструкції і подорожання ремонту.
Не оправдавши себе конструкції дробарок, не дивлячись на значне поширення (наприклад, дробарки типу «Додж» і дробарки з кулачковим механізмом), постійно витіснялись більш раціональними конструкціями. Найбільш стійкими конструкціями щокових дробарок зі всіх розглянутих є початкові варіанти дробарок з кінематичними схемами простого і складного рухів запропоновані приблизно 100 років назад і маючі зараз повсякденне застосування.
Крім щокових дробарок, темою яких є дипломна робота, є інші види машин і обладнання для подрібнення каменя і гіпсових порід.
Основними перевагами конусних дробарок є безперервність робочого процесу, в результаті чого досягається висока продуктивність при невеликих затратах енергії. Зниженню енергоємності сприяє також округла форма дробильних частин машини, завдяки якій матеріал руйнується не тільки роздушуванням, але також внаслідок менш енергоємних процесів деформації згину та зсуву (зколювання).
Конусні дробарки поділяють на дробарки крупного (ККД), регульованого (КРД), середнього (КСД) та мілкого (КМД) подрібнення.
Полкові дробарки використовують при середньому та мілкому подрібненні порід середньої та малої міцності.
Подрібнення матеріалу в таких дробарках здійснюється в зазорі між двома валками, що обертаються назустріч один одному. Завдяки безперервності процесу і обертанню валків ці дробарки відрізняються зрівноваженістю, рівномірністю хода. При невеликій масі і потужності привода в них досягається висока продуктивність, тому їх часто використовують на пересувних установках.
Найбільш поширеною є валкова дробарка, вісь якої закріплена нерухомо, а вісь другого валка має деяку можливість переміщення по напрямним станини. вісь рухомого валка притискується пружинами до упорів. розмір продукту подрібнення регулюється набором прокладок між упором і підшипником. Бандажі валків виготовляють із зносостійкої марганцевої сталі. Для покращення захвату матеріалу один з них або обидва можуть бути виконані рифленими. Привід валків здійснюється за допомогою довгозубих шестерень, що забезпечує надійний захист від роз’єднання при постійно змінному міжосьовому проміжку. Ланцюговий і пасовий привід в цьому випадку виявились недостатньо надійними.
Дробарки ударної дії по конструктивним ознакам і технологічному призначенню поділяють на молоткові з шарнірно-підвішеними до дисків ротора молотками і роторні з жорстко закріпленими на масивному роторі бійками.
Молоткові дробарки призначені для подрібнення хрупких, невеликої міцності і вологості матеріалів, таких як кам’яне вугілля, гіпс, крейда, цегляний бій та ін..
Роторні дробарки використовують при подрібненні гірських порід з граничною міцністю до 150 МПа, таких як вапняки, мармур, пісчаник та ін..
Для дробарок ударної дії, як молоткових, так і роторних, характерна велика ступінь подрібнення: за один прийом крупність матеріалу понижується в 20 разів і більше.
По часу робочих органів дробарки ударної дії поділяють на одно і двохроторні. Двохроторні дробарки виконують по схемі одноступінчатого і багатоступінчатого подрібнення. В дробарках одноступінчатого подрібнення обидва ротори розміщені в одній камері подрібнення і обертаються назустріч один одному. В дробарках багатоступеневого подрібнення, матеріал роздроблений бийками (молотками) першого ротора, поступає на другий ротор, послідовно розміщений відносно першого і який обертається в тому ж напрямку, що і перший. Для підвищення ступеня подріблення на останньому роторі може бути встановлена велика кількість боїв (рядів молотків). Цей ротор обертається з більшою швидкістю, ніж перший.
Роторні дробарки випускають двох типів: роторні дробарки крупного подрібнення ДРК і середнього та мілкого подрібнення ДРС. В дробарках ДРК матеріал, що підлягає подрібненню, має розмір в поперечному перерізі 400…1200 мм, а в ДРС – 300 мм і менше.
Розрахункова частина
Процес подрібнення в любій дробарці в тому числі і у щоковій, відрізняється складністю і залежить від багатьох різних факторів, аналітичний зв’язок між ними не підлягає визначенню. До таких факторів відносяться, наприклад, розмір, форма та взаємне розміщення кусків матеріалів в камері подрібнення, фізико-механічні властивості вихідного матеріалу, стан робочих органів дробильної машини, нестабільність вихідної щілини та ряд інших причин, оцінити кількісно вплив яких на роботу дробарки практично не уявляється можливим.
Всі існуючі теорії процесу подрібнення практично являються досить наближеними, що базуються на ряді спрощень та допущень. Але не дивлячись на значні складності, теоретичні та експериментальні дослідження дозволили розробити теорію розрахунку дробильних машин, достатнього для загального інженерного розрахунку технологічних і конструктивних параметрів машин. Ця теорія безперервно покращується і доповнюється.
Відправними даними для розрахунку щокових дробарок є максимальна крупність кусків Dmax у вихідному матеріалі, потрібна максимальна крупність кусків dmax в готовому продукті на продуктивність Q .
Ширина приймального отвору В дробарки повинна забезпечити вільний прийом кусків максимальної крупності.В більшості випадків B = Dmax /0.85 . Для дробарок, що працюють в автоматичних лініях без нагляду оператора, рекомендується збільшити ширину приймального отвору, а саме: B = Dmax /0.5 .