Б. В. Клушанцев
А.И. Косарев
Ю.А. Муйземнек
ДРОБИЛКИ
КОНСТРУКЦИЯ
РАСЧЕТ
ОСОБЕННОСТИ
ЭКСПЛУАТАЦИИ
Москва
• Машиностроение •
1990
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие ....................................................... 3
I.	Общие сведения........................;........................... 5
1.1.	Понятие о процессе	дробления.................................. 5
1.2.	Классификация машин	для	дробления...................... 8
1.3.	Характеристики исиодиого и готового продуктов................. 9
1.4.	Степень дробления	......................................   13
1.5.	Энергоемкость процесса дробления ..........................   14
1.5.1.	Расиод энергии иа дробление ..........................  14
1.5.2.	Основные энергетические гипотезы дробления ............ 15
2.	Щековые дробклки ..............................................  20
2.1.	Классификация..............................................  20
2.2.	Основные кинематические	схемы..............................  20
2.2.1.	Первая группа.........................................  22
2.2.2.	Вторая группа	 ................................ 26
2.2.3.	Сравнительная оцеииа дробилои с различными пневмати-
ческими скемами	...................................... 32
2.3.	Конструкции машин и	основный узлов.........................  36
2.3.1.	Основные параметры . . . .............................  36
2.3.2.	Дробилки с простым движением подвижной щеки ....	36
2.3.3.	Дробилки со сложным движением подвижной щеки ....	49
2.3.4.	Конструкции основный узлов ............................ 54
2.3.5.	Рабочие органы дробилок ............................... 64
2.4.	Методы расчета конструктивны» параметров.................... 76
2.4.1.	Угол захвата........................................... 77
2.4.2.	Ход сжатия............................................. 79
2.4.3.	Частота вращения эксцентрикового	вала.................. 80
2.4.4.	Проверка эначений	выбранный	параметров............. 81
2.5.	Расчеты нагрувои в основных элемента®.................  .	85
2.5.1.	Определение усилий дробления .......................... 85
2.5.2.	Расчет основный элементов конструкции.................. 90
2.5.3.	Уравновешивание сил ииерции............................ 93
2.5.4.	Расчет маковы® масс ................................... 94
2.6.	Расчеты производительности и мощности двигателя............. 97
3.	Конусные дробилки............................................ 103
3.1.	Кинематика рабочнк органов	........................... 103
3.2.	Конструкции дробилок ....................................... 105
3.3.	Классификация дробилок .................................... 112
3.4.	Расчеты основный параметров	дробилок....................... 117
3.4.1.	Расчеты нагрузок, возникающих в кинематических
звенья® дробилок............................................. 118
3.4.2.	Инерционные нагрузки и уравновешивание дробвлкя ...	121
3.4.3.	Выбор зазоров эксцентрикового	узла.................... 124
3.5.	Электромеханические процессы в приводах конусных дроби-
лок ............................................................. 126
3.5.1.	Общие сведения...................;.................... 126
3.5.2.	Пуск дробнлкн......................................... 127
3.5.3.	Динамические нагрузки в приводе при дроблении ....
3.5.4.	Динамические иагрувии при стопорении дробящий кону-
сов ......................................................
3.6.	Эисплуатациоиные режима иоиусивш дробилок................
3.6.1.	Производительность дробилок крупного дробления ....
3.6.2.	Эксплуатационные режимы дробилок среднего и мелкого
дробления ................................................
3.7.	Типаж конусный дробилои и современные тенденции совершен-
ствования процесса дробления в конуснык дробилкак............
3.7.1.	Типаж ковусныя дробилок ...........................
3.7.2.	Направления совершенствования конусный дробилок . . .
4.	Валковые дробилки ...........................................
4.1.	Область применения и классификация.......................
4.2.	Основные конструктивные схемы............................
4.2.1.	Одиовалковые дробилки..............................
4.2.2.	Двухвалковые дробилки..............................
4.2.3.	Трежвалковые дробилки..............................
4.2.4.	Четырежвалковые дробилки ..........................
4.3.	Конструкции дробилок и ик основный уалов.............  .
4.4.	Методы расчета...........................................
5.	Роторные дробнлки ...........................................
5.1.	Область применения и классификация.......................
5.2.	Конструкции дробилок н их основных узлов.................
5.3.	Однороторные дробилки крупного дробления.................
5.4.	Однороторные дробилки среднего и мелкого дробления.......
6.	Молотковые дробилжи..........................................
6.1.	Область применения и классифижация ......................
6.2.	Конструкции дробилои и основных узлов ....
6.3.	Одиороторные дробилки....................................
6.4.	Двужроториые дробилки.............. .....................
6.5.	Дробилки для липких материалов...........................
6.6.	Основные закономерности процесса дробления в дробилках удар-
ного действия................................................
6.6.1.	Передача знергкн и усилия дробления................
6.6.2.	Движение частиц в дробилках . .....................
6.7.	Методы расчета конструктивных параметров.................
6.8.	Определение зернового состава продукта дробления.........
6.8.1.	Зерновой состав продукта дробления в роторных дробил-
ках ......................................................
6.8.2.	Методы определения крупности продукта дробления . . .
6.8.3.	Зерновой состав продукта дробления в молотковых Дро-
билках ...................................................
6.9.	Определение производительности ..........................
6.10.	Определение мощности привода............................
7.	Специальные дробильные машины ...............................
7.1.	Область применения.......................................
7.2.	Конструкции машин н основных узлов...................
7.2.1.	Дробилки для дробления металлической стружки.......
7.2.2.	Дробилки для дробления отходов электротехнической про-
мышленности ................... ..........................
7.2.3.	Дробнлки для переработки особопрочных материалов . . .
7.2.4.	Дробилки для дробления металлолома, металлургических
шлакон.........................................’..........
7.2.5.	Дробилки для дробления бытовых отходов.............
8.	Особенности эксплуатации машии для дробления.................
8.1.	Шум и мероприятия по снижению его уровня.................
8.2.	Применение виброизоляции ................................
8.3.	Пылеобразование и пылеподавление ........................
8.4.	Гранулометрический состав готового продукта дробления . . .
Список литературы..........................
132
135
138
139
143
147
147
177
178
178
181
190
194
198
201
206
206
209
222
224
225
225
228
235
243
246
249
249
251
254
256
256
257
260
263
265
268
268
268
268
283
284
287
300
300
303
309
311
316
ББК 39.311-06-5
К51
УДК 621.926.001.66
Рецензент в. л. дурилов
Клушанцев Б. В. и др.
К51 Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуа-
тации/ Б. В. Клушанцев, А. И. Косарев, Ю. А. Муйзем-
нек.—М.: Машиностроение, 1990. — 320 ел ил.
ISBN 5-217-00870-9
Приведены технические характеристики, конструктивные и техно-
логические возможности щековых, конусных, валковых, роторных, молот-
ковых и других дробилок. Рассмотрены методы расчета их конструктив-
ных и технологических параметров. Изложены основы автоматизации
управления дробильными машинами и процессами дробления. Освещены
особенности эксплуатации дробильных машин.
Для инженерно-технических работников, занимающихся созданием
и эксплуатацией дробильных машин.
„ 2705150000—299 „„„ „
К	038 (01)—90 299 90
ББК 39.311-06-5
ISBN 5-217-00870-9
Б. В. Клушанцев, А. И. Косарев,
Ю. А. Муйземнек, 1990
ПРЕДИСЛОВИЕ
Задачи развития народного хозяйства СССР предопределяют
значительное увеличение добычи и переработки минерального
сырья. Достигается это путем строительства новых и реконструк-
ции существующих предприятий горно-рудной, химической, уголь-
ной промышленности, промышленности строительных материалов
и некоторых других отраслей народного хозяйства, где минераль-
ное сырье, являющееся исходным продуктом, подвергается дроб-
лению.
Предусмотренное снижение себестоимости продукции при од-
новременном повышении его качества и увеличение рентабель-
ности производства основываются на широком внедрении новой
техники и повышении эффективности использования существую-
щего оборудования. Особое внимание при этом должно быть уде-
лено совершенствованию широко используемого дробильного обо-
рудования, эксплуатационные расходы по которому составляют
значительную часть общих расходов на переработку сырья. Так,
по данным металлургической промышленности в среднем около
40% стоимости и до 60% энергии, затрачиваемых на переработку
руды, приходится на процессы измельчения (дробление и помол).
Дробление является основным процессом также при производстве
важных строительных материалов — таких как цемент, щебень,
объемы выпуска которых достигли 1 млрд м3 в год и продолжают
расти в связи с грандиозными масштабами строительных работ
в СССР и стоящими на ближайшее время задачами по строи-
тельству широкой сети автомобильных дорог, обеспечения
к 2000 году каждой семьи отдельной квартирой или домом.
В настоящее время в СССР находятся в эксплуатации порядка
20 тыс. различных дробильных машин. В ряде случаев они стоят
в голове крупных технологических линий, где особенно важно
обеспечить бесперебойную, надежную работу, так как их простои
по каким-либо причинам вызывают простои всей линии и прино-
сят значительные убытки.
В связи с различными характеристиками перерабатываемого
материала, а также разными требованиями к конечному продукту
машиностроительные заводы должны выпускать самые разнооб-
разные по типу и размерам дробильные машины, причем наряду
3
о созданием новых непрерывно изменять и совершенствовать су-
ществующие конструкции машин и увеличивать объем их выпу-
ска. Размерные ряды основных машин определены соответствую-
щими ГОСТами, разработанными на основе научных исследова-
ний, изучения потребности народного хозяйства и стремления
полного обеспечения этой потребности путем наименьшего раз-
мерного ряда машин, что приводит к большому экономическому
эффекту, так как значительно упрощает изготовление, повышает
надежность машин, а также существенно облегчает их эксплуа-
тацию.
При создании машин большое внимание уделяется вопросам
улучшения условий труда обслуживающего персонала, а именно:
механизации и автоматизации трудоемких процессов, обеспечению
действующих в СССР жестких санитарных норм по допустимому
уровню шума, вибрации и запыленности. Автоматизация произ-
водственных процессов — самый действенный н перспективный
способ повышения качества готовой продукции и увеличения
производительности оборудования, поэтому основные дробильные
машины приспособлены к включению в автоматические линии.
Необходимая интенсификация процесса дробления может быть
выполнена только на основе глубоких знаний как принципа дейст-
вия и конструкции применяемых для этого машин, так и основ-
ных особенностей их эксплуатации.
Системное представление имеющегося парка дробилок различ-
ной конструкции как отечественного, так и зарубежного произ-
водства может явиться отправной точкой для поиска новых ре-
шений в области создания прогрессивных машин и рациональных
технологических решений при их компоновке. Нужно отметить,
что именно недостаточная информация о последних достижениях
науки и техники в области конструкции и особенностей приме-
нения дробильных машин стала в последнее время некоторым
тормозом в развитии работ по их совершенствованию и расшире-
ния сферы применения.
Авторы надеются, что данная книга позволит ликвидировать
указанный пробел н окажется полезной как инженеру-эксплуата-
ционнику оборудования данного вида, так и конструктору, зани-
мающемуся созданием дробилок и совершенствованием сущест-
вующих.
Предисловие, гл. 1, 2, 4, 7 написаны Б. В. Клушанцевым; гл. 5,
6 — А. И. Косаревым; гл. 3 — Ю. А. Муйземнеком; гл. 8 — Клу-
шанцевым Б. В. и А. И. Косаревым.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1. Понятие о процессе дробления
Процесс уменьшения размеров упруго-хрупкого тела от пер-
воначальной (исходной) крупности до требуемой путем воздей-
ствия внешних сил называется дроблением или помолом, а машины,
применяемые для этих целей, дробилками или мельницами.
В зависимости от конечной крупности кусков материала (мм)
различают следующие основные виды этого процесса:
Дробление
Помол
Крупное	............. 100—350
Среднее	.......	40—100
Мелкое................ 5—40
Грубый .........	5—ОД
Тонкий............ ОД—0,05
Сверхтонкий ......Менее 0,05
Уменьшение размера кусков меньше 5 мм (помол) осуществля-
ется в различного рода мельницах, которые в настоящей книге
не рассматриваются.
В горно-рудной, цементной промышленностях дробление явля-
ется подготовительным процессом, так как получаемый после
дробилок продукт направляется на дальнейшую переработку.
В других случаях, например в промышленности строительных
материалов при проис юдстве щебня или в угольной промышленно-
сти при дроблении угля для брикетирования, коксования и др.,
после дробилок получается конечный (товарный) продукт, т. е.
процесс дробления имеет самостоятельное значение.
Для обеспечения эффективности дробление материала от ис-
ходной до конечной крупности этот процесс осуществляется в боль-
шинстве случаев в несколько приемоц, т. е. последовательно на
нескольких дробилках. Каждая отдельная дробилка выполняет
часть общего процесса, называемую стадией дробления [1 ].
На рис. 1 приведена упрощенная принципиальная схема трех-
стадийного процесса переработки горных пород для получения
строительного щебня крупностью до 40 мм.
Исходная горная масса кусками крупностью до 1200 мм по-
ступает в бункер 1 и питателем 2 подается на предварительное
сортирование на тяжелых колосниковых грохотах 3. При пред-
варительном сортировании из исходной горной массы отбирается
материал, не требующий дробления в машинах стадии крупного
дробления. В зависимости от степени загрязнения ннжний про-
5
Рис. 1.1. Принципиальная схема трех стадий кого процесса переработки горных
пород
дукт, т. е. прошедший через колосники, может быть направлен
на дальнейшее дробление или исключен из процесса переработки
(направлен в отход). Верхний продукт поступает в дробилку 4
крупного дробления, где размер отдельных кусков уменьшается
до 125—250 мм — крупности, обеспечивающий нормальную работу
дробилок последующей стадии.
Нижний продукт после предварительного сортирования н
материал, прошедший стадию крупного дробления, подают на
грохот 5 для промежуточного сортирования, назначение кото-
рого — исключить из потока материала продукт, не требующий
переработки в машине 6 стадии среднего дробления. Благодаря
этому снижается нагрузка на дробилку среднего дробления и
уменьшается переизмельчение материала. На этой стадии проис-
ходит дальнейшее уменьшение размеров кусков породы (до 40—
100 мм). В зависимости от требуемой крупности, производитель-
ности и вида породы на этой стадии дробления устанавливают
одну или параллельно несколько дробилок среднего дробления.
Нижний продукт первого грохота 5 для промежуточного сорти-
рования и продукт, прошедший дробилку 6 стадии среднего дроб-
ления, поступают на второй грохот 7 для промежуточного сорти-
рования. Дробилки 8 мелкого дробления, установленные на треть-
ей стадии, перерабатывают материал, полученный на предыдущих
стадиях, до товарного размера (в данном случае до 40 мм).
После дробилок стадии мелкого дробления материал посту-
пает на грохот 9 поверочного (контрольного) грохочения. На
грохоте верхнее снто устанавливают на фракцию готового про-
дукта максимального размера. С этого сита верхний продукт, т. е.
зерна породы крупнее максимально заданного размера (больше
40 мм), возвращается в дробилки третьей стадии на повторное
дробление. Этим осуществляется замкнутый цикл дробления.
При замкнутом цикле на 25—30% повышается производитель-
ность дробилок последней стадии, так как допускается их работа
с более широкими выходными щелями. Кроме того, замкнутый
6
• &

к-

цикл позволяет более точно выдерживать требования по допусти-
мой крупности готового продукта.
Средний продукт с грохота 9 для окончательного сортирования
направляется на грохот 10, на котором полученный материал
разделяется на товарные фракции, в данном случае 5—10; 10—
20; 20—40 мм. С этих грохотов материал поступает на склады
готовой продукции, откуда отгружается потребителю.
Показанная на рис. 1 технологическая схема получения
щебня является упрощенной. В действительности, чтобы получен-
ную в карьере породу (горную массу) превратить в строительный
материал высокого качества, в большинстве случаев необходимо
выполнить сложный технологический процесс, который кроме ос-
новных процессов дробления и сортирования включает еще ряд
дополнительных, например мойку, обезвоживание и др. Следует
учесть, что как вид процесса, так и оборудование для его осуще-
ствления назначают на основе характеристики исходной породы,
требований к готовому продукту н заданной производительности
предприятия.
Для выполнения перечисленных видов работ необходимо боль-
шое число разнообразных машин, причем они должны работать
в едином комплексе, обеспечивающем правильную взаимосвязь
между машинами и позволяющем наиболее полно механизировать
и автоматизировать технологический процесс. Правильно выбран-
ное оборудование, в особенности оборудование для дробления,
позволяет получить высококачественную продукцию прн мини-
мальных материальных затратах, т. е. позволяет значительно
снизить стоимость готовой продукции.
Процессы дробления присутствуют во многих отраслях на-
родного хозяйства, и каждая отрасль накладывает свою специ-
фику на сами процессы и на конструкции используемых дробилок.
В ряде случаев исходное сырье представляет собой горную
массу (или какой-либо другой материал), содержащую разные по
прочности компоненты. В результате переработки этой массы
требуется выделить прочные составляющие, что достигается при-
менением так называемого «избирательного дробления». При та-
ком дроблении дробилка настроена таким образом, что более
интенсивно разрушаются слабые составляющие, а прочные раз-
рушаются незначительно или не разрушаются совсем. После
дробилки на грохоте рассеивают полученный материал и слабые
составляющие, имеющие меньшие размеры частиц, отделяются
от прочных.
Дробилки, используемые для установки на заводах, перераба-
тывающих бытовые отходы больших городов — мусородробилки,
кроме большой производительности должны обладать способ-
ностью перерабатывать различный по прочности и другим харак-
теристикам материал (кость, стекло, пластмассу, тряпкн и др.).
Дробилки для дробления металлической стружки на предприя-
тиях Вторчермета и Вторцветмета должны выдавать куски струж-
ки размером 0,5—50 мм, так как другой размер не обеспечивает
экономичность переработки. Нужны дробилки для дробления
чугунного лома и особопрочного феррохрома, а также совсем не
прочных, но «скользских» талька и нафталина. Кроме того произ-
водительность дробилки для лабораторных целей должна быть
несколько килограммов в час, дробилки для крупного горно-
обогатительного комбината — несколько тысяч тонн в час.
Перечисленные дробилки будут подробно рассмотрены в со-
ответствующих разделах. Здесь отмечено лишь большое разнооб-
разие материалов, подлежащих дроблению, а значит большое
разнообразие требований к процессам и к осуществляющим их
машинам — дробилкам.
L2. Классификация машин для дробления
В дробильной машине в зависимости от ее назначения и прин-
ципа действия могут использоваться следующие виды нагрузок:
раздавливание (рис. 1.2, а), удар (рис. 1.2, б), раскалывание
(рис. 1.2, в), излом (рис. 1.2, а), истирание (рис. 1.2, б).
В большинстве случаев различные виды нагрузок действуют
одновременно, например раздавливание и истирание, удар и исти-
рание и др. Необходимость в различных видах нагрузок, а также
в различных по принципу действия конструкциях и размерах
машин вызывается многообразием свойств и размеров измельчае-
мых материалов, а также различными требованиями к крупности
исходного и готового продуктов. Известный советский ученый —
основоположник теории дробильных машин проф. Л. Б. Левенсон
еще в 1933 г. писал: «Можно, пожалуй, сказать, что ни один класс
машин не обладает таким богатством конструктивных форм, как
дробильные машины».
Эта фраза вполне справедлива и сейчас.
По принципу действия и конструкции различают дробилки
следующих основных видов:
щековые (рис. 1.3, а), в которых материал дробится раздав-
ливанием, раскалыванием и частичным истиранием в пространстве
между двумя щеками при их периодическом сближении;
конусные (рис. 1.3, б), в которых материал дробится раздав-
ливанием, изломом, частичным истиранием между двумя кониче-
скими поверхностями, одна из которых движется эксцентрично
Рис. 1.2. Схемы методов измельчения
8
Рис. 1.3. Схемы дробилок
по отношению к другой, осуществляя тем самым непрерывное
дробление материала;
валковые (рис. 1.3, в), в которых материал раздавливается
между двумя валками, вращающимися один навстречу другому,
или валками и неподвижной поверхностью; нередко валки враща-
ются с разной частотой, и тогда раздавливание материала сочета-
ется с его истиранием;
ударного действия, которые, в свою очередь, разделяются на
молотковые (рис. 1.3, а) и роторные (рис. 1.3, <Э). В молотковых
дробилках материал измельчается в основном ударом по нему
шарнирно подвешенных молотков, а также истиранием. В ро-
торных дробилках дробление достигается в результате удара по
материалу жестко прикрепленных к ротору бил, удара кусков
материала об отражательные плиты и соударения кусков.
В машинах, так называемых дезинтеграторах (рис. 1.3, е),
два цилиндра, образующие которых представляют собой стержни,
жестко закреплены в основании. Цилиндры (корзины) вращаются
в разные стороны, измельчая попавший в сферу их вращения
материал. Дезинтегратор может быть отнесен и к дробилкам и
к мельницам, так как готовый продукт обычно имеет крупность
около 5 мм и менее.
1.3. Характеристики исходного и готового продуктов
При выборе дробильной машины или комплекта машин обя-
зательно учитывают физико-механические свойства исходного
продукта: прочность, хрупкость, абразивность, крупность кус-
9
ков, а также необходимую крупность кусков готового про-
дукта.
Прочность — свойство горной породы сопротивляться разру-
шению при возникновении внутренних напряжений, появляю-
щихся в результате какого-либо нагружения (например, при ме-
ханическом сжатии). Количественными показателями этого свой-
ства служат так называемые пределы прочности на сжатие осж
и на растяжение ор. Оба показателя можно определить экспери-
ментально с помощью пресса на нормализованных образцах ку-
бической или цилиндрической формы, используя соотношение
°СЖ (р) ~ Р1Р9	(1)
гДе огсж (Р)—предел прочности на сжатие (растяжение), МПа; Р — разрушающее
усилие, МН; г — площадь сечения образца в плоскости, перпендикулярной раз-
рушающему усилию, м3.
Исходя из предела прочности сгсж (МПа) на сжатие, горные
породы разделяются на категории:
Особопрочиые .......................Более 250
Прочные.............................  150—250
Средней прочности................... 80—150
Малой прочности..................... До 80
Хрупкость — свойство горной породы разрушаться без замет-
ных пластических деформаций.
Существуют различные методы количественной оценки хруп-
кости. При испытании строительных материалов часто используют
методику, по которой хрупкость горной породы определяют по
числу ударов гири массой в 2 кг, падающей каждый раз с высоты,
превышающей предыдущую на 1 см, до разрушения образца.
Испытание проводят на нормализованных образцах цилиндриче-
ской формы. По числу ударов, выдерживаемых образцами, по-
роды разделяют на следующие типы:
Очень хрупкие...................... До 2
Хрупкие............................ 2—5
Вязкие ............................ 5—10
Очень вязкие ...................... Более 10
Абразивность — способность перерабатываемого материала
изнашивать рабочие органы машин. Абразивность горных пород
особенно важно знать при определении рациональной области
использования оборудования, применяемого для переработки
пород. По методике, разработанной ВНИИстройдормашем, аб-
разивность выражают в граммах износа эталонных бил, отнесен-
ных к 1 т передробленного материала.
Для определения показателя абразивности используют при-
бор, представляющий собой модель роторной дробилки (рис. 1.4).
Прибор состоит из бункера /, куда загружается порция материала;
шиберной заслонки 2; наклонного лотка 5, обеспечивающего по-
дачу материала под удары бил в определенном месте; ротора 4
с укрепленными на нем билами н трёх отражательных плит 5.
10
Для определения абразивности ма-
териала подготовляют порцию материа-
ла массой 1 кг и крупностью 10—
20 мм. Била-образцы изготовляют из
стали 45 и термически обрабатывают
до твердости 30—35 HRC^. После того
как через прибор будет пропущено
определенное число проб, била-образцы
снимают и взвешивают. Такие опреде-
ления проводят минимум 3 раза.
Показатель абразивности (г/т)
Рис. 1.4. Прибор для опреде-
ления показателя абразив-
ности
(2)
где Дт$, Дш2, A/n$ — потери в массе образцов бил, определяемые с точностью
до 0,2 мг; Mf, М2, Ms — массы перерабатываемого материала, кг.
Показатель И абразивности определяют при окружной скоро-
сти 30 м/с (Я30). При работе дробилки на других скоростях удель-
ный износ рабочих органов существенно изменяется. Так, при
увеличении окружной скорости в 2 раза (с 30 до 60 м/с) удельный
износ материала бил роторных дробилок возрастает примерно
в 4 раза. Используя показатель И, ВНИИстройдормаш предло-
жил разделить все горные породы в зависимости от их абразивности
на 10 категорий (табл. 1.1).
Как видно, каждая категория абразивности отличается от
предыдущей увеличением образивности в 2 раза, причем макси-
мальная абразивность в категории больше минимальной также
в 2 раза.
Данная шкала дает возможность сравнивать сроки службы
рабочих органов роторных или колотковых дробилок при перера-
1.1. Шкала ВНИИстройдормаша для оценки абразивности материалов
Класс
абразивности
Катего-
рия абра-
зивности
Показатель
абразивности
И30, г/т
Материал
Неабразивные
Малоабразив-
ные
Средней абра-
зивности
Высокой абра-
зивности
Очень высокой
абразивности
0
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
1
1—2
2—4
418
8—16
16—32
32—65
65—130
130—250
250—500
Более 500
Тальк, аргиллит, чистый каменный
уголь
Известняк, мрамор, алевролит, аргил-
лит, каменный уголь, мелкозернистый
песчаник
Известняк средней абразивности, пес-
чаник, кирпич, сидерит и другие руды
Гранит, базальт, диорит, кварцит,
прочный песчаник, гравий из извер-
женных пород, известняк высокой
абразивности
Конверторный шлак, электропечной
шлак, роговик, некоторые железные
руда
11
битке 1 ирных пород различных категорий абразивности при про-
чих равных условиях, используя коэффициент перехода 7(---2(а~Л),
где At В — категории абразивности сравниваемых пород. На-
пример, если порода А второй категории, а порода В седьмой, то
(В -А)	7 - 2 — 5 и К ™ 2* - 32. Значит, удельный износ
рабочих органов дробилок яа породе В будет в 32 раза больше,
чем на породе Л.
Существуют и другие методы определения абразивности гор
ных пород.
Крупность кусков характеризуется линейными размерами -
длиной о, шириной b и толщиной и Чаще всего проводится одно-
значная характеристика крупности куска ио его диаметру d,
причем определяют ее разными способами: например, как средне
арифметическое длины, ширины и толщины куска d — (а 4* b +
+ г)/3; среднегеометрические этих величин d — abc или (наи-
более часто) как диаметр окружное!и, описанный вокруг ширины
и толщины куска, d — J/ & j А
Зерновой состав продукта дроСмеиия, например щебня для
строительных работ, определяют путем рассева пробы на наборе
сит с круглыми огверсгп я ми. Масса пробы (кг) при оценке про-
дукта дробления ч гъгг-нп следующей зависимостью с максимальной
крупностью кусков (зерен) опробуемого материала:
М 0,02^ -р 0,Н	(3)
|де и - максимальный размер зерна» мм.
Характеристика сит. применяемых для рассева, зависит от
наибольшей крупности кусков в опробуемом продукте. Нри маю
ешмильшзй круннисти кусков до 40 мм применяют набор си?? с инь
(ом отверстий 5 мм (5. П)? 15, .35, 40 мм). При крушил; и
и И} мм изио/ь?зуюг ша* И? мм, обязательно применяя енто \ от-
нерч гвем 5 мм,
В процессе рассева огибряиной пробы зерна материала опре-
деленной крупности, проходя через набор сит, задерживаются,
в результате чего вся проба оказывается разделенной на несколько
ынчшз но крупности. Так, при р и сееве пробы на набор сиг с круг^
лыми (и-вегн/тиями диаметром 5, Id, 1 Гц 20 мм образуются классы
0 - 5 (иля 5), 5 10? 10 15, 15 ’20. Остаток на сите 20 мм па-
314 в а ют классом | 20.
Далее отдельные классы взвешиваюч* и определяю! их содержа-
вне в ироцентзх *ю онюншпию к общей массе пробы, Чтобы по-
лучить более достоверные |ныультагьц отбирают, как правило,
несколько проб и ihe/if их но? шеи однирыв;: определяют
срезпеартфметамесние значения одномерны к классии, Нс найден-
п 14 М 3 Н a Ч. СТ ШЯ М В Пр Я М оу Г! »Л ЬН ОЙ < II v ГСМ С КОО р) ОШ a i { р афп ч еск и
изображают зерновой состав тю суммарным выходам (рис, 1.5).
Если по оси ординат откладывать содержание материала (%)
крупнее данного диаметра, то характеристика будет построена
12
Рис, 1.5, X арактеристикь
крупности продукта дробле-
ния
(разбора)’ чрезвычайно
«по плюс d» (кривая 7)\ если же откла-
дывать содержание материала (%) менее
данного диаметра, — то — «по минус Ь
(кривая 2). Обе кривые зеркально ото-
бражают одна другую и, будучи пи-
строенными на одном графике, пере-
секаются в точке, соответт-вующей
50 %-ному выходу материала.
Крупность исходной горной массы
определяют по ми нимал ьной массе
пробы, вычисленной по формуле (3),
что приводит к необходимости рассева
больших проб. Например., если крупность кусков горной массы
достигает 500 мм, то масса пробы должна быть 5,25 т, если же
1000 мм, то 20,5 т.
Сотрудники Института горного дела им. Л. Л. Скочинского
предложили метод определения зернового состава горной массы
но ее поверхности. Сущность метода заключается в использова-
нии планограмм или фотопкапо]’рамм, пи которым определяют
суммарную площадь, занимаемую кусками различной крупности.
Относительную (в %) суммарную площадь кусков определенного
размера принимают равной их огишютельному содержанию в тор-
ной м:н. те.
L4. Слепень дрлблення
Процесс дробления характеризуется отношена ем размера кус-
ков исходного материала к размеру кусков готового продукта.
Эго отношение называют степенью дробления, и оно является
ва жн ей л шм к а чести енн ы и л о к а ш ль < е м ка к < а м< я о в) юцесс а, • г а к
п каждой дробильной машины в птдемяюстш
Существуют различные опеяии шеиеяи дробления. Например,
ее можно выразить как отношение; размера максимального куска
в исходном материале к размеру максимального куска в готовом
продукте (I — /Лпах/^шах)	отношение средней крупности
(размер круглого отверстия, сквозь которое проходит 50% всех
зерен по массе) — i -- £%р/^ср‘
Для ориентировочной оценки дробилки ее возможную степень
дробления определяют по формуле i - 0f85z7//\ i де В ширина
приемного отверстия, Ь — ширина выходной шели.
Наиболее точно степень дроблешн? определяется соотноше-
нием средневзвешенных размеров кусков исходного и конечного
материалов
? - /-Vp/i-.	(4)
Средневзвешенный размер
А I- *да* 4 4amn)/i00?	(5)
где dft d2, dn — средний размер классов; пц, тп — содержание дан-
ных классов, %.
13
Число стадий дробления на перерабатывающих предприятиях
назначается, исходя из требуемой степени дробления. Например,
если в приведенной на рис. 1.1 примерной схеме в исходной гор-
ной массе содержатся куски размерами до 1200 мм, а готовый
продукт должен содержать щебень с максимальной крупностью
кусков до 40 мм, то общая степень дробления
“ 1200/40 = 30.
Степень дробления, которую можно получить на одной ма-
шине для большинства видов дробильного оборудования, не
превышает 3—7. Для получения гобщ = 30 нужно применить не-
сколько стадий дробления, например: 1г = 3; i2 = 3; t3 = 4.
Тогда 1*общ =	= 3-3-4 — 36, т. е. требуется минимум три
стадии дробления.
Повышение стадий дробления приводит к увеличению капи-
тальных затрат на строительство заводов, к увеличению пере-
измельчения материала, к удорожанию эксплуатации завода.
Поэтому при выборе схемы переработки следует стремиться обой-
тись минимальным числом стадий дробления. Вместе с тем в ряде
случаев только применение многостадийных схем (четырех- и
пятистадийных) обеспечивает получение готового продукта в не-
обходимом объеме и высокого качества.
1.5.	Энергоемкость процесса дробления
1.5.1.	Расход энергии на дробление
Подсчитано, что на измельчение (дробление и помол) ежегодно
тратится не менее 5% всей производимой в мире энергии, включая
энергию двигателей внутреннего сгорания. Такая большая доля
в общем энергетическом балансе подчеркивает важность процес-
сов дробления в жизнедеятельности Человека. Вместе с тем не-
обходимо признать, что весьма значительная часть энергии затра-
чивается непроизводительно вследствие несовершенства самих
дробильных машин (например, нерациональной формы рабочих
органов), несовершенства приводных систем.
По существующим методам расчета установочная мощность
электродвигателя дробильной машины существенно отличается от
фактической, и поэтому мощность двигателя дробилки назначают
на основе практических данных.
Как правило, завод-изготовитель поставляет дробилку с дви-
гателем определенной мощности независимо от того, материал
какой прочности будет перерабатывать дробилка. Следовательно,
электродвигатель дробилки зачастую работает не в оптимальном
режиме. Это приводит к перерасходу энергии и затруднениям в ре-
гулировании процесса дробления при работе дробилки в авто-
матизированных линиях.
И
1.5,2.	Основные энергетические гипотезы дробления
Количество энергии, необходимое для измельчения какого-
либо материала до определенного размера, зависит от многих фак-
торов: размера, формы, взаимного расположения кусков, проч-
ности, хрупкости, однородности исходного материала, его влаж-
ности, вида и состояния рабочих поверхностей машины и др.
Поэтому установить аналитическую зависимость между расходом
энергии на измельчение, физико-механическими свойствами из-
мельчаемого материала и результатами процесса можно лишь
в самом общем виде.
Исследованием энергоемкости процесса измельчения занима-
ются давно. В 1867 г. проф. П. Риттингер впервые выдвинул ги-
потезу о том, что работа, расходуемая на измельчение материала,
пропорциональна вновь образованной поверхности:
А = КДР,
где Я — коэффициент пропорциональности; &F — приращение поверхности.
Впоследствии эта гипотеза была названа первым законом
дробления или законом поверхностей.
Размер вновь образованной поверхности можно выразить
через начальные и конечные размеры дробимого материала, и
если дроблению подвергается не один кусок, a Q (м3) материала
со средним размером кусков, равным DCB, то окончательная фор-
мула, выражающая закон Риттингера,
А =Кв(/-1) Q/DC3.
Определить коэффициент пропорциональности между за-
траченной работой и вновь обнаженной поверхностью весьма
трудно, что, безусловно, снижает практическое значение данной
формулы.
В 1885 г. проф. Ф. Кик, основываясь на формуле из теории
упругости, по которой работа деформации
А == akV7(2£),
гДв осЖ — напряжение, возникающее при деформации; V — объем деформируе-
мого тела; Е — модуль упругости,
выдвинул гипотезу, что энергия, необходимая для одинакового
изменения формы геометрически подобных и однородных тел,
пропорциональна объемным или массам этих тел.
Эта гипотеза названа вторым законом дробления или законом
объемов.
Позже было доказано, что проф. В. Л. Кирпичев предложил
ту же зависимость значительно раньше Ф. Кика, а именно в
1874 г., основываясь на общем законе подобия. Поэтому второй
закон дробления называется законом Кирпичева—Кика.
15
Согласно этому закону работа дробления одного куска раз-
мером D буцет
А = K2D3,
где К3 — коэффициент пропорциональностн.
Если также принять, что на дробление поступает Q (кг) ма-
териала со средним размером кусков Оов, то окончательно, вы- .
полнив соответствующие преобразования, получим
A^KkQ^-^-.
“СВ
Данная формула выражает закон Кирпичева—Кика.
После опубликования указанных законов дробления появи-
лись работы, посвященные их анализу и сопоставлению. Мнения
ученых разделились. Одни считали, что законы Кирпичева—
Кика и Риттингера справедливы для разных стадий измельчения:
закон Кирпичева—Кика определяет энергию, затрачиваемую на
упругую деформацию материала и не учитывает вновь образован-
ной поверхности, и поэтому закон справедлив для процессов
дробления, где основная энергия тратится на деформацию ма-
териала; закон Риттингера не учитывает затраты энергии на упру-
гую деформацию и более подходит для процессов помола, где
преобладает истирание с интенсивным образованием новой по-
верхности.
Другие ученые утверждали, что неправильно применять законы
Кирпичева—Кика и Риттингера раздельно для разных стадий
процесса измельчения. Эти законы дополняют один другой и дей-
ствуют совместно.
В 1940 г. акад. П. Ребиндер предложил формулу расхода
энергии при измельчении, в которой суммируются работы, затра-
чиваемые на деформацию разрушаемых кусков, и на образование
поверхностей:
А = KAV + ПАР,
где К, а — коэффициенты пропорциональности; AV — деформированный объем;
АЛ — вновь образованная поверхность.
Формула П. Ребиндера не получила широкого распространения
ввиду отсутствия надежных рекомендаций - по методике выбора
значений коэффициентов пропорциональности для конкретного
случая.
В 1949 г. Ф. Бонд выдвинул гипотезу, названную им третьим
законом измельчения. Согласно этой гипотезе элементарная ра-
бота, затрачиваемая при дроблении, пропорциональна прираще-
нию среднегеометрического между объемом и вновь обнаженной
поверхностью:
dA = Ksd (]/VF)t
где Кв — коэффициент пропорциональностн.
16
Рис. 1.6. Разрушение упруго-хрупкого тела по
Р. А. Родину:
I деформация пресса; II разрушение образцов раз-
личной прочности
Здесь заметим, что все приведенные ги-
потезы измельчения следует рассматривать
именно как гипотезы, но никак не законы,
так как оии не подтверждаются практиче-
скими результатами процесса измельчения,
тем более в широком диапазоне свойств
материала и крупности готового продукта.
Работа дробления по Бонду пропор-
циональна диаметру исходного куска в сте-
пени 2,5. Таким образом, гипотеза Бонда
занимает как бы промежуточное положение
между гипотезами Риттингера и Кирпичева—
Кика, по которым работа дробления пропорциональна соответ-
ственно квадрату и кубу диаметра исходного куска.
Если, как и в предыдущих случаях, перейти от дробления
единичного куска к массе кусков с определенной производитель-
ностью и степенью дробления, то окончательно формула, вы-
ражающая гипотезу Бонда, будет
Аб-KeQ (V'i- l)/VD.
В 1954 г. А. К. Рундквист (институт «Механобр») предложил
обобщающую формулу, по которой элементарная работа дробле-
ния одного куска материала пропорциональна элементарному
изменению некоторой степени его размера D.
dA0 = Kd (D4-n),
где К — коэффициент пропорциональности; 4 — п — показатель степени, оп-
ределяемый экспериментально.
Принимая в данной формуле показатель степени п, равным 2;
1,5; 1, можно получить соответственно выражения гипотез Рит-
тингера, Бонда и Кирпичева—Кика. Более подробно гипотезы
дробления изложены в книге В. А. Олевского «Конструкции, рас-
четы и эксплуатация дробилок» (М.: Металлургиздат. 1958 г).
Интересную энергетическую гипотезу высказал Р. А. Родин
[20 ], который в течение длительного времени занимался исследо-
ванием разрушения упруго-хрупких тел.
Р. А. Родин установил, что единичный акт разрушения куска
горной породы правильной сферической формы с изотропными
свойствами состоит из следующих стадий:
появление контактов и возникновение упругих деформаций
в куске (рис. 1.6, участок 0—/);
образование зоны всестороннего сжатия ее увеличение и фор-
мирование до момента появления эффективном трещины (участок
17
возникновение эффективной трещины и ее развитие до крити-
ческих размеров (участок 2—3);
скоростное развитие эффективной трещины до полного раз-
рушения дробимого куска (участок 3—4) и полного расхода
запаса упругой энергии.
Расход энергии на первую стадию разрушения (упругую
деформацию куска породы) составляет менее 10% общего расхода
энергии. Установлено, что большая часть энергии расходуется
на упругую деформацию самой системы — дробилки или пресса.
На примере, приведенном на рис. 1.6, работа, затрачиваемая на
деформацию пресса, составила около 80% работы, совершаемой
при дроблении прочного известняка, и около 35% — при дробле-
нии известняка средней прочности.
Если всю полезную работу дробления принять за 100%,
то на образование зоны всестороннего сжатия расходуется 73,4%,
на развитие эффективной трещины до критического размера —
22,5% и на скоростное развитие трещины — 4,4%.
Схема разрушения куска горной породы следующая.
Вначале в зоне действия силы образуется площадка контакта
и происходит упругое сжатие. После достижения определенных
усилий начинается местное разрушение о образованием зоны
всестороннего сжатия конической формы. По мере увеличения
усилий увеличивается площадка контакта, а значит, и объем ко-
нуса. Угол а при основании конуса является углом внутреннего
трения (tg а — коэффициент трения) и сохраняется постоянным.
Пространство внутри зоны всестороннего сжатия (конуса)
состоит из мельчайших частичек материала и, как оказалось,
зерновой состав их практически одинаков для всех видов горных
пород независимо от их прочности (95% частицы менее 2 мкм,
100% менее 4 мкм).
Это важное свойство у пру го-хрупкого тела до сего времени
не было известным и впервые установлено Р. А. Родиным.
Поверхность частиц, заключенных в зону всестороннего сжа-
тия, составляет около 97% всей вновь образованной поверхности
разрушения. Эти частицы подвергаются сильной нагрузке (до
нескольких тысяч мегапаскалей), интенсивному трению между
собой при формировании и расширении зоны сжатия и образова-
ния эффективной трещины, на что и расходуется основная часть
(95%) всей энергии, потребляемой при дроблении, и только 5%
энергии идет на все остальные этапы процесса до полного разру-
шения куска на две половины. Р. А. Родиным предложено ма-
тематическое выражение расхода работы иа дробление единич-
ного куска правильной формы о изотропными свойствами:
А _ А___________________________
Arr- 8 К^асж Ktg2a^.25-o.oin .
где ар — предел прочности разрушаемого куска при расколе; Кф — коэффициент
формы в зоне контакта, пределы изменении 0,3184-0,5; Кв — коэффициент про-
18
порциональности; оСЯ5. R — предельное (контактное) напряжение при сжатии;
tga— коэффициент трения; Л—радиус разрушаемого куска.
Предложенная гипотеза может быть сформулирована так:
работа, затраченная на единичное разрушение куска горной
породы, пропорциональна работе, затраченной на образование
новых поверхностей, и трению между образовавшимися поверх-
ностями в зоне всестороннего сжатия.
Рассмотренная гипотеза Р. А. Родина еще не получила широкой
практической проверки.
Отметим, что ни одна из ранних гипотез не дает достаточно
удовлетворительных результатов при теоретическом определении
затрат энергии на дробление даже в узкоограниченных случаях,
например при разрушении одиночных кусков изотропного мате-
риала заданной формы лабораторными методами. Многочисленные
поправки и дополнения к рассмотренным основным гипотезам
дробления, высказанные различными авторами, а также некото-
рые новые гипотезы только усложнили методы расчета энерго-
затрат на дробления, не сделав их более надежными.
Если учесть’ особенности исходного материала, чаще всего
анизотропного, характеристика которого значительно изменяется
даже в пределах одного месторождения, а также особенности са-
мого процесса дробления, зависящего от многих чисто случайных
обстоятельств, то сведение всех параметров процесса в строгую
аналитическую взаимозависимость задача не только сложная,но,
видимо, вообще невозможная. Поэтому энергетические гипотезы
дробления следует рассматривать лишь как некоторое приближе-
ние к истине, дающее возможность разобраться в существе явле-
ний или их вариантах, которые имеют место при процессе дроб-
ления, т. е. понять хотя бы в общем виде механику процесса дроб-
ления, без чего нельзя приступать к созданию дробильной машины
или ее совершенствованию.
Вполне закономерно, что ряд авторов (как будет показано
далее), отдавая себе отчет о значительном расхождении теорети-
ческих данных с фактическими, при выводе формул расчета мощ-
ности привода дробильных машин принимают за основу одну
из основных гипотез дробления, вводя в нее уточнения, которые
получены на практике или при экспериментальных исследованиях.
2. ЩЕКОВЫЕ ДРОБИЛКИ
2.1.	Классификация
Щековые дробилки применяют для крупного и среднего дроб-
ления различных материалов во многих отраслях народного хо-
зяйства, в основном в горно-рудной промышленности и промыш-
ленности строительных материалов. Принцип работы щековой
дробилки заключается в следующем. В камеру дробления, имею-
щую форму клина и образованную двумя щеками, из которых одна
в большинстве случаев является неподвижной, а другая подвиж-
ной, подается материал, подлежащий дроблению. Благодаря кли-
нообразной форме камеры дробления куски материала распола-
гаются по высоте камеры в зависимости от их крупности: более
крупные — вверху, менее крупные — внизу. Подвижная щека
периодически приближается к неподвижной, причем при сближе-
нии щек (ход сжатия) куски материала дробятся, при отходе под-
вижной щеки (холостой ход) куски материала продвигаются вниз
под действием силы тяжести', выходя из камеры дробления, если
их размеры стали меньше наиболее узкой части камеры, называе-
мой выходной щелью, или занимают новое положение, соответ-
ствующее своему новому размеру. Затем цикл повторяется.
Характер движения подвижной щеки зависит от кинематиче-
ских особенностей механизма щековых дробилок. За время при-
менения этих дробилок для переработки различных материалов
было предложено и осуществлено большое количество самых раз-
нообразных кинематических схем механизма дробилок.
2.2.	Основные кинематические схемы
На рис. 2.1 приводится выполненная Б. В. Клушанцевым
классификация кинематических схем щековых дробилок, в кото-
рую включены машины, наиболее характерные и интересные по
кинематическому и конструктивному решению [8]. В основу клас-
сификации положен характер движения основного рабочего ор-
гана (подвижной щеки), так как именно это определяет важнейшие
технико-эксплуатационные параметры дробилок.
Подробный анализ кинематических особенностей механизма
щековых дробилок позволил разделить их на две группы, а каж-
20

1*3	11^
211
Рис* 2Л. Кинематические схемы щековых дробилок
21
дую из групп на подгруппа (при обозначении кинематической
схемы первая цифра указывает номер группы, вторая — номер
подгруппы, третья — номер фигуры в этой подгруппе).
2.2.1.	Первая группа
К дробилкам первой группы относят дробилки, у которых дви-
жение от кривошипа к подвижной щеке передается кинематиче-
ской цепью. При этом траектории движения точек подвижной
щеки представляют собой или прямые линии или части дуги ок-
ружности. Эти машины называют щековыми дробилками с прос-
тым движением подвижной щеки.
Первая группа, первая подгруппа. Во главе этой подгруппы
приведена широко распространенная во всем мире щековая дро-
билка с простым движением подвижной щеки, кинематическая
схема которой (рис. 2.1, схема 1.1.1) сохранилась неизменной
с момента ее изобретения в 1858 г. Эта схема с параметрами кинема-
тики показана отдельно на рис. 2.2, причем траектории движения
точек подвижной щеки для наглядности увеличены по сравнению
о фактическими.
Основные особенности схем первой подгруппы заключаются
в следующем.
Подвижная щека совершает качательные движения, центром
которых является центр оси подвеса щеки. При этом наибольший
размах качания (ход сжатия) имеет нижняя точка подвижной щеки.
Чем ближе расположена точка подвижной щеки к приемному от-
верстию камеры дробления, тем ход этой точки будет меньше.
За ход сжатия какой-либо точки подвижной щеки принимают
проекцию траектории движения данной точки на нормаль к не-
подвижной щеке. Так как в большинстве случаев неподвижная
щека вертикальна, то можно условно рассматривать горизонталь-
ные и вертикальные составляющие траектории движения какой-
либо точки щеки. Если горизонтальную составляющую хода сжа-
тия подвижной щеки в нижней точке камеры дробления принять
равной X, то в большинстве
существующих конструкций дро-
билок с простым движением ход
в верхней точке камеры будет
равен примерно 0,5Х. Вер-
тикальные составляющие хода
равны соответственно 0,ЗХ и
Рис. 2.2. Кинематическая схема ще-
ковой дробилки с простым движе-
нием щеки
0,15л.
Достоинством схемы следует
считать малую вертикальную со-
ставляющую хода сжатия 0,ЗХ
и 0,15Х, благодаря чему умень-
шается трение основных рабо-
чих элементов машины — дробя-
22
щих плит о перерабатываемый материал, т. е. увеличивается срок
службы плит, что весьма важно для оценки общей эффективности
машины. Другим достоинством этой кинематической схемы явля-
ется обеспечение большого выигрыша в силе в верхней части
камеры дробления (рычаг второго рода), что -очень важно при
дроблении кусков горной массы больших размеров и высокой
прочности.
Доказано, что существенным недостатком этих дробилок, при-
сущим данной кинематической схеме, является малый ход сжатия
в верхней части камеры дробления. Из-за малого хода сжатия
верхняя часть камеры дробления работает плохо и не обеспечи-
вает достаточным количеством материала нижние, более активные
слои камеры дробления, что приводит к значительному сниже-
нию производительности.
В верхнюю часть камеры дробления попадают крупные куски
материала, для надежного захвата и дробления которых необхо-
дим больший ход, чем в нижней части, где дробятся куски меньших
размеров и формируется готовый продукт. В дробилке с простым
движением щеки имеет место обратное явление, т. е. наибольший
ход сжатия имеет низ подвижной щеки, в верхней же части этот
ход значительно меньше.
Таким образом, в дробилке с простым движением при выгодных
условиях обеспечения необходимых усилий дробления создаются
невыгодные условия надежного захвата и дробления материала
в верхней части камеры дробления. Однако отмеченные преиму-
щества данной схемы определяют ее широкое применение при
производстве дробильных машин.
Схема щековой дробилки с нижним расположением эксцентри-
кового вала (схема 1.1.2, см. рис. 2.1) была впервые предложена
американской фирмой «Телсмит», и вначале считалось, что бла-
годаря действию усилий непосредственно на узел эксцентрикового
вала ее можно применять только для машин среднего типоразмера.
Однако последнее время ряд фирм используют данную схему для
своих дробилок, в том числе и для дробилок крупного типоразмера.
Ввиду некоторых безусловных преимуществ этой схемы далее
подробно остановимся на конструкции машин, выполненных по
данной схеме.
Новая отечественная дробилка с простым движением подвиж-
ной щеки, производство которой осваивается заводом «Волгоцем-
маш», выполнена по схеме 1.1.3. Передача движения подвижной
щеке осуществляется непосредственно от эксцентрикового вала.
Дробилка названа «щековая дробилка с роликом». Она будет рас-
смотрена ниже.
Дробилки с кулачковым механизмом привода (см. схемы 1.1.4,
1.2.3) одно время имели довольно большое распространение. За
границей нх изготовляла фирма «Акме» (ФРГ), а в СССР — Ры-
бинский завод.
23
Широко известна дробилки фирмы «Стартевант» Q кулачко-
вым механизмом с осью подвеса вверху. У этих дробилок подвиж-
ная щека приводится в движение кулачковым роликовым меха-
низмом. За один оборот вала щека совершает два полных качания.
Фирма «Стартеванта выпускала также дробилки в кулачковым
механизмом с нижней осью подвеса, выполненные по схеме 1.2.3.
Наличие двойного рычага второго рода в механизме дробилки типа
«Стартевант» значительно усложняет конструкцию и не дает боль-
шого преимущества. Кроме того, наличие высшей кинематической
пары — кулачка и ролика, соприкасающихся не по поверхности,
а по линии, значительно снижает срок службы механизма дро-
билки.
Весьма оригинальный привод имеет дробилка с простым дви-
жением щеки (см. схему 1.1.5), сконструированная фирмой «Кроте».
При вращении вала шар, заключенный между пятой вала и
подвижной щекой, обегает по наклонному выступу щеки и тем
самым придает ей качательное движение. Необходимо заметить,
что в данной конструкции ограничены возможности передачи боль-
ших усилий через точечные контакты шара.
Первая группа, вторая подгруппа. Кинематические схемы
машин этой подгруппы отражают попытки устранить отмеченные
недостатки машин первой подгруппы. Однако наряду с устране-
нием недостатков были утрачены некоторые преимущества, а в ряде
случаев получены новые существенные недостатки. Например,
при схеме 1.1.1 обеспечивается значительный выигрыш в силе
(рычаг второго рода) в верхней части камеры дробления, где
дробятся крупные куски породы. Машины второй подгруппы этого
преимущества не имеют, что усложняет работу, а значит конструк-
цию трущихся и вращающихся пар. Машины второй подгруппы
не получили широкого распространения.
Дробилки, сконструированные по схемам 1.2.1 и 1.2.2, от-
носятся к дробилком с простым движением щеки при расположении
оси подвеса внизу (схема Додж). Изготовление таких дробилок
вызвано стремлением увеличить ход подвижной щеки вверху,
где дробятся крупные куски и, наоборот, уменьшить ход ее внизу,
где формируется готовый продукт. Однако кинематические схемы
этих дробилок нельзя признать удачными, так как действующие
в них усилия обратно пропорциональны полезному сопротивле-
нию, т. е. наибольшее усилие может быть получены внизу камеры
дробления, а не вверху.
Ввиду малого хода подвижной щеки внизу выходное отверстие
дробилки часто забивается материалом. Поэтому дробилки типа
Доджа выпускают сравнительно небольших размеров и применяют
их там, где требуется мелкий и однородный продукт измельчения.
Имеется несколько конструкций этих дробилок при примерно
одной и той же кинематической схеме.
Особенности схемы 1.2.3 были рассмотрены выше (см. схему
1.1.4).
24
Первая группа,, третья подгруппа. Создание дробилки фирмы
«Шранц» (схема 1.3.1) и дробилки фирмы «Стартевант» (схема 1.3.2)
вызвано стремлением более равномерно распределить ход сжатия
по глубине камеры дробления при сохранении преимуществ про-
стого движения, т. е. без большого истирания материала. Однако
это достигается довольно сложными конструктивными решениями.
Схема 1.3.3 осуществлена не была ввиду ее сложности, однако
она представляет интерес, так как и верх и низ подвижной щеки
имеют самостоятельный привод от одного эксцентрикового вала и
потому ход сжатия может иметь оптимальные значения по всей
высоте камеры дробления.
Дробилка с двумя подвижными щеками (схема 1.3.4) также
может иметь оптимальные ходы сжатия при полном отсутствии
вертикальных перемещений одной дробящей плиты по отношению
к другой, т. е. отсутствия истирающего действия при дроблении
материала. Эта схема несмотря на очевидные преимущества тоже
не получила промышленное внедрение ввиду ее сложности.
Первая группа, четвертая подгруппа включает в себя машины,
схемы которых по основному принципу распределения ходов
сжатия в камере дробления практически ничем не отличаются
от схемы 1.1.1, но они представляют отдельную подгруппу потому,
что конструктивное исполнение самих машин и привода подвиж-
ной щеки обеспечивает им дополнительный технологический
эффект (увеличение производительности, степени дробления и др.).
В дробилках, выполненных по схеме 1.4.1, жесткая механиче-
ская связь между отдельными звеньями привода заменена объем-
ным гидроприводом. Данная схема имеет весьма большие преи-
мущества, так как обеспечивает возможность управления временем
цикла дробления и защиты от перегрузок. Конструкция дробилок
с гидравлическим приводом будет рассмотрена ниже.
По схеме 1.4.2 фирма «Крупп» (ФРГ) выпускает так называе-
мые щековые дробилки ударного действия. Эти дробилки имеют
много интересных конструктивных особенностей, которые под-
робно рассмотрены ниже.
Для получения более высоких степеней дробления, чем у обыч-
ных щековых дробилок, приходится прибегать к двух- или трех-
ступенчатому дроблению, что вызывает необходимость постройки
сложных сооружений. Попытки увеличить степень дробления
щековых дробилок в одном агрегате привели к созданию дроби-
лок с двумя или несколькими камерами дробления.
Впервые такая дробилка была выпущена в двадцатых годах
(дробилка «Бакстер»). В этой дробилке дробление крупных кусков
происходило в верхней камере, из которой материал поступал
в две камеры мелкого дробления. Подвижные щеки приводились
в движение с помощью весьма сложного кулачкового механизма.
Эти дробилки распространения не получили.
В пятидесятых годах завода «Цемаг» (ГДР) разработал дро-
билку по схеме 1.4.3. Камеры дробления одинаковых размеров и
25
расположены не одна под другой, а на одном уровне. Подвижные
щеки, совершающие маятниковое движение, приводятся от общего
эксцентрикового вала. Завод «Цемаг» изготовлял эти дробилки
трех типоразмеров: 250 х400, 375 хбОО и 600 х900 мм. Необхо-
димость загрузки материала в дробилку «Цемаг» с двух противо-
положных сторон значительно усложняет технологическую схему
предприятия и затрудняет доступ к дробилке для ее обслужива-
ния.
Небольшая экономия металла при общем приводе не оправды-
вает усложнения эксплуатации. То же самое справедливо и для
дробилок, выполненных по схеме 1.4.4.
В дробилке фирмы «Еберсол» с двумя камерами дробления,
сконструированной по схеме 1.4.5, одна камера расположена над
другой. Верхняя подвижная щека совершает простое движение,
а траектория движения нижней щеки напоминает сложное дви-
жение с обратным углом наклона распорной плиты. Производи-
тельность всего агрегата при данной схеме без промежуточного
отсева мелочи между первой и второй ступенями дробления
зависит от производительности нижней камеры, имеющей меньшую
производительность, чем верхняя. Практика показала, что такую
компоновку нельзя признать удачной.
2.2.2.	Вторая группа
К дробилкам второй группы относят дробилки, у которых кри-
вошип и подвижная щека образуют единую кинематическую пару.
В этом случае траектории движения точек подвижной щеки пред-
ставляют собой замкнутые кривые, чаще всего эллипсы. Дро-
билки с такой кинематикой называются щековыми дробилками со
сложным движении подвижной щеки.
Вторая группа, первая подгруппа. В этой подгруппе дробилок
со сложным движением находится одна дробилка (схема 2.1.1),
Рис. 2.3. Кинематическая
схема щековой дробилки
со сложным движением
щеки
являющаяся первым и наиболее харак-
терным представителем дробилок данной
группы.
У данной дробилки (рис. 2.3) траек-
тории движения подвижной щеки пред-
ставляет собой замкнутую кривую. В верх-
ней части камеры дробления эта кри-
вая — эллипс, приближающийся к окруж-
ности, в нижней части — сильно вытяну-
тый эллипс. Если принять горизонталь-
ную составляющую хода в нижней точке
подвижной щеки равной X, то горизон-
тальная составляющая в верхней точке
будет равна 1,5Х, а вертикальные со-
ставляющие хода соответственно ЗХ и
2.5Х.
26
Рис. 2.4. Схема сил, действующих на кусок порода в камере дробления
Интенсивное истирание дробимой породы в нижней части ка-
меры дробления при сложном движении щеки происходит вслед-
ствие большой вертикальной составляющей хода. При дроблении
прочного и абразивного материала это приводит к быстрому из-
нашиванию дробящих плит. Кроме того, при истирании образу-
ется большое количество переизмельченного материала, мелочи
и пыли, на что непроизводительно расходуется некоторая часть
мощности, потребляемой при дроблении.
В этих дробилках горизонтальный ход щеки в верхней части
камеры дробления достаточен для интенсивного дробления, а
направление движения верхних точек подвижной щеки в сторону
разгрузки способствует лучшему захвату куска породы и продви-
жению его вниз к разгрузке.
Данные благоприятные условия для дробления и разгрузки
ряд авторов относят к работе всего механизма дробилки со слож-
ным движением, называя ее forsed feed type — дробилкой с фор-
сированным выходом. При анализе кинематических схем нами
установлено, что подобное мнение не вполне соответствует дей-
ствительности.
Если на кусок породы, попавший в верхнюю часть камеры
дробления, действует сила Р сжатия, направленная нормально
к плоскости дробящей плиты и приложенная в точке А
(рис. 2,4, а), то скорость v точки А дробящей плиты, направлен-
ная нормально к радиусу-вектору эллипса траектории может быть
разложена на составляющие vn (нормальную к плоскости плиты)
и ws (вдоль плоскости плиты).
Как известно из прикладной механики, сила трения всегда
действует на тело против его относительной скорости. Поэтому
сила fP, действующая на подвижную щеку, будет направлена
(как показано на рисунке) направо и вверх. Тогда, равная по ве-
личине и противоположная по направлению сила трения, действую-
щая на кусок породы, направлена налево и вниз, т. е. способ-
ствует захвату, дроблению породы и продвижению ее к разгрузке.
27
Совсем противоположное явление будет происходить в ниж-
ней части камеры дробления. Выполнив такие же построения
(рис. 2.4, б), мы увидим, что в данном случае действующая на
кусок породы сила трения fP направлена направо и вверх, т. е.
препятствует его захвату, дроблению и разгрузке.
Таким образом, нормальные условия для захвата и дробления
имеют место только в верхней части камеры дробления, в ниж-
ней же части движения точек подвижной щеки не способствуют,
а препятствует разгрузке, вызывая интенсивное истирание ниж-
ней части неподвижной дробящей плиты.
Кинематика дробилки со сложным движением определяет
работу этой дробилки, которая отличается от работы дробилки
с простым движением еще одной особенностью.
При вращении эксцентрикового вала в направлении, указан-
ном на рис. 2.3 стрелкой от нижней точки А до крайней первой
точки Б, в нижней части камеры дробления подвижная щека под-
нимается вверх, и приближается к неподвижной, т. е. происходит
ход сжатия. В это время в верхней части камеры дробления под-
вижная щека отходит от неподвижной.
При движении эксцентрика от точки Б к точке В верхняя и
нижняя части подвижной щеки приближаются к неподвижной —
это общий участок сжатия. При движении от точки В к точке Г
верхняя часть подвижной щеки будет продолжать приближаться
к неподвижной щеке, нижняя часть начнет отходить. При движе-
нии эксцентрика от точки Г к точке Л, верхняя и нижняя щеки
будут отходить от неподвижной щеки. Это общий участок холо-
стого хода.
Отсюда следует, что дробление материала, находящегося в ка-
мере дробления щековой дробилки со сложным движением под-
вижной щеки, происходит в течение 3/4 оборота эксцентрикового
вала, а полный отход щеки только в течение х/4 оборота, т. е. при
движении подвижная щека как бы покачивается. Благодаря
такому движению подвижной щеки дробилки со сложным дви-
жением менее подвержены залипанию при дроблении вязких
пород.
Наличие значительной вертикальной составляющей хода сжа-
тия вызывает интенсивное истирание дробимой породы и быстрое
изнашивание дробящих плит, особенно в нижней части камеры
дробления. Эта особенность является существенным недостатком
дробилки со сложным движением, так как значительно удоро-
жает ее эксплуатацию. Однако простота конструкции и малые
размеры обусловили широкое распространение машин, выполнен-
ных по данной схеме.
Вторая группа, вторая подгруппа содержит схемы машин,
в которых предпринимается попытка, сохранив простоту и ком-
пактность конструкции, уменьшить вертикальную составляющую
хода, т. е. свести к минимуму основной недостаток дробилки со
ложным движением.
28
Рис. 2.5. Дробилка с опо-
рой щеки на гибкий пла-
стинчатый элемент:
1 — станина; 2 — эксцен-
триковый вал; 8 — подвиж-
ная щека; 4 — неподвиж-
ная щека; 5 — устройство
для регулировки размера
выходной щели; 6 — гибкий
пластинчатый элемент
Дробилку, выполненную по схеме 2.2.1 (см. рис. 2.1), назы-
вают дробилкой со сложным движением щеки с отрицательным
углом наклона распорной плиты. Такое решение позволяет сни-
зить вертикальную составляющую хода сжатия в нижней части
камеры дробления. Схему используют в основном для дробилок-
грануляторов (для мелкого дробления). Есть попытки фирмы
«Роксон» (Финляндия) использовать данную схему на дробилках
крупного дробления, однако данных о работе таких дробилок
в эксплуатации не имеется.
В дробилке фирмы «Зонтгофен» (ФРГ) (схема 2.2.2), вместо
распорной плиты применен ролик. При такой конструкции ниж-
ней опоры подвижной щеки нельзя, очевидно, рассчитывать на
применение дробилки при дроблении прочных пород, так как
усилия дробления вызывают большую составляющую силу, дей-
ствующую на ролик и опорные поверхности, имеющие контакт по
линии.
Дробилка (рис. 2.5), выполненная фирмой «Мюллер» (ФРГ) по
схеме 2.2.3 (см. рис. 2.1) представляет определенный интерес.
Подвижная щека опирается на гибкой пластинчатый элемент.
Верхней частью он жестко защемлен в теле подвижной щеки, а
нижним кольцом шарнирно опирается на ось. В таком решении
подвижная щека при вращении эксцентрикового вала совершает
движения, близкие к горизонтальным, что значительно повышает
срок службы дробящих плит. Дробилка имеет повышенную ча-
стоту вращения эксцентрикового вала и по данным фирмы об-
ладает повышенными производительностью и степенью дробления
по сравнению с дробилками обычных конструкций.
Чехословацкая дробилка (схема 2.2.4) относится к машинам со
сложным движением подвижной щеки при нижнем ее подвесе.
Дробилку применяют для мелкого дробления различных материа-
лов как дробилку-гранулятор.
Вторая группа, третья подгруппа содержит кинематические
схемы, основная идея которых еще более, чем в машинах второй
подгруппы, уменьшить интенсивное истирание материала в ка-
29
мере дробления, и тем самым существенно повысить срок службы
дробящих плит. В дробилках, сконструированных по схемам
данной подгруппы, при достаточных ходах сжатия взаимное пе-
ремещение дробящих плит по вертикали практически отсутствует,
однако достигается это довольно сложными конструктивными при-
емами, и поэтому несмотря на очевидные преимущества некоторых
схем из этой подгруппы они получили весьма ограниченное рас-
пространение.
Для уменьшения износа дробящих плит, а также для повыше-
ния производительности в результате сообщения материалу,
заключенному в камере дробления, дополнительной скорости раз-
грузки, некоторыми фирмами разработаны конструкции дробилок
с двумя подвижными щеками. В этих дробилках взаимное пере-
мещение плит по вертикали практически отсутствует.
В дробилке фирмы «Эжекто» (схема 2.3.1) одна из подвижных
щек (основная) подвешена на эксцентриковом валу так же, как
в дробилке со сложным движением. Другая подвижная щека
опирается на две распорные плиты и соединена тягой с нижней ча-
стью первой подвижной щеки. Французский специалист Жаузель
отмечает, что единственным преимуществом этой дробилки по
сравнению с дробилкой сложного движения является меньший из-
нос дробящих плит. Однако схема устройства рычагов существен-
но усложняет конструкцию и снижает надежность дробилки в це-
лом.
В дробилке фирмы «Еберсол» с двумя подвижными щеками,
сконструированной по кинематической схеме 2.3.2, каждая щека
подвешена к эксцентриковому валу — одна вверху, другая внизу,
причем передача движения от одного вала к другому осуществля-
ется шестеренчатой парой. Схема 2.3.3 осуществлена западно-
германской фирмой «Ведаг». Эти дробилки длительное время ис-
пользовали на передвижных дробильно-сортировочных установ-
ках.
Фирма «Айова-Цедерапидс» (США) сконструировала дробилки
по кинематической схеме 2.3.4. В отличие от дробилок, изготов-
ленных по схеме 2.3.3, а в дробилке «Цедерапидс» эксцентриковые
валы расположены наверху, поэтому дробилка представляет собой
как бы спаренную дробилку со сложным движением (см. схему
2.1.1). Дробилку подобной конструкции изготовляли в СССР,
однако, так как два эксцентриковых вала и зубчатая (или цепная)
передача для синхронизации вращения валов значительно услож-
няют механизм дробилки, а следовательно, резко понижают на-
дежность работы, эти дробилки распространения не получили, хо-
тя и имели высокие технико-эксплуатационные показатели.
Вторая группа, четвертая подгруппа. В нее входят схемы
дробилок, траектория движения подвижных щек которых изме-
нены с помощью различных сложных конструктивных приемов,
обеспечивающих, по мнению их авторов, технологические преи-
мущества (увеличение производительности, степени дробления
30
и др.) или эти преимущества дости-
гаются путем введения в конструк-
цию дробилки двух или более после-
довательно или параллельно располо-
женных отдельных камер дробления.
Приведенные схемы имели ограничен-
ное применение.
Для увеличения хода внизу при
сложном движении английская фирма
«Бродбент» предложила весьма слож-
ную конструкцию дробилки (схе-
ма 2.4.1). У этой дробилки при боль-
шом ходе сжатия вверху и внизу ка-
меры дробления Средняя часть имеет Рис- 2-6-, Кинематическая
н н	г ут ,	.	схема дробилки с комбини-
недостаточныи ход. Дробилка фирмы рОванным движением под-
«Бродбент» сложнее более простых вижной щеки
конструкций, например схема 2.1.1.
Дробилку по схеме 2.4.2 изготовлял завод Хацет (г. Цвикау,
ГДР). В литературе такие дробилки известны как дробилки Макса
Фридриха. Дробилка имеет два эксцентричных вала, соединенных
зубчатой передачей. На одном валу подвешена подвижная щека
о плитой, на другом — шатун, связанный с двумя распорными
плитами. Благодаря определенному передаточному отношению
зубчатой передачи подвижная щека дробилки движется по слож-
ной траектории, повторяющейся через 11 оборотов главного вала.
Опыт эксплуатации этих дробилок в СССР показал, что они имеют
ряд технологических преимуществ, но очень сложны в изготовле-
нии и эксплуатации.
Кинематическая схема 2.4.3 дробилки как бы сочетает две
схемы простого (схема 1.1.1) и сложного (схема 2.1.1) движений.
Поэтому дробилка условно названа дробилкой с комбинированным
движением подвижной щеки (А. с. 106148, СССР, МКИ3). Под-
вижная щека дробилки и шатун расположены на общем эксцентри-
ковом валу в отличие от дробилки «Хацет» (схема 2.4.2), где при-
мерно то же сочетание выполнено конструктивно сложнее.
Конструкция дробилки обеспечивает равномерный ход сжатия
во всех сечениях камеры дробления (рис. 2.6) при сравнительно
малой вертикальной составляющей, т. е. при малом истирании.
Производительность дробилки несколько выше обычных за
счет оптимальной кинематики. Была выпущена промышленная
серия таких дробилок. Однако ввиду сложности в изготовлении
и эксплуатации дробилка распространения не получила, несмотря
на ряд преимуществ.
Фирма «Айова—Цедерапидс» рекламировала дробилки с двумя
камерами, сконструированные по схеме 2.4.4 (см. рис. 2.1). В этой
дробилке вторая камера (меньшая по размеру) служит для дроб-
ления материала, прошедшего через первую. Подобную схему
имеет дробилка американской фирмы «Хайвей Машинерн Компани».
31
Конструкция дробилок напоминает конструкцию двухкамер нс
дробилки завода «Цемагз (схема 1.4.3), и все сказанное по ново;
дробилки «Цемагз следует отнести и к двухкамерным дробилка
«Айова—Цедерапидсз и «Хайвей Машинери Компания.
2.2.3.	Сравнительная оценка дробилок в различными
кинематическими схемами
История развития данного вида машин показывает, что недо-
статки дробилок с простым и сложным движением подвижной
щеки постоянно ощущались исследователями и эксплуатацион-
никами и побуждали их изыскивать новые решения кинематиче-
ских схем и конструкций щековых дробилок. Как было пока-
зано, таких решений было предложено довольно много.
Из рассмотренных кинематических схем можно сделать вывод,
что большинство из них являются вариантами схем простого и
сложного движения подвижных щек, т. е. траектория их движения
принципиально не изменяется.
В большинстве случаев изменение кинематической схемы вы-
зывало усложнение как самой схемы, так и конструкции машины,
и получаемый технико-экономический эффект не оправдывал произ-
веденных усложнений конструкции и удорожания ремонта. Не
оправдавшие себя на практике кинематические схемы дробилок,
даже несмотря на значительное распространение (например, дро-
билки с кулачковым механизмом, дробилки с гидроприводом и др.),
постепенно вытеснялись более рациональными конструкциями,
причем наиболее устойчивыми конструкциями щековых дробилок
из всех рассмотренных оказались первоначальные варианты дро-
билок с кинематическими схемами простого и сложного движений
щек (схемы 1.1.1 и 2.1.1 см. рис. 2.1) предложенные примерно
100 лет назад и имеющие сейчас повсеместное применение.
Какая же из этих двух кинематических схем более перспек-
тивна?
В отечественной и зарубежной литературе преимущества и
степень совершенства щековых дробилок со сложным и простым
движением подвижной щеки оцениваются весьма приближенно,
что, в конечном счете, оправдывает промышленное освоение дро-
билок обоих типов.
В настоящее время многие ведущие иностранные фирмы вы-
пускают щековые дробилки одинаковых типоразмеров в двух
исполнениях — как со сложным, так и с простым движением под-
вижной щеки практически одного ^назначения. Отечественная
машиностроительная промышленность для всех условий работы
Выпускает щековые дробилки средних размеров со сложным дви-
жением щеки и крупные дробилки с простым движением щеки.
Приведенные автором во ВНИИстройдормаше научно-иссле-
довательские работы позволили изучить влияние кинема-
тических параметров щековых дробилок на их технико-эко-
32
Рационные показатели. Бало установлено, что траектория
^-ДВижной щеки, определяемая кинематической схемой дробилки,
г существенно влияет на такие важнейшие эксплуатационные пока-
затели дробилки, как производительность и степень дробления [81.
Для практической оценки различных траекторий движения
подвижной щеки и различных кинематических схем щековых
дробилок оказалось необходимым ввести новый критерий — эк-
вивалентный ход сжатия, равный, в нашем случае, среднему ходу
подвижной щеки: Scp = 0,5 (X 4- Хт), где X и Xj — ход сжатия
внизу и сверху камеры дробления.
О влиянии изменения 5ор на производительность можно су-
дить по данным графика на рис. 2.7. На нем приведены результаты
исследований экспериментального образца щековой дробилки,
проведенных в строго сопоставимых условиях, так как образец
обеспечивал возможность сборки различных кинематических схем
в одной машине.
На рис. 2.8 приведены данные, характеризующие изменение
степени дробления щековых дробилок со сложным и простым дви-
жением подвижной щеки в зависимости от изменения хода сжатия
в нижней части камеры дробления — ход в нижней части на гра-
фике выражен в долях (X/d) ширины выходной, щели дробилки.
Исследования показали, что производительность дробилок со
сложным и простым движением всегда увеличивается при уве-
личении эквивалентного хода сжатия 5С„. Степень дробления всег-
да увеличивается с увеличением хода X в нижней части камеры
дробления. Следует считать бесспорно установленным, что в дро-
билке степень дробления при прочих равных условиях зависит
не только от размера выходной щели, но и от хода сжатия в ниж-
ней части камеры дробления.
Таким образом, распространенное в технической литературе
утверждение о том, что производительность дробилки обратно
Рнс. 2.7. Зависимость производитель-
ности дробилки от среднего хода $ср
щеки (О —сложное движение щеки;
Д — простое движение щеки; 11—V —
варианты опытов)
пропорциональна степени дро-
бления, не может иметь обоб-
щающего значения и справедли-
Рис. 2.8. Зависимость степени i дробле-
ния от относительного хода X/d сжатия
внизу камеры дробления (О—сложное
движение щеки; А — простое движе-
ние щеки; 1—V — варианты опытов)
2 Клушаицев Б. Б. и др.
33
Анализируя результаты исследований, а также изучая работу
дробилок в эксплуатационных условиях, мы получили достаточно
данных для подробного сопоставления работ щековых дробилок
со сложным и простым движением подвижной щеки. Вы-
воды подобных сопоставлений сводятся в основном к следу-
ющему.
Технические показатели дробилки е простым движением под-
вижной щеки при одинаковых Scp и X ниже, чем у дробилок со
сложным движением щеки. Так, производительность на единицу
среднего хода щеки ниже примерно на 15%, а степень дробления,
отнесенная к единице хода в нижней части щели, ниже на 25%.
Необходимо также отметить, что при этом дробилка с простым
движением щеки, выполненная по схеме 1.1.1 (см. рис. 2.1), имеет
более сложную конструкцию — шесть звеньев и семь вращатель-
ных пар, чем дробилка со сложным движением щеки, выпол-
ненная по схеме 2.1.1, — четыре звена и четыре вращательных
пары.
Данные обстоятельства послужили причиной того, что дро-
билки с простым движением щели одно время считались беспер-
спективными машинами с устаревшей конструкцией. Однако,
если сопоставлять не существующие характеристики, а возмож-
ность их повышения для различных щековых дробилок, то выводы
будут иными.
Проведенные исследования позволили достаточно полно оце-
нить такую возможность. Из материалов исследований следует,
что при увеличении 5ср и X основные технико-эксплуатацион-
ные показатели дробилки с простым движением щеки (производи-
тельность и степень дробления) резко возрастают. Причем увели-
чение среднего хода сжатия на дробилке с простым движением щеки
не связано с ухудшением каких-либо основных эксплуатационных
показателей дробилки и может быть осуществлено с помощью
вполне допустимых и не принципиальных изменений конструк-
ции.
При правильно выбранных конструктивных и кинематических
параметрах дробилка с простым движением щеки может иметь
производительность, равную производительности дробилки со
сложным движением щеки того же типоразмера, обладая при этом
более высокой степенью дробления.
Рекомендация по увеличению хода сжатия в дробилке с про-
стым движением щеки, в частности путем повышения подвеса
подвижной щеки, осуществлена на промышленных машинах, о чем
будет подробно сказано ниже.
Дробилка со сложным движением щеки не обладает такими
особенностями. Высокие технико-эксплуатационные показатели
ее получены при экспериментах путем увеличения эксцентриси-
тета, а это еще более увеличивало вертикальную составляющую
траектории движения подвижной щеки, т. е. еще более увеличи-
вало основной и решающий недостаток дробилок со сложным дви-
34
жением щеки — быстрое изнашивание дробящих плит, вследствие
чего эти параметры не могут быть рекомендованы для серийных
машин.
В защиту кинематической схемы с простым движением при-
ведем еще цитату из упомянутой выше книги проф. Л. Б. Левен-
еона: «Еще раз подчеркиваем, что изобретенный Блэком двух-
коленчатый механизм остается уже около 80 лет непревзойденным
в том отношении, что он дает максимум раздавливающего давления
между щеками при минимуме усилий на трущихся и вращающихся
частях механизма». Эта высказанная 50 лет тому назад фраза
справедлива и сегодня — действительно более удачного меха-
низма, приспособленного для условий дробления прочных и аб-
разивных материалов, чем дробилка с простым движением под-
вижной щеки, трудно представить.
Дробилки со сложным движением подвижной щеки имеют
ход сжатия, достаточный для интенсивного дробления по всей
высоте камеры дробления. Как было отмечено, существенным не-
достатком этих дробилок является интенсивное изнашивание
дробящих плит, обусловленное траекторией движения подвижной
щеки. В то же время эти дробилки проще по конструкции, ком-
пактнее, менее металлоемки. В ряде случаев, например при при-
менении таких дробилок в передвижных установках или в под-
земных разработках, эти преимущества являются определяющими,
и дробилок со сложным движением щеки, так же как и дробилки
с простым движением щеки, широко используют в различных от-
раслях народного хозяйства, и их изготовляют многие машино-
строительные фирмы в мире.
Таким образом, многолетняя практика создания и эксплуата-
ции щековых дробилок показывает, что при оценке совершенства
щековой дробилки и ее качества простота кинематической схемы
и конструкции должна особо приниматься во внимание. Всякое
усложнение схемы, как оно заманчиво не выглядит на первый
взгляд, приводит к усложнению конструкции, удорожанию экс-
плуатации и в конечном счете к отказу от данной схемы.
Изучение схем простого и сложного движения подвижной щеки
показало, что они обе являются наилучшими из всех предложен-
ных и обе имеют право на жизнь. Поэтому, учитывая особенности
схем, дробилки с простым движением подвижной щеки предназна-
чаются в основном для крупного дробления высокопрочных и
абразивных материалов, а дробилки со сложным движением щеки
больше для среднего и мелкого дробления материалов средней
прочности и абразивности.
Как сказано выше, условия практики, а также развитие
машиностроительной промышленности (подшипники, выдержи-
вающие большие нагрузки, материалы высокой износостойкости)
позволяют отступать от данных рекомендаций. Но это, все же,
следует рассматривать как исключение из правила.
2*
35
2.3.	Конструкции машин и основных узлов
2.3.1.	Основные параметры
Типоразмер дробилки характеризуется шириной В приемного
отверстия — расстоянием между дробящими плитами в верхней
части камеры дробления в момент максимального отхода подвиж-
ной щеки. Этот размер определяет максимально возможный раз-
мер Лщах кусков, загружаемых в дробилку, принимаемый равным
0,85 ширины приемного отверстия, т. е. = 0,85В.
Другим важным параметром служит длина L приемного от-
верстия, т. е. длина камеры дробления, определяющая, сколько
кусков диаметров £>шах может быть загружено одновременно.
Размер приемного отверстия щековой дробилки является ее глав-
ным параметром и обозначается Ву^Ь.
В зависимости от главного параметра (BxL, мм) щековые дро-
билки, выпускаемые отечественной промышленностью, составляют
следующий размерный ряд: 160 X 250,250 X 400, 250 X 900, 400 X 900,
600 X 900, 900X1200, 1200x1500, 1500 x 2100, 2100 x 2500 мм,
т. е. всего девять типоразмеров, из которых пять первых пред-
ставляют собой дробилки со сложным движением подвижной щеки,
четыре последних — с простым. Перечисленный ряд определился
в результате отечественного многолетнего опыта по. созданию и
эксплуатации щековых дробилок, а также изучения иностранных
источников. Размеры приемных отверстий машин этого ряда и их
основные параметры регламентированы Государственным стан-
дартом.
Важным параметром щековой дробилки является ширина b
выходной щели. Она определяется как наименьшее расстояние
между дробящими плитами в камере дробления в момент макси-
мального отхода подвижной щеки. Ширина выходной щели —
параметр переменный, ее можно регулировать с помощью специ-
ального устройства, что позволяет изменять производительность
машины и крупность готового продукта, или, наоборот, поддержи-
вать их постоянными в течение длительного времени независимо
от степени износа дробящих плит (ширина b замеряется между
вершиной зуба одной дробящей плиты и впадиной противополож-
ной).
В табл. 2.1 приведена техническая характеристика отечествен-
ных щековых дробилок, которые обозначают по начальным бук-
вам с указанием размера приемного отверстия в дециметрах:
ЩДП-9Х12— щековая дробилка с простым движением щеки,
900 X 1200 мм; ЩДС-1-2,5х9—щековая дробилка со сложным
движением щеки, 250x900 мм; ЩДС-П-6Х9— щековая дро-
билка со сложным движением щеки, 600 x 900 мм.
В обозначениях щековых дробилок со сложным движением
щеки цифры I, II показывают отношение длины приемного отвер-
стия к его ширине соответственно более 1,6 и до 1,6.
36
К	(von-tfwo)		600 900	LO	500	8	+30 —25	10	ОО in		о о 0*0(0	3
Я|	вхэ-и-эШп								•м*		сосчсч	«Н
Яв	(veoi-tfwo)			10	3	О	8S	in	СО 00		ООО ю^*сч	10 СЮ
Як	ext-i-otfin			СО	СО		+1		•мГ		Чсч сч сч	О
	(vsortfwo)		s§	сч	о	3	010 СЧ—*	ю	S3		с? т? 8	8
	exg'a-i-oirtn		ОШ	сч	сч		+ 1				СЧ СЧ —«	оо ' 1
	(9II-tfWO)			оо	о	3	8		о		__ ш со tn со СО СЧ	8
	»xg‘2-n-otfin			ь-	сч		Н		10			СЧ
«К	(gn-tfwo)		160 250	о	о	8	ш	in	с?		0,88 1,07 1.085	со
ж?-	g'Wi-irotfln			СО			41	ь-	ю*			
1Я+	(99I-tfW0)		оо о о	о	о о	О	8	о	о		<© СЧ	о о
* Як:	92 x iz-uirtn		— Ш сч сч	об		сч	41	§	сч	•		10 10
‘Як	(vzn-tfwo)		00 00	009	1300	о	О	о	СО СО			О ,
	izxgi-utfm		Ш —< —< сч				41	сч	сч		*010	О СЧ
	(V8II-tfWO)		1200 1500	О	о	3	О	о	2,83		00 О	ь.
	91Х2ГЦЩП			СО	8		-н	<0			<© <©' *п	
	(vni-tfwo)		О о о о о» сч	о	750	о		о	£2		СО О О	10
301ГИ	2Ixe-UtfIn			ОО		СО	-Н		СО		10 <0 м*	8*
2.1. Основные параметры отечественных дроб	Параметры	Размеры приемного отверстия, мм:	ширина длина	Производительность при номинальной ши- рине выходной щели, м®/ч	Наибольший размер куска материала, мм	Номинальная ширина выходной щели, мм	Максимальный диапазон изменения выходной щелн, мм	Мощность электродвигателя, кВт	Частота вращения эксцентрикового вала, об/с	Размеры, м:	длина ширина высота	Масса без электродвигателя, т
37
Рис. 2.10. Фиксатор подвижной щеки
мальным ходом якоря до 40 мм,
с начальным тяговым усилием
480 Н и конечным тяговым уси-
лием 245 Н. Электромагнит ук-
реплен на фланце 7, соединенном с корпусом 2 фиксатора с помощью
шпилек 6. В цилиндрической проточке корпуса может свободно
перемещаться шток 3, на конце которого укреплен набор смен-
ных пластинок /. Электромагнит включен в цепь главного дви-
гателя дробилки, и при включении двигателя электромагнит
втягивает якорь, который, в свою очередь, сжимая пружину 4,
втягивает шарнирно связанный с ним шток фиксатора. В электро-
схеме дробилки предусмотрено токовое реле, котррое отрегули-
ровано на ток, в 1,5 раза превышающий номинальный. При по-
вышении нагрузки на подвижную щеку, возрастает также токо-
вая нагрузка на двигатель. При значительном повышении на-
грузки (например, при попадании в камеру дробления недроби-
мых предметов) таковое реле отключает двигатель дробилки и,
значит, электромагнит. При этом пружина фиксатора выталки-
вает шток, пластины вступают в контакт с сухарем подвижной
щеки и останавливают щеку в положении максимального прибли-
жения к неподвижной.
Таким образом, стопорение щеки штоком фиксатора происхо-
дит всякий раз при плановом или аварийном отключении глав-
ного электродвигателя дробилки, что значительно облегчает
последующий пуск его в работу, особенно при завале камеры
дробления, так как при пуске вначале происходит разгон си-
40
стемы маховики—шатун—распорные плиты, а уж затем с по-
мощью реле времени включается электромагнит, освобождая под-
вижную щеку и тем самым включая ее в работу.
Фиксатор подвижной щеки показал хорошую работу при
испытаний и щековые дробилки, оборудованные таким устрой-
ством, приняты к серийному производству.
На рис. 2.11 приводится общий вид дробилки СМД-117 с прием-
ным отверстием размерами 1500 x 2100 мм производства .завода
«Волгоцеммаш». Станина дробилки состоит из двух частей —
верхней и нижней, соединенных болтами и представляющих
собой сварнолитую конструкцию с передней и задней стенками
коробчатого сечения и боковыми стенками открытой ребристой
конструкции с окнами для осмотра узлов трения.
Наличие в конструкции новых отечественных крупных дроби-
лок неломающегося предохранителя в виде фиксатора подвижной
щеки позволило снизить их массу, повысить надежность и удоб-
ство обслуживания, т. е. значительно поднять технический уро-
вень этих машин.
Зарубежные аналоги подобных дробилок такими преиму-
ществами не обладают.
Рассмотрим кратко конструктивные особенности принадлежа-
щих к данной группе щековых дробилок, выполненных по другим
кинематическим схемам.
Схема 1.1.2 (см. рис. 2.1) с расположением эксцентрикового
вала внизу и непосредственной опорой на него подвижной щеки
была отнесена к неперспективным, так как усилия дробления
действуют непосредственно на эксцентриковый вал, усложняя
его конструкцию и снижая надежность машины. Поэтому счита-
лось, что она пригодна для переработки материалов лишь сред-
ней и малой прочности и сравнительно небольших размеров
Рис. 2.11. Общий вид щековой дробилки для крупного дробления
41
10	9
Рис. 2.12. Щековая дробилка типа D фирмы Крупп (ФРГ)
Вместе с тем дробилка обладает весьма важными преимущест-
вами: простотой конструкции, меньшей массой машины и низ-
ким расположением эксцентрикового вала и маховиков, повы-
шенной устойчивостью, удобством обслуживания и ремонта.
После появления в машиностроительной промышленности
крупных подшипников качения, выдерживающих большие на-
грузки, ряд фирм [Крупп (ФРГ), Клокнер—Гумбольдт—Дейц
(ФРГ), Макрум (ПНР)! начали выпускать дробилки, выполнен-
ные по данной схеме и приспособленные для крупного и среднего
дробления пород большой прочности.
В дробилке типа D фирмы Крупп (рис. 2.12) на передней
стенке станины 1 укреплена неподвижная дробящая плита 2.
Подвижная дробящая плита 3 закреплена на подвижной щеке 5,
подвешенной к верхней части станины на осн 4. В нижней части
станины расположен эксцентриковый вал 6, корпус 7 которого
шарнирно соединен короткой распорной плитой 10 с подвижной
щекой. Силовое замыкание кинематических звеньев обеспечи-
вается тягой 9 и пружиной (или резиновым амортизатором) 8.
В табл. 2.2 дана техническая характеристика этих дробилок.
Дробилки типа D размерами 900 х 1200 и 1200 X1500 мм имеют
массу соответственно 54 и 85 т; машины ШДП-9Х 12 и ШДП-12Х 15
отечественного производства — 56,5 н 145 т, т. е. они в 1,05 и
42
2.2. Техническая характеристика дробилок типа D фирмы Крупп
Показатель	8D	19D	12D	16D	18D
Размер приемного отвер- стия, мм: ширина	500	800	900	1200	1400 .
длина	800	1000	1200	1500	1800
Максимальный размер кус-	400X700	700X900	800Х 1000	1000Х	1200Х
ка, мм Ширина выходной щели, мм Производительность, м3/ч	60—120	100—180	120—220	X 1300 170—280	Х1600 220—360
	22—45	60—100	100—180	120—240	160—350
Мощность двигателя, кВт	60	65	100	ПО	130
Масса, т	21,0	34,0	54,0	85,0	126,0
1,4 раза тяжелее дробилок типа
D. Это объясняется сказанными
выше особенностями конструкции дробилок типа D. Здесь сразу
следует подчеркнуть, что само по себе увеличение массы не мо-
жет служить оценкой технического уровня дробилки. Для пра-
вильной оценки уровня нужно сравнить удельные показатели,
а именно удельную массу и удельный расход энергии, т. е. массу
и энергию на единицу производительности. Так и поступают
при отнесении машиностроительной продукции к той или иной
категории качества. В данном случае удельные показатели оте-
чественных дробилок ЩДП-9Х12 и ЩДП-12Х15 значительно
лучше, чем у дробилок типа D фирмы Крупп.
Дробилки ....................
Удельная масса ..............
Удельный расход энергии . . . .
12D ШДП-Эх 12
0,54	0,31
1,0	0,50
15D	ЩДП-12Х15
0,71	0,37
0,92	0,52
Это можно объяснить правильным выбором кинематических
и конструктивных параметров на отечественных дробилках,
о чем будет сказано ниже.
Следует также отметить, что для правильной оценки техни-
ческого уровня дробилки не всегда достаточно выполнить ука-
занные подсчеты. Нужно еще твердо знать, что сравниваемые
машины предназначены для одинаковых условий работы. Оте-
чественные крупные дробилки предназначены для переработки
прочных и абразивных горных пород с пределом прочности при
сжатии до 350 МПа, т. е. для самых тяжелых условий работы.
В зарубежных проспектах предел прочности зачастую не указан,
что может привести к ошибке при сопоставлении. Поэтому произ-
водить подобные сравнения могут только специалисты (или группа
специалистов), хорошо знакомые с конструкцией и эксплуата-
цией дробильных машин.
Кинематическая схема 1.1.2 (см. рис. 2.1) имеет ряд преиму-
ществ по сравнению с обычной схемой 1.1.1. Поэтому на ее основе
создана отечественная дробилка подобной конструкции, причем
43
исследователи и конструкторы еще больше упростили кинемати-
ческую схему машины, а именно отказались от промежуточного
звена (распорной плиты) между эксцентриковым валом и подвиж-
ной щекой, что повысило надежность дробилки (схема 1.1.3).
В станине 1 (рис. 2.13) щековой дробилки СМД-184 с роликом
смонтированы подвижная щека 2, эксцентриковый вал 5, на
эксцентричной части которого на подшипниках качения уста-
новлен ролик 6. Ролик входит в контакт с расположенным на
подвижной щеке упором 4 и таким образом приводит к движение
подвижную щеку. Постоянный контакт пары щекцг—ролик обеспе-
чивается замыкающим устройством 7 из тяги и пружины. Измене-
ние ширины выходной щели осуществляется установкой прокла-
док между подвижной щекой и упором. Дробилка снабжена фикса-
тором 3, принцип действия которого описан выше, и приводом 8,
состоящим из двух электродвигателей по 55 кВт, т. е. каждый
шкив — маховик является приводным.
Есть все основания считать данную конструкцию перспектив-
ной, так как при основных параметрах, равных основным пара-
метрам обычной дробилки того же типоразмера, дробилка с ро-
ликом имеет меньшие размеры и массу. Кроме того, она проще
по конструкции, так как имеет-меньше кинематических звеньев,
значит проще в обслуживании и надежнее, что весьма важно
в тяжелых условиях переработки прочных пород.
Техническая характеристика дробилки СМД-184
Размера приемного отверстия, мм:
ширияа............................................................ 900
длина..................................................... 1200
44
Производительность при номинальной щели, м3/ч ............... 180
Наибольший размер куска «сводного материала, мм.............. 750
Номинальная ширина выяодвой щели, мм......................... 130
Наибольший диапазон регулирования	выводной щели.............. +65—30
Мощность электродвигателей, кВт.................................. 2x55
Частота вращения эксцентрикового вала,	об/с....................... 3,3
Размеры, м:
длина....................................................... 3,96
ширина................................................... 4,57
высота . . .................................................. 3,45
Масса без электродвигателей, т . . .............................. 50,0
(уточняется)
Как было отмечено, малая горизонтальная составляющая
хода подвижной щеки в верхней части камеры дробления является
недостатком дробилок с простым движением подвижной
щеки.
Этот недостаток частично устраняется поднятием оси подвеса
подвижной щеки. Ряд фирм (например, Эдгар Аллен, Бакстер
и др.) прибегали к такому решению. Последнее время фирмы
Страуб (США) и Армстронг (Великобритания) на дробилках
типа «Кью-Кен» поднимают ось подвеса вверх, и выносят ее впе-
ред над камерой дробления (рис. 2.14). При таком решении уве-
Рис. 2.14. Щековая дробилка «Кью-Кен» (разрез):
/ — станина; .2 — ось подвеса подвижной щеки; 3 — подвижная щека; 4 — раэбрызги-
ватель масла; 5 — эксцентриковый вал; 6 — ша^ун; 7 — распорная плита; 8 — пружина*
9 — масляная ванна
45
личивается ход .щеки в верхней части камеры дробления и до
минимума уменьшается вертикальная составляющая.
На дробилках «Кью-Кен» имеются еще интересные конструк-
тивные новшества. Это первый в мире тип дробилки с одним шки-
вом-маховиком, расположенным е.правой стороны машины. При-
вод дробилки и распорные плиты работают в герметически закры-
том картере. Масляный насос обеспечивает качественное смазы-
вание всех трущихся поверхностей. Оригинально решена кон-
струкция пары шатун—эксцентриковый вал. Обычно головка
шатуна охватывает эксцентриковый вал, т. е. шатун как бы ви-
сит на валу. В дробилке «Кью-Кен» головка шатуна выполнена
в виде пяты и прижата снизу к эксцентриковому валу пружиной.
Отмеченные нововведения, а особенно высокое расположение
оси подвеса, обеспечивают дробилкам «Кью-Кен» высокие тех-
нико-эксплуатационные показатели.
В щековой дробилке число рабочих ходов подвижной щеки
в минуту принято определять временем, необходимым для раз-
грузки камеры дробления. При обычном механическом приводе
с помощью кривошипного механизма продолжительность хода
сжатия и холостого хода одинакова, и потому частота вращения
эксцентрикового вала представляет собой для данного типораз-
мера дробилки вполне определенную конструктивно ограничен-
ную величину.
Попытки сократить время цикла путем увеличения частоты
вращения вала выше определенного предела для дробилок обыч-
ных конструкций не приводят к повышению производительности.
Вместе с тем эксперименты показали, что, сокращая общий пе-
риод цикла путем уменьшения, времени хода сжатия, но с сохра-
нением длительности разгрузки, можно увеличить число кача-
ний подвижной щеки в единицу времени и тем самым повысить
производительность дробилки.
Имеется много изобретений по созданию жесткого механи-
ческого привода, обеспечивающего такое движение подвижной
щеки, однако конструкция привода получается весьма сложной:
Если применить гидравлический привод, то неравномерное дви-
жение подвижной щеки, как оказалось, может быть осуществлено
сравнительно просто и достаточно надежно.
Щековую дробилку с гидравлическим приводом по кинемати-
ческой схеме 1.4.1 (см. рис. 2.1) предложил канадец К. Гольди
(К. Gauldie). С 1961 г. западногерманская фирма Кеперн изго-
товляет эти дробилки по лицензии. Принципиальная схема дро-
билки с гидроприводом показана на рис. 2.15, а, а'сравнительная
диаграмма перемещений подвижных щек дробилки с гидроприво-
дом (сплошная линия) и дробилки с обычным кривошипным при-
водом (пунктир) — на рис. 2.15, б. От эксцентрика 1 приводится
в движение плунжер 2 малого диаметра. Перемещаясь по верти-
кали вниз за время tx, он вытесняет в большой цилиндр 4 опреде-
ленный объем рабочей жидкости, благодаря чему перемещается
46
б)
Рис. 2.15. Щековая дробилка с гидравлическим
приводом:
а — схема: б — график перемещения подвижной
щеки; — — — — дробилка с кривошипным меха-
низмом; ---- дробилка с гидравлическим приводом
поршень 8 и осуще-
В ствляется ход сжатия
щеки 9 (отметим, что
ход сжатия дробилки
s с кривошипным приво-
; дом осуществляется за
> время /Б). Затем при
! подъеме плунжера 2
? подвижная щека и пор-
шень 8 возвращаются
J- в исходное положение
• под действием оттяж-
ной пружины 7, на что
затрачивается время t2.
При следующем движе-
нии плунжера 2 вниз
(время tg) специальный
клапан 5 направляет
жидкость в резервуар 3
со сжатым воздухом,
благодаря чему рабо-
чий поршень 8, а сле-
довательно, и подвиж-
ная щека 9 остаются
в исходной позиции.
Во время следующего
подъема плунжера (вре-
мя <4) жидкость выхо-
дит из резервуара,
после чего клапан 5 за-
крывается. При новом
опускании плунжера цикл повторяется. Таким образом каждый
второй ход плунжера вниз является холостым. Резервуар 6 слу-
жит для добавления масла в цилиндр при изменении выходной
щели и компенсации утечек.
В результате частота вращения коленчатого вала гидропри-
вода в 2 раза больше числа качаний подвижной щеки, а продол-
жительность 4 хода сжатия занимает 25% общего периода цикла.
Из графика на рис. 2.15, б видно, что при одинаковой про-
должительности времени открытия выходной щели у дробилки
с кривошипным приводом и дробилки с гидроприводом (т. е.
t2 + h + k — *в) в последней число качаний подвижной щеки
в 1,5 раза больше, следовательно, и производительность дроби-
лок с гидроприводом на 50% больше.
Конструкция гидросистемы обеспечивает также надежную
защиту дробилки от перегрузок. При попадании в камеру дробле-
ния недробимого предмета предохранительный клапан выпускает
i жидкость из рабочего цилиндра до тех пор, пока ширина выход-
47
Рис. 2.16. Щеково-ударная
дробилка фирмы Крупп
(ФРГ):
а — общий вид; б — схема;
1 — станина дробилки; 2 —
подвижная щека; 3 — ось
подвеса подвижной щеки;
4 — неподвижная дробящая
плита; 5 — головка шатуна;
6 — эксцентриковый вал;
7 — шкив-маховнк; 8 —
пружина; 9 — тяга; 10 —
поперечная балка; И —
гайка регулирования шири-
ны выходной щели; 12 —
гайка регулирования натя-
жения пружины
а)
ной щели не увеличится настолько, чтобы пропустить недроби-
мый предмет.
В предохранительном клапане предусмотрено устройство,
позволяющее открывать цепь циркулирующей жидкости. Бла-
годаря этому всю систему привода можно пустить в работу при
остановившейся подвижной щеке. После достижения коленчатым
валом рабочей частоты вращения клапан постепенно закрывается,
и подвижная щека также постепенно начинает работать на пол-
48
ную мощность. Это устройство, названное «гидростарт», позволяет
легко пускать дробилку даже в том случае, если ее камера дроб-
ления заполнена материалом, т. е. «под завалом».
Таким образом, применение гидропривода позволяет: увели-
чить в 1,5 раза производительность дробилки; обеспечить плав-
ный пуск дробилки в работу и пуск «под завалом»; обеспечить
автоматический пропуск недробимых предметов без остановки
дробилки; плавно регулировать ширину выходной щели дро-
билки.
Значительные преимущества гидропривода по сравнению
с приводом других типов вызывали неоднократные попытки у раз-
личных фирм (например французской фирмы Бержо) использо-
вать его в щековых дробилках. Однако отработанной конструк-
ции, завоевавшей мировой рынок, еще нет. Тем не менее весьма
серьезные преимущества дробилки с гидроприводом позволяют
считать ее перспективной [101.
На рис. 2.16 приведены схема и общий вид щековой дробилки
фирмы Крупп. Конструкция дробилки выполнена по кинемати-
ческой схеме 1.4.2 (см. рис. 2.1) и принципиально отличается от
всех рассмотренных. Наклон рабочих щек к вертикали у этой
дробилки значительно больше, чем у обычных щековых дроби-
лок. В конструкции привода подвижной щеки предусмотрена
пружина, сжимающаяся при перегрузке дробилки или при по-
падании в камеру дробления недробимых предметов. Частота
вращения эксцентрикового вала дробилок разных типоразмеров
(500, 900, 1200 об/мин) намного превышает частоту вращения вала
обычных дробилок. По заявлению фирмы Крупп, отмеченные осо-
бенности придают ударный характер дроблению, и эти дробилки
называются ударными щековыми дробилками. По сравнению
/ с прочными щековыми дробилками они имеют большую произ-
водительность, повышенную степень дробления и меньший рас-
ход энергии на единицу производительности. Повышение произ-
водительности достигается, в частности, увеличением площади
выходной щели путем увеличения длины камеры дробления к вы-
ходу.
Фирма выпускает указанные дробилки 18 типоразмеров для
первичного и вторичного дробления (табл. 2.3).
2.3.3. Дробилки со сложным движением подвижной щеки
На рис. 2.17 показан разрез щековой дробилки ей сложным
движением подвижной щеки. Данную конструкцию можно счи-
тать типовой. Станина дробилки сварная, ее боковые стенки вы-
полнены из стального листа и соединены между собой передней
стенкой 1 ребристого сечения, задней балкой 4 и балкой 5, являю-
щейся также корпусом регулировочного устройства. Над прием-
ным отверстием укреплен защитный кожух 2, предотвращающий
вылет кусков породы из камеры дробления.
49
2.3. Техническая характеристика дробилок фирмы Крупа (ФРГ)
Типо- размер	Размеры приемного отверстия, мм		Ширина выходной щели, мм	Производи- тельность, м*/’	Установлен- ная мощ- ность, кВт	Масса, т
	ширина	длниа				
1	180	315	15—60	3—10	13,2	3,5
2	224	400	20—70	5—18	18,4	4,5
3	280	500	25—80	11—28	29,4	7,1
4	355	630	35—100	' 20—60	44,0	14,0
4г	450	630	50—110	25—70	44,0	15,0
5	450	800	40—120	35—90	58,8 '	25,0
5г	630	800	65—190	40—110	58,8	26,5
6	630	1000	50—150	55-140	88,2	43,0
6г	800	1000	80—240	65—190	95,5	45,0
7	900	1250	120—240	160—260	147,0	75,0
8м	1200	1500	140—280	240—360	2X92,0	135,0
9м	1250	1700	160—300	250—500	2Х 100,0	175,0
1н	100	315	20—80	3—8	14,7	3,45
2н	120	400	25—100	6—14	22,0	4,95
Зн	140	500	25—100	10—22	29,4	7,2
4н	160	630	40—130	16—32	44,0	13,4
5н	180	800	40—150	32—60	66,2	20,0
6н	200	1000	40—170	45—80	88,2	28,0
Примечание. Варианты г предназначены для приема более крупных
кусков при той же длине выходной щели; варианты м — для особо тяжелых
условий работы, имеют два приводных шкива-маховика; варианты н — для вто-
ричного дробления материалов.
Рис. 2.17. Схема щековой дробилки со сложным движением подвижной щеки
50
Рис. 2.18. Схема клинового
механизма ' для регулирова-
ния размера выходной щели
I Подвижная щека 9 представляет
[ собой стальную отливку, которая рас-
положена на эксцентричной части при-
водного вала 3. В ее нижней части
имеется паз, куда вставлен сухарь для
упора распорной плиты 8. Другим
концом распорная плита упирается
в сухарь регулировочного устройства 5
с клиновым механизмом. Замыкающее
; устройство состоит из тяги 7 и ци-'
линдрической пружины 6. Натяжение
: пружины регулируется гайкой. При
ходе сжатия пружина сжимается и,
стремясь разжаться, способствует воз-
врату щеки и обеспечивает постоянное
плотное замыкание звеньев шарнирно-
рычажного механизма — подвижной
щеки, распорной плиты, регулировоч-
ного устройства. В нижней части
подвижной щеки имеется косой выступ, на который установлена
дробящая плита 10. Сверху плита притянута клиньями и болтами
с потайными головками. От поперечного смещения дробящую
плиту удерживает прилив (выступ) на подвижной щеке, выходя-
щий в паз плиты.
Неподвижная дробящая илита 12 снизу опирается на выступ
передней стенки станины, а с боковых зажата боковыми футеров-
ками 11, выполненными в виде клиньев. Верхние части боковых
футеровок прикреплены к стенкам станины с помощью болтов
с потайными головками.
В процессе эксплуатации дробящие плиты дробилок со слож-
ным движением подвижной щеки обычно быстро изнашиваются.
Наиболее интенсивно изнашивается нижняя часть неподвижной
плиты, поэтому плиты выполняют, как правило, симметричными,
т. е. предусматривают возможность перевертывания их изношен-
ной частью вверх, что удваивает срок службы их.
Для регулирования ширины выходной щели на щековых
дробилках применяют обычно клиновой механизм (рис. 2.18).
Распорная плита дробилки упирается в сухарь ползуна 1. Два
клина 2 с байками 3 можно перемещать с помощью винта 4 с пра-
вой и левой нарезкой. На конце винта, выходящего из корпуса
дробилки, закреплена специальная рукоять 5 с храповым устрой-
ством. При перекидывании собачки храповика винт можно вра-
щать в ту или другую сторону. При этом клинья будут сходиться,
перемещая ползун вперед и тем самым уменьшая ширину выход-
ной щели, или расходиться, и ползун под действием силы оттяжной
пружины будет отходить назад, а выходная щель увеличиваться.
На отечественных дробилках последней конструкции управ-
лять регулировочным устройством можно как вручную, так и
51
Рис. 2.19. Схема дробилки' американской фирмы Игл
с помощью электродвигателя 13 (см. рис. 2.17), соединенного через
редуктор с винтом 4. Это,дает возможность осуществлять дистан-
ционное управление шириной выходной щели и обеспечивает ра-
боту дробилки в автоматическом режиме.
Американская фирма Игл изготовила щековую дробилку
(рис. 2.19) для передвижных дробильных установок, показанную
на специальной выставке в Лас-Вегасе (США) в 1987 г. Дробилка
имеет наклонную камеру дробления и поэтому при использова-
нии в передвижных установках обладает значительными преиму-
ществами перед щековыми дробилками обычных конструкций,
так как наклонная камера дробления позволяет значительно
снизить высоту подачи в камеру материала, подлежащего дробле-
нию, а значит снизить расположение подающего оборудования
(питателя, грохота) и выполнить установку более компактной
и меньшей высоты, что весьма важно, а в ряде случаев необхо-
димо. В табл. 2.4 приведена техническая характеристика дро-
билок фирмы Игл.
Как видно, у дробилки 1220x1520 фирмы Игл высота подачи
1830 мм, в то время как у обычной дробилки того же размера
известной американской фирмы Аллис-Чалмерс высота подачи
2615 мм, т. е. существенная разница в 785 мм.
Наклонная подвижная щека 2 дробилки шарнирно опирается
на распорную плиту 1 и представляет собой короб, включающий
боковые стенки камеры дробления и подвешенный на эксцентри-
ковом валу 5. Неподвижная щека 3 шарнирно прикреплена к ста-
нине 4, внизу опирается на узел 6 регулирования ширины щели
через распорную плиту 7, имеющей ослабленное сечение и являю-
щейся предохранительным устройством. Плотное замыкание узла
опоры неподвижной плиты осуществляется тягой 8.
По данным проспектов фирмы, производительность дробилок,
«Игл» выше, чем у дробилок обычной конструкции, однако данных
52
2.4. Техническая характеристика дробилок фирмы Игл
Показатель	Размер ариемного отверстия дробнлки (ширинахдлину), мм		
	900X1000	1100X1370	1220x 1520
Пределы регулирования выиодной ще- ки, мм	100—300	125—350	152—380
Производительность, т/ч	225—540	315—900	450—1250
Частота вращения эксцентрикового ва- ла, об/с	4,16	3,75	3,33
Мощность электродвигателя, кВт Размеры дробилка, мм:	110—147	184—220	258—294
длина	3250	4165	4572
ширина	2692	3353	3606
высота	2210	2616	2920
Высота подачи материала в дробилку, мм	1400	1524	1830
Масса, т	23	46	72
о работе этих дробилок в эксплуатации еще недостаточно для
окончательных выводов. Описание дробилки «Игл» приведено
как пример новой оригинальной конструкции.
До последнего времени на дробилках со сложным движением
щеки предохранительным устройством служила распорная плита,
которая ломалась при возникновении нагрузок больше допусти-
мых (например, при попадании в камеру дробления недробимых
предметов). Замена распорных плит при их поломке — трудоем-
кая операция, связан-
ная с простоями обору-
дования технологиче-
ских линий. Поэтому
сейчас на дробилках со
сложным движением
начинают находить при-
менение так называемые
предохранители нелома-
ющегося типа, которые
более надежны в работе
и при превышении на-
грузок сохраняют основ-
ные звенья кинематиче-
ской цепи машины без
разрушения.
На рис. 2.20 показа-
но такое предохрани-
тельное устройство кон-
струкции ВНИИстрой-
дормаша. Устройство
представляет собой ры-
Рис. 2.20. Схема предохранительного устройства
В НИИстрой дормаша
53
чажно-пружинный механизм, встроенный в шкив-маховик 4,
который свободно насажен на эксцентриковый вал 9 дробил-
ки. На ободе маховика расположен упор 5, в паз которого
входит ролик 6 рычага 7, шарнирно закрепленного на водиле 8.
Водило 8 жестко соединено с эксцентриковым валом 9. В направ-
ляющих рычага 7 размещен ползун 2, который одной стороной
опирается на пружину 3, а другой через распорное звено 1 при-
соединен к водилу 8.
При нормальной работе дробилки механизм благодаря соот-
ветствующей затяжке пружины 3 жестко фиксирует шкив-маховик
по отношению к эксцентриковому валу.
При попадании в камеру дробления недробимого предмета
ролик 6 выжимается из паза упора 5 и, преодолевая сопротив-
ление пружины 3, поворачивает рычаг 7 и распорное звено 1
относительно водила 8. При этом распорное звено поворачи-
вается на такой угол, что сила натяжения пружины не прижи-
мает ролик к ободу маховика, а, наоборот, запирает рычаг 7 с ро-
ликом в отведенном положении. Маховик свободно проворачи-
вается по валу. В этот момент срабатывает конечный выключа-
тель и отключается электродвигатель дробилки. Эксплуатация
предохранителя подтвердила его высокую эффективность.
2.3.4. Конструкции основных узлов
Основные узлы щековых дробилок работают в весьма тяже-
лых условиях. Они подвержены большим динамическим нагруз-
кам, возникающим при дроблении, и воздействиям абразивной
среды. Поэтому к конструкциям узлов предъявляют особые тре-
бования в части жесткости, прочности и износостойкости.
Станина, подвижная щека и шатун являются основными,
наиболее металлоемкими узлами дробилок, и их надежность —
это общая надежность щековой дробилки. В мировой практике
наблюдается большое разнообразие конструктивных исполнений
перечисленных узлов.
Станина дробилки может быть цельнолитая, цельносварная
или цельная комбинированная из сварных и литых элементов;
может быть сборная из литых и сварных элементов.
Подавляющее большинство станин мелких и средних дроби-
лок изготовляют цельными (83% и 63%), а большинство (до 70%)
крупных дробилок сборными, что объясняется большим удоб-
ством при сборной конструкции в изготовлении, транспортиро-
вании и монтаже крупных машин. Кроме того, такие дробилки
в СССР и за рубежом используют для специальных целей, на-
пример для работы в шахтах, где нельзя монтировать цельные
конструкции из-за больших размеров- и массы.
У элементов сборно-разборной станины обрабатывают места
стыков и собирают их с помощью кованых болтов, затягиваемых
в нагретом состоянии. После охлаждения болтов подобная ста-
нина не уступает цельной по жесткости и прочности.
54
Рис. 2.21. Щековая дробилка фирмы Телсмит
(США):
/ — шкив-маховик; 2 — верхняя часть станины;
3 — нижняя часть станинах; 4 — устройство
для регулирования ширины выходной щели
Е- . За последние года на-
I метилась определенная тен-
г денция к расширению при-
I менения станин сварной
в конструкции. Например,
В фирма Телсмит (США) вы-
f пускает щековые дробилки
В всех типоразмеров, в том
| числе и весьма крупных,
В полностью из сварных
Ь элементов. На рис. 2.21
г показана дробилка (фир-
I мы Телсмит) со сложным
К' движением щеки со евар-
I ной станиной и разъемом
I по горизонтали с загру-
I зочным отверстием раз-
I мерами 1650x2130 мм.
к В табл. 2.5 приведена
К техническая х ар актер исти-
| ка дробилок этой фирмы.
I На рис. 2.22, а по-
I казана щековая дробил-
|. ка известной американ-
I ской фирмы Аллис — Чалмерс, изготовляемая по лицензии
| японским концерном Кобе Стил. Боковые стенки сварные, ребрис-
| той конструкции соединена болтами с литыми передней и задней
t стенками.
| Шатун (рис. 2.22, б) этой дробилки литой е коренным двух-
! рядным роликоподшипником и шатунным однорядным ролико-
Е подшипником. Узел эксцентрикового вала (рис. 2.22, в) выполнен
| с лабиринтными уплотнениями. Эти конструкции можно считать
t типовыми.
| В табл. 2.6 приведена техническая характеристика дробилок
I. с простым движением подвижной щеки производства концерна
I Кобе Стил (Япония). Этот концерн производит также широкую
к гамму (10 типоразмеров) дробилок со сложным движением щеки
К.' с загрузочным отверстием размерами от 380 X 760 до ,1520X 2130 мм
I преимущественно сварной конструкции.
| Подвижную щеку и шатун большинство фирм (около 90%)
I изготовляют литыми. Однако часто при небольшой партии ма-
I шин, подлежащих изготовлению, особенно там, где литье нужно
| заказывать на стороне, фирмы делают шатун и подвижные щеки
I сварными.
| Относительно конструкции подвижной щеки дробилки с про-
t стым движением необходимо сделать следующие замечания.
р' Как видно из приведенных примеров конструкций дробилок,
| центр оси подвеса подвижной щеки лежит на линии А—Ах
I	55
2.5. Техническая характеристика дробилок со сложным движением щеки фирмы '5
Телсмнт (США)	______________,
				О	СЧ	ТО	ТО	О	
Показатель	сч X	СЧ X	со X	X	X	X	X	X	X
			сч	сч	ТО	то		то	
Размеры прием- ного отверстия, мм: ширина	250	380	510	630	760	910	1120	1270	1670
длина	530	610	910	1010	1060	1170	1220	1520	2130
Ширина выход-	12—63	25—75	50—	90—	90-	100—	125—	125—	175-
ной щелн, мм			175	200	200	250	350	400	400
Производитель-	3—20	10—35	25—	70—	80—	115-	170—	215—	360-
иость, м*/ч			160	245	270	370	570	950	1340
Частота враще-	5,80	5,30	4,40	4,30	4,25	3,80	3,75	3,75	3,33
иия эксцентри- кового вала, об/с Мощность элек-	11—15	22—30	55—75	75—90	90—	ПО—	ПО—	200—	330
тродвигателя, кВт Размеры дро- билки, мм:					110	160	160	220	5798
длина	1447	1613	2260	2692	3201	3632	3708	4176	
ширина	1300	1562	2198	2330	2482	2744	2896	3656	4700
высота	1457	1755	2330	2575	3086	2683	4241	4763	6866
Масса дробил-	2,6	4,8	12,1	16,1	23,4	34,5	49,0	76,1	179,2
ки, т	1								
2.6. Техническая характеристика дробилок с простым движением щеки концерна
Кобе Стил (Япония)
Показатели	21 ХЗО	ТО X оо сч	| 32X42	42X48	48X60	54X74	60X84	72X96
Размеры приемного от- верстия, мм: ширина	540	710	810	1070	1220	1370	1520	1830
длина	760	910	1070	1220	1520	1880	2130	2440
Ширина выходной ще-	65—	85—	100—	115-	125—	150—	180—	230—
ЛИ, мм	125	190	200	255	255	255	255	255
Производитель ность,	40—80	80—	125—	180—	210—	280—	390—	480—
м37ч		155	200	295	340	425	480	560
Частота вращения эк-	4,16	3,50	3,33	3,16	2,83	2,50	2,00	1,5
сцентрикового вала, об/ с Мощность электродви-	45	75	95	130	190	220	260	340
гателя, кВт Размеры дробилки, мм: длина	2820	3930	4830	4900	5760	6450	7200	8800
ширина	1890	2330	2790	3000	3480	4470	4720	5470
высота (от основа-	1530	2045	2440	2745	3125	3550	4000	5000
НИЯ до оси подвиж- ной щеки) Масса, т (примерно)	16,5	34,4	54,3	72,0	116,0	195,0	275,0	485,0
56
5)
Г Рнс. 2.22. Щековая дробилка фирмы Аллис—Чалмерс (США—Япония):
ж а — общий вид: б — узел шатуна в сборе; b — узел эксцентрикового вала щековой дро-
I билки; 1 — сухарь для упора распорной плиты; 2 —* корпус коренного подшипника;
г 3 — торцовая крышка; 4 — масленка для смазывания коренного подшипника; 5 — та*
к тун; 6 — масленка для смаэы&аиия шатунных подшипников
 (рис. 2.23, а), проходящей по ее рабочей плоскости, вынесен впе-
I ред над камерой дробления (рис. 2.23, б и рис. 2.14) или в сто-
. рону назад (рис. 2.23, в), как у дробилки фирмы Крупп (см.
рис. 2.12). В первом случае скорость какой-либо точки подвижной
щеки перпендикулярна плоскости щек; во втором случае состав-
' ляющая скорости направлена вниз, и сила трения, действующая
на дробимое тело, направлена также вниз; в третьем случае со-
57
Рис. 2.23. Различные варианты расположения оси подвижной щеки
ставляющая скорости направлена вверх и также вверх направлена
сила трения. Из этого следует, что наиболее лучшим решением из
рассмотренных является расположение оси подвеса над камерой
дробления, так как в этом случае возникают силы трения, спо-
собствующие захвату и дроблению кусков в камере дробления,
кроме того, перемещение подвижной щеки вверх относительно
неподвижной здесь меньше, чем в других вариантах, а значит и
меньше истирающее действие и износ дробящих плит.
В отечественных дробилках е простым движением подвижная
щека выполнена по схеме, показанной на рис. 2.23, б.
Конструкция подшипниковых узлов дробилок как с простым,
так и со сложным движением подвижной щеки за последнее время
не претерпела существенных изменений. Применение подшипни-
ков качения на дробилках всех типоразмеров улучшило конструк-
цию узла эксцентрикового вала, существенно повысило его на-
дежность и надежность всей дробилки в целом.
Последнее время некоторые фирмы предлагают снова вер-
нуться к подшипникам трения-скольжения. Например, фирма
Аллис-Чалмерс применяет биметаллические вкладыши в эксцен-
триковом узле крупных щековых дробилок. Следует отметить,
что в ряде случаев такое решение нужно считать предпочтитель-
ным по сравнению с подшипниками качения, так как вкладыши
дешевле, Их легче заменять при ремонте, при них более компактна
головка шатуна, и при качественных материалах они обладают
достаточной надежностью. Данная конструкция распростране-
ния пока не получила, видимо, ввиду сложности изготовления.
Вместе с тем, создание подшипниковой промышленностью
крупных подшипников качения, выдерживающих большие на-
грузки и обладающих высокой надежностью, позволило расши-
рить область применения дробилок со сложным движением под-
вижной щеки.
58

I Если до последнего времени дробилки со сложным движением
подвижной щеки ввиду больших нагрузок на эксцентриковый
вал выпускали в основном для среднего дробления, т. е. неболь-
ших типоразмеров, а для первичного дробления применяли круп-
ные дробилки с простым движением подвижной щеки, имеющие
меньшие нагрузки на узел эксцентрикового вала, то теперь мно-
гие фирмы, например Телсмит, Сведала—Арбра (Швеция), вы-
пускают менее металлоемкие дробилки со сложным движением
щеки самых больших типоразмеров, превышающих размеры дро-
билок с простым движением.
Вместе с тем не следует забывать, что благодаря особенностям
кинематики дробилки с простым движением подвижной щеки
более приспособлены для дробления прочных и абразивных
горных пород.
При эксплуатации щековых дробилок довольно обычное явле-
ние попадание в камеру дробления вместе с материалом, подле-
жащим дроблению, недробимого предмета, что в ряде случаев
приводит к аварийным поломкам узлов дробилки.
Самым распространенным решением предохранительного эле-
мента в щековых дробилках являлась распорная плита, имеющая
ослабленное сечение и разрушающаяся при перегрузках. Такое
решение использовалось всеми фирмами во всех щековых дро-
билках всех типоразмеров.
Однако наблюдались частые случаи поломок распорных плит
без видимых перегрузок, а не только от недробимых предметов.
Так как поломки распорных плит приводят к частым остановкам
дробилок и требуют значительного времени для их замены, то
эксплуатирующие предприятия принимали меры к увеличе-
нию прочности распорных плит путем увеличения сечения, при-
менения более прочных материалов и др. Подобные изменения
конструкции, как правило, лишали распорные плиты функции
предохранительного элемента, со всеми вытекающими послед-
ствиями.
Несовершенство распорных плит как предохранительных эле-
ментов явилось причиной разработки предохранительных уст-
ройств неразрушающегося типа — пружинных, фрикционных и
гидравлических.
Такое устройство рассмотрено в конструкции щековой дро-
билки со сложным движением щеки. Ниже приводим возможные
варианты устройств.
Пружинное предохранительное устройство представляет со-
бой поворачивающийся рычаг, выполненный углом, на одно плечо
> которого передается усилие от эксцентрикового вала, а другое
удерживается пружиной, рассчитанной на нормальное усилие
* дробления (рис. 2.24, а). При завале дробилки или заклинивании
подвижной щеки недробимым телом эксцентриковый вал про-
должает вращаться, поворачивая во время рабочего хода рычаг
и отжимая при этом пружину.
59
1
Рис. 2.24. Варианты предохрани-
тельных устройств:
а — подпружиненный рычаг, шар-
нирно соединенный с подвижной ще-
кой; б — пружина в сочетании о рас-
порной плитой; в — пружина в соче-
тании с рычагом и распорной плитой
/ — подвижная щека; 2 — пружина;
3 — эксцентриковый вал; 4 — рас-
порная плита; 5 рычаг
На рис. 2.24, б и в показаны предохранительные устройства,
конструктивно совмещенные с распорной плитой. При попадании
в камеру дробления дробилки недробимого тела пружина сжи-
мается, и общая длина распорного устройства сокращается на
величину, необходимую для работы.механизма. После прохода
или извлечения недробимого тела распорное устройство возвра-
щает подвижную щеку в прежнее положение. Совмещение предо-
хранительных и распорных устройств используют довольно часто.
Достоинством пружинных устройств являются простота и
возможность сравнительно легко встраивать их в существующие
модели без значительных изменений их конструкций.
На отечественных крупных щековых дробилках длительное
время использовали фрикционные предохранительные устрой-
ства, расположенные в местах соединения приводных / шкивов
с эксцентриковыми валами дробилок и являющиеся муфтами
предельного момента. При .внезапной остановке щеки момент
резко возрастает, диски проскальзывают один по другому, т. е.
вал останавливается, а шкив-маховик продолжает вращение по
бронзовой втулке, установленной между валом и ступицей ма-
ховика. Так как коэффициент трения между трущимися поверх-
ностями ие является строго постоянным, то работа фрикционных
60
 устройств отличается известной неопределенностью, что послу-
Е' жило причиной замены их на предохранитель другой конструк-
К ции (например, описанный выше фиксатор).
К Следует заметить, что специальной работой ВНИИстройдор-
К маша установлено, что наиболее полная (с вероятностью 97%)
к защита узлов дробилки от перегрузок возможна тогда, когда предо-
К хранителями являются как соединение вала со шкивами-махо-
Е виками, так и распорная плита.
При создании самой крупной в СССР и в Мире дробилки с про-
Е стым движением подвижной щеки, а именно дробилки ЩДП-21 х 25
В (рис. 2.25), специалисты ВНИИстройдормаша, учитывая ее вы-
Е сокую стоимость и громоздкость конструкции, большие убытки
I от ее простоя, пошли именно по такому пути, т. е. оборудовали
Е дробилку двумя системами предохранения от перегрузок, каж-
 дая из которых имеет весьма оригинальную конструкцию. Ста-
к, нина дробилки сборная, состоит из двух боковых отливок откры-
№ той ребристой конструкции и передней 1, и задней 8 литых ere-
в. иок коробчатого сечения, стянутых с боковинами болтами. Ввиду
Г большой высоты камеры дробления (около 6 м) дробящие плиты 2
Е неподвижной щеки и 3 подвижной щеки составные из трех поясов
В по высоте и каждый пояс из двух плит по ширине. Ось 5 подвиж-
 ной щеки 4 установлена в подшипниках боковых стенок станины
к с «плавающими втулками», смазочный материал к которым под-
I водится раздельно к наружной и внутренней сторонам втулки.
Благодаря наличию двух масляных буферов втулки изнашиваются
г равномерно, уменьшается тепловыделение, улучшается аморти-
| зация радиальных смещений под действием нагрузок. Все это
I значительно повышает надежность узла подвески.
I На эксцентриковом валу смонтированы шатун 7, шкив-махо-
[ вик 6 и маховик. Шкив-маховик и маховик соединены с эксцен-
| триковым валом посредством первой системы предохранитель-
I ного устройства (рис. 2.26), которое состоит из шарнирно-рычаж-
I ного механизма I и фрикционной муфты II, последовательно сое-
I диненных между собой регулируемой по длине тягой 1. Фрикцион-
| ная муфта состоит из втулки 12, закрепленной на шпонках на
Г эксцентриковом валу 11, ведомых 9 и ведущих 10 дисков, во-
|, дила 13, установленного на втулке 12 свободно, нажимного диска 4
| с регулируемым упором 6, пружин 2 с регулировкой болтом 3
I и рычага 5.
г .Шарнирно-рычажный механизм состоит из рычага 16, шар-
ll нирио прикрепленного к водилу 13, серьги 17, шарнирно прикреп-
Г ленной к рычагу 16 и к стакану 18, подпружиненному относи-
I тельно водила пружинами 19. На рычаге 16 расположен ролик 15,
ь входящий в зацепление со шкивом 14, который свободно уста-
I новлен на водиле 13.
I При рабочем положении ролик 15 под действием предвари-
Ер тельного усилия пружин 19 находится в зацеплении со шкивом 14.
г Вследствие того, что углубление на шкиве-маховике имеет ско-
I	61
DOSOl
62
дриок.1 ка ШД1 i-z i х zo
'f Рис. 2.26. Предохранительное устройство дробилки ШДП-21Х25 на валу
> шейную поверхность при передаче крутящего момента со шкива-
. маховика на вал на рычаге 16 появляется крутящий момент,
5 стремящийся вывести ролик из зацепления со шкивом. Расчетный
> крутящий момент уравновешивается моментом предварительно
J напряженных пружин. Когда крутящий момент, передаваемый
со шкива-маховика на вал, превышает расчетное значение, на-
пример при попадании недробимого предмета в камеру дробле-
I ния, рычаг с роликом поворачивается, сжимая пружины. При
J этом стакан, перемещаясь через тягу 1 и рычаг 5, сжимает пру-
[ жины 2 фрикционной муфты, вследствие чего сцепление между
I дисками снимается и шкив вместе с шарнирно-рычажным меха-
I низмом оказывается расцепленным с эксцентриковым валом.
F При этом рычаг 5 через толкатель 7 воздействует на конечный
1| выключатель 6, отключающий привод дробилки.
j ИГ Таким образом, в данном случае фрикционная муфта является
управляемой, т. е. не обладает указанной неопределенностью.
> Щ Предохранительное устройство на маховике выполнено ана-
	логично.
:	Задняя распорная плита 9 (см. рис. 2.25), являясь элементом
'	шарнирно-рычажного механизма передачи движения от главного
вала к подвижной щеке, одновременно выполняет функции второго
предохранительного устройства (А. с. № 1080844 СССР, МКИ8).
'^В Плита (рис. 2.27) выполнена в виде шарнирного четырехзвенника
и состоит из двух полуплит 1 и 6, шарнирно связанных одна с дру-
63
7	2
гой распорными звенья-
ми 2 и 4 и притянутых
одна к другой гидроци-
линдрами 3, в которых
обеспечивается некото-
рое предварительное ре-
гулируемое давление
1—10 МПа.
В процессе дробле-
ния давление в гидро-
цилиндрах изменяется
по пульсирующему цик-
лу в зависимости от
нагрузки на распорную
плиту.
При давлении более
, 10 МПа срабатывает
реле давления, и гид-
которые под действующей
[ самым •

Рис. 2.27. Предохранительное устройство' дро-
билки ПЩП-21Х25 на распорной плите
роцилиндры освобождают полуплиты, 1
на них нагрузкой беспрепятственно расходятся, тем __________
уменьшая общую длину распорной плиты, что предотвращает
дальнейшее увеличение опасных перегрузок. Гидроцилиндры 3
являются звеном, ограничивающим ход полуплит. При этом
подается сигнал на отключение привода дробилки. После ликви-
дации причины срабатывания полуплиты с помощью тех же гидро-
цилиндров 3 возвращаются в рабочее положение, контролируемое
конечным выключателем 5.
Устройство для регулирования ширины выходной щели дан-
ной дробилки оборудовано гидравлическим механизмом, обеспе-
чивающим механическую замену дистанционных прокладок.
Подшипниковая промышленность для этой дробилки изго-
товила специальные подшипники, каждый массой 1400 кг, а ре-
зинотехническая — клиновые ремни длиной 18 000 мм, ранее
нашей промышленностью не выпускавшиеся.
2.3.5. Рабочие органы дробилок
Основными рабочими органами в щековых дробилках яв-.
ляются дробящие плиты. Конструкция и материал дробящих
плит оказывают большое влияние на время, затрачиваемое на
техническое обслуживание дробилки, т. е. на показатель надеж-
ности дробилки и общую стоимость процесса дробления.
По данным эксплуатирующих организаций расходы на дро-
бящие плиты составляют 13—39% стоимости общих затрат на
дробление.
Расход дробящих плит при дроблении зависит от многих
факторов, к которым в первую очередь относят физические свой-
ства перерабатываемой породы, типоразмер и кинематику дро- 
билок, свойства материала плит.
64
Исследования ряда авторов вы-
явили корреляционную связь между
пределом прочности горных пород
и их абразивностью, причем для
большинства горных пород с уве-
личением предела прочности при
одноосном сжатии показатель абра-
зивности обычно также возрастает.
Анализ данных обследования ра-
боты большой партии щековых дро-
билок дал возможность ВНИИстрой-
дормашу определить зависимость
усредненного удельного расхода
плит от рредела прочности перера-
батываемого материала. График за-
висимости приведен на рис. 2.28.
На основании приведенных зави-
симостей составлено аналитическое
выражение для определения расхо-
да (г/т) дробящих плит:
160
120
60
40
во  160	240 бсж,МПа
Рис. 2.28. График зависимости
удельного расхода дробящих
плит от предела прочности пере-
рабатываемого материала
<7 = 4,2-10-^^,
 Где q — уцелъкаЪ расход дробящих плит, г/т; осЖ — предел прочности горной
породы при сжатии, МПа; В — ширина приемного отверстия дробилки, м; Кк —
коэффициент кинематики, для дробилок с простым движением Кк = 1,0, для
дробилок со сложным движением Кк — 4,5.
Необходимо учитывать, что срок службы, а следовательно,
и количество материала, перерабатываемого подвижной и не-
подвижной плитами, для дробилок со сложным движением щеки
различны.
Удельный расход дробящих плит (г/т) для комплекта плит
рассчитывают:
а = -TS- + —
4 Он Qn ’
где Рн, Рп — вес соответственно неподвижной и подвижной дробящих плит, г;
Qh> Qn — количество материала, перерабатываемое неподвижной и подвижной
плитой до их допустимого износа, т.
Количество материала (т), перерабатываемое одним комплек-
том плит,
Собщ — (-^п ~Ь Рн)/4-
Для дробилок с простым движением щеки можно принять
Qn — QH = фобщ-
Для дробилок со сложным движением Qn : QH =1,3 : 1,0.
Работы, направленные на увеличение срока службы дробя-
щих плит, являются весьма важными, так как позволят высво-
бодить для нужд народного хозяйства большое количество доро-
3 Клушавцев Б. В. н др.	65
Рис. 2.29. Характер изнашивания плит
на щековых дробилках с разными кинема-
тическими схемами
ках со сложным движением щеки
бы их на дробилках с простым
Причину такой разницы можно с
того марганцовистого литья
и удешевить стоимость пере-
работки горных пород.
Как уже отмечалось, на
срок службы дробящих плит
при одинаковой износостой-
кости стали, влияет ряд фак-
торов, к важнейшим из ко-
торых относят физико-меха-
нические свойства перераба-
тываемых материалов, типо-
размер и кинематику дро-
билки. Перечисленные фак-
торы учтены в приведенной
формуле расхода дробящих
плит, причем из значений
коэффициента кинематики
следует, что срок службы
дробящих плит на дробил-
з 4—5 раз меньше срока служ-
движением подвижной щеки,
гнести в основном за счет раз-
ной составляющей вертикального перемещения подвижной щеки
по отношению к неподвижной.
Однако при работе щековой дробилки имеет место совершенно
разный характер изнашивания как подвижной и неподвижной
дробящей плит, так и различных частей одной и той же плиты
(рис. 2.29). В дробилке со сложным движением щеки (рис. 2.29, а)
больше всего изнашивается нижняя часть неподвижной дробя-
щей плиты 1. Линейный износ подвижной плиты 2 за то же время
примерно в 2 раза меньше и более равномерен. Дробящие плиты
дробилок, например с двумя подвижными щеками 2 (рис. 2.29, б)
изнашиваются меньше, преимущественно в нижней части ка-
меры дробления.
Такой характер изнашивания дробящих плит можно объяс-
нить, проведя анализ движения куска дробимой породы под дей-
ствием различных сил в камере дробления щековых дробилок,
имеющих различную кинематику (см. Алехин А. Г., Водопья-
нов И. Л., Клушанцев Б. В. Влияние кинематики щековых дро-
билок на срок службы и характер износа дробящих плит//Строи-
тельные и дорожные машины, 1971. № 10).
Как отмечалось, в дробилке со сложным движением щеки
траектория перемещения различных точек подвижной дробящей
плиты весьма существенно различается по высоте камеры дроб-
ления (см. рис. 2.4).
Если рассмотреть соотношения действующих сил, то очевидно,
что дробимая порода при сжатии ее в нижней части камеры дроб-
ления 'Дробилки со сложным движением щеки имеет тенденцию
66
I перемещаться относительно неподвижной плиты вверх вместе
а подвижной плитой, чем и объясняется больший износ непод-
вижной дробящей плиты в этой области.
Траектория движения подвижной щеки и действующие на ку-
сок дробимой породы силы в верхней части камеры дробления
отличаются от рассмотренных, и здесь подвижная дробящая
плита будет проскальзывать по куску дробимой породы, который
останется неподвижным относительно неподвижной плиты. По-
этому в этой части камеры дробления подвижная дробящая плита
должна иметь больший износ по сравнению с неподвижной, что
и наблюдается на практике.
Относительное перемещение дробящих плит по вертикали
у дробилки с простым движением щеки мало, и поэтому характер
изнашивания дробящих плит этой дробилки обусловлен практи-
чески лишь действием нагрузки и числом контактов кусков дро-
бимой породы и дробящих плит. Так как площадь пропускного
отверстия у камеры дробления уменьшается от верхних сечений
к нижним, а через каждое из них проходит одинаковое количество
дробимой породы, то очевидно, что при прочих равных условиях
интенсивность изнашивания должна плавно увеличиваться к ниж-
ней части камеры дробления, что и происходит фактически.
Приведенные примеры показывают, что изменяя траекторию
движения подвижной щеки, можно в больших пределах изменять
не только величину износа, но и характер изнашивания дробя-
щих плит.
t Дробящие плиты щековых дробилок как в СССР, так и за
рубежом изготовляют главным образом из высокопрочной мар-
ганцовистой стали. Эта сталь при максимальной износостойкости
имеет одновременно высокую вязкость и поэтому обладает спо-
собностью упрочняться в холодном состоянии в результате на-
клепа. В местах, испытавших при нагрузке высокое давление,
образуется зона высокой твердости. Нижележащие слои металла
по мере изнашивания верхнего слоя также упрочняются накле-
пом. В результате наклепу твердость марганцовистой стали по
Бринеллю возрастает с 200—220 НВ до 650 НВ. Эта особенность
обусловливает высокую износостойкость рабочих поверхностей
изделий, изготовленных из марганцовистой стали.
Кроме химического состава при производстве плит большое
значение имеет строгое соблюдение режимов литья.
| Работы, проведенные канд. техн, наук В. П. Ксенофонтовым
на Выксунском заводе дробильно-размольного оборудования,
показали, что при некотором сужении границ допускаемого со-
держания в стали 110Г13Л вредных примесей, а также при упо-
рядочении технологии литья срок службы дробящих плит может
быть значительно повышен (до 1,5 раза). Вместе с тем качество
• дробящих плит, отлитых из высокомарганцовистой стали 110Г13Л
не может полностью удовлетворить ни машиностроителей, ни
’ эксплуатационников. Слишком трудоемки работы пр замене изно-
>	3*	67
шенных деталей и велика при этом стоимость простоев оборудовав
ния; сама сталь дорогая, трудоемкая в изготовлении и обработке,!
В течение ряда лет как в СССР, так и за рубежом ведутся]
работы для создания новых более дешевых и более стойких ма-1
териалов, а также разработки методов восстановления изношен-]
ных рабочих органов.	]
Известны многочисленные работы, проводимые с целью при-]
’ менения плит, отлитых из чугуна. Чугунные плиты имели обычно -
небольшую твердую корку отбеленного чугуна (1,5—2,0 мм),|
которая при работе дробилки довольно быстро изнашивалась. I
Дальнейшее изнашивание более мягких слоев чугуна происходило ]
еще быстрее. Как правило, чугунные плиты работали не более!
1—2 смен. Испытания показали, что плиты из нелегированного а
чугуна перерабатывают 400—600 м8 материала, 1 что примерно]
в 3 раза меньше чем плиты из стали 110Г13Л в тех же условиях. 1
Известны работы, проводимые с целью восстановления изно-1
шенной поверхности дробящих плит.	।
Во ВНИИстройдормаше проф. П. Н. Львовым была разрабо-1
тана технология дуговой наплавки рифлений дробящих плит]
специальными трубчатыми электродами с присадкой из полосо-1
вой стали, с обмазкой из ферромарганца. Восстановленные таким |
способом плиты имели достаточный срок службы, в ряде случаев]
превосходящий срок службы новых плит, однако технология 1
наплавки оказалась сложной и трудоемкой- Для организации!
наплавки требовались специально, обученные высококвалифици-1
рованные сварщики, а наплавленные поверхности были не всегда!
качественными и не имели правильной геометрической формы. 1
Вследствие этих недостатков метод восстановления плит на-1
плавкой получил ограниченное распространение. Тем не менее!
принцип восстановления изношенной поверхности дробящих плит!
безусловно является перспективным. Поэтому исследования I
в этой области продолжаются.	|
Дробящие плиты по исполнению можно разделить на литые и 1
сборные. В то же время как литые, так и сборные плиты могут I
быть цельными и составными.	I
Преобладающее распространение в мировой практике полу-1
чили литые плиты, как наиболее простые в изготовлении и на-1
дежные в работе. Создание сборных плит обосновывалось тем, что 1
при работе дробилок изнашиваются только рифления, вес кото-1
рых составляет 18—25% веса всей плиты. Это привело к мысли !
создать сборную конструкцию плиты, состоящую из основного I
тела, изготовляемого из обычных сортов стали и рабочей поверх- !
ности (пластин, ребер и др.), изготовляемой из марганцовистой 1
стали. Форма рабочей поверхности, а также способ ее крепления!
к основному телу могут быть различными.	1
Во ВНИИстройдормаше были испытаны сборные плиты раз- Я
личных конструкций. На рис. 2.30, а изображена плита, состоя- 
щая из двух частей — основной плиты из стальной отливки или I
63	I
Рис. 2.30. Конструкция эксперимен-
тальных дробящих плит
 чугуна и сменной плиты из высокомарганцовистой стали. Смен-
Кная часть к основной прикреплена болтами. В плите подобной
 Конструкции на долю собственно ребер приходится 62% веса смен-
Цной плиты. На рис. 2.30, б показана плита с накладным листом,
Е.-К которому приварены ребра.
 ‘ Испытания показали, что болтовое крепление в дробящих
 плитах с накладными рабочими поверхностями ненадежно и
Кплиты подобной конструкции для длительной работы непри-
 годны.
к Испытывали также плиты с приваренными ребрами
 (рис. 2.30, в—д) и плиты, изготовленные из ребер, залитых мяг-
ккон сталью. Эти испытания также не дали удовлетворительных
В результатов. Во всех случаях плиты через короткий промежуток
г времени выходили из строя. Таким образом, опыт использования
| плит сборной конструкции следует признать неудачным.
К Применение цельных или составных плит зависит главным
К образом от типоразмера дробилок. Более простую конструкцию
к крепления и меньшую трудоемкость при установке и замене имеют
Б цельные плиты- Однако, как показывает опыт, на дробилках мел-
I кого дробления, где плиты изнашиваются значительно быстрее,
I чем на дробилках предварительного дробления, целесообразно
устанавливать составные плиты. Применение составных плит
I позволит более полно использовать их рабочую поверхность пу-
» тем переворачивания и перестановки их отдельных частей.
Г Плиты, состоящие из нескольких горизонтальных поясов,
| которые можно отдельно заменять или перестанавливать, приме-
| няют некоторые иностранные фирмы, а также в отечественных
.крупных дробилках.
, В связи с частой заменой дробящих плит и большой трудоем-
| костью этой операции устройства, крепящие плиты, должны быть
| быстроразъемными, обладая, вместе с тем, достаточной надеж-
| иостью. Таким требованиям отвечает появившийся в последнее
| время ряд новых прогрессивных способов крепления. Весьма
^ •характерны в этом отношении некоторые конструкции американ-
( ских и шведских фирм, использующих шарнирные и рычажные
зажимы (рис. 2.31).
69
Крепление дробящей плиты шарнирным зажимом и прижим-
ной планкой показано на рис. 2.31, а. Прижимную планку закла-
дывают в паз между выступами станины и затягивают болтом с ко-
нусной головкой. Свободный конец планки прижимает верхнюю
кромку плиты. Нижняя кромка зажимается шарнирным рычагом.
Такая конструкция довольно удобна, однако при установке
плиты трудно обеспечить нормальное прилегание торца болта
к хвостовику зажима и избежать смятия его кромки.
Этот недостаток устранен в конструкции, показанной на
рис. 2.31, б. Шарнирный зажим свободным концом прижимает
боковую скошенную кромку дробящей плиты. Благодаря при-
менению шарнирно закрепленной гайки прижимной болт, ввер-
нутый в нее, всегда перпендикулярен к опорной поверхности.
Таким образом обеспечивается плотное прилегание торца болта.
Различные варианты рычажных зажимов приведены на
рис. 2.31, в—д. Для них характерно расположение зажимных
устройств за дробящей плитой. Применение сферических шайб
(рис. 2.31, в, д) обеспечивает работу болтов на растяжение.
Описанные конструкции просты, однако применение их не-
сколько усложняет монтаж дробящих плит.
Последнее время многие фирмы для повышения надежности
болтового крепления плит устанавливают под гайки прижимных
болтов пружины, которые компенсируют зазор, образующийся
в процессе работы при смятии опорной поверхности плиты (на-
пример, см. рис. 2.9).
Большое влияние на основные показатели работы щековой
дробилки (производительность, удельный расход энергии, зер-
новой состав и форму зерен готового продукта) оказывает рабочая
70
поверхность дробящих плит, определяемая продольным и по-
перечным профилями.
Поискам наиболее рационального профиля дробящих плит
посвящено большинство исследований отечественных и зарубеж-
ных специалистов. Однако рекомендации этих исследований
нельзя считать окончательными ввиду их существенного раз-
личия, в результате чего на щековых дробилках одного и того же
типоразмера и назначения зачастую применяют дробящие плиты
разной формы.
На рис. 2.32 приведены продольные, профили дробящих плит,
наиболее часто встречающихся в практике машиностроения.
От продольного профиля зависят параметры камеры дробления
(угол захвата, наличие криволинейной или параллельной зоны
и Др.), т. е. условия процесса дробления.
Обычный прямолинейный профиль (рис. 2.32, а) о постоянным
по всей камере дробления углом захвата получил наибольшее
распространение. Плиты такого профиля выпускают фирмы Дра-
гой (Франция), Пегсон’ (Великобритания), завод им. Тельмана
(ГДР) и др. Двояковыпуклый профиль (рис. 2.32, б) применяют
в дробилках со сложным движением щеки, предназначенных для
мелкого дробления. Плиты такого профиля выпускают фирмы
Драгон, Пегсон Грюндлер (США), Лоро Паризини (Италия) и др.
Фирмы Трейлор (США), Куримото (Япония) используют про-
филь с криволинейной нижней частью (рис. 2.32, в). Фирма Трей-
лор утверждает, что такая форма плит, получивших в технической
литературе название «незабивающихся», исключает забивание
камеры дробления, способствует получению более однородного
материала и увеличению срока службы плит. Эти преимущества
объясняются постепенным уменьшением угла захвата в нижней
зоне и увеличением площади рабочих поверхностей плит по сравне-
нию с прямолинейными при одинаковой высоте.
Близким к этому продольному профилю является профиль,
показанный на рис. 2.32, г, с небольшой зоной параллельности
в нижней части, используемый фирмами Гумбольдт (ФРГ) и
Драгон. Фирма Фас (Франция) предложила выпукло-вогнутый
профиль (рис. 2.32, <?), полагая, что при этом материал будет
I/ V У У У
а) б) б) г) 0)
УI/ I/ VI/ У
е) ж) з) и) «) л)
Ряс. 2.32. Продольные профили дробящих плит щековых дробилок
71
подвергаться изгибу и разрушаться более легко, чем при чистом 1
сжатии, однако на практике это не подтвердилось. Тем не менее 1
такой профиль способствует улучшению формы зерен, и его при- 1
меняют в дробилках-грануляторах, в частности дробилке-гра- '
нуляторе фирмы Макрум (ПНР). Профиль, показанный на 
рис. 2.32, е, используется только на дробилках типа «Кью-Кен»
(США, Англия), отличающихся сильно вынесенной над загру-
зочным отверстием осью подвеса.
Дополнительно можно указать на профиль о уменьшенным
углом захвата в нижней зоне (рис. 2.32, ж), применяемый обычно,
как и двояковыпуклый профиль (рис. 2.32, б), для мелкого дроб-
ления. Он встречается в дробилках фирм Пегсон (Великобри-
тания), Пионир (США) и др. Широкое распространение имеет
прямолинейный профиль со скосами у торцов, образующих не-
большую зону параллельности (рис. 2.32, з). Этот профиль при-
меняется фирмами Драгон (Франция), Пегсон, Паркер (Англия),
Крупп (ФРГ), а также Выксунским заводом ДРО (СССР).
Завод «Волгоцеммаш» (СССР) для неподвижной щеки выпол-
няет плиты прямолинейного профиля, а для подвижной — пря-
молинейного в верхней части и криволинейного в нижней
(рис. 2.32, к), показавшие лучшие результаты при испыта-
ниях.
Западногерманская фирма Крупп в настоящее время изго-
товляет ударно-щековые дробилки, камера дробления которых
имеет продольный профиль (рис. 2.32, л), близкий к профилю
камеры дробления конусной дробилки типа «Саймонс». Здесь
обе щеки, подвижная и неподвижная, имеют перелом, способ-
ствующий уменьшению угла захвата в нижней части камеры дроб-
ления. Такой профиль в сочетании с увеличенным ходом щеки
значительно повышает производительность и существенно улуч-
шает форму зерен продукта дробления. Однако этот профиль
приемлем только для ударно-щековых дробилок и не может дать
положительных результатов при использовании на обычных дро-
билках со сложным и простым движением щеки, имеющих мень-
ший ход.
Анализ патентной литературы показывает, что общей тенден-
цией в развитии формы камеры дробления является упрощение
продольного профиля. Сложные многоступенчатые или волнистые
профили в настоящее время почти не предлагаются и не исполь-
зуются фирмами. Редким исключением является серия дробилок
фирмы «Пегсон» со ступенчатым профилем (рис. 2.32, и).
Поперечный профиль дробящих плит характеризуется разме-
рами и конфигурацией рифлений.
Подавляющее количество современных щековых дробилок
комплектуются дробящими плитами с треугольными или трапе-
цеидальными рифлениями, причем выступы рифлений одной
плиты располагают против впадин рифлений другой
(рис. 2.33, а, б).
72
I •. ДВД ШШ Ш////////Л №ш
В ' о) 6)	в)	г)	в)	е)
К Рис. 2.33. Схема рифлений и раскалывания куска материала в камере дробле-
Е ияя
К Ряд исследователей придают большое значение рифлениям
Е. плит и утверждают, что для обеспечения лучших условий раска-
Е лывания зубья противоположных плит должны быть установлены
 один против другого (рис. 2.33, в).
Е В то же время в технической литературе отмечалось, что
К в ряде случаев более эффективными являются дробящие плиты
 без рифлений, т. е. гладкие (рис. 2.33, 3). Французский исследо-
Е ватель А. Жуазель утверждает, что применение рифленых плит
к объясняется только традицией, и по его данным применять нужно
лишь только гладкие плиты.
В А. Ф. Таггарт отмечал, что для мелкого дробления крупной
В породы наилучшими являются дробящие плиты о гладкой по-
Р верхностью. Фирма «Лоро Паризини» (Италия) рекомендует для
г щековых дробилок-грануляторов гладкие плиты, на которых по-
лучается максимальная производительность. Французская фирма
В Драгой комплектует гладкими плитами дробилки для дробления
феррохрома. Необходимо.отметить также, что во всех случаях
р гладкая плита будет иметь больший срок службы, чем плита
| с рифлениями.
| Вместе о тем установлено, что на заключительных стадиях
g дробления применение рифленых плит существенно улучшает
г качество готового продукта, что важно, например, при производ-
| стве строительного щебня.
| Исследования характера разрушения куска породы под воз-
[ действием дробящих плит позволили разработать ряд практи-
р ческих рекомендаций по их конструированию. В частности, экспе-
рименты, проведенные Б. В. Клушанцевым, показали, что раз-
( рушение куска породы в верхней и средней части камеры дроб-
J ления щековой дробилки существенно отличается от бытующих
 в. технической литературе схем (рис. 2.33, в, г).
На рис. 2.34 приведена фотография, полученная при рапид-'
I съемке процесса дробления в экспериментальной дробилке с двумя
подвижными щеками, выполненной по схеме 1.3.4 (см. рис. 2.1)
(для возможности съемки боковая стенка камеры дробления была
выполнена с открывающимся люком). Как видно на фото, раскада-
вание куска породы произошло не в вертикальной плоскости (по
рифам), а в горизонтальной, и так в подавляющем большинстве
случаев. Поэтому в верхней и средней части камеры дробления
размеры и форма рифлений практически не влияют на процесс
73
Рис. 2.34. Фотография раскалы-
вания куска, полученная скоро-
стной съемкой
дробления. Установлено, что в ниж- 1
ней части камеры дробления у вы- ;
ходной щели размеры и форма риф- :
лений существенно влияют на зер-
новой состав, форму зерен, произ-
водительность и расход энергии на
дробление, т. е. рифления вполне j
оправданы, хотя они и подвержены
интенсивному изнашиванию, особен-
но при дроблении высокоабразив-
ных пород.
Стремление увеличить срок служ-
бы плиты привело к созданию риф- ?
лений притупленной трапецеидаль-
ной формы (см. рис. 2.33, б). Такие
рифления применяют на отечествен-
ных дробилках со сложным движе-
нием щеки.
Рифления закругленной формы '
(см. рис. 2.33, г) также способ- '
сТвуют уменьшению износа, и их
используют некоторые зарубежные
фирмы.	!
Для увеличения срока службы рифлений предпринимали по-
пытки выполнить их самозатачивающимися, например рифления 1
с высокими параллельными гранями (см. рис. 2.33, д). По мере 1
изнашивания форма рифлений в какой-то мере будет сохраняться. I
Промышленная эксплуатация подобных плит показала, что куски I
дробимого материала застревают в узких щелях, препятствуя |
свободному движению материала вниз и тем самым снижая про- 1
изводительность. В настоящее время изготовление подобных 1
плит прекращено.	1
Было предложено очень много конструкций рифлений, на 1
первый взгляд суливших преимущества. Это разные по высоте 1
рифления, ступенчатое уменьшение, высоты рифлений книзу, j
плавное уменьшение высоты рифлений, расположение рифлений |
«в елочку» или зигзагом и др. Отметим еще варианты «комбини- 1
рованных» решений.	1
На рис. 2.35, а показана конструкция плит с поперечными I
рифлениями в верхних частях и продольными в нижних, что, по I
мнению авторов, должно способствовать лучшему захвату и 1
дроблению материала в верхней части камеры дробления и луч- I
шей разгрузке готового продукта внизу. Плиты, верхняя 1
часть которых гладкая, а нижняя имеет продольные рифления |
(рис. 2.35, б), казалось бы, отвечают сказанным соображениям 1
о необходимости рифлений внизу, где формируется готовый про- |
дукт, и нецелесообразности их в верхней и средней частях ка- 1
меры дробления, где они не оказыаают существенного влияния на |
74	1
I процесс дробления. Наконец, третий вариант, предложенный
фирмой Крупп для одной из моделей ударно-щековой дробилки
(рис. 2.35, в), — плиту на подвижной щеке выполнять с продоль-
ными, а на неподвижной щеке с поперечными рифлениями.
Теоретические и экспериментальные работы ВНИИстройдор-
маша позволили оценить все ранее предложенные решения и вы-
брать для отечественных щековых дробилок дробящие плиты
оптимальной конструкции.
Установлено, что наиболее целесообразным решением для
дробилок со сложным движением щеки являются симметричные
прямолинейные в основной части плиты о небольшими скосами
на концах с треугольными (рис. 2.36, а) и трапецеидальными
(рис. 2.36, б) рифлениями. Симметричные плиты позволяют пе-
реворачивать их, например, при изнашивании нижней части, что
существенно увеличивает общий срок службы плит.
Дробилки в зависимости от области применения следует ком-
плектовать дробящими плитами различных конфигураций и раз-
меров рифлений.
Для всех плит шаг t и высоту h рифлений рекомендуется опре-
делять по выражению t = 2h = b. Так как ширина b выходной
щели — величина переменная, то для определения оптимальных
параметров профиля рифлений для данной дробилки принимают
номинальное (или среднее) значение ширины щели.
Рифления трапецеидальной формы применяют для предвари-
тельного дробления в дробилках с приемным отверстием шири-
ной 250 и 400 мм. Рифления треугольной формы применяют для
предварительного дробления в дробилках с приемным отверстием
шириной 600 мм и более для окончательного дробления в дро-
билках всех типоразмеров.
Величины а и с для рифлений трапецеидальной формы дроби-
лок 250X400 и 250x900 равны соответственно 45 и 15 мм, для
дробилок 400x900 — 60 и 20 мм. Радиусы закруглений и и г2
для дробилок 400X900 и более равны соответственно 10 и 15 мм,
!• для дробилок меньших размеров примерно 5 и 10 мм.
Опорные поверхности дробящих плит должны плотно приле-
гать к телу станины и подвижной щеки. Неплоскостность опор-
ной поверхности плиты не должна превышать 2 мм на 1 м длины.
Поэтому на многих заводах-изготовителях опорные поверхности
подвергают механической обра-
ботке — строжке или грубому
шлифованию. Литые плиты для
дробилок небольших типораз-
меров вообще не подвергаются. -
[ механической обработке.
[ Для уменьшения веса плиты
i и площади опорной поверхно- а)	•)
t сти и, следовательно, объема ме- Рис. 2.35. Форма рифлений дробящим
ханической обработки на тыль- плит (продольный профиль)
75
Рис. 2.36. Рифления дробящих плит, принятые для отечественных дробилом ,
д-д
Рис. 2.37. Конструкция дробящей плиты отечественных щековых дробилок со
сложным движением
ной стороне плиты предусмотрены углубления — «карманыз
(рис. 2.37), объем и форму которых назначают, исходя из требо-
ваний к прочности и жесткости плиты, а также из соображений
лучшей термообрабатываемости. Каждую плиту оборудуют при- ,
способлениями для монтажа. Обычно в тело плиты при ее литье ;
пбмещают втулку с резьбой под рым-болт, вворачиваемый при
установке или смене плиты, или предусматривают специальную
петлеобразную канавку, в которую при монтаже заправляют
трос. Если плита составная, то все сказанное относится к каждой
ее секции. При монтаже дробящих плит крупных дробилок за-
вода «Волгоцеммаш» используют отверстия под крепежные болты. •
2.4. Методы расчета конструктивных параметров
Настоящий раздел содержит рекомендации по определению ]
основных параметров щековых дробилок, полученные на основе I
широкого круга исследований и изучения данных эксплуатации. |
Разработка конструкции щековой дробилки состоит из еле- |
дующих основных этапов: выбора типоразмера дробилки по за- 1
76 '	I
данным технологическим параметрам? выбора кинематической
к схемы? определения кинематических и конструктивных параме-
; т’ров; определения технологических показателей? прочностного
. расчета деталей и узлов.
При выборе кинематических и конструктивных параметров
определяют угол захвата, ход сжатия вверху и внизу камеры
дробления, частоту вращения эксцентрикового вала, продольный
> и поперечный профили камеры дробления (рассмотрены в пре-
[ дыдущем параграфе).
t При выборе кинематической схемы следует определять и
I учитывать и такие данные, как срок службы рабочих органов,
| размеры и массу машины.
| 2.4.1. Угол захвата
| Для построения профиля камеры дробления кроме ширины В
| приемного отверстия и ширины b выходной щели необходимо
; также определять угол а захвата — угол между неподвижной
". и подвижной щеками (рис. 2.38).
f Важность выбора правильного значения угла а захвата как
одного из основных параметров щековой дробилки неоднократно
? отмечалась многими исследователями. Обычно угол захвата
определяют, рассматривая силы, действующие- в камере дробле-
>; ния на кусок дробимого материала. Угол захвата должен обеспе-
чивать разрушению материала при сжатии, т. е. «захват» куска,
а не выталкивание его вверх.
На кусок, зажатый между щеками, действуют усилие Р и
I. равнодействующая R, причем А? = 2Р sin .
.V	*
Силы трения, вызванные сжимающими усилиями, равны fP
и действуют на кусок материала против направления выталки-
вающей силы, т. е. направлены вниз, как показано на рисунке
(массу куска из-за ее незначительности не учитываем).
При сжатии кусок материала,. не будет выталкиваться вверх,
если силы F, вызываемые силами трения,
будут больше или равны выталкивающей
силе Р:
F = fPcos-y; 2fPcos-y>J?;
2fP cos-j-> 2Р sin-у; fcos-^- sin-у;
Коэффициент f трения равен tg <p (где
<p — угол трения):
tg ф > tg или 2<р > а.
Рис. 2.38. Схема для определения угла захвата щеко-
вой дробилки
77
1
Рис. 2.39. Зависимость производитель-
ности. Q щековой дробилки от угла а
захвата
Значит нормальное дробле-
ние возможно, если угол за-
хвата равен или меньше двой-
ного угла трения.
Определенный по данной
; зависимости угол захвата не-
сколько больше, чем требуется
фактически для устойчивого
дробления материала. Это
объясняется тем, что опреде- .
ленный в лабораторных усло-
виях коэффициент трения ка-
менных материалов о сталь
f = 0,3 (тогда ф = 16° 40' и
а = 33° 20') не полностью учи-
тывает фактического характера
действия сил в камере дро-
бления.
Определить действительно необходимый для нормальной ра-
боты дробилки угол захвата представлялось весьма нужным,
так как при увеличении угла производительность дробилки сни-
жается, а при уменьшении увеличиваются размеры, а значит и
масса машины.
Испытаниями различных дробилок со сложным движением
щеки было установлено, что в дробилке с углом захвата 18° незна-
чительно снижается производительность при увеличении проч-
ности дробимой породы. В то же время на дробилке, имеющей угол
захвата 23° 30', отмечено резкое колебание производительности
в зависимости от прочности породы.
Для определения оптимального угла захвата были выпол-
нены специальные эксперименты, суть которых сводилась к сле-
дующему.
Угол захвата дробилки изменяли е определенным шагом.
В качестве исходного материала для опытов принимали гранит-
ную породу с кусками одинаковой крупности, но различным пре-
делом прочности (240, 270, 300 МПа). Особо обращалось внимание
на устранение всех прочих причин, способных оказать влияние
на изменение производительности. Результаты опытов приведены
на графике (рис. 2.39). Установлено, что имеет место значитель-
ное увеличение производительности при уменьшении угла захвата,
причем относительное увеличение тем больше, чем больше предел
прочности дробимой породы. Более подробно см. Б. В. Клушан-
цев. Выбор угла захвата для камнедробильных машин//Механи-
зация строительства. 1953. № lj И. Л. Водопьянов. Угол за-
^ата В *ве'ковых Дробилках.//Тр. ВНИИстройдормаша, 1970.
В результате данных экспериментов для дробилок со сложным
движением был рекомендован угол захвата 19°.
78
Рядом последующих исследований был подтвержден оптималь-
ный угол захвата в пределах 18—19° для дробилок со сложным и
о простым движением подвижной щеки. Имеются работы, уста-
навливающие корреляционную связь угла захвата с прочими
важнейшими параметрами щековой дробилки — ходом сжатия
и частей вращения эксцентрикового вала.
Эти работы представляют интерес для углубленного изучения
механизма дробилки.
2.4.2.	Ход сжатая
Ход сжатия в верхнем (SBJ и нижнем (<8'я)' сечениях камеры
дробления должны обеспечивать интенсивный процесс дробле-
ния по всей высоте камеры и отвечать эффективной совокупности
основных показателей процесса — производительности, степени
дробления, расхода энергии.
Многие исследователи высказывали рекомендации по необ-
ходимому ходу сжатия, основанные на анализе опытов по раздав-
ливанию образцов горных пород правильной формы на прессе,
т. е. в условиях, значительно отличающихся от условий разруше-
ния материала в камере дробления. При дроблении большая
часть энергии, затрачиваемой на деформации куска горной по-
роды, идет на обмятие его острых кромок, начальное уплотнение
и образование надежных площадок контакта. Поэтому ход сжа-
тия для дробления отдельных кусков или группы кусков непра-
’ вильной формы должен выбираться с учетом этих условий.
В результате специальных исследований, проведенных во
ВНИИстройдормаше сделаны следующие рекомендации для опре-
деления оптимального хода (см) подвижной щеки внизу.
для дробилок с простым движением щеки 8Н = 8 + 0,266-
для дробилок со сложным движением щеки 8Н = 7 + 0,106.
Необходимый ход (мм) сжатия в верхней части камеры дроб-
ления рекомендуется определять по следующим эмпирическим
формулам:
для дробилок с простым движением щеки
8В = (0,014-0,03) В,
где 0,01 В — минимально допустимый ход щеки, мм; 0,03 В — ход, обеспечиваю-
щий максимальную производительность верхней части камеры дробления, мм;
для дробилок со сложным движением щеки
8В = (0,06~-0,03) В,
где 0,03В — ход, обеспечивающий максимальную производительность верхней
части камеры дробления, мм; 0,06й — максимально рекомендуемый ход щеки,
мм.
Для дробилок, работающих с различной шириной выходных
щелей, ход сжатия снизу камеры дробления определяется по
наименьшей ширине щели.
79
2.4.3.	Частота вращения эксцентриковое, вала
В действительности каждой ширине выходной щели дробилки
соответствует определенная оптимальная частота п вращения
эксцентрикового вала (или, что то же, число качаний подвижной
щеки).
Экспериментально эта зависимость определена для диапазона
изменения ширины выходной щели 40 мм Ь < 200 мм, как
п — 475 — 21>, об/мин. Теоретически обычно рассматривают дви-
жение материала в нижней части камеры дробления при работе
щековой дробилки (рис. 2.40).
Пусть ширина b выходной щели равна е + ,$я, где е — рас-
стояние между дробящими плитами в момент их максимального
сближения; SH — ход подвижной щеки в нижней части камеры
дробления.
Предположим, что кусок дробимого материала, диаметр ко-
торого е + SB, при максимальном сближении плит вступил в кон-
такт с ними в месте, соответствующем своему размеру, т. е. на
расстоянии h от выходной щели. За время отхода подвижной щеки
от неподвижной кусок под действием силы тяжести должен успеть
опуститься на величину h и выйти из камеры дробления, т. е.
частота вращения эксцентрикового вала должна быть такой, чтобы
время t отхода подвижной щека из крайнего левого положения
в крайнее правое было равно времени, необходимому для прохож-
дения свободно падающим телом пути h.
Если частота вращения вала дробилки будет больше необхо-
димой, то кусок материала не успеет выпасть из дробилки и вто-
рично вступит в контакт с дробящими плитами в каком-то про-
межуточном положении. Если же частота будет меньше необхо-
димой, то уменьшится число выиадаемых кусков в единицу вре-
мени и стало быть — уменьшится производительность дробилки.
Следовательно, существуют определенные
оптимальные значения скорости движения
подвижной щеки или частоты вращения экс-
центрикового вала щековой дробилки. При
увеличении или уменьшении скорости тех-
нико-эксплуатационные показатели дробил-
ки могут ухудшаться.
Если эксцентриковый вал совершает п
оборотов в секунду, а время отхода щеки
равно времени половины оборота, то
I 8
t	.
2 п
Из рис. 2.40 следует, что h	а,
где а — угол захвата.
Рис. 2.40. Схема определения частоты вращения
эксцентрикового вала и производительности щековой
дробиляи
80
Путь, пройденный телом за время ?,
h -
где g — ускорение свободного пьденкя»
Приравняв значения /г, получим
s__ —откуда t — I/ ———-
2 tgcx ’	~	» g Щ a
и окончательно частоту вращения вала в секунду
i	>Г I tgcc
”	2	 УЗ,. •
В формуле не учтены некоторые факторы, сопутствующие про-
цессу дробления, а также конструктивные особенности машины.
Например, не учтены силы трения кусков материала один о дру-
гой и о дробящие плиты, возникающие при опускании кусков
ВНИИстройдормаш предложил следующие эмпирические за-
висимости для расчета частоты вращения вала в сек сяду для дро-
билок со сложным и простым движениями подвижной щеки с уче-
том необходимых поправок:
для дробилок с приемным отверстием шириной 600 мм и ме-
нее п — 17Zr°-3, об/с;
для дробилок с приемным отверстием шириной 900 мм и более
п — 13b'0’3, об/с.
Полученные значения частоты вращения эксцентрикового
вала корректируют с учетом требуемой долговечности <юдшн я ли-
ков эксцентрикового узла и предельно допустимой неуравнове-
шенной силы инерции
2.4.4.	Проверка значений выбранных параметров
При конструировании щековых дробилок, рассчитанных по
приведенным рекомендациям, значения параметров (хода сжатия,
частоты вращения вала, угла захвата) необходимо сопоставляла
с данными анализа фактической траектории движения недвижной
щеки.
В специальной технической литературе содержатся некоторые
рекомендации по' данному вопросу (И. Л. Водопьянов. .Ояреде че-
ние критического числа оборотов вала щекоэых дробилок'/Обе-
рудование для нромышленности строителе.ных материалов. М.:
ЦНИИТЭстроймаш, 1968. Вып. 2). Остановимся на методах ана-
лиза кинематики дробилок со сложным движением подвижкой
щеки.
Графический анализ кинематики выполняю-)’ ытен поел роения
траектории движения какой-либо точки подвижной щеки в уве-
личенном размере известным м«подом шаблонов, где дуги -
ших размеров заменяют прямыми линиями. Для этть- -.нр-оят
в масштабе кинематическую схему дробилке <1}нщ. 2.4.1, <') и
hl
в крупном масштабе окружность радиусом, равным эксцентри-
ситету вала, которую делят на произвольное число частей, в дан-
ном случае 12 (рис. 2.41, б).
Движение точки В, общей для подвижной щеки и распорной
плиты, происходит по дуге окружности радиусом ВС. Эту дугу
заменяют прямой линией, проведенной перпендикулярно рас-
порной плите ВС и секущей окружность в произвольном месте.
Так как точка В жестко связана с точкой А, движущейся по окруж-
ности, то из положений точки А на окружности проводят прямые,
перпендикулярные звену АВ до пересечения с линией движения
точки В.
Таким образом получены положения точки В на прямой ее
движения. Для построения траектории движения точки D, при-
надлежащей рабочей поверхности подвижной дробящей плиты,
строят треугольники АгВ;Оь подобные треугольнику ABD кине-
матической схемы дробилки, и соединяют полученные точки D.
Построив траекторию движения точки подвижной дробящей
плиты, анализируют движения кусков материала в камере дроб-
ления под действием гравитационных сил и оценивают характер
их взаимодействия с поверхностью дробящей плиты.
Для этого рассмотрим движение материала через некоторое
сечение камеры дробления МСв (рис. 2.42, а), перпендикулярное
биссектрисе угла захвата. Через точки Е траектории подвижной
дробящей плиты проводят линии, соответствующие положению
плиты в определенные моменты поворота эксцентрикового вала.
Пересечение этих линий с линией Д4Св дают расстояния MlCi
82
между подвижной и неподвижной плитами в этом сечении в опре-
деленные моменты времени. График изменения этого расстояния
за один оборот вала приведен на рис. 2.42, б.
По вертикали отложено время одного оборота вала, по гори-
зонтали расстояния Л1гСг. Кривая / перемещения подвижной
дробящей плиты соединяет точки С,-. Через рассматриваемое се-
чение при отходе плиты могут проходить частицы материала раз-
мером от d' до D', движущиеся под действием сил гравитации.
Путь, яроходимый частицами за время одного оборота вала дро-
билки (KKi, К.К.ъ, KKi2), определяют по формуле
где li — вертикальная составляющая пути перемещения частиц под действием
начальной скорости их движения, по данным И. Л. Водопьянова для дробилок
со сложным движением щеки эта скорость равна половине скорости точки Е
в момент освобождения материала (от йц до Z)12) для дробилок с простым движе-
нием щеки li = 0; tt — время движения частицы.
На расстоянии KKt от сечения МСв до верхней части камеры
дробления располагаются частицы все увеличивающихся раз-
меров MiNt. Откладывая эти размеры в соответствующие мо-
менты времени движения вниз и соединяя точки Nt, получим
кривую 2 изменения крупности частиц, проходящих через иссле-
дуемое сечение во времени. Пересечение кривых 1 и 2 является
моментом встречи частицы материала с подвижной плитой.
Рис. 2.42. График определения момента встречи куска материала с подвижной
щекой (построен И. Л. Водопьяновым)
83
Рис. 2,43. Расчетная схема движения подвижной щеки
Таким образом, частица материала размером M9Ne входит
в контакт с плитой в точке Св, и, значит, часть хода сжатия, рав-
ная Д5Н не участвует в дроблении.
При правильно подобранной частоте вращения вала частица
входят в контакт с плитой в точках, расположенных ближе к край-
ней точке Св, т. е. ход сжатия используется более полно и эффек-
тивность дробления возрастает.
Рассмотрение особенностей траектории движения рабочего
органа может быть выполнено аналитически, для чего, пользуясь
расчетными схемами (рис. 2.43), составляют уравнения движе-
ния точек подвижной дробящей плиты [12].
На схеме точка В — шарнир, соединяющий распорную плиту
с подвижной щекой;’О — ось эксцентрикового вала; ОА = г —
эксцентриситет вала; АВ — расстояние от шарнира А до шар-
нира В = р; А — шарнир, соединяющий эксцентриковый вал
с подвижной щекой; D — произвольная точка на поверхности
подвижной дробящей плиты.
При построении схемы и составлении уравнений используют
обычные в таких случаях упрощения: движение точек подвижной
щеки и дробящей плиты относительно шарнирных соединений А
и В и траектория движения шарнира В считается прямолиней-
ными.
Перемещение точки А относительно точки В при повороте
эксцентрикового вала на угол <р
е /1 — cos ф . .	\
‘S^==r(~w^ + sin(p)>
а произвольной точки D на дробящей плите относительно точки В
с ___ с BD
— Ьдв дй •
Абсолютное перемещение точки В
о,	sinp0 /•
Тогда уравнения движения точки D в проекциях на оси х
и у будут
S1H (Ро ?)» SDy — & В-C0S Фо ?)
ИЛИ
BD /I — COS ф ,	\ , ZO I \
х°^гва\	s п ф /sin
Уп
I — cos ф
sinp0
BD С 1 — cos q1 .
ГВА V^g₽7~‘T
Sin ф ) COS (po i у),
где у — угол, определяющий положение точки D.
Анализ полученных уравнений позволяет сделать следующие
выводы: при изменении эксцентриситета г получаются геометри-
чески подобные траектории движения подвижной щеки; при изме-
нениях наклона распорной плиты, приводящих к уменьшению
угла р0, пропорционально уменьшается наклон к горизонту боль-
шой оси эллипса траектории движения точек подвижной дробя-
щей плиты (первый эффект) и увеличиваются оси этих траекторий
(второй эффект). Первый эффект приводит к уменьшению верти-
кальной составляющей траектории, а значит и к соответствующему
увеличению срока службы дробящих плит, но вызывает увеличе-
ние нагрузок на эксцентриковый вал. Оба эффекта приводят
к увеличению хода сжатия, и, значит, чтобы оставить ход сжа-
тия в ранее выбранных пределах, нужно уменьшить эксцентри-
ситет вала, что выгодно для механизма дробилки.
При конструировании дробилки весьма важно найти оптималь-
ные основные параметры с помощью приведенных рекомендаций.
Например, при модернизации дробилок со сложным движением
подвижной щеки, выпускаемых Выксунским заводом ДРО, кон-
структоры завода снизили вертикальную составляющую траекто-
рии движения подвижной щеки,1 уменьшив утл захвата и по-
добрав необходимые ход сжатия и эксцентриситет тыщ. Хотя
высота дробилки и, значит, ее масса песколыс• увеличились, мо-
дернизация в целом дала значительный экономический эффект,
так как срок службы дробящих плит существенно увеличился.
2.5.	Расчеты нагрузок в основных элементах
2.5.1.	Определение усилий дробление,
Усилия дробления являются основной игх-.щын: величиной
для прочностного расчета дробилки, характеризующей надеж-
ность и экономичность конструкции. Определен и-о у;  шй дро-
бления в щековой дробилки бы.чи посвящены ЩЮШ ДДЫС во
ВНИИстройдормаше исследования.
С помощью электрических тензометре н и  действи-
тельные силы, действующие на детали и узлы щековой дробилки
при дроблении прочных горных пород. Для этого создавали спе-
85
Рис. 2.44. Станина дробилки 250x900 мм, оборудованная для установки месдоэ
циальные месдозы, а детали опытных дробилок переделывали с уче-
том размещения измерительных устройств в необходимых местах.
На рис. 2.44 приведена станина дробилки со сложным движе-
нием подвижной щеки с приемным отверстием размерами 250 х
х900 мм. В передней коробчатой стенке станины проточены шесть
сквозных отверстий. В отверстия вставляли стаканы с месдозами,
и таким образом неподвижная дробящая плита опиралась не на
стенку станины, а на два пояса месдоз (верхний и нижний).
На более крупных дробилках, например дробилках с прием-
ным отверстием размерами 600 х900 мм, в пазы дробящей плиты
вставляли месдозы, рабочим элементом которых являлся шар
диаметром 50 мм из подшипниковой стали (рис. 2.45). На ш^ре
прошлифован поясок, на который приклеены датчики. Такая
месдоза при сравнительно малых размерах выдерживала большие
нагрузки.
Для замера усилий, действующих на распорную плиту дро-
билки, последнюю заменяли специальной тензометрической пли-
‘.Рис. 2.45. Месдоза для замера усилий
дробления:
Ч шар: 2 ~ подпятинк; 3 >- хомутик;
* резиновое кольцо; 5 резиновый
Шланг
86
той. Все тензометрические ус-
тройства перед установкой та-
рировали на прессе.
На ленту осциллографа
одновременно записывались по-
казания тензометров, а также
отметки времени и частота
вращения эксцентрикового ва-
ла дробилки.
На рис. 2.46, а приведена
схема дробилки с указанием
мест замера усилий. На валу
дробилки размещены датчики 3
замера крутящих моментов.
Неподвижная дробящая плита
J
4
Рис. 2.46. Замер усилий дробления в щековой дробилке:
а — схема дробилка; 1 — нижний пояс месдоз; 2 — верхний пояс месдоз; 3 — датчики
на шейке вала; 4 — датчики иа распорной плите; б — конструкция месдозы; 1 — датчики
иа стержне; 2 — стержень; 3 — стакан; 4 — шар; 6 — подпятник; 6 — пробка
опирается на верхний 2 и нижний 1 пояса месдоз. На распорную
плиту установлены датчики 4 для замера действующих на нее
усилий.
Для расчета дробилки на прочность требуется, в первую
очередь, определить общее усилие, действующее в механизме
дробилки при дроблении материала, т. е. равнодействующую
силу Q и точку ее приложения. Проведенные эксперименты позво-
лили получить такие данные.
На основании обработки осциллограмм проф. В. А. Бауман
пришел к выводу, что при дроблении в щековых дробилках куски
материала испытывают все виды нагрузок (сжатие, изгиб, растя-
жение), но основным видом является напряжение растяжения,
от которого и происходит разрушение куска материала.
Согласно теории упругости напряжение (МПа) растяжения по
сечению куска
ор = 2P/(xFQ),
где Р — сила сжатия, Н; Fa — площадь разрыва, м2.
Принимая условно все дробящее пространство заполненным
кусками шарообразной формы, получаем суммарную нагрузку
(Н) на дробящую плиту
фдроб =
где Д — коэффициент, учитывающий разрыхление и одновременность раздавли-
вания в пределах одного оборота вала; F — активная площадь дробящей плиты
(без скосов), м2.
87
R
Рнс. 2.47, Примерная схема определения усилий, действующих на звенья дро-
билки:
а — со сложным движением; б с простым движением
Дробилки необходимо рассчитывать на максимально допусти-
мый по ГОСТу предел прочности дробимого материала при сжа-
тии, т. е. 300 МПа.
Эксперименты показали, что для данных условий коэффи-
циент К = 0,3, а удельное усилие дробления р — Лл2ар/8 =
= 2,7 МПа. Тогда общее усилие дробления (?дроб = 2,7F МН,
а с учетом рекомендуемого коэффициента запаса прочности, рав^
ного 1,5,
0дроб = 1,5-2,7Г « 4F.
Эксперименты показали, что нагрузка на дробящую плиту
распределяется практически равномерно, а равнодействующую
нагрузку следует принимать приложенной к середине дробящей
плиты и направленной перпендикулярно к ней.
На рис. 2.47 изображены примерные схемы для определения
усилий, действующих на звенья дробилки со сложным и простым
движением щеки.
Сила Q, действующая на подвижную щеку, является равно-
действующей. Продолжая линию действия равнодействующей до
пересечения с линией действия распорной плиты и соединив затем
полученную точку с осью эксцентрикового вала или осью под-
вески щеки, получаем направления сил, действующих на основ-
ные звенья дробилки, а по осциллограммам — их значения;
R — усилие, воспринимаемое эксцентриковым валом, осью под-
вески и подшипниками данных узлов, Т; S — усилия, восприни-
маемые распорными плитами и регулировочным устройством;
Р — нагрузка на шатун и эксцентриковый вал дробилки с про-
стым движением щеки; М — касательная нагрузка на вал дро-
билки со сложным движением щеки.
Более подробные проведенные во ВНИИстройдормаше иссле-
дования усилий, действующих в дробилке со сложным движе-
нием подвижной щеки, позволили внести некоторые поправки
в рассмотренную расчетную схему [41. Эксперименты проводи-
88
лись на серийной дробилке СМД-116 с загрузочным отверстием
размерами 250 Х400 мм.
Отмеченная особенность данных дробилок, а именно неодно-
временностй взаимодействия верхней и нижней части дробящей
плиты с дробимым материалом, значительно влияет на направле-
ние равнодействующей силы и место ее приложения. Дроблению
подвергался гранит с пределом прочности на сжатие 200—230 МПа.
На рис. 2.48 показаны полученные положения равнодейству-
ющих и их значения при различных углах поворота эксцентри-
кового вала за один оборот.
Как видно, на дробящую плиту действует переменная равно-
действующая. Вначале характерна большая составляющая уси-
лия, действующая вдоль плиты вниз. При угле поворота вала 90°
нормальная составляющая усилия дробления равна 200 кН,
а составляющая, действующая вниз, равна 65 кН. Далее от 90°
до 200° положение равнодействующей перемещается к середине
дробящей плиты. При угле поворота 150° равнодействующая
расположена нормально к поверхности дробящей плиты. При
усилии примерно в 500 кН равнодействующая имеет максималь-
ное значение при угле поворота вала 195°, при этом составляющая
сила вдоль плиты направлена вверх и равна 162 кН, т. е. 32,4%
максимального значения.
Тангенциальные силы, действующие вверх и вниз по дробя-
щей плите, весьма значительны, и их следует учитывать при
расчете элементов дробилки, особенно узла эксцентрикового
вала. Расчет подшипников эксцентрикового вала показывает, что
при учете этих сил коэффициент эквивалентной нагрузки единич-
ного цикла дробления следует принимать равным 0,292, т. е. на ,
26,5% больше, чем если учитывать только нормальную состав-
ляющую усилий дробления.
Итак, известно исходные данные, т. е. общие усилия, дей-
ствующие в основных звеньях механизма щековых дробилок
и точки их приложения. Дальнейший расчет деталей на проч-
Рис. 2.48. Уточненная схема положений равнодействующей и ее значения
89
ность производится по общим правилам технической механики
и не вызывает затруднений. Поэтому далее даны только общие
рекомендации по расчету элементов дробилок, отражающие спе-
цифику конструкции машин или процесса дробления.
Еще раз отметим, что дробильная машина должна быть не
только прочной, т. е. длительно выдерживать большие динамиче-
ские нагрузки без разрушения каких-либо элементов, но и жест-
кой, т. е. упругая деформация элементов конструкции должна
быть минимальной.
Аналитические расчеты показали, что суммарная упругая
деформация элементов серийных дробилок под воздействием сил
дробления, приведенная к середине камеры дробления, составляет
10—15% хода щеки в той же точке.
Имеется ряд работ, отмечающих ухудшение технико-эксплуа-
тационных показателей щековой дробилки при недостаточной
жесткости ее конструкции. Р. А. Родин [191 отмечает, что при
повышенной упругой деформации готовый продукт содержит
большее число зерен лещадной формы, что нежелательно. По его
мнению «...дробилка должна обладать максимальной целесооб-
разной жесткостью, чтобы обеспечить невысокую упругую де-
формацию». В работе А. И. Косарева и Н. С. Овчаренко [13]
отмечается, что потери энергии на работу упругой деформации
и сил трения составляют соответственно 35,0 и 27,5%.
В работе А. И. Загудаева и Г. А. Ревзина [51 приведены дан-
ные о падении производительности, степени дробления и увеличе-
нии удельного расхода энергии при уменьшении жесткости кон-
струкции дробилки. По их мнению, при конструировании дро-
бильных машин жесткость должна учитываться и, следовательно,
нормироваться.
Каких-либо конкретных рекомендаций по уровню или пре-
делу жесткости пока не разработано. Однако совершенно ясно,
что неоправданную потерю хода сжатия и энергии двигателя на
деформацию конструкции необходимо свести к минимуму.
2.5.2.	Расчет основных элементов конструкции
Станина представляет собою сварные или литые рамы, точный
расчет которых представляет значительные трудности. Обычно
для приближенного определения средних напряжений, возника-
ющих в станках станины, ее рассчитывают как плоскую раму.
Более современный и более точный расчет прочности и жесткости
станины выполняют по рекомендованному сотрудниками ВНИИ-
стройдормаша методу конечных элементов [241.
Эксцентриковый вал подвергается изгибу и кручению, и его
рассчитывают на выносливость по напряжениям, возникающим
при рабочих нагрузках, и на прочность по напряжениям, возни-
кающим при попадании в камеру дробления недробимого тела [6].
Подшипники подвергаются воздействию нагрузки, величина и
характер которой изменяется так же, как и усилие дробления от
90
интенсивности загрузки и физико-механических свойств дробимой
породы.
В формулах
Qskb = шах “Ь И1/4шах) ^Сэ’> (^/0	~ ~7j v v ’
ЧзквЛсгЛт
где Сэкв — эквивалентная нагрузка на подшипник; Кк—коэффициент, харак-
теризующий зависимость срока службы подшипника от того, какое кольцо вра-
щается относительно вектора нагрузки; Ртзх — максимальная радиальная на-
грузка иа подшипник, Н; т — коэффициент, учитывающий неодинаковое влия-
ние радиальной и осевой нагрузки на срок службы подшипника; Лшах — макси-
мальная осевая нагрузка, Н; Кз—коэффициент, учитывающий непостоянство
действия максимальной нагрузки; п — частота вращения вала дробилки, об/мин;
h — срок службы подшипников, ч; с— коэффициент, характеризующий работо-
способность подшипника; Ка—.коэффициент, учитывающий влияние характера
нагрузки на срок службы подшипника; — коэффициент, учитывающий влия-
ние температурного режима работы,
при определении эквивалентной нагрузки и срока службы под-
шипников рекомендуются следующие значения коэффициентов:
для щековых дробилок Кк = 1, Ка = 2,	= 1у
для подвижной щеки и шатуна Кэ = 0,08-4-0,12;
для коренных подшипников Ка = 0,14 -4- 0,18.
Подвижную щеку и шатун рассчитывают как балку, с одной
стороны закрепленную шарнирно, с другой — опирающуюся на
распорную плиту.
Чаще всего при попадании в камеру дробления недробимого
тела нагрузка приложена в нижней части щеки. Рассчитывать
в этом случае следует на предельную прочность (по пределу теку-
чести) .
Коэффициент запаса прочности рекомендуется принимать а =
== 1,5-ь2,5.
В дробилках с простым движением щеки шатун нагружен,
как правило, растягивающими усилиями. Однако при различных
углах между осью шатуна и осями передней и Задней распорных
плит в нем появляется изгибающий момент, в некоторых случаях
довольно значительный. Обычно при проектировании дробилки
эти углы стремятся сделать одинаковыми. Однако при изменении
ширины выходной щели и при компенсации износа дробящих
и распорных плит они могут изменяться в значительных пределах,
что необходимо учитывать при расчете. В остальном расчет шатуна
не отличается от расчета щеки.
В механизме регулирования выходной щели в дробилке со слож-
ным движением щеки ползун легко рассчитывают как балку на
двух опорах, нагруженную равномерно распределенной нагруз-
кой. Наиболее неблагоприятным случаем для ползуна следует
считать положение, когда клинья механизма раздвинуты, а опор-
ные реакции клиньев приняты сосредоточенными.
Следует также провести проверочный расчет клиньев и стяж-
ного винта на растяжение и на срез резьбы.
91
Рис. 2.49. Схеиа изменения крутящего
момента:
а — применяемое изменение крутящего
момента; б — фактическое изменение кру,
гящего момента; ф угол поворота вала
Распорная плита работает
в условиях пульсирующего
цикла нагружения при рабочей
нагрузке и мгновенно возра-
стающих нагрузках при попа-
дании в дробилку недробимого
тела. В связи с этим распор-
ную плиту необходимо рассчи-
тывать на предельную проч-'
ность и на выносливость.
В общем случае распорная плита испытывает внецентренное
сжатие, которое возникает в результате нарушения правильности
взаимного расположения опорных сухарей распорной плиты при
изменении выходной щели дробилки, а также вследствие изнаши-
вания распорных плит и сухарей. Тогда напряжения в распор-
ной плите
S , Se
а — F W ’
где S — усилие, сжимающее распорную плиту; F— площадь расчетного сече-
ния; е — эксцентриситет приложения нагрузки (расстояние от центра тяжести
расчетного сечения до линии действия силы); IT — момент сопротивления се-
чения.
Коэффициент запаса прочности предохранительных распор-
ных плит при рабочей нагрузке следует принимать а = 1,5,
а для распорных плит, не являющихся предохранительными,
а — 2 л-2,5.
В предохранительном устройстве определяют крутящий момент
на валу, при котором должно сработать предохранительное
устройство, исходя из номинальной мощности электродвигателя
дробилки.
Приближенно принимаем, что в течение половины оборота
вала дробилки крутящий момент изменяется по линейному закону.
В этом случае средний момент электродвигателя приближенно
будет равен 1/4Мп1ах, где Л4тах — максимальный крутящий
момент при рабочей нагрузке. Однако принятая нами диаграмма
нагружения отличается, от фактической (рис. 2.49), и поэтому
в расчет вводится коэффициент наполнения диаграммы, который
рекомендуется принимать равным 1,75. Кроме того, предохрани-
тель должен сработать только при 1,5-кратной перегрузке. В связи
о этим расчетный момент
Afp = 4-l,75-l,5Afcp= 10,5Мср,
где Л1ср— номинальный рабочий момент, соответствующий установленной мощ-
ности электродвигателя дробнлки.
92
Следует отметить, что данный расчет является весьма при-
ближенным, и его необходимо уточнить при испытании конкрет-
ного опытного -образца дробилки.
2.5.3.	Уравновешивание сид инерции
Силы инерции механизма дробилки уравновешивают с по-
мощью противовесов, которые обычно выполняют как приливы
на ободе маховиков или крепят к ободу маховиков болтами как
отдельные детали.
Для определения массы противовесов и места их установки
предварительно строят полярную диаграмму суммарной силы
инерции механизма дробилки. Суммарная сила инерции механизма
может быть найдена путем геометрического сложения векторов
сил инерции, действующих на звенья механизма дробилки, кото-
рые, в свою очередь, определяют с помощью кинетостатического
расчета механизма дробилки.
Силы неуравновешенных масс дробилки можно представить
в виде эллипса (рис. 2.50), причем вектор ее вращается неравно-
мерно. Поэтому при геометрическом сложении сил инерции,
развиваемых механизмом дробилки и вращающимся противо-
весом, останутся неуравновешенные силы, которые невозможно
уравновесить одним вращающимся противовесом.
Необходимую силу инерции и место расположения противо-
веса можно выбрать, накладывая на полярную диаграмму сил
инерции различные варианты сил инерции вращающегося про-
тивовеса, причем место расположения противовеса нужно подо-
брать так, чтобы силы, оставшиеся неуравновешенными, были
наименьшими и имели направление, близкое к вертикали, так как
горизонтальные составляющие неуравновешенных сил инерции
труднее погасить и они вызывают боль-
шие колебания дробилки. Вертикальные
силы гасят надежным креплением дробил-
ки к основанию (фундаменту).
Наиболее целесообразной формой про-
тивовеса является сегмент, так как центр
его тяжести находится наиболее близко
к наружному радиусу, и поэтому массу
его можно делать меньше, чем масса про-
тивовесов другой формы.
. Для определения конструктивных
размеров такого противовеса рекомен-
дуется формула
,	406,2
slni₽ = -2^- К
Рис. 2.50. Полярная диаграмма сил инерции
93
где <р — половина центрального угла сегмента; R — внутренний радиус обода,
к которому прикреплён противовес, см; — сила инерции, которую должны
развивать противовесы (по обеим сторонам дробилки), Н; Л— толщина проти-
вовеса, см; у — плотность материала противовеса, г/см3; п — частота враще-
ния шкива (маховика), об/мин.
Определив по этому уравнению значение половины централь-
ного угла ф сегмента, легко определить все остальные размеры
противовеса.
Максимально допустимые значения неуравновешенных сил
установлены на Выксунском заводе ДРО (А. Г. Алехиным,
И. Л. Водопьяновым) и определяются по следующим зависимо-
стям:
для дробилок со сложным движением щеки, предназначенных
для стационарных заводов,
Рв “ 2.6G;
для дробилок со сложным движением щеки, предназначенных
для передвижных агрегатов,
Рв «2,10; ’
для дробилок е простым движением щеки
Рв 1,20,
где Рн — максимально допустимая неуравновешенная сила инерции дробилки,
кН; G — вес дробилки, кН.
2.5.4.	Расчет маховых масс
В щековой дробилке работа дробления совершается как за
счет энергии двигателя, так и за счет кинетической энергии ма-
ховика. Угловая скорость маховика падает при этом с <ошах до
<вш1п. При холостом ходе энергия двигателя расходуется лишь
на увеличение кинетической энергии маховика и угловая скорость
последнего возрастает с <от1п до <отах. Колебания угловой ско-
рости задаются степенью б неравномерности вращения маховика,
которую для щековых дробилок принимают в пределах 0,015—
0,035:
б = (^щах ®пип)/®ср>
где ®ср — средняя угловая скорость, ®ср= («Отш + шшах)/2.
Если известна мощность двигателя ЛГДВ, то работа (Дж),
затрачиваемая на дробление за один оборот вала,
А = Л/двП/п,
где Удв — мощность двигателя, Вт, т] — КПД дробилки, обычно q = 0,65-г-
0,85; п — частота вращения эксцентрикового вала, об/с.
Энергия (Дж), накапливаемая маховиком за время холо-
стого хода, равна половине работы дробления:
Р_ А _ ^двт]
с ~ 2	20~~‘
94
Вместе с тем энергия, накапливаемая маховиком, может быть
определена из зависимостей и положений теоретической механики:
Р _	^шт1п __ г ®тая шт1п
Е ~	2	2	“ J 2
ИЛИ
Е =	= J (2лп)2 8 = J4n2n28; J — /7(4л2п26),
где J — момент инерции маховика, кг-м2.
Для практических расчетов удобнее пользоваться выраже-
нием, включающим конструктивные параметры маховика, а
именно маховым моментом:
J = ——, откуда /пОа = 4 J,
где т — масса маховика, кг; D — приведенный диаметр маховика, м.
Тогда выражение для определения необходимого махового
момента маховика дробилки
/пО2 =
2л2п28 ’
На щековых дробилках обычно устанавливают два маховика,
один из которых является приводным шкивом: В практике ма-
шиностроения мнение о необходимости двух маховиков на щеко-
вой дробилке до последнего времени было бесспорным, й отече-
ственные заводы, а также многие иностранные фирмы до сего
времени применяют именно такое решение.
Как было отмечено на дробилках «Кью-Кен», впервые шкив-
маховик установлен с одной стороны эксцентрикового вала. На дру-
гой стороне установлен привод масляного насоса.
Автором во ВНИИстройдормаше проведены тензометрические
замеры крутящих моментов, возникающих на шейках вала
дробилки от шкива-маховика и маховика на холостом ходу
и при дроблении, причем способ соединения электродатчиков
в измерительный мост позволял регистрировать чистое скручи-
вание шеек вала, исключая влияние деформации вала от прочих
нагрузок.
На рис. 2.51 приведены схемы осциллограммы записи работы
маховиков. На основании анализа
этих схем можно сделать следу-
ющие заключения.
При работе дробилки без загруз-
ки кривая /, характеризующая
крутящий момент ведомого ма-
ховика, незначительно колеблется
по отношению к нулевой линии
О—0. Кривая 2, характеризующая
крутящий момент ведущего махови-
ка, также совершает небольшие
Рис. 2.51. Схема записи работы
маховиков
95
колебания по отношению к линии х—х, имеющей от нулевой
линии 0—0 постоянную положительную ординату k, вызван-
ную работой двигателя по преодолению сил трения в механизме
дробилки при холостом ходе. Отмеченные колебания объясняют-
ся затратой работы на сжатие натяжной пружины.
При раздавливании дробимого материала крутящий момент
на шейках вала резко увеличивается как со стороны шкива-
маховика, так и ведомого маховика. Ордината k + I, характери-
зующая крутящий момент шейки у шкива-маховика, вызвана
кинетической энергией маховика и работой электродвигателя.
Ордината т—п шейки у ведомого маховика характеризует кине-
тическую энергию этого маховика.
При отходе подвижной щеки крутящий момент на шейке у шки-
ва-маховика снижается до ординаты k. Ведомый маховик, вос-
полняя потерянную энергию, вызывает крутящий момент, напра-
вленный в обратную сторону (ордината п). Таким образом, со
стороны шкива-маховика шейка вала всегда имеет положитель-
ный крутящий момент, направленный в сторону вращения вала;
момент на шейке вала у ведомого маховика бывает направлен
как в сторону вращения, так и в сторону, обратную вра-
щению.
Сравнивая ординаты, видим, что полный размах т колебания
ведомого маховика составляет около 0,7 полного размаха колеба-:
ний шкива-маховика, а полезный (в сторону вращения) крутящий
момент шейки у ведомого маховика т—п составляет около 30%
момента на шейке у шкива-маховика.
Из сопоставлений видно, что шейки вала дробилки нагружены
неравномерно, причем со стороны шкива-маховика нагрузка
в 3 раза больше нагрузки со стороны ведомого маховика.
Подсчет работы маховиков по площадям на осциллограммах
позволил установить, что полезная работа ведомого маховика
составляет примерно 25% суммарной работы маховиков и дви-
гателя. На дробилках средних размеров массы обоих маховиков
равны, следовательно, работа, совершаемая ими, также одинакова.
Суммарная работа маховиков при дроблении материала состав-
ляет около 50% общей работы маховиков и электродвигателя.
Значит оборудование щековых дробилок вторым (ведомым)
маховиком больших размеров и массы, совершающим, как пока-
зано, незначительную работу, необязательно. Два маховика целе-
сообразны только тогда, когда оба являются ведущими (на время
пуска), как это имеет место на некоторых щековых дробилках
крупного размера.
Учитывая, что в результате оборудования дробилок одним
маховиком можно получить некоторую экономию металла и умень-
шить ширину машины, а также значительно улучшить удобство
обслуживания, Выксунский зарод ДРО начал выпуск щековых
дробилок с одним шкивом-маховиком. Так как дробилки дан-
ного завода часто размещают на передвижных установках, то
96
на противоположной стороне эксцентрикового вала располагают
противовес для динамичного балансирования дробилки.
Конец вала с противовесом защищен кожухом.
2.6.	Расчеты производительности и мощности двигателя
Определение производительности. При выводе формулы про-
изводительности принимали, что материал из выходной щели
дробилки разгружается только при отходе подвижной щеки;
при этом за один оборот вала из дробилки выпадает некоторый
объем материала, заключенный в призме высотой h (сМ. рис. 2.40).
Тогда при частоте п вращения вала производительность (м8/ч)
<2 — 60 on.
Подсчитанная по данной формуле производительность в боль-
шинстве случаев значительно отличается от фактической.
Анализ предложенных за последнее время формул и эмпири-
ческих зависимостей показал, что они не учитывают в полной
мере все необходимые конструктивные параметры машин и по-
этому не делают метод расчета более надежным.
Б. В. Клушанцевым были проведены специальные экспери-
менты для изучения характера разгрузки дробилки, суть которых
сводилась к следующему. В непосредственной близости от вы-
ходной щели дробилки расположен конвейер, на ленте которого
установлены бортики, делящие ленту на равные пронумерован-
ные ячейки. Скорость ленты конвейера обеспечивала прохожде-
ние трех ячеек за один цикл работы дробилки (ход сжатия +
+ отход щеки). Для определения моментов совпадения начала
ячеек с крайними точками хода подвижной щеки, а также визу-
ального наблюдения за характером разгрузки, процесс выпада-
ния материала из выходной щели снимали на кинопленку с по-
мощью скоростной камеры. На рис. 2.52 приведены схема стенда
и результаты экспериментов.
Было установлено, что разгрузка щековой дробилки проис-
ходит непрерывно с различной интенсивностью, причем во время
хода сжатия разгружается примерно 40%, а при отходе подвиж-
ной щеки 60% материала. Большое влияние на производитель-
ность имеет ход сжатия на всех уровнях камеры дробления и не
только внизу у выходной щели. Изменение в определенных пре-
делах какого-либо главного параметра дробилки вызывает прак-
тически пропорциональное изменение производительности дро-
билки [9].
Если Vt — объем материала, разгружаемый из дробилки за
один оборот вала, V — полный объем камеры дробления, т —
число оборотов, необходимое для разгрузки полного объема, то
Vt « V/m.
4 КлУша нцев В. В. я др.
97
Рнс. 2.52. Схема стенда контроля разгрузки дробилки:
I расположение кадра скоростной киносъемки
Тогда производительность (м3/с) дробилки' при частоте п
вращения вала (об/с)
Q = Vn/m.
Объем V определяют по геометрии камеры дробления кон-
кретной машины.
При принятых на рис. 2.40 обозначениях полный объем ка-
меры дробления
V = 0,5 (В 4- b) HL,
где Н—высота камеры дробления; L — длина камеры дробления.
Частота п вращения также задана конструктивно, и лишь
параметр т требует специального определения в каждом кон-
кретном случае.
Дробление материала осуществляется движущимся рабочим
органом (подвижной дробящей плитой). Работа, которую выпол-
няет рабочий орган за один цикл, при всех прочих равных усло-
виях, видимо, пропорциональна размерам рабочего органа и
его ходу.
Рассматривая процесс дробления, можно предположить, что
объем дробленого материала за один цикл равен произведению
активной площади дробящего органа на ход сжатия. Это произ-
ведение может быть названо рабочим объемом (м3):
9 = IL	,
где I — высота подвижной щеки
Если q — .рабочий объем, т. е. объем дробленого материала,
получаемый за один цикл, то для переработки всего объема V
потребуется V/q = k циклов. Для данной дробилки это отноше-
ние имеет практически постоянное значение.
Число т циклов, необходимое для разгрузки полного объема V
из камеры дробления, величина переменная, так как зависит от
совокупности всех факторов, влияющих на процесс дробления,
например, ширины выходной щели, крупности поступающих
на дробление кусков породы, степени дробления и общей эффек-
тивности процесса дробления, определяемой, в частности, пара-
метрами рабочего объема.
Степень дробления при рассмотрении процесса в дробилке
оценивают обычно отношением i — B/b.
Если за k циклов сокращается объем дробимого материала
от начального размера до конечного, то величина l/k характери-
зует единичное сокращение материала за один цикл. Так как
за т циклов общее сокращение очевидно должно быть равно
степени дробления, то можно принять, что
1	V .
tn-r- = t или т = —-i.
k	,q
Тогда
Q = qn/i.
Таким образом, производительность дробильной машины при
данных конструктивных параметров прямо пропорциональна рабо-
чему объему и частоте движения рабочего органа и обратно про-
порциональна степени дробления.
Нужно особо подчеркнуть, что найденная зависимость спра-
ведлива для данной конкретной дробильной машины и при пра-
вильно выбранных основных конструктивных параметрах (SH,
SB, п, а). В общем же случае такая зависимость производитель-
ности дробильной машины и степени дробления не имеет места,
так как можно, например, увеличивая ход SH сжатия в нижней
части камеры дробления, увеличить тем самым и производитель-
ность машины, и степень дробления одновременно.
Пользуясь приведенными зависимостями, можно получить
окончательную формулу для расчета производительности (м3/с)
щековых дробилок:
n p.ScpbLn (В — Ь)
2В tga ’
где р — коэффициент разрыхления, для щековой дробилки р = 0,54-0,6 (р =
= 1 —это естественное разрыхленное состояние отсыпанного в конус материала);
Зср — средний ход сжатия, м; Ь — ширина выходной щели, м; L — ширина
подвижной дробящей плиты, м; п — частота вращения эксцентрикового вала,
об/с; В — ширина приемного отверстия дробилки, м; a — угол захвата, °.
В ряде случаев формула дает более точные результаты, если
за показатель степени дробления материала принимают отноше-
ние средневзвешенных размеров кусков исходного и готового
4*	99
продуктов DCiJdCB. Например, крупные щековые дробилки редко
загружаются горной массой с кусками максимальных размеров.
Обычно для этих дробилок Осв = (0,3-s-0,4) В, и так как в дан-
ном случае крупность питания влияет на производительность,
то при ее расчете вместо значения В следует применять DCB.
Предложенная формула расчета  производительности щековых
дробилок, учитывает важнейшие конструктивные параметры ма-
шин, влияющие на производительность. Результаты расчета по
этой формуле достаточно близко отвечают фактическим дан-
ным.
Существенное в выводе формулы то, что впервые введено поня-
тие «рабочий объем» и доказано, что производительность машины
прямо пропорциональна рабочему объему. Поэтому при кон-
струировании машины этот объем следует выбирать максимально
возможным для данного типоразмера.
Определение необходимой мощности двигателя. Рекомендуе-
мые для расчета мощности двигателя щековой дробилки фор-
мулы можно разделить на три группы.
Первая группа объединяет эмпирические формулы, предло-
женные на основе обработки статистических данных по замеру
расхода энергии при работе щековых дробилок в промышленных
условиях. Характерными для этой группы являются формулы
Бонвича, рекомендующего определять мощность двигателя (в кВт)
в зависимости от площади приемного отверстия дробилки и ста-
дии дробления или от производительности (А. Бонвич, В. Ф. Фе-
доров и др.). Предложенные эмпирические выражения, не учиты-
вая свойств горных пород, зернового состава исходного и конеч-
ного продуктов и других важных параметров, могут быть исполь-
зованы лишь для ориентировочных расчетов.
Ко второй группе формул отнесены аналитические зависимо-
сти, учитывающие усилия дробления. К таким формулам отно-
сятся формулы, предложенные проф. В. А. Олевским [23], канд.
техн, наук Ю. А. Муйземнеком и др. Эти формулы также не учи-
тывают начальных и конечных размеров продукта дробления,
т. е. основной характеристики процесса, и потому дают весьма
приблизительные результаты.
Третья группа формул объединяет зависимости, выведенные
на основе рассмотренных основных энергетических законов дроб-
ления.
Известная формула проф. Л. Б. Левинсона для определения
мощности (кВт), потребляемой приводом дробилки,
жг ..	(Д2-бг)
7	2340000г	’
где осж — предел прочности; п—частота вращения; I — длина приемного от-
верстия; В — ширина приемного отверстия; b — ширина выходной щели; Е —
модуль упругости исходного материала.
100
Как показала практика, значения мощности, определяемые
по такой формуле, значительно расходятся с фактическими дан-
ными установочных мощностей серийных дробилок.
В приведенной формуле, а также в формулах многих других
авторов использованы физические константы а и Е, характери-
зующие свойства дробимой горной породу.
Вместе с тем последними исследованиями установлено, что
предел прочности осж материала не находится в устойчивой
корреляционной связи с такими основными параметрами процесса
дробления, как производительность и расход энергии. В ряде
случаев, например при дроблении кварцита, обладающего высокой
прочностью (асж > 400 МПа), но Очень хрупкого, удельный
расход энергии оказывался меньше, чем при дроблении менее
прочных гранитов (осж < 300 МПа). Поэтому формулы, в которые
в качестве одного из основных параметров входит предел проч-
ности осж материала, могут отвечать фактическим данным только
в некоторых частных случаях.
Установлено, что конструктивные параметры щековых дро-
билок, такие как размеры приемного отверстия и разгрузочной
щели, ход щеки, высота камеры дробления и др.,( необходимые
при расчете производительности дробилок, при определении мощ-
ности привода лцшь усложняют расчетные формулы, не увели-
чивая их точности. Поэтому представляется более целесообраз-
ным в расчетных формулах мощности исключить эти параметры
и выражать производительность в явном виде.
Многочисленные эксперименты, проводимые во ВНИИетрой-
дормаше, позволили заключить, что из рассмотренных энергети-
ческих гипотез дробления наиболее близко отвечает фактическим
условиям дробления в щековых дробилках гипотеза Ф. Бонда;
(F7-1)/dc.b.
Если учесть еще ряд дополнительных факторов, действующих
в реальных условиях, то формула для практических расчетов
мощности (кВт) привода щековых дробилок будет иметь вид
M==l,l
где Ei — энергетический показатель — энергия, затрачиваемая на дробление 1 т
материала при уменьшении крупности от максимальной до 1 мм, кВт-ч/т; —
коэффициент масштабного фактора, характеризующий изменение Ei исходного
материала с изменением крупности материала; i — степень дробления — соот-
ношение средневзвешенных размеров исходного материала и продукта дробле-
ния; DCB— средневзвешенный размер исходного материала, мм; Q — производи-
тельность, м3/ч; у — насыпная масса материала, т/м3.
Значение Et принимают по специальным таблицам в зависи-
мости от вида горной породы и месторождения. Значение Et
колеблется в довольно широких пределах: для гранита Моги-
лянского месторождения Et ~ 4,56 кВт-ч/т; для гранита Жито-
101
мирского месторождения Et =6,94 кВт-ч/т; для диорита Кле-
совского месторождения £г =8,51 кВт-ч/т.
Было бы правильно рассчитывать и поставлять двигатель
дробилки, исходя из конкретных условий эксплуатаций. Однако
практически с дробилкой поставляется универсальный привод,
обеспечивающий ее работу на любых горных породах, и для рас-
чета двигателя принимают наибольшее значение энергетического
показателя Е{ — 8 кВт-ч/т.
Коэффициент масштабного фактора отражает увеличение пре-
дела прочности отдельных кусков материала по мере уменьшения
их размеров, так как куски расскалываются в первую очередь
по местам, ослабленным дефектами (трещинами, раковинами и др.),
а с уменьшением размеров число таких дефектов на единицу
объема уменьшается. Ниже приведены значения коэффициента Ки
масштабного фактора в зависимости от средневзвешенного раз-
мера Dcs кусков материала, подлежащего дроблению:
Ширина приемного отверстия дро-
билки, мм.....................
Средневзвешенный размер исход-
ного материала, мм ...........
Коэффициент Км масштабного фак-
тора .........................
160	250	400	600	900	1200	1500
65	100	160	240	280	370	460
1,85	1,40	1,20	1,00	0,95	0,85	0,80
Примечание: по данным эксплуатационных организаций при дро-
блении рядовой горной массы без предварительного отсева мелочи средневзве-
шенный размер исходного материала составляет 35—45% максимального размера
куска.
3.	КОНУСНЫЕ ДРОБИЛКИ
В отечественной и зарубежной практике при осуществлении
операций дробления широкое применение имеют Конусные дро-
билки. Их используют во всех стадиях дробления при переработке
самых разнообразных руд и материалов как по крупности дроби-
мого материала, так и по разнообразию физико-механических
свойств. Исключением следует считать материалы и руды, име-
ющие плитняковую структуру или содержащие глинистые фрак-
ции при повышенной влажности их. В первом случае может про-
исходить перегрузка приводного двигателя дробилки или уве-
личение крупности дробимого материала; во втором — частое
срабатывание амортизационной системы и забивание камеры
дробления.
3.1.	Кинематика рабочих органов
Конусными дробилками принято называть дробилки, дробле-
ние в которых осуществляется сжатием материала между кону-
сами, расположенными один внутри другого. Первые образцы
таких машин имели рабочее пространство в виде двух усеченных
конических поверхностей, что и послужило основанием для на-
звания этих дробилок конусными. Рабочее пространство совре-
менных конусных дробилок образуется более сложными поверх-
ностями, нередко криволинейной формы. Поэтому современные
конусные дробилки называют так в силу традиций.
На рис. 3.1 приведена кинематическая схема конусной дро-
билки, на которой показано рабочее . пространство дробилки,
образованное подвижным 4 и неподвижным 5 дробящими кону-
сами. Ось 1 подвижного и ось 2 неподвижного конусов лежат
в одной плоскости и пересекаются в точке 3, называемой точкой
гирации. Таким образом, при вращении эксцентрика 6, находя-
щегося в центральной расточке 7 корпуса дробилки, ось подвиж-
ного конуса 4 tsyj&v вращаться вокруг оси дробилки. Опоры
подвижного конуса, весьма разнообразные по конструкции, всегда
допускают вращение подвижного конуса вокруг собственной оси.
Подвижный конус дробилки имеет две степени свободы и при
дроблении может совершать сложное вращение, состоящее из
103
w,
Рис. 3.1, Схема конусной дро-
билки:
/ - ось неподвижного конуса;
2 - ось подвижного конуса; 3 —
точка 1ирацин; 4	• подвижный
конус; 5 — неподвижный конус;
6 -- эксцентрик: 7 -- центральная
расточка корпуса дробилки; в —
траектория точки при (со1х сй2) ~ 0;
9 — то ж»’, на холостом ходу; 70 —
же, при дроблении
собственного вращения вокруг соб-
ственной оси (<о2) и переносного
вращения оси подвижного конуса
относительно оси дробилки (u>i).
В теории такой случай движения
называют движением тела, имеющего
одну неподвижную точку, — случай
Эйлера. Вектор мгновенной угловой
скорости подвижного конуса ш будет
равен векторной сумме векторов
скоростей переносного и собствен-
ного вращения:
*4»
<0 == <1)1 + (йа.	(3.1)
Вектор переносной угловой ско-
рости их подвижного конуса равен
угловой скорости эксцентрика, что
следует непосредственно из кинема-
тической схемы дробилки. Вектор
угловой скорости ш2 собственного
вращения подвижного конуса за-
висит от соотношения сил трения
в опорах подвижного конуса и сил
трения, которые возникают в камере
дробления на рабочей поверхности
подвижного конуса от взаимодей-
ствия с дробимым материалом. Эти
силы в одном случае способствуют
вращению подвижного конуса отно-
сительно собственной оси, в другом
препятствуют. Соотношения этих
сил в разных режимах эксплуата-
ции оказываются переменными, но
всегда реализуется условие минимизации их работы. Таким
образом, скорости взаимного движения точек контакта разру-
шаемого материала с рабочими поверхностями подвижных ко-
нусов оказываются зависимыми от рабочего процесса.
Такое движение подвижного конуса создает условие для
разрушения в камере дробления материала, который подается под
действием гравитационных сил сверху. Попадая в рабочее про-
странство, материал подвергается неоднократному сжатию дро-
бящими конусами, разрушается и под действием гравитационных
сил опускается в глубь камеры дробления до тех пор, пока раз-
меры его кусков не окажутся меньше ширины разгрузочной щели
и не создадутся условия для удаления его из дробилки.
При отсутствии собственного вращения !(<в, <о2) = 0] по-
движный конус будет совершать круговые качания, и траектории
104
точек на рабочей поверхности его будут иметь вид замкнутых
кривых, близких к эллипсам (рис. 3.1, поз. 8). При возникнове-
нии вращения подвижного конуса вокруг собственной оси [(ы,
ш2) =/= 0] замкнутые траектории превратятся в спиральные кри-
вые, форма которых следует из сложения двух вращений — соб-
ственного и переносного [уравнение (3.1)]. При работе на холо-
стом ходу, когда в камере дробления отсутствует разрушаемый
материал, силы трения в эксцентриковом узле увлекают во вра-
щение подвижный конус, и траектории точек рабочей поверхности
подвижного конуса будут иметь вид, показанный на рис. 3 1,
поз. 9. При дроблении силы трения между материалом и дро-
бящими конусами будут препятствовать вращению конуса,  и
траектории точек рабочей поверхности его примут вид, пока-
занный на рис. 3.1, поз. 10.
Для нахождения количественных параметров траекторий точек
рабочей поверхности подвижного конуса нужно определить
угловую скорость <о2 собственного вращения подвижного конуса
из условия равновесия подвижного конуса, который находится
под действием активных и реактивных сил. При этом исполь-
зуют зависимость
= ©iGi + Wa,	(3-2)
•*>
где — вектор мгновенной скорости точки А, расположенной на рабочей по-
верхности подвижного конуса; — радиус-вектор точки /1 относительно на-
чала системы координат — точка гирации.
Условия захвата кусков дробимого материала дробящими
конусами идентичны условиям захвата кусков в щековой дро-
билке (см. гл. 2).
3.2.	Конструкции дробилок
Рассмотрим конструкции дробилок на примерах конусной дро-
билки крупного дробления ККД 1500/180 (рис. 3.2) и конусной
дробилки среднего дробления КСД-2200 Гр производства Урал-
машзавода, которые являются типичными для этого класса дро-
билок.
На массивной станине 1 (рис. 3.2) дробилки закреплен корпус,
состоящий из двух частей — нижней 2 и верхней 3, фланцы кото-
рых скреплены между собой болтами. Фланцы имеют цилиндри-
ческий поясок и соответствующую расточку, которые центрируют
одну часть корпуса с другой и станиной. Корпусные детали
отлиты из стали 25Л или 35Л. Внутренние поверхности их обли-
цованы в зоне дробления сменными плитами 4 из марганцовистой
стали 110Г13Л, в зоне разгрузки дробленого материала — сталь-
ными листами из проката, которые защищают станину от изна-
шивания. К фланцу верхней части корпуса прикреплена тра-
верса 5, лапы которой защищены от изнашивания поступающим
105
Рис. 3.2. Конусная дробилка ККД-1500/180 крупного дробления производства
Уралмашзавода
в дробилку материалом сменными плитами 6. В средней части
траверсы расположен узел подвески вала подвижного конуса,
защищенный сверху от попадания грязи в верхний подвес и от
ударов падающими кусками дробимого материала колпаком 7.
На вал 8 подвижного конуса на прессовую посадку посажен
конус 9, облицованный сменными плитами 10 из высокомарган-
цовйстой стали 110Г13Л, которые образуют дробящую поверх-
ность подвижного конуса. В центре нижней части станины рас-
положен патрубок 15, в котором установлен эксцентриковый
узел, состоящий из эксцентрикового стакана 11с напрессован-
ным на него коническим колесом 12. Внутренняя и наружная
поверхности эксцентрикового стакана имеют баббитовую наплавку
или заливку. Со стальной втулкой, которая запрессована в цен-
тральный патрубок 15, и с валом 8 подвижного конуса эксцентри-
ковый стакан образует два подшипника скольжения, которые
воспринимают усилия от дробления.
В вертикальной плоскости эксцентриковый стакан опирается
на систему плоских бронзовых и стальных шайб, воспринима-
ющих вес эксцентрика. Ось наружной цилиндрической поверх-
ности эксцентрикового стакана 11 совпадает с осью дробилки,
106
ось внутренней эксцентричной
расточки стакана 11 наклонена
к оси дробилки и пересекается
с ней в точке гирации, чем и
достигается гирационное дви-
жение оси подвижного конуса.
Угол между осями дробилки
и подвижного конуса в этой
дробилке приблизительно ра-
вен 20'.
Эксцентрик 11 получает вра-
щение от клиноременных пере-
дач 14, приводных валов 13 и
конической передачи 12. Экс-
центриковый узел является
наиболее нагруженным узлом
дробилки, воспринимающим не-
посредственно составляющие
усилия дробления. Для обеспе-
Рис. 3.3. Верхний подвес подвиж-
ного конуса
чения надежной работы этого узла используют баббит с повы-
шенными механическими свойствами. В практике чаще всего
используют баббит Б-83.
На рис. 3.3 показан узел верхнего подвеса подвижного ко-
нуса. В центральной расточке траверсы установлены цилин-
дрическая втулка 1 и плоская опорная шайба 2. По этим деталям
при работе дробилки катается конусная втулка 3, установленная
на валу подвижного конуса. Наружные поверхности ее выпол-
нены так, что при наклоне оси этой втулки на угол гирации (угол
между осями подвижного конуса и дробилки) рбразующие
этой втулки со стороны наклона станут вертикальной и горизон-
тальной, т. е. возникнет линейный контакт между конусной втул-
кой 3, плоской шайбой 2 и цилиндрической втулкой 1. Конусная
втулка 3 зафиксирована на валу подвижного конуса с помощью
обоймы 4 и гайки 5. Гайка 5, выполненная разрезной для исклю-
чения произвольного самоотворачивания, сопрягается с обой-
мой 4 по конической посадке и дополнительно фиксируется шпон-
кой. В свою очередь обойма 4 связана с конусной втулкой 3 шипо-
вым соединением. Такая конструкция деталей подвеса исключает
проворачивание конусной втулки на шейке вала подвижного
конуса, и тем самым предотвращается изнашивание шейки вала.
При ввинчивании или вывинчивании гайки 5 подвижный
конус поднимается или опускается, и тем самым регулируется
ширина разгрузочной щели дробилки.
Детали конического подвеса воспринимают вес подвижного
конуса и составляющие усилия дробления, которые вызывают
большие контактные напряжения во втулке 1, шайбе 2 и втулке 3.
Поэтому эти детали изготовляют из подшипниковой стали; они
имеют высокую чистоту обработки рабочих поверхностей. Твер-
107
дость рабочих поверхностей сопрягаемых деталей соответственно
48,5—53,5 и 54,5—59HRCa. Густой смазочный материал к тру-
щимся поверхностям верхнего подвеса подается по маслопро-
воду 6.
Для тяжелых условий эксплуатации при переработке крепких
и вязких руд в дробилках ККД 1500/180 предусмотрена уста-
новка двух самостоятельных клиноременных передач, как это
показано на рис. 3.2. Опыт эксплуатации таких дробилок показал
невысокую эффективность использования двух приводов при
дроблении и пуске под завалом, т. е. с заполненной рабочей
камерой дробимым материалом. Для пуска дробилки под завалом
более эффективна гидроопора подвижного конуса, которая по-
зволяет в период пуска заклиненной дробилки путем опускания
подвижного конуса существенно уменьшить сопротивление дви-
жению его и обеспечить успешный пуск дробилки под завалом.
На рис. 3.4 показана серийная конусная дробилка среднего
дробления (КСД) производства Уралмашзавода. На консольную
часть вала 13 жестко посажен корпус подвижного конуса 4,обли-
цованный плитами из высокомарганцовистой стали. Зазоры
между корпусом конуса и плитами залиты цинковым сплавом или
высококачественным цементным раствором. Это сделано для
того, чтобы плиты не нагружались изгибными напряжениями и не
имели возможности подвижки под действием сил трения, возни-
кающих вследствие проскальзывания кусков материала отно-
сительно рабочей поверхности подвижных конусов. В первом
случае при отсутствии заливки могут возникнуть напряжения
в плитах, превышающие допустимые, во втором — будут изна-
шиваться посадочные поверхности плиты и корпуса конуса, рас-
положенные в нижней части плиты. Плиты подвижного конуса
прижаты к посадочному пояску корпуса устройством, располо-
женным в верхней части подвижного конуса, препятствующим
ослаблению посадки плит на корпус и имеющим разнообразное
конструктивное исполнение. Сверху к этому устройству прикреп-
лена распределительная тарелка 1, которая вместе с подвижным
конусом совершает колебательное движение и способствует рав-
номерному распределению дробимого материала по периметру
дробящего пространства. Корпус подвижного конуса опирается
через бронзовое кольцо 6 на сферический подпятник 17, воспри-
нимающий кроме веса подвижного конуса преимущественно вер-
тикальные составляющие усилия дробления. .Нижний конец
вала 13 подвижного конуса входит в центральную расточку экс-
центрика 10, ось которой пересекается с осью дробилки в точке
гирации. Угол между осями дробилки и подвижного конуса в этих
дробилках принимают в зависимости от типоразмера от 1,5°
до 3,5°.
В центральный патрубок станины 8 дробилки запрессована
цилиндрическая втулка 9, являющаяся радиальной ОПОрОЙ тре-
ния скольжения эксцентрика 10. В центральную растбчку экс-
108 .
Рнс. 3.4. Конусная дробилка среднего дробления КСД-2200 Гр
центрика запрессована коническая втулка 11, которая является
радиальной опорой трения скольжения подвижного конуса.
Эта пара трения — хвостовик вала 13 подвижного конуса и
коническая втулка 11 — воспринимает горизонтальную соста-
вляющую усилия дробления. К эксцентрику 10 прикреплено
коническое колесо 7, находящееся в зацеплении с шестерней 14
приводнбго вала 16 дробилки. Вес эксцентрикового узла в сборе
воспринимается системой плоских бронзовых и стальных шайб
подпятника 12.
Нагрузки, приходящиеся на эксцентриковый узел, значи-
тельны, поэтому он работает в напряженных условиях. Опорные
109
поверхности узла и, прежде всего, бронзовые втулки 9 и 11
подвержены изнашиванию. В последнее время получили распро-
странение биметаллические втулки, рабочие поверхности которых
наплавлены баббитом. Они экономичней бронзовых и допускают
восстановление при ремонтах.
Зазоры в подшипниках скольжения эксцентрикового узла
имеют большие размеры по сравнению с обычными подшипниками
скольжения. Такое конструктивное решение,, по мнению Э. Сай-
монса — автора конструкции конусной дробилки с консольным
валом, приводит к образованию между трущимися поверхностями
масляной «подушки», хорошо воспринимающей динамические
нагрузки от усилий дробления. В дополнение к этому увеличен-
ные зазоры позволяют прокачивать через эксцентриковый узел
большое количество смазочного материала, которое является
также охлаждающей жидкостью, способствующей нормальной
эксплуатации.
В верхней части станины 8 имеется фланец, на который уста-
новлено опорное кольцо 3. Опорное кольцо прижато к фланцу
станины блоками пружин 5, равномерно расположенных по
периметру станины. Число их выбирают из условия необходимого
усилия дробления для обеспечения эффективного процесса дроб-
ления. При превышении этого усилия, например, при попадании
в камеру дробления недробимого тела, которым могут оказаться
случайные металлические предметы (зубья ковшей экскаваторов,
ролики транспортных конвейеров, болты, гайки и др.), опорное
кольцо 3 приподнимается в зоне попадания недробимого тела,
и амортизирующие пружины получают дополнительную дефор-
мацию. Таким образом, максимальное усилие дробления, которое
может возникнуть в камере дробления, ограничивается аморти-
зирующими пружинами, которые выполняют функцию предохра-
нительного устройства.
На внутренней поверхности опорного кольца имеется упорная
резьба, в которую ввинчивается корпус регулирующего кольца 2.
К внутренней поверхности регулирующего кольца 2 прикреплена
плита 19, которая является неподвижным дробящим конусом.
Зазор между этой плитой и регулирующим кольцом, так же как
и в подвижном конусе, заполнен цинковым сплавом или высоко-
качественным цементным раствором. Для более надежного кре-
пления неподвижной плиты к регулирующему кольцу 2 непо-
движная плита снабжена литыми приливами, за которые, как за
крюки, она притянута к регулирующему кольцу скобами. Регу-
лирующее кольцо 2 можно перемещать вверх или вниз, повора-
чивая его в резьбовом соединении. Тем самым регулируется
ширина разгрузочной щели дробилки и компенсируется износ
плит при эксплуатации. Регулирующее кольцо поворачивается
специальным храповым механизмом 20. После того как устано-
влена необходимая ширина разгрузочной щели, регулирующее
кольцо фиксируют относительно опорного кольца стопорным
110
устройством, и затем клиновым соединением 21 выбирают зазоры
в резьбовом соединении опорного и регулирующего кольца.
В результате опорное и регулирующее кольца оказываются
плотно соединенными между собой. Это препятствует разработке
резьбового соединения опорного и регулирующего колец под
действием переменной нагрузки дробления.
Дробилки среднего и мелкого дробления имеют смазочную
систему жидкого циркуляционного смазывания. Масло под давле-
нием подается специальным насосом в нижнюю часть эксцентри-
кового узла, смазывает трущиеся поверхности подпятника 12
и поднимается по зазорам втулок 9 и 11 эксцентрикового узла,
обильно смазывая и охлаждая их. Одновременно масло посту-
пает в осевое отверстие вала подвижного конуса и далее по ра-
диальному каналу к сферическому подпятнику. После смазыва-
ния поверхностей трения эксцентрикового узла и сферической
опоры и охлаждения их масло сливается на коническую передачу,
смазывая ее, и из нижней части станины 8 по сливной трубе
поступает в бак-отстойник. Отстойник выполнен с электроподо-
гревателями для масла, которые используют в холодное время года.
Масляная система имеет контрольные приборы, регистриру-
ющие расход масла (количество масла, поступающего в дробилку),
его давление и температуру. При отклонении показателей работы
масляной системы от заданных для нормального режима работы
включается сигнальная система, и привод дробилки автомати-
чески отключается.
Корпус 15 приводного вала дробилки в сборе является само-
стоятельной монтажной единицей. Установлен он в патрубке
станийы дробилки, к которому прикреплен болтами. Под фланцем
корпуса привода 'имеется набор, плоских прокладок, с помощью
которых регулируют коническую передачу. Другой комплект
регулировочных прокладок установлен под шайбами подпят-
ника 12. Нагрузки от усилий в конической передаче восприни-
маются двумя подшипниковыми втулками, в которых установлен
вал 16 привода. Смазочный материал к этим подшипникам посту-
пает от общей смазочной Системы по маслопроводу непосред-
ственно в корпус привода (на рис. 3.4 не показан).
Дробимый материал разгружается из дробилки по кольцевому
пространству. Патрубок приводного вала и ребра станины, соеди-
няющие центральный патрубок с наружным кольцом, в местах
разгрузки дробимого материала закрыты плитами. Для предо-
хранения картера дробилки' от пыли в сферической опоре 17
имеется водяная. ванна, в которой постоянно находятся, ворот-
ник 18, скрепленный с корпусом подвижного конуса. В резуль-
тате полость картера дробилки оказывается всегда изолирован-
ной от зоны разгрузки дробленого материала. Водяная ванна
является проточной — в ванну вода подается под давлением,
а слив происходит самотеком. В результате поддерживается по-
стоянный уровень воды в ванне.
111
Подлежащий дроблению мате-
риал подается сверху в прием-
ную воронку 22 и далее на рас-
пределительную тарелку 1.
По принципу работы дробилки
среднего и мелкого дробления
идентичны. Различаются они
прежде всего по форме камеры
дробления, т. е. профилями дро-
бящих конусов (подвижного и
неподвижного). Камеры для мел-
кого дробления (рис. 3.5, б) при-
нимают меньшие по размеру кус-
ки и при одинаковой ширине
О)	*)
Рис. 3.5. Камеры дробления конус-
ных дробилок:
а — для среднего дробления; б
для мелкого дробления
разгрузочной щели выдают более мелкий продукт, чем камеры
для среднего дробления (рис. 3.5, а). Это достигается более длин-
ной параллельной зоной, в которой происходит гарантированный
захват кусков дробимого материала.
3.3.	Классификаци я. дробилок
Конусные дробилки можно классифицировать по различным
признакам. В зависимости от назначения конусные дробилки раз-
деляют на дробилки для крупного (ККД), среднего (КСД) и мел-
кого (КМД) дробления. В горной промышленности используют
конусные дробилки, которые занимают промежуточное положе-
ние между дробилками крупного и среднего дробления, получив-
шие название дробилки редукционного дробления (КРД). Их
используют для повторного дробления продукта дробилок круп-
ного дробления.
Дробилки ККД характеризуются шириной приемной щели
и в зависимости от типоразмера могут принимать куски горной
породы размером 400—1200 мм, шириной разгрузочной щели
75—300 мм и производительностью 150—2600 м®/ч.
В дробилках КСД и КМД характеристикой является диаметр
подвижного конуса, который в серийных промышленных типораз-
мерах дробилок равен 600—3000 мм.
Проведенные во ВНИИстройдормаше исследования показали,
что технико-эксплуатационные характеристики конусных дро-
билок во многом зависят от траектории движения рабочего органа,
определяемой принятой кинематической схемой 171. Траектория
движения подвижного конуса во многом зависит от взаимного
положения осей подвижного конуса и точки гирации относительно
камеры дробления. Могут быть отмечены три характерных поло-
жения точки гирации относительно камеры дробления: вверху,
внизу и когда оси дробилки и подвижного конуса параллельны.
Классификация дробилок может быть проведена по этому при-
112
В дополнение к этому при классификации могут быть учтены
конструктивные особенности дробилок. При классификации по
конструктивным признакам наиболее характерно схемное реше-
ние опор подвижного конуса. Могут быть применены такие схем-
ные решения опор подвижного конуса: с верхней опорой по-
движного конуса с консольным валом, с консольной осью —
о консольным неподвижным валом.
f Рассмотренные серийные конусные дробилки крупного (ККД)
и среднего (КСД) дробления относятся соответственно к дробил-
кам с верхней опорой подвижного конуса и с консольным валом
подвижного конуса. Они имеют верхнее расположение точки
гирации. В дробилках с консольной осью подвижный конус
опирается на неподвижный вал, запрессованный в корпус дро-
билки.
Конструктивные решения дробилок по этим схемам могут быть
весьма разнообразными. Рассмотрим некоторые из них.
Группа 1 (рис. 3.6) — конусные дробилки с верхним располо-
жением точки гирации. Они характеризуются большим ходом
рабочих органов (дробящих конусов) в нижней части камеры
дробления по сравнению с ходом в верхней части у загрузочного
отверстия. Другими словами, в верхней зоне камеры дробления,
где располагаются крупные куски дробимого материала, номи-
нальное сближение дробящих конусов, а следовательно, и номи-
нальная деформация кусков меньше, чем в нижней части камеры
дробления, где куски и осколки дробимого материала меньше,
а номинальная деформация кусков дробимого материала оказы-
вается большей. На первый взгляд такая ситуация представляется
парадоксальной.
Проведенное кинематографирование процесса дробления пока-
зало, что в действительности эти теоретические предпосылки не
реализуются в реальных процессах дробления. В верхней части
камеры дробления деформируются куски дробимого материала,
близкие по своим размерам к номинальной ширине разгрузочной
щели в фазе сближения профилей дробящих конусов — т. е.
рабочему ходу подвижного конуса. При этом вследствие незначи-
тельных деформаций, которые испытывают куски в верхней части
камеры дробления, не происходит запрессовки кусков и не воз-
никают значительные усилия дробления.
По мере перехода к нижней части камеры дробления размеры
кусков, которые разрушаются в этих сечениях, уменьшаются.
Однако номинальная деформация кусков дробимого материала
в этих частях, соответствующая сближению дробящих конусов
во время рабочего хода, не реализуется. Причем по мере перехода
от верхних сечений к нижним действительные деформации кусков
материала не увеличиваются, а даже уменьшаются. В результате
и в этих частях камеры дробления не происходит запрессовки
Дробимого материала и возникновения значительных усилий
дробления, а увеличение рабочих ходов дробящего конуса по
113
121	Ш	12J
Рис. 3.6. Конструктивные схемы дробилок:
1.1.1—1.2.3 — с точкой подвеса над камерой; 2.1.1 — 2.2.2 — с нижним расположением
точки тирании; 3.1.1 —3.2.2 — с параллельными осями дробилки а подвижного конуса
мере перехода от верхней части камеры дробления к нижней
способствует повышению пропускной способности и рыхлому
расположению материала в камере дробления. Это в конечном
счете предопределяет эффективность процесса дробления.
Применение верхней опоры подвижного конуса позволяет
дробилку сделать статически определимой в расчетном отноше-
нии, а детали и узлы дробилки, воспринимающие усилия дробле-
ния, надежными.
Основной недостаток дробилок такой конструктивной схемы —
затруднено равномерное распределение дробимого материала по
периметру дробящего пространства ввиду отсутствия загрузоч-
ной тарелки и траверса частично перекрывает загрузочное про-
странство.
114
Подгруппа 1.1. Подавляющее большинство дробилок круп-
ного дробления в мировой практике сделано по рассмотренной
конструктивной схеме (см. рис, 3.2). Разновидностью такой кон-
структивной схемы следует считать дробилки с гидравлическим
регулированием разгрузочной щели. В этих дробилках подвиж-
ный конус в осевом направлении опирается на гидроцилиндр,
положением поршня которого можно регулировать положение
подвижного конуса по высоте. В дробилке, схема 1.1.1 которой
показана на рис. 3.6, вал подвижного конуса опирается через
сферическую пяту на гидравлический цилиндр. Гидравлическая
схема такой дробилки включает гидронасос и гидробалон. Под-
качивая или, наоборот, стравливая масло в гидросистеме, можно
изменять положение подвижного конуса по высоте. В момент
резкого возрастания усилия дробления (например, при попадании
недробимого тела в камеру дробления), а следовательно, и вер-
тикальной составляющей его, давление • в гидросистеме должно
увеличиться, гидробалон, который работает на подобие аморти-
затора, препятствует жесткому удару и ограничивает динамиче-
ские нагрузки. Дробилки, выполненные по такой конструктивной
схеме, впервые стала поставлять на мировой рынок американская
фирма «Аллис Чалмерз».
В дробилках, выполненных по схеме 1.1.2, система гидро-
амортизации установлена в верхней опоре подвижного конуса.
Принцип действия ее идентичен принципу действия дробилки,
выполненной по схеме 1.1.1. Вместо гидроцилиндров в неко-
торых случаях применяют пружины — винтовые или тарельча-
тые. Такие схемы не позволяют регулировать ширину разгрузоч-
ной щели дробилки. В дробилке, выполненной по схеме 1.1.2,
использовано другое конструктивное решение привода дробилки.
С эксцентриковым узлом жестко соединен шкив ременной пере-
дачи, которая получает движение от двигателя с вертикальным
расположением оси (торцовый двигатель). Дробилки, выполнен-
ные по такой схеме, изготовляла американская фирма Тейлор.
Эти дробилки широкого распространения не получили.
По своеобразной конструктивной схеме 1.1.3 выпускает дро-
билки фирма «Эш-Верке» (ФРГ). В эксцентриковом узле таких
дробилок использованы подшипники качения. Амортизационная
система несимметрична относительно оси дробилки и может
ограничивать нагрузки при попадании недробимого тела только
в зону камеры дробления, расположенной со стороны амортиза-
ционной системы. В этой зоне камеры дробления ширина раз-
грузочной щели может увеличиваться путем поворота траверсы
дробилки в шарнирных соединениях. Очевидно предполагается,
что в эту зону камеры дробления дробимый материал загружается
самосвалом.
Подгруппа 1.2. Конусные дробилки (см. рис. 3.4) среднего
и мелкого дробления, выполненные, по схеме 1.2.1 (см. рис. 3.6),
в настоящее время имеют самое широкое распространение и
115
поставляются на мировой рынок многими ведущими фирмами.
В эту подгруппу включены также разновидности схемы 1.2.1,
получившие ограниченное распространение в мировой практике.
Схему 1.2.2 использует фирма Телсмит (США). Своеобразной
в этих дробилках является камера дробления — сферическая
форма подвижного конуса, что позволяет стабилизировать поло-
жение равнодействующей усилия дробления при изменении
условий йроцесса дробления. В этих дробилках вместо сфериче-
ской опоры подвижного конуса, которую использовали в дро-
билках, выполненных по схеме 1.2.1, применены крупногабарит-
ные роликоподшипники специального исполнения. Расположен-
ный между этими подшипниками клиновой диск обеспечивает
при вращении эксцентрика прецессионное движение подвижного
конуса.
Схему 1.2.3 использует франко-английская фирма Баббитлес,
что в переводе на русский язык означает безбаббитная. Во всех
опорах трения в этих дробилках применены подшипники каче-
ния. По рекламным данным фирмы уменьшение зазоров в опорах
эксцентрикового узла путем замены подшипников скольжения
подшипники качения должно обеспечить получение более мел-
кого материала. Однако такое конструктивное решение опор
эксцентрикового узла ограничивает возможности по созданию
дробилок больших типоразмеров.
Группа 2 (см. рис. 3.6) — конусные дробилки с нижним распо-
ложением точки гирации. В этих дробилках номинальный ход
подвижного конуса в верхней части камеры дробления больше,
чем в нижней.
Подгруппа 2.1. Дробилки этой подгруппы — с нижним рас-
положением точки гирации, выполненные по схемам 2.1.1 и
2.1.2, приведены в патентных материалах, однако промышлен-
ность их не изготовляла. Это, видимо, связано с трудностью
обеспечения надежного конструктивного решения опор подвиж-
ного конуса при большом рабочем ходе его в верхней части ка-
меры дробления, а следовательно, и больших усилий дробления
в верхней части камеры дробления, которые оказываются кон-
сольными нагрузками для опор подвижного конуса.
Подгруппа 2.2 включает дробилки с нижним расположением
точки гирации подвижного конуса и верхней его опорой.
Эксцентрик и привод дробилки, выполненный по схеме 2.2.1,
расположены вверху. Такую конструктивную и кинематическую
схему дробилки использовали некоторые известные зарубежные
фирмы, например фирма Аллис Чалмерз. Дробилки с таким
конструктивным решением не нашли широкого применения из-за
сложности конструкции, неудобства эксплуатации (размещение
привода в зоне загрузки материала) и отсутствия, по мнению
фирм-изготовителей, каких-либо решающих преимуществ. Однако
при оценке дробилок с такой конструктивной схемой необходимо
иметь в виду, что создатели ее не ставили задачи правильного
116
распределения рабочего хода подвижного конуса и не подбирали
оптимальные для данной кинематики рабочих органов профили
камеры дробления.
Дробилка, выполненная по схеме 2.2.2, спроектирована во
ВНИИстройдормаше и содержит оригинальные конструктивные
решения, предложенные Б. В. Клушанцевым и Г. А. Сперанским.
В этой дробилке эксцентриковый вал установлен в корпусе дро-
билки на подшипниках качения. Подвижный конус закреплен
на полом валу, который в верхней части опирается через под-
шипник качения на эксцентриковый вал, а в нижней части —
через подшипник качения на.корпус дробилки. Центр этого сфе-
рического подшипника качения является точкой качания. При
создании этой дробилки был экспериментально обоснован спе-
циальный профиль камеры дробления, обеспечивающий эффек-
тивность процесса дробления.
Группа 3 (см. рис. 3.6). В эту группу включены машины с па-
раллельными осями дробилки и подвижного конуса. Рабочий
ход конусов в верхней и нижней зонах камеры дробления
одинаков.
Подгруппа 3.1 содержит дробилки, в которых подвижный
конус расположен на консольной оси. Характерным признаком
этих машин является наличие запрессованной в корпус дробилки
консольной оси, на которой вращается эксцентриковая втулка.
К этой подгруппе относятся дробилки английской фирмы Пегзон,
выполненные по схеме ЗЛ.1, и фирмы Ведаг (ФРГ), выполнен-
ные по схеме 3.1.2, а также некоторые другие
Подгруппа 3.2. В эту подгруппу включены машины с парал-
лельными осями дробилки и подвижного конуса и двумя опорами
центрального вала. В первом случае (схема 3.2.1) на двухопорную
ось установлен эксцентриковый полый вал, соединенный с при-
водом, имеющим верхнее расположение. По такой схеме, напри-
мер, Выполнены дробилки фирмы Эш-Верке, предназначенные
для передвижных дробильно-сортировочных установок.
В дробилках, выполненных по схеме 3.2.2, центральный вал,
получающий вращение от привода, имеет эксцентриковую часть,
на которую посажен подвижный конус. При вращении централь-
ного вала подвижный конус совершает гирациэмное движение.
3.4.	Расчеты основных параметров дробилок
Конусные дробилки были изобретены во второй половине
XIX века и сохранили многие первоначальные коне*-'ук'Ь'вные
решения. Однако многие конструктивные решения, исш-,  зуемъш
в настоящее время, не имеют теоретического обоснования тео-
рия не дает простых и ясных ответов на вопросы, ш.-торые позш:
кают при проектировании и эксплуатации дробилок В последнее
время заметен повышенный интерес к теории эчих машин и по-
степенно формируются основные положения теории и расчета
117
конусных гирационных дробилок. Эти положения могут быть
условно разбиты на три основные группы: расчеты нагрузок,
возникающих в кинематических звеньях дробилок; расчеты дета-
лей и узлов дробилок, на которые воздействуют определенные
усилия и нагрузки; расчеты энергетических и технологических
параметров режимов эксплуатации.
3.4.1.	Расчеты нагрузок, возникающих в кинематических
звеньях дробилок
Рис. 3.7. Схема нагрузок, действующих на
регулирующее кольцо, подвижный конус и
эксцентриковый узел при дроблении
Методики определения этих нагрузок могут быть разбиты на
две группы: методика определения нагрузок на основании усло-
вия статического равновесия той или иной детали; методика
определения нагрузок на основании решения динамической
системы дробилки, движение которой описывается дифферен-
циальными уравнениями.
Первую методику применяют тогда, когда известна активная
или пассивная концевая нагрузка, а динамическими составляю-
щими в силовом взаимодействии между деталями можно прене-
бречь. Вторая методика позволяет определять кинематические
и силовые параметры движения электромеханической системы
в переходных режимах.
Схема сил, действующих на регулирующее кольцо, подвиж-
ный конус и эксцентриковый узел при дроблении, дана на рис. 3.7.
Предельные нагрузки на подвижный конус возникают при
попадании в камеру дробления недробимого тела. При этом имеют
значение место попадания в камеру дробления недробимого тела
и фаза взаимного положе-
ния дробящих конусов в
момент захвата ими недро-
бимого тела. Если прене-
бречь инерционными на-
грузками, которые возни-
кают при движении регу-
лирующего и опорного
кольца при срабатывании
амортизационной систе-
мы, то на дробящий конус
будет передаваться в точке
контакта недробимого тела
составляющая предвари-
тельного и дополнитель-
ного усилий, полученных
в процессе срабатывания
амортизационной системы,
(сжатия комплекта амор-
тизационных пружин). Ве-
личина срабатывания амор-
118
гизационной системы определяется из геометрических соотно-
шений (см. рис. 3.7). Номинальный ход подвижного конуса
в направлении неподвижного в точке А в процессе гирации по-
движного конуса
2е ея £Др sin 2ф,	(3.3)
где £,др — расстояние от точки гирации до недробимого тела; у — угол между
осями подвижного конуса и дробилки.
Номинальный подъем регулирующего кольца в месте попада-
ния недробимого тела при реализации номинального хода по-
движного конуса в направлении неподвижного и в соответствии
с формулой (3.3) и некоторыми упрощениями
8 » £др sin 2y/cos Р,	(3.4)
где Р — угол между касательными к траекториям точки А точки контакта дро-
бящих конусов с недробимым телом.
По опытным данным деформация деталей, воспринимающих
усилие дробления и самого недробимого тела, уменьшает подъем
регулирующего кольца по сравнению с номинальным подъемом,
определенным по выражению (3.4), примерно в 2 раза, и действи-
тельный подъем следует принимать 6дейст — 0,56.
Амортизирующие пружины расположены блоками равномерно
по кольцевому пространству вокруг станины дробилки. Предвари-
тельная затяжка их также равномерна, а равнодействующая их
усилий прижатия совпадает с осью дробилки!
^пр ™ £^$пред>
(3.5)
где с — жесткость амортизирующей пружины; п — общее число амортизирую-
щих пружин; 6пред— предварительная деформация.
По мере срабатывания амортизационной системы усилие при-
жатия амортизационных пружин будет увеличиваться, при этом
дополнительная деформация их будет разной в зависимости от
расположения их относительно недробимого тела. Равнодейству-
ющая амортизирующих пружин и положение ее может быть най-
дено аналогично нахождению веса и положения центра тяжести
усеченного цилиндра, размеры которого моделируют усилия
в амортизирующих пружинах (рис. 3.8). Расчетные зависимости
равнодействующих Рдр пружин при срабатывании и положение
равнодействующей относительно точки О1 поворота L'np находятся
из соотношений
Рпр /’пр ~Ь ^6действ/-пр//-нт> /-пр ------ “з {рК |	/*пр>	(3.6)
где Рв — предварительное сжатие амортизирующих пружищ Рв = с6пред?
Рв — усилие в максимально нагруженной пружине при срабатывании аморти-
зационной системы, Р„ — с6Пред j— сбдсйств^^.пр/^нт•
Усилие дробления, соответствующее реализации определен-
ного сжатия амортизирующих пружин, определяют на основании
119
Рис. 3.8. Схема нагружения
амортизирующих пружин
при срабатывании аморти-
зационной системы
равновесия регулирующего кольца от-
носительно точки
^др = Рпр^-пр/7-др И Рхр ~ РпрТ.пр/7-др,
где РДр — равнодействующая усилия дробле-
ния; £Пр—плечо действия Рпр.
Усилие Рпр дробления передается
на сферическую опору и внутреннюю
расточку эксцентрического стакана.
Положение горизонтальной реакции
внутренней расточки эксцентрика при-
нято принимать на уровне 2/з высоты
цилиндрической втулки эксцентрика
[17]; реакция сферической опоры, без
учета сил трения, не создает момента
относительно точки подвеса. С учетом этого справедлива зави-
симость
7?э = Р ДрТ'др/Т.Э!
где /?э — реакция внутренней расточки эксцентрика; £э — плечо действия /?э.
Реакцию сферической опоры можно определить графически,
как это сделано на рис. 3.7, или аналитически
Рдр COS р2 —	cos Pi, Pi — (Pдр sin pa	2?Э)/(Рдр COS pa)>
где /?Сф—реакция сферической опоры подвижного конца.
Соотношение между крутящим моментом Л10, который необхо-
дим для преодоления сопротивления вращению эксцентрика, и
силами, которые на него действуют, выражается следующей
зависимостью (рис. 3.9):
Мо = R3 [е sin а + f (rt + r2) J,	(3.7)
где e — эксцентриситет оси 2 подвижного конуса относительно оси 1 дробилки
на уровне реакции 7?э эксцентрика; а—угол опережения равнодействующей уси-
лия дробления относительно плоскости,
в которой лежат оси дробнлки и под-
вижного конуса; Г1, г2—радиус соответ-
ственно хвостовика вала подвижного
конуса и наружной поверхности экс-
центрика; f — коэффициент трения рабо-
чих поверхностей эксцентрикового узла.
Сечение эксцентрикового узла,
показанное на рис. 3.9, дано на
уровне реакции Ra эксцентрика;
для конического хвостовика вала
подвижного конуса радиус гг так-
же в этом сечении; момент сил
трения /л/?;, уравновешивается
силами трения на рабочей по-
верхности подвижного конуса;
120
Рис. 3.9. Схема сил, действующих
в эксцентриковом узле (поперечное
сеченне эксцентрикового узла на
уровне реакции ,/?э)
зависимость (3.7) предполагает, что реакция RB в эксцентрике
существенно больше усилий в коническом зацеплении.
3.4.2.	Инерционные нагрузки и уравновешивание дробилки
При гирационном движении подвижного конуса возникает
инерционная сила Сдр, которую определяют по известной за-
висимости
Сдр = /л(о?ец,	(3.8)
где т — масса подвижного конуса; ед — расстояние от центра тяжести подвиж-
ного конуса до оси дробилки.
Для определения положения этой силы можно использовать
формулу гироскопического момента
Мо = ад Г1 + -А7А	cos (180° - у) 1 Jlf
L	J1 ша	J
где Af0 — момент инерционных сил подвижного конуса относительно точки под-
веса; Ji — динамический момент инерции подвижного конуса относительно оси
симметрии его; /а — динамический момент инерции подвижного конуса относи-
тельно оси, проходящей через точку подвеса перпендикулярно оси симметрии
его.
Направление действия момента инерционных сил определяется
векторным произведением угловых скоростей Их и <о2.
Положение инерционной силы Сдр определяют из равенства
^сд ~ -Мо/Сдр.
Угловая скорость переносного вращения подвижного ко-
нуса изменяется в процессе эксплуатации дробилки весьма незна-
чительно в результате изменения скольжения приводного дви-
гателя, в качестве которого обыкновенно используют асинхрон-
ный короткозамкнутый двигатель. Угловая скорость <о2 подвиж-
ного конуса зависит от соотношения сил трения между хвостови-
ком вала подвижного конуса и эксцентриком, которые способ-
ствуют увлечению подвижного конуса во вращение, и сил тре-
ния, препятствующих этому — сил трения в верхней или сфери-
ческой опоре подвижного конуса, а также сил трения между
дробимым материалом и подвижным конусом.
На рис. 3.10 даны схемы векторных диаграмм скоростей под-
вижного конуса при различных режимах работы. Положение
инерционной силы Сдр подвижного конуса при изменении его
угловой скорости ю2 также изменяется. Однако, как показывают
расчеты, для реальных конусных дробилок это изменение незна-
чительно, и в обычных технических расчетах положение равно-
действующей инерционной силы подвижного конуса можно опре-
делять по положению центра удара при вращении тела:
^-СД =	>
где W — статический момент подвижного конуса относительно оси проходящей
через точку подвеса-перпендикулярно оси подвижного конуса.
121
Рис. 3.10. Схема векторных диаграмм
скоростей подвижного конуса:
а »« дробление; б •» круговое качение;
в холостой ход
Рис. 3.11. Схемы неуравновешенных
частей эксцентрика
Векторная диаграмма скоростей подвижного конуса для этого
случая дана на рис. 3.10, б.
Другой деталью, при равномерном вращении которой возни-
кает инерционная сила, является эксцентрик. На рис. 3.11 даны
схемы неуравновешенных частей эксцентриков различных кон-
струкций: для дробилок крупного (рис. 3.11, а) и среднего
(рис. 3.11, б) дробления. Инерционная сила неуравновешенной
массы эксцентрика при его вращении равна инерционной силе
фиктивного тела, заполнившего внутреннюю расточку эксцен-
трика той же плотности и вращающегося с той же угловой ско-
ростью, но направлена в другую сторону.
Величина и положение линии действия инерционных сил не-
уравновешенных масс могут быть определены интегрированием
элементарных инерционных сил, возникающих при вращении
элементарных масс, и моментов этих элементарных сил относи-
тельно произвольной оси. Схема образования элементарных масс
и геометрические параметры их показаны на рис. 3.11, в соот-
ветствии с которым
j LxdC
C = $dC =	1 = -^—,	(3.9)
V	V
где dC — элементарная инерционная сила элементарного объема неуравновешен-
ной части эксцентрика; р— плотность материала эксцентрика; g—ускорение
свободного падения; пх — расстояние от центра тяжести элементарного объема
dVx до оси вращении; L — расстояние от оси х до линии действия равнодействую-
щей инерционных сил эксцентрика; Lx — расстояние от осн х до центра тяжести
элементарного объема dVx.
Формулы для расчета инерционных сил двух вариантов схем
неуравновешенных масс эксцентриков после интегрирования ис-
ходных уравнений (3.9) принимают вид:
122
для дробилок крупного дробления
С	(п + т),	(3.10)
для дробилок среднего дробления
С =	[d? (Зп + т) + 2d{d2 (n + т) + d2 (3/п + п)];
г __ [dj (Зп + 2ffl) + dtrf2 (4п + 6m) -Mg (Зп + I2m)] h
5 [df (Зп + m) + 2dLd2 (n -f-m) -j- d'l (3m + n)]	’
где d, dt, d2, tn, n и ft— геометрические размеры эксцентрика (см. рис. 3.11).
Инерционные силы неуравновешенных масс — подвижного
конуса и эксцентрика — передаются на фундамент дробилки.
Их можно частично уравновесить противовесом, который разме-
щают на эксцентрике. Равнодействующая Спр инерционных сил
противовеса лежит в одной плоскости с инерционными силами
подвижного конуса и эксцентрика и направлена в противопо-
ложную сторону. Таким образом, система неуравновешенных
сил Сдр, Са и Спр дробилки лежит в плоскости осей дробилки и
подвижного конуса, которая вращается вокруг оси дробилки
с угловой скоростью эксцентрика. Задачи уравновешивания —
исключение перекоса эксцентрика в центральном стакане корпуса
дробилки и уменьшение динамических нагрузок на фундамент
дробилки. Первая задача является определяющей.
На примере дробилки с консольным валом рассмотрим урав-
новешивание эксцентрика. Если пренебречь силами в зацепле-
нии конической передачи, то на эксцентрик действуют R3B, Raa —
реакции внутренней и наружной расточки эксцентрика;
Сэ, Спр — инерционные силы неуравновешенной части эксцен-
трика и его противо-
веса.
Реакцию /?эв внутренней
расточки эксцентрика на-
ходят из условия равнове- .
сия подвижного конуса,
вес Одр и инерционную си-
лу СдР которого восприни-
мают сферическая опора
и внутренняя расточка экс-
центрика. Соотношение ме-
жду этими силами может
быть найдено графически
аналогично нахождению
реакции эксцентрика в ре-
жиме дробления (рис. 3.12)
Рис. 3.12. Схема нагрузок на подвижный
коиус и эксцентрик на холостом ходу
ЭВ --- (О'др-^сдр ОСц)//?ЭВ.
123
Перекоса эксцентрика в центральном стакане корпуса дро-
билки не будет, если реакция R3H наружной рабочей поверхности
эксцентрика будет в средней плоскости его. Это достигается
соответствующим подбором геометрических размеров эксцентри-
кового узла и противовеса. При этом могут быть использованы
условия равновесия эксцентрика
Спр = Rgs — Сэ ~ Rani CnpLnp = Rae^-aB CaL0 Ranl-эн»
где Lnp, ^ав, ^э> Йан — расстояния соответствующих сил от точки подвеса
(рис. 3.12).
Инерционные силы Сдр, Сэ и Спр неуравновешенных масс
лежат в плоскости осей подвижного конуса и дробилки, которая,
как это было указано, вращается с угловой скоростью ®v Равно-
действующая этих сил будет сдвигать и опрокидывать корпус
дробилки в сторону своего действия.
Равнодействующая неуравновешенных сил и момент их отно-
сительно фундамента
= Сдр — Сэ — Спр; AfcS = СдрСдр CaL3 CopLnp>
где L' L’ L' — плечи сил С_п, Са и Спо относительно фундамента дро-
билки.
Нагрузки С2 и передаются на фундамент дробилки
и являются расчетными для него. Особенно важное значение
эти нагрузки приобретают при установке дробилок на высоких
перекрытиях или на подвижных конструкциях (в дробильно-
сортировочных установках). Для снижения динамических воз-
действий на основание можно использовать виброизоляцию,
которая рассмотрена ниже.
ЗЛ.З. Выбор зазоров эксцентрикового узла
При дроблении и работе на холостом ходу соотношения усилий
дробления и инерционных сил неуравновешенных масс разли-
чаются существенно — усилия дробления значительно больше
инерционных сил неуравновешенных масс. Поэтому при дробле-
нии и работе на холостом ходу зазоры в эксцентриковом узле
выбираются по-разному. На рис. 3.13 показаны схемы
выбора зазоров в эксцентриковом узле при различных режимах
работы и разных схемах уравновешивания. Зазоры в эксцентри-
ковом узле дробилки с консольным валом, по мнению ее изобре-
тателя Э. Саймонса, должны быть больше, чем в машине с обыч-
яыми подшипниками скольжения. Это позволяет прокачивать
' тоз них большое количество смазочного материала, способ-
ve скорейшей приработке в начальный период эксплуатации
исключению влияния неточности изготовления на работу узлов
‘ 'f''. II ’ I я,
Чаще всего зазоры эксцентрикового узла выбирают из пред-
положения что равнодействующая усилия дообления, инерцион-
124
Рис. 3.13. Схемы выбора зазоров в эксцентриковом
узле
ные силы и реакции от них в эксцентриковом узле лежат в пло-
скости осей дробилки и подвижного конуса.
Исследования [17] выявили сложные явления, которые про-
исходят в эксцентриковом узле в условиях нестационарного
нагружения усилиями дробления. В частности, режим трения
в эксцентриковом узле оказывается также нестационарным в те-
чение одного оборота эксцентрика — режим полусухого трения
переходит в полужидкостное и обратно. Определенное влияние
оказывает при этом конкретное состояние рабочих поверхностей
эксцентрика, условия смазывания и размеры зазоров эксцентри-
кового узла, которые в процессе эксплуатации увеличиваются.
В соответствии со схемой распределения зазоров в эксцентри-
ковом узле (рис. 3.13, а) при дроблении зазоры между хвостови-
ком вала подвижного конуса и внутренней расточкой эксцентрика,
а также наружной расточкой эксцентрика и центральным стака-
ном корпуса дробилки будут выбраны с толстой стороны экс-
центрика. При переходе на холостую работу, при которой усилия
дробления отсутствуют, под действием инерционных сил неурав-
новешенных масс (подвижного конуса и эксцентрика) произойдет
перераспределение зазоров в эксцентриковом узле. При этом
в зависимости от соотношения инерционных сил неуравновешен-
ных масс возможны два варианта перераспределения зазоров
(рис. 3.13, б, в); в одном варианте составляющая 7?эв инерци-
онной силы подвижного конуса, воспринимаемая внутренней
расточкой эксцентрика, больше равнодействующей инерционных
сил эксцентрика и его противовеса, в другом — меньше. В первом
случае зазор между центральным стаканом и эксцентриком будет
выбран с тонкой стороны (рис. 3.13, б), в другом — с толстой
(рис. 3.13, в).
Так как подвижный конус постоянно находится в контакте
со сферической опорой, то при переходе с холостого режима на
режим дробления он будет поворачиваться вокруг точки подвеса.
Условия обеспечения линейного контакта хвостовика вала по-
движного конуса и конусной втулки эксцентрика и центрального
125
стакана корпуса дробилки с эксцентриком для двух режимов
эксплуатации выражаются следующими зависимостями:
для первого случая (рис. 3.13, б)
(а, + С)/(а2 + С) = Ri/R2;
для второго случая (рис. 3.13, в)
01/^2 = ^1/Rz>
где 2аг, 2аа — диаметральные зазоры в конической втулке эксцентрика «по верху»
и «по низу», которые отстоят от точки подвеса иа расстояние и 7?а; 2С диаме-
тральный зазор в центральном стакане дробилки.
Расчеты показывают, что зазоры эксцентрикового узла могут
существенно влиять на инерционные силы неуравновешенных
масс. Наибольшее влияние на холостом ходу в схеме уравновеши-
вания, показанной на рис. 3.13, б, так как зазоры в этом случае
выбираются так, что инерционная сила конуса увеличивается,
а инерционные силы эксцентрика и противовеса уменьшаются.
В уравнении (3.8) расстояние ец от центра тяжести подвижного
корпуса до оси дробилки следует понимать как сумму номиналь-
ного расстояния ец и дополнительного смещения за счет зазоров
эксцентрикового узла, равного
ед = (Hi + С) LB/Rlt
где £.ц—расстояние от точки подвеса до центра тяжести подвижного конуса.
В расчетных зависимостях (3.10) и (3.11) параметры п и т.
следует принимать как разность номинальных эксцентрисите-
тов пв и тн в центральной расточке эксцентрика и зазоры в цен-
тральном стакане:
п — пв — С; т = тв — С.
3.5.	Электромеханические процессы в приводах
конусных дробилок
3.5.1.	Общие сведения
Нагрузки в кинематических звеньях дробилки — приводном
валу, соединительных муфтах, конической передаче — определяют
на основании решения дифференциальных уравнений переходных
электромеханических процессов в динамической системе, которую
образуют детали привода при его нестационарном движении.
К таким нестационарным режимам работы следует относить пуск
дробилки вхолостую и под завалом, дробление, коль скоро
концевая нагрузка системы — усилие дробления — является по
различным причинам нестационарной величиной, и режим стопо- .
рения дробящих конусов, возникающий при попадании в Камерун
дробления случайных металлических предметов.	j
В первом и во втором случаях активной силой, вызывающей |
нагружение деталей кинематической схемы дробилки, является I
126	:
И
О)
Рис. 3.14. Элементарные рас-
четные системы:
а —« одномассная, односвязная;
б одномассиая, двухсвязная
момент приводного электродвигателя?
в третьем — кинетическая энергия
маховых масо дробилки. Моментом
приводного электродвигателя в неко-
торых случаях пренебрегают.
Закономерности движения электро-
механической системы можно опреде-
лять на основании первого закона
И. Ньютона. Рассмотрим расчетную
схему простейшего механизма, со-
стоящую из сосредоточенной массы т
и кинематической связи жесткостью о,
упирающуюся . в жесткую заделку.
Пусть на массу действует некоторая
сила, являющаяся функцией вре-
мени Р = f (t). Такой вариант показан на рис. 3.14, а.
Под действием силы Р = f (t) такая система будет совершать
некоторые перемещения, являющиеся также функцией времени:
Уравнение равновесия массы т выражается зависимостью:
Р = f (t) = тх + ex,
где x — ускорение массы т, равное при определенном выборе начала координат х
второй производной ее перемещения.
Другим вариантом элементарной расчетной схемы является
одномассная двухсвязная схема (рис. 3.14, б). Положение рас-
четной массы т и деформацию связей можно характеризовать
двумя координатами: х3 их2. Уравнение равновесия массы т
для данного случая по аналогии с предыдущим равенством имеет
вид
. (Xj — х2) q = тх2 + с2х2,
где с^, са — жесткости связей расчетной схемы.
Конусные дробилки разного конструктивного исполнения мо-
гут. быть представлены расчетными схемами, состоящими из
некоторого количества различных комбинаций рассмотренных
элементарных расчетных схем.
Дифференциальные уравнения движения этих систем и элек-
тромеханических процессов в этих системах можно решать в соот-
ветствии с существующими методическими математическими раз-
работками, которые приведены в соответствующей специальной
технической литературе. При этом можно пользоваться как ана-
литическими решениями, так и методиками с применением счетно-
решаюших и электронно-моделирующих аналогов машин.
3.5.2.	Писк, дробилки
Рассмотрим электромеханические процессы в дробилке
с непосредственным приводом в режиме холостого пуска.
127
Рис. 3.15. Пусковая характеристика
асинхронного короткозамкнутого элек-
тродвигателя
Элементы расчетной схемы
дробилки в этом режиме — со-
средоточенные маховые мас-
сы — динамические моменты
инерции ротора приводного
двигателя и эксцентрика; упру-
гие связи — суммарная жест-
кость приводного вала дро-
билки и с2 соединительной
муфты.
Жесткости этих связей в рас-
четной схеме соединены после-
довательно, и поэтому общую суммарную жесткость их в соответ-
ствии о правилами приведения находят из равенства
I I . I	qq
—-  ---------, откуда с — —г2-.
с q q ’	q + q'
Маховую массу подвижного конуса, как это показали матема-
тические расчеты, можно не учитывать. Таким образом, расчетная
схема конусной дробилки с непосредственным приводом в режиме
холостого пуска может быть представлена односвязной двух-
массной.
В приводах конусных дробилок с непосредственным приводом
чаще всего используют асинхронный коротко-замкнутый электро-
двигатель, пусковая характеристика которого показана на
рис. 3.15. В соответствии с характеристикой пусковой крутящий
момент такого двигателя Мп = i,0-s-l,2AfBOM. В первый период
пуска [до (0,3-ь0,4) <ооинхр ] пусковой момент изменяется незначи-
тельно, и его можно принимать постоянным. За'время пуска
динамические нагрузки в приводном валу успевают сформиро-
ваться и возникает максимальный крутящий момент, вызванный
соударением масс после выбора зазора в конической передаче.
Условие равновесия первой массы — ротора электродвигателя,
которая находится под воздействием приводного двигателя, и ре-
акции первой упругой связи — имеют следующий вид:
Л4Э = ЛФ! + с (ф! — <р2),	(3.12)
где М3 — момент приводного электродвигателя; <q, <ра — обобщенные угловые
координаты первой и второй массы.
Условие равновесия второй массы — эксцентрика
с (ф1 _ ф2) = у2ф2 м2,	(3.13)
где М2 — момент сопротивления холостого хода, условно приведенный к экс-
центрику.
Член с (фл — ф2) является упругим крутящим моментом при-
водного вала, который в данном случае и определяют для расчета
на прочность соединительной муфты, вала и конической передачи.
128
Дифференциальные уравнения (3.12) и (3.13) можно путем не-
сложных алгебраических преобразований привести к виду
(Ф1 — ф») + с (Ф1 — Фа) = "ТГ (^ —
Общее решение дифференциального уравнения имеет вид
(Ф1 — Фа) == A sin pt + В cos pt + D,	(3.14)
где A = alp |ш — угловая скорость первой массы в момент начала движения,
второй массы после выбора зазора <рк в конической передаче; р — угловая ча-
стота Собственный колебаний системы р =>	4- Ja)/(Ji X /?)]; В =
= - (Мд - MJ Jj h (/1 + /а) 11 D = (Ма - Мд) J2/ Id (J$ + Ja) Г
Угловая скорость со, если пренебречь деформацией при-
водного вала дробилки фг — ф2 при t = 0, что допустимо при
Мд М2, может быть определена по времени выбора зазора в ко-
нической передаче	_________
t = У 2фкЛ18//1
и, следовательно, 
После подстановки значений коэффициентов Л, B,D и угловой
скорости со в общее решение уравнения (3.14) может быть получено
математическое выражение максимального момента в приводном
валу дробилки при пуске
Мшах = М2 + С(ф! - фа) =	+7^ +
, *] /~ caaJj/a , А (^э	^а)
V /1 + /а + (Л + Za)a '
Экспериментальные данные показывают, что момент М2 силы
трения, приведенный к ротору электродвигателя, весьма мал
по сравнению с моментом Л40, и, следовательно, принятое допу-
щение при определении угловой скорости <о соударения масс при
выборе зазора ф3 правомерно, а расчетное выражение максималь-
ного момента Л4шах в приводном валу может быть упрощено:
Мшах = Мд [1 + 1 /1 +	.
Пуск под завалом, т. е. с заполненной камерой дробления,
реализуется в дробилках крупного дробления. Необходимость
этого вызывается организацией процесса крупного дробления
и чаще всего вынужденной технологической операцией. Техноло-
гическое понятие «завал дробилки» является не ординарным, и
формирование «завала» может иметь различные причины: оста-
новка дробилки под нагрузкой (заклинен конус); разгрузка дроби-
мого материала в остановленную дробилку (завален конус);
опускание заклиненного или заваленного конуса (расклинен
конус).
-	129
О Клушанцев Б. В. и др.	'
Другим условием пуска дробилки под завалом является пуск
дробилки «с реверса», т. е. пуск в сторону, противоположную
вращению, при котором произошло заклинивание дробящего
конуса. В этом случае используют некоторый запас упругой
энергии деформации заклиненного материала, что способствует
пуску.
Наиболее характерным для конструктивного исполнения дро-
билок крупного дробления является непосредственная клино-
ременная передача к приводному валу дробилки. Элементами
расчетной схемы такой дробилки являются четыре сосредоточен-
ных массы (ротор приводного электродвигателя, быстроходный
и тихоходный шкивы клиноременной передачи и эксцентрик дро-
билки) и три связи (соединительная муфта ротора приводного
электродвигателя и быстроходного шкива, клиноременная пере-
дача и приводной вал дробилки). Маховыми массами подвижного
конуса можно пренебрегать, а податливость корпуса дробилки
и дробимого материала учитывать моментом сопротивления по-
движного конуса, который в данном случае оказывается концевой
нагрузкой. Эта нагрузка будет зависеть от характера образования
завала и самого материала — гранулометрического состава и его
физико-механических свойств.
Система дифференциальных уравнений движения расчетной
схемы дробилки при пуске ее под завалом имеет следующий вид:
Лф1 = Ма — Ci (qh. — ф2) — т>1 (ф1 — ф2);
Лфз = С1 (фг — фа) ~Ь ?1 (ф1 — Фа) — сг (фа — Фз) — Та (фа — Фз);
Афз = Са (фа — Фз) + Та (фа — фз) + Cg (ф8 — ф4 — Д) — % (ф8 — ф4);
Лф4 = Сз (фз — ф* — Д) + Тз (Фз — Ф4) — Мс, (3-15)
где — приведенные маховые массы тихоходного и быстроходного шкивов
и эксцентрика: q)j —<р4 — приведенные обобщенные координаты движения масс;
с2 — приведенная жесткость клинопеменной передачи; yj, у2, у3 — приведенные
коэффициенты демпфирования в соответствующих связях; Д — приведенный
зазор в коническом зацеплении.
В качестве привода в конусных дробилках крупного дробления
используют обычные асинхронные электродвигатели с фазовым
ротором. Пусковой момент такого электродвигателя может быть
принят постоянным и равным 1,8—2,2 номинального.
В системе уравнений (3.15) учтено демпфирование Колебаний
электромеханическойчсистемы в зависимости от скорости протека-
ния динамических процессов, так называемое «вязкое трение»,
связанное с гистерезисными явлениями в материале. Коэффи-
циент у чаще всего определяют экспериментально.
Основной задачей расчета пуска под завалом является опре-
деление параметров привода, обеспечивающих успешный пуск
дробилки.
Номинальное сопротивление движению конуса при стаци-
онарном установившемся режиме дробления может быть опре-
130
делено экспериментально для конкретных условий эксплуатации.
Опытами было установлено, что сопротивление движению конуса
для конкретных условий эксплуатации является переменной
величиной, рассеивание которой подчиняется закону Гаусса.
Приняв заранее какой-то определенный уровень сопротивления
движению подвижного конуса, можно рассчитать вероятность
возникновения именно такого завала и нагрузки, обеспечивающей
преодоление его.
В зависимости от способа формирования и преодоления завала
может быть определен действительный приведенный момент со-
противления движению конуса, который в данном случае является
концевой нагрузкой расчетной схемы дробилки. Для определения
нагрузки используем зависимость между геометрическими и сило-
выми параметрами (см. п. 3.4.1).
Коэффициент f трения скольжения, по современным воззре-
ниям, является функцией скорости проскальзывания рабочих
поверхностей, и в первом приближении может быть аппроксими-
рован функцией скорости
f = fk — bfi,
где — коэффициент трения покоя; bf— постоянный коэффициент; о — ско-
рость проскальзывания рабочий поверхностей.
Это уравнение справедливо до скорости проскальзывания
о а* 0,1 м/с и должно-уточняться в зависимости от точности изго-
< товления и материалов рабочих поверхностей трения. При даль-
нейшем увеличении скорости проскальзывания коэффициент тре-
ния увеличивается несущественно, и его можно принимать по-
стоянным.
Таким образом, при пуске заклиненной дробилки момент
концевой нагрузки на первом этапе движения
= &хРЯР [/ft (гх + ra) — bf	— г,) + е sin а ],
где — коэффициент, связывающий равнодействующую усилия дробления Ряр
и реакцию /?э эксцентрика, Rg=ktPяр; i—передаточное число от вала прйведення
к эксцентрику.	• - .
На втором этапе пуска, когда скорость проскальзывания
больше 0,1 м/с, момент сопротивления Мо можно принимать
постоянным.
При пуске расклиненной дробилки в первый момент можно
принимать, что равнодействующая усилия равна нулю. За Период
поворота эксцентрика на 180° должно сформироваться полное
номинальное усилие дробления, соответствующее принятому ре-
жиму дробления. Формирование полного усилия дробления будет
происходить по синусоидальному закону, т. е. по закону сближе-
ния дробящих конусов. С учетом этого момент сопротивления
движению эксцентрика на первом этапе режима
Мс =	(гв + гн) — bt (гв + Гн) + e sina] (1 — cos .
5*	131
мм
Это уравнение справедливо при ср^/г < 180° и скорости про- Я
скальзывания рабочих поверхностей эксцентрика меньше я
v — 0,1 м/с, т. е. <р4 < 2iv/(rB + га). Далее выражения концевой 1
нагрузки при пуске заклиненной и раскаленной дробилки совпа- I
дают.	1
Действие упругих снл при Пуске заклиненной дробилки |
с реверса будет сохраняться в течение поворота эксцентрика У
на угол 10—18°. Изменение упругого момента будет происходить
по линейной зависимости от угла yjl поворота эксцентрика. :
После этого этапа разгон должен продолжаться по аналогии
с пуском расклиненной дробилки. Математическое описание
момента сопротивления движению эксцентрика на первом этапе 
[Ь <'+'•> - ь> *г +'Э+г м” “] •	’
где кз — коэффициент эффективности реверсирования дробилок крупного дроб-
ления Уралмашзавода, k2 = 2,0-4-2,5.	
Проведенная по рассмотренным математическим зависимостям
количественная опенка параметров процесса пуска при различных
способах формирования и преодоления завала показала:
конусные дробилки с гидравлическим регулированием раз-
грузочной щели за счет возможности расклинивания подвижного 1
конуса позволяют обеспечивать гарантированный пуск под за-
валом, что чрезвычайно важно при эксплуатации, и с этой точки
зрения такие дробилки являются наиболее совершенными;
реверсирование оказывается также эффективным средством
облегчения условий пуска дробилки под завалом; пусковая
аппаратура приводного двигателя для этого должна иметь coot- i
ветствующие реверсивные пусковые устройства;
обеспечение пуска дробилки под завалом путем использования
кинетической энергии маховых масс Привода дробилки, набира-
емой за счет выбора зазора в конической передаче, нецелесооб-
разно, так как в этом случае происходит перегрузка конической
передачи.
3.5.3.	Динамические нагрузки в приводе при дроблении
В конусных дробилках рабочий процесс происходит непре-
рывно, что является одним из основных их преимуществ по сравне-
нию со щековыми дробилками. Последовательное разрушение
материала, находящегося в дробящем пространстве, позволяет
исключить возникновение больших усилий дробления, что имеет
место, например, в щековых дробилках.
Однако эти преимущества полностью не реализуются в при-
водных валах, в которых возникают электромеханические коле-
бательные процессы. На рис. 3.16 даны осциллограммы мощ-
ности N дробления и крутящего момента Л4кр в приводном валу
серийной дробилки мелкого дробления. На осциллограммах можно
132
Рнс. 3.16. Осцилоограммп мощности Л?' дробления и крутящего момента Л4кр
в приводном валу дробилки
отметить, что периодические монотонные изменения мощности
дробления соответствуют в качественном отношении аналогичному
изменению упругого момента в приводном валу за каждый оборот
эксцентрика (рис. 3.16, а), нескольким затухающим колебаниям
упругого момента в приводном валу дробилки (рис. 3.16, б) и коле-
баниям упругого момента с мало изменяющимся максимальным
его значением (рис. 3.16, в).
Разнообразный характер протекания электромеханических
процессов в приводе дробилок, имеющих одинаковое конструк-
тивное исполнение, свидетельствует о зависимости параметров
этого процесса от различных факторов: конкретного состояния
профиля дробящего пространства, способа загрузки дробимого
Материала в камеру дробления, режима смазывания рабочих
поверхностей эксцентрика и конической передачи, гранулометри-
ческого дробимого материала.
Формально периодическая пульсация мощности дробления
и упругого момента в приводном валу дробилки, соответствующая
частоте вращения эксцентрика, может являться следствием одно-
сторонней загрузки, неравномерного заполнения дробящего
пространства или неравномерного одностороннего износа профиля
дробящего пространства. Последнее может иметь большее вли-
яние для дробилок мелкого дробления, имеющих, обыкновенно,
малую ширину разгрузочной щели (10—12 мм).
Таким образом, при определенных соотношениях маховых
масс и жесткостей деталей привода дробилки может возникать
электрический и механический резонансы, сопровождающиеся
увеличением нагрузок в приводном валу дробилки или момента
природного двигателя. Для избежания этого необходима проверка
собственно частоты колебаний системы привода, которая должна
быть в 4—5 раз больше или меньше частоты качаний подвижного
конуса. Проще всего это достигается соответствующим подбором
жесткости соединительной муфты привода.
Экспериментальное обследование серийных конусных дробилок
среднего и малого дробления показало, что такие квазигармони-
133
ческиё колебания приводного и упругого моментов в приводном
валу не достигают существенных значений. Качественная картина
упругого момента в приводном валу (см. рис. 3.16,6) типична
для затухающих автоколебаний, происходящих после периоди-
ческих возмущений. Основанием для таких колебаний в приводах
конусных дробилок является своеобразие расчетной схемы дро-
билки и конструктивных особенностей ее некоторых деталей.
Как отмечалось, эксцентриковый узел современных дробилок
среднего и малого дробления включает цилиндрический и кониче-
ский подшипники скольжения и коническое колесо, расположен-
ное консольно относительно цилиндрического подшипника. Си-
лами сопротивления вращению эксцентрика являются нормальные
силы давления, распределенные по конической рабочей поверх-
ности эксцентрика, и силы трения. Активной силой, преодолева-
ющей эти сопротивления, является окружное усилие в конической
передаче. Равнодействующая нормальных сил на внутренней
конической расточке эксцентрика при дроблении и на холостом
ходу йращаёТея с угловой скоростью эксцентрика; положения
составляющих усилий в зацеплении остаются постоянными; по-
стоянными оказываются и соотношения составляющих усилия
в зацеплении! Это создает условия для эксцентрического неста-
ционарного нагружения цилиндрического подшипника скольже-
ния, при этом нестационарность нагружения цилиндрического
подшипника может изменить режим трения скольжения в под-
шипнике, а следовательно, переменным окажется и коэффициент
трения, так как режим жидкостного трения будет переходить
в режим граничного или даже полусухого трения.
Обследование эксцентриков дробилок, находившихся в дли-
тельной эксплуатации, показало, что наружная рабочая поверх-
ность цилиндрической втулки эксцентрика в верхней части имеет
с толстой стороны эксцентрика следы изнашивания, которое
может быть следствием сухого или полусухого трения. Таким
образом, создаются предпосылки для нестационарного режима ра-
боты за счет нестабильного режима трения в эксцентриковой опоре.
Стабилизация режима трения может достигаться конструктив-
ными средствами:
использованием в эксцентрике вместо подшипников сколь-
жения подшипников качения, коэффициент трения которых не-
значительно' зависит от нагрузки;
введением в конструктивную схему эксцентрика кинемати-
ческого шарнира, препятствующего перекосу эксцентрика в цен-
тральном стакане корпуса;
снижением расположения конического колеса эксцентрика
относительно подшипников скольжения; это должно уменьшить
момент, создаваемый аксиальной и радиальной составляющими
усилия в зацеплении относительно средней поперечной плоскости
эксцентрика, который в данном случае оказывается возбудителем
динамической системы дробилки.
134
3.5.4.	Динамические нагрузки при стопорении дробящих конусов
(Стопорение дробящих конусов происходит вследствие закли-
нивания их случайными металлическими предметами, которыми
оказываются зубья ковшей экскаваторов, футеровки, ролики
транспортеров, коронки буровых долот и другие случайные пред-
меты. При заклинивании дробящих конусов этими предметами
движение эксцентрика становится невозможным и происходит
резкое торможение вращающихся деталей дробилкц. При этом
кинетическая энергия вращающихся деталей превращается в по-
тенциальную энергию деформации амортизирующей системы,
деталей дробилки и недробимого тела. Вследствие скоротечности
процессов именно этот режим оказывается расчетным при опре-
делении предельных нагрузок, действующих на детали и узлы
дробилки. При расчетах потерями на преодоление сил трения
в опорах можно пренебречь, учитывая эти силы только при со-
ставлении зависимостей статического равновесия деталей, необ-
ходимых для получения дифференциальных уравнений движения
системы в Этом расчетном режиме.
«Активными силами» в данном случае являются кинетическая
энергия движущихся деталей дробилки и момент приводного
электродвигателя.
Экспериментальные данные показывают, что формирование
максимальных нагрузок в кинематической схеме дробилки проис-
ходит весьма быстро. Это позволяет не ставить заранее задачу
создания регулируемого привода с использованием обратных
связей для ограничения динамических нагрузок за счет снижения
кинетической энергии вращающихся деталей дробилки.
На основании опыта проектирования и эксплуатации конусных
дробилок рекомендуются различные конструктивные средства
ограничения динамических нагрузок в режиме стопорения дробя-
щих конусов. Например, введение в к^неметическую схему дро-
билки ограничивающих предельных звеньев. Эти звенья по прин-
ципу устройства могут быть разового применения или постоян-
ного действия. К устройствам первого типа следует относить
всевозможные срезные пальцы, ограничительные оболочки, пред-
охранительные муфты и прочие аналогичные по назначению
детали или узлы, включенные в кинематическую схёму дробилки.
К устройствам второго типа могут быть отнесены гидродина-
мический привод, включающий гидромуфту или гидротрансформа-
тор, и привод с электромагнитной муфтой, получившие некоторое
распространение в зарубежной технике. Такое исполнение при-
вода дробилок позволяет ограничивать влияние маховых масс
привода при стопорении дробящих конусов. Эффективность таких
средств может быть учтена очевидными коэффициентами
j? _Л1д п пп к
К3® ~ М„ ИЛИ ^эф РП ’
135
где Мя н Рд — максимальная нагрувка в каком-либо кинематическом авене
дробилки (крутящий момент, сила), возникающая в стопорном режиме без ис-
пользования предохранительны® средств; Мп и Рп — то же, при испольаодании
в конструкции дробилки предохранительных средств.
В различных кинематичееких звеньях дробилки коэффициенты
эффективности предохранительного устройства оказываются
различными. Основной задачей ограничительных звеньев является
ограничение нагрузок в наиболее напряженных деталях, что
и предопределяет их конструктивное использование и располо-
жение в кинематической цепи дробилки.
Устанавливаемая зависимость между усилием дробления и
параметрами амортизационной системы предопределяет коэффи-
циент возможной перегрузки деталей. Например, коэффициент
перегрузки деталей, воспринимающих усилие дробления в дро-
билке е консольным валом, может быть принят, исходя из сравне-
ния предварительного Рпр и максимального Р'пр сжатия аморти-
зирующих пружин, которое формируется в процессе срабатывания
амортизационной системы. С учетом формул (3.5) и (3.6) имеем
„ ___ Рир __ бдред 4~ Ддаиотв^прД-нт
Рпр	йцред
Вместе с тем, вследствие динамики протекания механических
процессов в других элементах привода дробилки коэффициенты
перегрузки могут оказаться иными. Динамическая система дро-
билки е непосредственным приводом в режиме стопорения дробя-
щих конусов может быть представлена двухсвязной двухмассной
системой: движущаяся двухмассная .односвязная система уда-
ряется в заделку. На первом этапе стопорения заделкой, в кото-
рую ударяется двухмаесная одноевязная система, является кор-
пус дробилки и недробимое тело; на втором — корпус дробилки,
недробимое тело и амортизационная система.
Дифференциальные уравнения, которыми описываются элек-
тромеханические процессы при взаимном ударе двухмассной
односвязной системы е заделкой, имеют вид
Лф1 = Л18 — (Ф1 — Ф») Ci; /2фа = (фх — фя) ct — спр. кф2. (3.16)
В этой системе дифференциальных уравнений все параметры
системы (Jlt J2, фх, фа, сх, спр>в, AfB) — приведенные. Условные
обозначения прежние; на первом этапе движения спр, к — при-
веденная крутильная жесткость недробимого тела и корпуса
дробилки, на втором — приведенная жесткость недробимого тела,
корпуса дробилки и амортизирующей системы.
Для нахождения приведенной жесткости корпуса и недроби-
мого тела используют формулу приведения, при этом необходимо
иметь в виду, что система уравнений (3.16) составлена для случая
вращения. Поэтому на первом этапе
®пр. к —	(Цра/ф1)2,
(3.17)
136
где сПр. в — приведенная крутильная жесткость корпуса дробилки и недробимого
тела; ск — линейная жесткость корпуса дробилки и недробимого тела1; оф2 —
линейная скорость встречи дробящих конусов; <₽!— угловая скорость вала при-
ведения.
Скорость встречи дробящих конусов может быть определена
в соответствии с зависимостью (3.2), при этом, так как в данном
случае значение имеет составляющая скорости точки контакта
недробимого тела с подвижным конусом в направлении непо-
движного, то угловую скорость ша подвижного конуса можно не
учитывать и рассматривать режим, при котором
ш = sin ?.	(3.18)
Для этого случая скорость встречи дробящих конусов опре-
деляется равенством
= ^ДР®1 sin ? sin (фа/0»
где t — передаточное число конической передачи.
Уравнение (3.18) справедливо при условии совпадения ра-
диуса £др и рабочей поверхности подвижного конуса; при не-
совпадении необходима поправка, аналогичная поправке в урав-
нении (3.4).
Второй этап движения начинается с момента срабатывания
амортизирующей системы. Расчеты показывают, что на этом этапе
жесткость корпуса и недробимого тела при определении податли-
вости системы можно не учитывать. Приведенную жесткость
амортизирующей системы определяют на основании уравнений
(3.6), (3.17) и (3.18).
Начальные условия движения расчетной схемы конкрети-
зируются местом захвата недробимого тела дробящими конусами,
в зависимости от которого предопределяется скорость соударения
дробящих конусов. Будем характеризовать это место по периметру
дробящего пространства центральным углом а (рис. 3.17); при
t = 0, 0 < а 180°. За начало отсчета угла а принята пло-
скость осей подвижного конуса и дробилки; при максималь-
ном раскрытии разгрузочной щели а = 0.
При захвате недробимого тела при
а = 0 произойдет удар в заделку с фор-
мально бесконечно малой приведенной же-
сткостью, так как при а = 0 скорость
встреч дробящих конусов равна нулю.
Однако при этом будут создаваться усло-
вия возникновения максимально воз-
можной деформации амортизирующих
пружин и, следовательно, макси-
1 Жесткость корпусных деталей можно опреде-
лять расчетом или моделированием корпусных де-
талей, выполненных из материала с низким моду-
лем упругости.
Рис. 3.17. Положение не-
дробимого тела в камере
дробления
137
мальной концевой нагрузки в расчетной схеме дробилки. При
захвате недробимого тела при а = 90° произойдет удар вра-
щающейся двухмассной односвязной системы [уравнение (3.16)]
в заделку с формально максимальной приведенной жесткостью
и максимальной скоростью встречи дробящих конусов, но при
этом будут отсутствовать условия возникновения максимальной
концевой нагрузки. Поэтому для нахождения предельной нагруз-
ки, возникающей при попадании недробимого тела, необходимо
решение системы дифференциальных уравнений (3.16) относитель-
но крутящего момента в приводном валу q (<рг — <р2) при раз-
личных начальных условиях (а = var).
Аналитическое решение системы уравнений (3.16) представляет
определенные трудности, и для этого можно использовать методы
аналогового моделирования или вычислительную технику.
Проведенный числовой анализ параметров электромехани-
ческого процесса в дробилке КМД-2200 в режиме стопорения
дробящих конусов показал:
при постоянном суммарном приведенном моменте ротора при-
водного двигателя и эксцентрика, что обеспечивает определенную
устойчивость движения всей системы при дроблении, целесооб-
разно момент инерции ротора электродвигателя принимать мини-
мальным;
уменьшение жесткости и предварительного сжатия пружин
амортизационной системы снижает уровень динамических нагру-
зок в приводном валу дробилки в режиме стопорения дробящих
конусов;
жесткость корпуса дробилки на втором этапе формирования
нагрузок в приводном валу дробилки несущественно влияет на
суммарную приведенную жесткость системы и поэтому ее можно
не учитывать;
в некоторых случаях расчетным оказывается случай захвата
недробимого тела дробящими конусами при а = 90°; тогда с не-
которой погрешностью жесткость амортизирующих пружин в рас-
четных исходных уравнениях (3.16) можно принимать постоянной,
соответствующей а = 90°, а дифференциальные уравнения дви-
жения могут быть приведены к линейному дифференциальному
уравнению четвертой степени; решение такого уравнения эле-
ментарно;
на предельные нагрузки в приводном валу момент привод-
ного двигателя влияет несущественно, и в принимаемых 'в се-
рийных дробилках параметрах электромеханической системы
его можно не учитывать.
3.6.	Эксплуатационные режимы конусных дробилок
Под понятием эксплуатационные режимы конусных дробилок
подразумевают энергетические и технологические аспекты про-
цесса дробления, которые оказываются взаимосвязанными. Про-
138
филь дробящего пространства и кинематика рабочих органов
должны обеспечивать: заданную производительность; заданный
гранулометрический состав дробленого материала; прием в дро-
бящее пространство кусков дробимого материала заданной круп-
ности; исключение выбрасывания из дробящего пространства
дробимого материала.
Последние два требования выполняются при соответствующем
угле захвата дробящих конусов и соответствующей ширине прием-
ной щели.
В технической литературе рассматриваются три схематических
процесса разрушения (крупного, среднего или мелкого) и «раз-
рушения в слое», которое позволяет получить особо мелкий мате-
риал. Эти процессы, условно названные крупным, средним,1
мелким, а также гранулометрическим дроблением, имеют некото-
рые особенности и различия, которые необходимо учитывать при
эксплуатации.
3.6.1.	Производительность дробилок крупного дробления
Схема процесса разрушения в конусных дробилках крупного
дробления аналогична процессу разрушения в .щековых дробил-
ках, для которых она была предложена Т. Саймонсом. В соот-
ветствии с этой схемой куски разрушаемого материала за время
первой половины оборота эксцентрика захватываются дробящими
конусами и разрушаются, а за время второй половины оборота
эксцентрика свободно разгружаются под действием собственной
силы тяжести. За каждый оборот эксцентрика куски материала
уменьшаются на размер полного хода подвижного конуса в рас-
сматриваемом сечении. При такой схеме разрушения через произ-
вольное горизонтальное сечение дробящего пространства за каж-
дый оборот эксцентрика может пройти, следующее количество
дробимого материала:
Qi = uWcpdtgai +
где Qi— объемная производительность дробилки за один оборот эксцентрика,
м3/об; k — коэффициент разрыхления материала; £>ср—'средний диаметр дро-
бящего пространства в рассматриваемом сечении (рис. 3.18); d — ширина дробя-
щего пространства в рассматриваемом сеченни на закрытой стороне; 2е — двой-
ной эксцентриситет подвижного конуса в рассматриваемом сечении; «., а2 —
составляющие угла захвата.
Член 2e/(tg аг + tg а2) соответствует высоте так называемой
«призмы выпадения» за каждое качение подвижного конуса,
равной высоте треугольника, образованного отрезком эксцентри-
ситета подвижного конуса и сторонами бб' — б’в (см. рис. 3.18).
Переход к часовой производительности прост: 1
Q = 60/iQi, м®/ч,
где п — число качаний подвижного конуса в минуту.
139
Рис. 3.18. Схема камеры дроб-
ления
/
Рис. 3.19. Производительность
дробилок ККД-1500 при раз-
личных ширине разгрузочной
щели и крупности кусков дро-
бимого материала
Преимуществами методики Т. Саймонса расчета производи-
тельности является учет всех основных геометрических и кинема-
тических параметров дробящего пространства; недостатком —
отсутствие учета реального характера разрушения материала.
Попытки уточнить эти погрешности расчетной зависимости вве-
дением коэффициента k уплотнения или разрыхления привели
к тому, что этот коэффициент различные авторы принимают в ши-
роких пределах.
Опытами сотрудников Уралмашзавода были проверены теоре-
тические предпосылки формулы Т. Саймонса — сравнивались
производительности дробилок с разными профилями дробящих
пространств, различными скоростями эксцентриков, при дробле-
нии разных материалов. Эти опыты показали следующее.
1.	Производительность дробилок во многом зависит от круп-
ности питания, а в верхней зоне дробящего пространства процесс
дробления крупных кусков происходит не эффективно. Крупные
куски многократно захватываются дробящими конусами, прежде
чем происходит разрушение куска по всему сечению, как это
имеет место при разрушении кусков на прессе. На рис. 3.19 по-
казаны результаты опытов по определению влияния крупности
питания на производительность. Аналогичные данные в дальней-
шем были получены другими авторами.
2.	Уменьшение угла захвата в нижней зоне дipoбящeгo про-
странства и, в частности, придание криволинейного очертания
140
«
в нижней части его, не сопровождается пропорциональным увели-
чением производительности дробилки, как это еледует из теорети-
ческих предпосылок Т. Саймонса формулы производительности
Q = 2e/(tg ах + tg сц).
Это положение может получить такую трактовку: в конусных
дробилках крупного дробления с прямолинейным профилем дро-
бящего пространства коэффициент разрыхления меньше, чем
в дробилках с криволинейным профилем. В данном случае при
определении производительности дробилок крупного дробления
большое значение должно придаваться экспериментальному опро-
бованию.
Конусные дробилки, как правило, могут и работают под
завалом. Экспериментально получены данные об увеличении
пропускной способности дробилок при работе под завалом. По
опытным данным, увеличилась производительность в этом случае
на 20%.
3.	Производительность дробилок пропорциональна угловой
скорости эксцентрика. Это положение справедливо при принима-
емых в настоящее время угловых скоростях эксцентриков, т. е.
имеется определенный резерв увеличения пропускной способ-
ности камеры дробления серийных дробилок. При использовании
этого резерва необходимо иметь в виду, что с увеличением угловой
скорости эксцентрика изменяются условия работы дробилки:
увеличивается кинетическая энергия маховых масс враща-
ющихся деталей, и, следовательно, динамические процессы в сто-
порных режимах должны протекать более интенсивно;
увеличиваются неуравновешенные инерционные силы по-
движного конуса и эксцентрика, что в свою очередь ухудшает
уравновешенность дробилки на фундаменте; при этом может
измениться положение эксцентрика на холостом ходу — зазор
в центральном стакане корпуса дробилки будет выбираться с тон-
кой стороны эксцентрика; это имеет значение в конструкциях
дробилок, в которых наружная баббитовая заливка не распро-
страняется по всему контуру, и такой режим эксплуатации не
допускается;
увеличивается скоростная нагруженность опор подвижного
конуса — верхнего подвеса и эксцентрика; в эксцентрике, рабочие
йоверхности которого работают в режиме жидкостного или полу-
жидкостного трения, увеличение скорости проскальзывания дол-
жно сопровождаться увеличением грузоподъемности этих опор
и поэтому менее опасно; в верхней опоре подвижного конуса
рабочие поверхности верхнего подвеса работают в режиме сухого
или полусухого трения. Такое увеличение скоростного режима
должно сопровождаться уменьшением надежности верхнего под-
веса, что необходимо иметь в виду при модернизации дробилок
крупного дробления.
141
3.1. Поправочные коэффициенты условий работы
Содержание круп- ных классов (круп- нее 0,5 В)	5	10	20		25	30	40	50	60		70		80
Лир	1,1	1,08	1,05		1,04	1,03	1,0	0,97	0,95		0,92		0,89
Руда	Малой прочности					Средней прочности		Прочная				Особо прочная	
Крепость по шка- ле М. М. Протодья- конова	5-10					10—15		15—18				18—20	
	1,2					1.0		0,95				0,9	
Влажность w ру- ды, %	4	5		6		7	8	9		10			11
К»	1,0	1,0		0,95		0,90	0,85	0,8		0,75			0,65
При назначении производительности дробилок крупного дроб-
ления следует пользоваться паспортными данными или необхо-
димо проводить промышленное опробование.
Институтом «Механобр» [23] для расчета объемной производи-
тельности дробилок крупного дробления принята следующая
эмпиричеекая формула:
Срасч я KiKKpKfKwD2enb,
где Орасч— производительность дробилки м®/ч; Kt — коэффициент; для дроби-
лок ККД Kt = 0,6, для дробилок ,КРД Kt = 0,7; Ккр, Kj, Кш — поправочные
коэффициенты, учитывающие крупность пнтания, твердость и влажность пере-
рабатываемый материалов (табл. 3.1);D — диаметр подвижного конуса по низу, м;
е — нижний эксцентриситет оси подвижного конуса, м; п — число качаний под-
вижного конуса в минуту; b — ширина разгрузочной щели на открытой сторо-
не, мм.
Эксцентриситет е (мм) оси подвижного конуса, измеренный
в плоскости разгрузочной щели, связан с шириной В (м) приемной
щели дробилок ККД приближенной зависимостью
в » 8,3В- -ф" 8,5.
Частоту п0 качаний дробящего конуса определяют по завися
мости
«о = 190 — 60В.
142
Установочная мощность Мав приводного двигателя дробилок
ККД аппроксимируется общей зависимостью
Удв « KND*ena,
где Kn — коэффициент пропорциональности, для отечественный! дробилок
Kff 5*4 36.
3.6.2.	Эксплуатационные режимы дробилок среднего и мелкого
дробления
Рабочий процесс в этих дробилках несколько отличен от рабо-
чего процесса в конусных дробилках крупного дробления. На-
пример, в рекламном проспекте завода им. Тельмана (ГДР) на
дробилки среднего и мелкого дробления так описан процесс
дробления: «...В этих дробилках благодаря своеобразному прин-
ципу действия, заключающемуся в исключении подпрессовки
дробимого материала в дробящем пространстве, расходуется
значительно меньше энергии на дробление по сравнению с валко-
выми и молотковыми дробилками. Благодаря ударному действию
рабочих органов и непрерывному разрыхлению разрушаемого
материала получается остроребренное зерно, .кромки которого
в процессе дробления остаются не ошлифованными.
Фракционный состав дробленого материала отличается незна-
чительным количеством мелочи, абсолютное содержание которой
зависит от природных свойств материала..Сравнительно «мягкий»
процесс хорошо отражается на стойкости рабочих органов...».
Такое схематичное описание процесса дробления в конусных
дробилках среднего и мелкого дробления следует считать скорее
требованиями к правильному ведению процесса дробления: рыхлое
распределение дробимого материала в камере дробления и исклю-
чение форсированных режимов эксплуатации — «сравнительно»
мягкий процесс дробления. Достигнуть этого можно при пра-
вильном режиме эксплуатации.
Подходя к процессу дробления с этих позиций, могут быть
отмечены следующие ограничения режимов эксплуатации: про-
пускная способность камеры дробления; исключение перегрузки
приводного электродвигателя, деталей и узлов дробилки, а также
частого срабатывания амортизационной системы в стационарных
условиях эксплуатации, которое приводит к разработке посадоч-
ного узла корпуса дробилки и опорного кольца.
Чтобы получить кондиционный по крупности материал и
исключить повышенные расходы энергии на дробление, следует
выполнять по крайней мере два условия: расположение материала
в камере дробления должно быть рыхлым и захват кусков дробя-
щими кусками в параллельной части камеры дробления должен
быть гарантированным, т. е. должна быть произведена калибровка
дробленого материала. На рис. 3.20 дана схема дробящего про-
странства дробилки мелкого дробления, имеющая две зоны —
143
Рис. 3.20. Схема дробящего про-
странства дробилки мелкого дроб-
ления и пропускные способности
ее поперечных сечений
зону дробления и зону калибров-
ки. Экспериментальные данные
процесса дробления в серийных
дробилках мелкого дробления
(КМД-2200Т и КМД-3000Т) мето-
дом киносъемки позволили опре-
делить скорость прохождения
камеры дробления кусками после
захвата и разрушения их. При-
няв коэффициент разрыхления
материала постоянным по высоте
камеры дробления, определяли
расчетные значения пропускных
способностей поперечных сечений
камеры дробления, графики кото-
рых даны на рис. 3.20 при раз-
личных размерах ширины разгру-
зочной щели dj. < d9 < dg. Эти
графики
свидетельствуют,
что
зона дробления является «забива-
ющейся», т. е. пропускные возможности ее по мере перехода
от верхних сечений к нижним уменьшаются, и в начале парал-
лельной зоны создается «узкое» сечение, пропускная способность
которого оказывается минимальной. Таким образом, при произ-
водительности большей, чем пропускная способность «узкого»
места, дробящее пространство будет запрессовываться и приемная
щель камеры переполняться.
Исключить такую запрессовку можно соответствующим под-
бором гранулометрического состава материала. Суть этого сво-
дится к следующему. Имеющиеся в питании крупные куски,
размер которых превышает приемную щель на закрытой стороне,
при входе в камеру дробления будут задерживаться. Таким обра-
зом будет ограничиваться время свободного падения этих кусков
в глубь камеры дробления и создаваться предпосылки для раз-
рыхленного состояния дробимого материала в камере дробления.
Опыт эксплуатации конусных дробилок мелкого дробления
показывает, что при содержании больше чем 15% в поступающем
в дробилку материале фракции, крупность которой превышает
ширину загрузочной щели на закрытой стороне, обеспечивается
эффективное ведение процесса дробления без повышения удельных
расходов электроэнергии. Это положение следует рассматривать
несколько условным, так как склонность камеры дробления к за-
биванию, понимая под этим д отношение пропускной способности
верхней части камеры дробления к пропускной способности
«узкого места», вообще говоря, зависит от ширины разгрузочной
щели, как это следует непосредственно из рис. 3.20. При выпол-
нении условия дробления «кусок о бронь» крупность дробленого
материала оказывается зависимой от ширины разгрузочной щели
144
на закрытой стороне камеры дробления в рабочем состоянии,
т. е. с учетом зазоров эксцентрикового узла и деформации деталей,
непосредственно воспринимающих усилие дробления.
Пренебрегая деформацией деталей узлов дробилки от усилий
дробления, размер крупной фракции дробленого материала можем
выразить следующей зависимостью:
= Кф + 2 ^(oi + c)J >
где 4ф — размер крупной франции (по. среднему размеру куска); Кф — коэффи-
циент, характеризующий форму куска — отношение среднего размера куска
• крупной фракции к минимальному размеру; Ь$ — ширина разгрузочной щели
на закрытой стороне на холостом коду; Лх, R*, сч, с— см. рис. 3.13.
Существуют различные методики определения производитель-
ности дробилки и энергоемкости процесса дробления. ^Учитывая
изложенные ограничения процесса дробления, к определению
этих параметров нужно подходить, как к взаимосвязанным.
В частности, расчетную мощность N (кВт) приводного электро-
двигателя отечественных дробилок среднего и малого дробления
можно выбирать по зависимости [81
N = О.ЗпоП2,
где D — диаметр подвижного конуса, м; л# — частота вращения подвижного ко-
нуса, об/мин.
В реальных режимах эксплуатации загрузка приводных элек-
тродвигателей дробилок будет составлять 50—75% установочной
мощности, определенной по этой зависимости. Вместе с тем более
надежным является установление режимов эксплуатации на
основании промышленных испытаний, которые позволяют учесть
конкретные условия эксплуатации.
Остановимся на энерго-технологических закономерностях сред-
него и мелкого дробления в серийных дробилках. На рис. 3.21
показаны дискретные зависимости между основными параметрами
процесса дробления — мощностью N (кВт) дробления, произво-
дительностью Q (м®/ч) и степенью дробления i. Зависимости N —
= f (i) при Q = const — прямолинейная, N = f (Q) при i —
Рис. 3.21. Закономерности среднего и мелкого дробления:
а — N =• f (О при Q = aonst; 6 — N = f (Q) при i = eonst; b — N/Q = f (Q) при 4 <
<6 <i.
145
Рис. 3.22. Зависимость выработки q
(тыс. т) облицовочной брони от произво-
дительности Q (т/ч) дробилки
= const — гиперболическая.
Для получения общей зави-
симости N ~f (Q, i) при по-
стоянной крупности посту-
пающего материала достаточ-
но знать параметры пяти
режимов Q, i и N. Матема-
тическая зависимость этих
параметров имеет следующее
выражение:
N = aQ + bi (Q~c)~d
Q —е	’
где а, Ь, с, d, е — неизвестные постоянные коэффициенты, которые находятся
из пяти линейных алгебраических уравнений
v _ aQi + bii(Qi—c)—d
1 
Оптимизация процесса дробления может производиться по
разным критериям и, в частности, по минимизации удельных
расходов энергии. На рис. 3.21, в даны графики удельных рас-
ходов энергии на дробление по критерию N/(Qi) при различных
значениях производительности Q и степенях дробления i: удель-
ный расход энергии на дробление при увеличении производитель-
ности вначале уменьшается, а потом увеличивается, имея одно
минимальное значение.
С увеличением степени дробления удельные расходы энергии
на дробление уменьшаются, при этом производительность дро-
билки, соответствующая минимальному удельному расходу энер-
гии на дробление, также уменьшается.
На рис. 3.22 показана экспериментальная зависимость коли-
чества продробленого материала q (тыс. т) за срок сдужбы обли-
цовочной брони дробящего пространства дробилки КСД-2200 Гр
в зависимости от интенсивности переработки — производитель-
ности Q (т/ч): с уменьшением производительности увеличивается
количество дробленой руды за срок службы облицовки дробящего
пространства. Аналогичными оказываются зависимости количества
дробленого материала за срок службы других сменных деталей:
эксцентриков, конической передачи, подшипников скольжения
и др. Если в качестве критерия оптимизации режима эксплуатации
принять расход сменных деталей на 1 т дробленого материала, то
получается, что форсирование режимов эксплуатации нецелесо-
образно.
Таким образом, критерии оптимизации процесса дробления
по критерию удельных расходов энергии на дробление и удельных
расходов сменных деталей оказываются противоречивыми. В боль-
шинстве случаев получается целесообразным режимы эксплуата-
ции дробильного оборудования (производительность, крупность
146
дробленого материала) устанавливать, сообразуясь с задачами
дробильной фабрики, учитывая при этом результаты эксплу-
атации.
3.7.	Типаж конусных дробилок и современные тенденции
совершенствования процесса дробления в конусных
дробилках
3.7.1.	Типаж конусных дробилок
Типаж конусных дробилок и технические характеристики
их регламентированы ГОСТ 6937—81* (Ст. СЭВ 1325—78), в соот-
ветствии с которым конусные дробилки предназначены для дроб-
ления рудных и нерудных полезных ископаемых (кроме пласти-
ческих) и изготовляются для нужд народного хозяйства и для
экспорта. Дробилки среднего и мелкого дробления изготовляют
в исполнениях с грубым и тонким дроблением, а также с вибро-
изолирующими опорами, с дистанционным управлением и распре-
делителем питания.
Технические характеристики дробилок отечественного произ-
водства сведены в таблицы 3.2, 3.3 и 3.4.
Дробилки типов ККД и КРД должны обеспечивать дробление
полезных ископаемых с временным сопротивлением вжатию до
250 МПа, а дробилки типов КСД и КМД — 300 МПа, при этом
при дроблении на дробилках ККД и КРД рудных и нерудных
полезных ископаемых неплитняковой текстуры с пределом проч-
ности на сжатие до 250 МПа, а на дробилках типов КСД и КМД
до 300 МПа коэффициент закрупнения продукта дробления на
дробилках типа ККД должен быть не более 1,7, на дробилках
типа КРД — не более 2,0, на дробилках типа КСД — при мини-
мальной ширине разгрузочной щели — не более 2,8 и на дробил-
ках типа КМД тоже при минимальной ширине разгрузочной
щели — не более 3,8.
Коэффициент закрупнения определяют по соотношению
— ^в/^1ср»
где sM — размер квадратной ячейки сита мм, через которое проходит 95% про-
дукта дробилки; &fCp — ширина разгрузочной щели мм, определяется как сред-
няя арифметическая четырех измерений равномерно по окружности, одно из ко-
торых может быть меньше устанавливаемой.
Гранулометрический состав продукта дробления при новых
облицовочных плитах и неизношенных деталях эксцентрикового
узла на минимальных щелях определяется кривыми, приведен-
ными на рис. 3.23.
Эволюцию развития конусных дробилок можно проследить
по основным конструктивным решениям, получившим широкое
распространение в практике и теории. Американская фирма
«Кеннеди» производила дробилки, в которых отсутствовала кони-
147
X 3.2. Техническая характеристика дробилок крупного дробления
• Показатель	К КД-1500	К КД-900	К КД-1200		К КД-1350	К КД-1500		КРД-700	
Ширина b приемной щели, мм	500	900	1200		1350		1500	700	
Номинальная ширина Ьг разгрузочной щели в фазе раскрытия профилей, мм	75	140	150	220	170 | 250	180	270	75	100
Наибольший размер кусков питания, мм	400	750	1000		1100		1200	550	
Производительность, м®/ч, при номинальной ширине разгрузочной щелн на материале с временным сопротивлением сжатию 100— 150 МПа и влагосодержаннем до 4%, не менее	200	420	680	Опре пр нс	деляют при иемочных пытаниях	1450	2000	400	780
Мощность главного привода, кВт, не более	110	250	320		То же	400	Определя- ют при приемочных испытаниях	250	400
Масса дробилки без комплектующих изделий н запасных частей, т	43	150	250		>	410	То же	145	280
3.3. Техническая характеристика дробилок среднего дробления
Покаеаяель	КСД-600	КСД-900	КСД-1200	КСД-1750	КСД-2200	КСД-3000
Диаметр D основания дробящего конуса, мм	600	900	1200	1750	2200	3000
Ширина Ь приемной щели на от- крытой стороне, мм	75	130	185/125	250/220	350/275	600/475
Диапазон регулирования ширины Ь± разгрузочной щели в фазе сбли- жения профилей, мм	12—35	15—40	20—50/10—25	25-60/15-30	30—60/15—30	50—80/25—50
Разность ширины разгрузочной щели bi в четырех точках, мм, не более	4	4	7/5	8/6	8/6	10/8
Наибольший размер кусков пита- ния, мм	60	105	150/100	200/160	300/250	500/380
Производительность, м8/ч, на ма- териале с временным сопротивле- нием сжатия 100—150 МПа и вла- госодержаиием до 4%, в открытом цикле	12—40	30—70	77—115/42/95	170—320/100—190	360—610/180—360	Не установлено
Мощность главного привода кВт, не более	40	55	75	160	250	500
Масса дробилки, т, без комплекту- ющих изделий и запасных частей, не более	5,6	12,5	21	53	98	250
Примечание. В числителе приведены данные дробилок грубого дробления, в знаменателе— тонного дробления.
3.4. Техническая характеристика дробилок мелкого дробления
ад
сч
1Л
23
с5
IQ
Примечание. Для дробилки КМД-2200 в знаменателе приведены данные для тонкого дробления — Т1, в скобках —Т2.
150
о
Рис. 3.23. Характеристика гра-
нулометрического состава дроб-
леного материала:
1 - для ККД; 2 — для КРД; з -
для КСД; 4—для КМД (размер про-
дукта дробления дан в долях раз-
грузочной щели)
чеекая передача, и поэтому полу-
чившие название «Гирлесс». Эти дро-
билки имели два конструктивных
исполнения: с нижним расположе-
нием клиноременной передачи и
со встроенным электродвигателем
(рис. 3.24). К корпусу дробилки сни-
зу прикреплен фланец, являющийся
одновременно радиальной опорой
приводного электродвигателя, то-
ковые обмотки которого установле-
ны в шкиве ротора. Вес ротора
воспринимается сферическим под-
шипником, прикрепленным к ниж-
нему фланцу. Сферическое испол-
нение опоры ротора позволяет ком-
пенсировать ошибки изготовления
деталей и зазоры радиального под-
шипника скольжения. Статор при-
водного электродвигателя прикре-
плен к фланцу. Электроэнергия к
ротору подается через токоподводящие кольца, укрепленные
в нижней части шкива ротора. Эксцентриковый вал имеет жидкое
циркуляционное смазывание, которое подводится по трубопрово-
дам под давлением.
Другой особенностью дробилок этого типа является применение
в эксцентриковом узле кинематического шарнира, позволяющего
исключать перекосы в подшипниках скольжения эксцентрикового
узла.
По каталожным данным фирмы, исключение конической пере-
дачи и значительных маховых масс, размещенных непосредственно
на эксцентрике, позволило применять приводной электродвигатель
мощностью на 40% меньше, чем у двигателя обычных гирацион-
ных дробилок одинакового типоразмера. Фирма поставляла на
мировой рынок 22 типоразмера таких дробилок.
В отечественной практике аналогичная идея была реализована
К. А. Рундквистом. Им предложена своеобразная конструкция
эксцентрикового узла, позволяющая полностью уравновесить
детали дробилки и дробилку в целом (рис. 3.25). Эксцентриковый
стакан имеет две независимые опоры — подшипники скольжения,
а противовес эксцентрика расположен между ними, что в сочета-
нии с шарнирной втулкой исключает возможность перекосов вала
в подшипниках скольжения. Неуравновешенная инерционная сила
подвижного конуса уравновешивается инерционными силами экс-
центрика и его противовеса. Минимизация момента этих инер-
ционных сил, направленных в разные стороны, достигается
увеличением массы загрузочной тарелки, что позволяет снизить
линию действия инерционной силы подвижного конуса и совме-
151
Рис. 3.24. Дробилка фирмы «Кеииеднэ типа «Гирлесс» со встроенным приводным
электродвигателем
стать ее с линией действия равнодействующей неуравновешенных
инерционных сил эксцентрика и противовеса. Современное испол-
нение эксцентриковых шарниров (цилиндрическая втулка и бочка
малой кривизны), изготовленных из твердых сталей, позволяет
существенно упростить конструкцию эксцентрикового узла дро-
билки этой конструкции.
152
Другим интересным конструктивным решением конусной дро-
билки является предложение К. А. Рундквиста своеобразного
привода вала подвижного корпуса (рис. 3.26). Здесь процессионное
движение подвижного конуса осуществляется с помощью двух
шатунов, передающих движение на общую самоустанавлива-
ющуюся втулку, охватывающую конец вала подвижного конуса.
Шатуны приводятся в движение двумя вертикальными эксцентри-
ковыми валами, кинематически связанными с общим горизонталь-
ным приводным валом. В дробилке применена сферическая опора
подвижного конуса, регулируемого по вертикали гидроцилиндром,
на котором установлена сферическая опора и который одновре-
менно предохраняет детали от динамических перегрузок.
Рис. 3.26. Конусная дробилка конструкции К. А: Рундквиста
153
Рис. 3.26. Конусная дробилка с шатунным приводом
Инерционные силы шатунов и подвижного конуса уравнове-
шиваются вращающимися дебалансами, установленными на
вертикальных валах.
Слабым местом дробилки такой конструкции является по-
движная пара — цилиндр в центральном стакане корпуса дро-
билки. При возникновении во время дробления радиальных
составляющих усилия дробления, которые расположены кон-
сольно относительно посадочных мест подвижной опоры, воз-
можно заклинивание ее, даже при высокой точности изготовления
посадочных мест.
К сожалению, эти интересные разработки К. А. Рундквиста
не прошли экспериментальную проверку на натурных образцах.
Инициатором использования подшипников качения вместо
подшипников скольжения явилась французская фирма «Баббит-
лесс». В дробилках с таким же названием (рис. 3.27) использованы
общеизвестные конструктивные решения отдельных узлов: боко-
вая двух- или односторонняя разгрузка дробленой руды, прямо-
линейный профиль дробящего пространства, верхний конический
подвес подвижного конуса, нижиее расположение клиноременной
передачи. По рекламным утверждениям дробилки этой фирмы
имеют следующие достоинства:
154
подшипники скольжения эксцентрикового узла заменены под-
шипниками качения;
циркуляционное смазывание заменено заливным; смазочный
материал можно менять один раз в три месяца;
отсутствует циркуляционная вода для охлаждения.
Применение опор эксцентрика на подшипниках качения поз-
волило принять сравнительно высокую частоту колебаний по-
Рис. 3.27. Дробилка фирмы «Баббитлесе»
155
движного конуса, что, очевидно, явилось основанием для при-
менения крутого профиля дробящего пространства. Однако есть
и недостатки:
для уменьшения нагрузок на эксцентриковый узел вал по-
движного конуса удлинен, что привело к увеличению высоты
дробилки|
монтаж и демонтаж эксцентрикового узла возможен только
снизу, что неудобно и вызывает необходимость применения до-
полнительных грузоподъемных приспособлений.
Фирма «Нордберг», (США), по лицензии которой работает
фирма «Крунп» (ФРГ), рекламировала для тонкого и мелкого
дробления дробилки «Жиродиск» (рис. 3.28). По данным фирмы,
эти дробилки высокопроизводительны и разрушают материал
до очень мелкого размера. Принцип разрушения материала в этих
дробилках, очевидно, аналогичен принципу, заложенному в удар-
но-щековых дробилках фирмы «Крупп».
Дробимая масса периодически подвергается ударному дей-
ствию, при этом материал движется в дробящем пространстве
несколькими слоями, т. е. разрушение происходит в слое. Эти
дробилки, по мнению фирмы, наиболее эффективны при дроблении
мелкого сортировочного материала крупностью 15—25 мм.
Загруженный в дробилку материал хорошо смешивается в ре-
зультате сложного движения загрузочной тарелки — вращения
и качения. Эго достигается применением шестеренчатой передачи,
которая расположена внутри подвижного конуса и получает
движение от эксцентрика. В качестве амортизирующих средств
использованы пневмоцилиндры, рабочие полости которых соеди-
нены между собой. Регулирование ширины разгрузочной щели —
традиционное — резьбовое. По конструктивной схеме дробилка
«Жиродиск» относится к дробилкам с консольной осью.
Своеобразную конструкцию верхней опоры подвижного ко-
нуса разработала фирма «Кеннеди Ван Саун» (США) и применила
ее в дробилках «Кон-Ь-матик».
Гидроопора (рис.- 3.29) включает многоплунжерный блок,
расположенный в траверсе дробилки, и подвижный стакан 4 со
сферическим подвесом 5 подвижного конуса. Гидравлический
блок 1 имеет общую полость, соединенную с пневматическим
аккумулятором. Сферический подпятник подвеса воспринимает
только вертикальную составляющую усилия дробления, горизон-
тальная составляющая усилия дробления воспринимается конус-
ной втулкой 7. При этом центр качания и угол гирации В процессе
регулирования разгрузочной щели остаются неизменными.
Конусные дробилки изготовляются многочисленными зару-
бежными машиностроительными фирмами и компаниями. Разно-
образными являются конструктивные решения отдельных
узлов и схемное решение дробилок в целом. Наиболее старыми
и известными являются американские фирмы «Нордберг» и «Аллис-
Чармерз»; конструктивные решения дробилок этих фирм являются
156
If
Рнс. 3.28. Дробилка «Жиродиск» фирмы «Нордберг»
157
1
1
Рис. 3.29. Верхний подвес дробилки фирмы «Кеннеди»:
1 — гидравлический блок; 2 — поршень; 3 — распорная втулка; 4 — подвижной ста-
иан; 5 — сферический подвес; в — направляющая шпонка; 7 — конусная втулка
традиционными и оказывают определенное влияние на другие
фирмы, возникшие в более позднее время.
Фирма «Нордберг» поставляет на мировой рынок конусные
дробилки крупного дробления пяти типоразмеров и различного
исполнения: для тяжелых (НД) и очень тяжелых (ХНД) уеловий
эксплуатации. Некоторые типоразмеры дробилок имеют несколько
исполнений по размерам подвижного конуса, и все типоразмеры
дробилок имеют несколько исполнений по установочной мощности
приводного электродвигателя и рабочему ходу подвижного ко-
нуса. Этим достигается более полное использование возможностей
дробилки применительно к конкретным условиям эксплуатации —
физико-механическим свойствам и гранулометрическому составу
дробленого материала, необходимой производительности. Данные
158
технических характеристик дробилок крупного дробления
фирмы «Нордберг» сведены в таблицу 3.5.
Японская фирма «Кобе Стил» в своих рекламных проспектах
делает акцент на отработанность конструкции, высокий техниче-
ский уровень производства, обеспечивающий высокие надежность
и качество оборудования. Например, камеру дробления проекти-
руют с помощью ЭВМ, что позволяет получить самую высокую
производительность с наименьшим расходом энергии.
Из конструктивных особенностей дробилок крупного дробле-
ния фирмы «Кобе Стил» может быть отмечено гидравлическое
регулирование ширины разгрузочной щели, используемое также
для предотвращения перегрузок деталей и узлов дробилок при
прохождении камеры дробления недробимыми предметами и рас-
клинивания подвижного конуса при остановке дробилки под
завалом. В гидросистеме дробилки предусмотрен также балансовый
цилиндр, назначение которого стабилизировать положение по-
движного конуса, так как по мнению фирмы, при прохождении
камеры дробления недробимым телом возникает «подпрыгивание»
подвижного конуса вверх, и система балансового цилиндра пре-
пятствует падению конуса вниз. Когда восстанавливается нор-
мальный режим работы, балансовый цилиндр. восстанавливает
первоначальное положение подвижного конуса. В конической
йередаче используют спиральный зуб, имеющий повышенную
прочность и способствующий рациональному, без перекосов, на-
гружению эксцентрикового узла. На базе дробилок крупного
дробления изготовляют дробилки вторичного дробления с редук-
ционным профилем камеры дробления. Техническая характери-
стика дробилок фирмы «Кобе Стил» даны в табл. 3.6 и 3,7.
Западногерманская фирма «Крупп» выпускает аналогичные
дробилки в двух исполнениях: с гидравлическим и механическим
регулированием ширины разгрузочной щели. Из конструктивных
особенностей этих дробилок может быть отмечено введение сфери-
ческого шарнира в верхней опоре подвижного конуса, что поз-
воляет уменьшить влияние неточности изготовления деталей
верхней опоры подвижного конуса на работоспособность этого
ответственного узла дробилки. Технические характеристики дро-
билок с механическим (модель В К) и гидравлическим (модель КВ)
регулированием ширины разгрузочной щели сведены
в табл. 3.8 и 3.9.
Конусные дробилки типа «Саймонс» среднего и мелкого дробле-
ния изготовляют различные фирмы. Наиболее представительным
изготовителем этих дробилок является американская фирма
«Ре^тснорд». В рекламных проспектах фирма не дает основных
данных по конструктивным решениям дробилок: число качений
подвижного конуса, геометрические размеры камеры дробления,
эксцентриситет подвижного конуса, прижатие дробящих конусов
и некоторых других параметров, при этом обращается внимание
на совершенство самих дробилок, обеспечивающих:
159
S 3.5. Технические характеристики дробилок крупного дробления фирмы «Нордберг»
Размер дробилки	Число качаний подвиж- ного ко- нуса в минуту	Эксцен- триситет подвиж- ного ко- нуса, мм	Устано- вочная мощ- ность, кВт	Производительность, т/ч, при насыпной массе 1,6 цепях, мм (дюймы)								г/м’ при разгрузочных			
				101,6 (4)	114,3 (4’7,)	127 (5)	140 (5S/,)	1Б2 (6)	165 (б‘/,1	178 (7)	100 (7‘7,)	203 (8)	216 (8,5)	241 ' (9)	254 (10)
		19	150	372	413	458	503			.							
30—60	150	22,2	175	431	481	535	585	—	—						 				—	 а* 
		25,4	200	522	549	612	671					—			
		38,1	250	—	688	766	839	—	—	—	—	—	—	—	—
		19	225						535	590	644	703	753	807									
42—86 HD	139	25,4	300	—	—_>	717	785	857	939	1007	1080			—1	—	—
		31,8	375	—	—		980	1070	1175	1256	1347				
		38,1	450	—	—*	—	1175	1288	1406	1510	1619	—	—	—	—
		19	270					535	590	644	703	753	807				
42—86 XHD	139	25,4	360	—	—	717	785	857	939	1007	1080	—		—	—
		31,8	450	——	—	—	980	1070	1175	1256	1347	——					___
		38,1	540	—	—	—	1175	1288	1406	1510	1619	—	—	—	—
		19	200					476	567	622	757	839	925				
42—70 HD	137	25,4	250	—	—	635	753	884	1007	1116	1234			___			
		28,6	270	—	—  	712	849	998	1134	1256	1388	—			——		
		31,8	300	—	—	—	943	1016	1261	1397	1542	—	—	—	—
		19	240	—	392'	476	567	622	757	839	925								
42—70 XHD	137	25,4	320	—	—	635	753	884	1007	1116	1234								
		28,6	360	—	—	712	849	998	1134	1256	1388								
		38,1	400	—	—	—	943	1016	1261	1397	1542	—	—	—	—
ММ
6 Клушавце» Б. В. к др.
Продолжение табл. 3.5
Размер дробилки	Число качаний подвиж- ного ко- нуса в минуту	Эксцен- триситет подвиж- ного ко- нуса, мм	Устано- вочная мощ- ность, . кВт	Производительность, т/ч,				при насыпной массе 1,6 т/м* прн разгрузочных цепях, мм (дюймы)							
				101,6 (4)	114,3 (41/.)	127 (5)	140 (5*/.)	152 (6)	165 (6»/.)	178 (7)	190 (7*/.)	203 (8)	216 8,5)	241 (В)	254 (Ю)
		25,4	300					1066	1134	1206	1306	1420	1542	1670			—		
48—75 HD	140	31,8	375	—	—	—	1421	1506	1633	1774	1928	2086	—-		—
		34,9	410	——	—	—	1560	1705	1796	1950	2123	2295	—	—	—-
		38,1	450	—	—	—	—	1810	1978	2132	2313	2505	—	—	—
		25,4	300					—	1179	1270	1370	1779	1610	1751	—	—	—
54—75 HD	140	31,8	375	—	—	—	а		1587	1710	1850	2014	2186		—	—
		34,9	410		—	——	—	1746	1882	2032	2213	2367			—
		38,1	450-	—	—	—	—	—	2054	2218.	2413	2621	—	—	—
		31,8	400									1692	1768	1968	2195	2404	2630				
54—80 HD	140	34,9	425	—	—		—	1827	1946	2163	2413	2644	2894	—	—
		38,4	460	—	—	——	—	 	2123	2363	2635	2885	3157	——	—
		41,3	500	—	—	—	—	—	2299	2558	2853	3125	3420	—	—
		34,9	550										1773	1932	2195	6413	2631	2853		
60—90 XHD	115	38,1	600	—	—	—	—	—	—	2170	2395	2631	2866	3111	—.
		41,3	650	—	—	—	—		—	2340	2576	2848	3107	3370	—
		44,5	700	—	—	—	—	—	—	2517	2794	3070	3297	3628	—
		38,1	600							——	—		2848	3175	3538	3873	4209	4898
60—102 HD	115	4L3	650	II 	—	’ 1	— '	—	—	3084	3438	3832	4195	4558	5306
		44,5	700	—	—		—		—	—	3705	4127	4517	4912	5715
		50,8	750	—	—	—	—	—	—	—	4231	4717	5166	5606	6531
	*	38,1	750			—	.—	—	—	—	2848	3175	3538	3873	4209	4898
60—102XHD	115	41,3	800	—	—	—	—	—	—	3084	3438	3832	4195	4558	5306
		44,5	875		—	—	—		—	—	3705	4127	4517	4912	5715
		50,8	1000	—	—	—	—	—	—	—	4231	4716	5166	5606	6561
3.6. Техническая характеристика дробилок крупного дробления фирмы «Кобе Стил»
Размер	Приемное от- верстие, мм	Число качаний подвижного ко- нуса в минуту	Установочная мощность. кВт	Эксцентриситет подвижного конуса, мм	Пронаводнтельность, т/ч, при ширине												разгрузочной			щели, мм				
					65	75	90	100	115	125	140	150	165	180	190	200	215	230	240	255	265	280	290	305
				16	140	230	260	300	330	370	410	-												
30—55	760X 2000	175.	110—	14	—	310	350	400	450	500	560													
			220	25	—	—	450	500	570	630	710													
				32	—		—	590	660	730	820													
				19		..	- - .	370	420	470	530													
36—55	910X2300	175	150—	25	—	—	—	—	540	600	670													
			220	32						690	770													
				25				-	590	670	750	830	970	1100										
42-65	1070Х	150	220—	32						790	880	980	1140	1300										
	Х2750		300	38								ИЗО	1320	1500										
				25						970	1000	1080	1160	1240	1350	1460								
				32							1360	1470	1580	1690	1840	1990								
46—74	1220Х	135	220—	35								1660	1790	1920	2090	2250								
	Х3050		370	41									1950	2090	2270	2450								
Продолжение табл. 3.6
Размер	Приемное от- верстие, мм	Число качаний подвижного ко- нуса в минуту	Установочная мощность, кВт	Эксцентриситет подвижного конуса, мм	Производительность, т/ч, ира ширине разгрузочной щели, ми																			
					65	75	90	100	115	125	140	150	165	180	190	200	215	230	240	255	265	280	290	305
				25							970	1050	1140	1210	1300	1370												
				32								__				1440	1550	1650	1770	1270	—	——	—	—	—	—	——	—
54—74	1370Х Х3350	135	220— 370	35 45		—		—	—				1760	1870 2040	2000 2180	2120 2310				—				
				25								1310	1400	1490	1620	1710	1800	1890					.						
				32									1610	1720	1870	1970	2070	2180						
60—89	1520Х Х3700	125	260— 450	35 38 45										1950	2120 2310	2240 2130 2960	2350 2560 3110	2470 2690 3270				—		
				25 32 38 44 51										1600	1690	1780	1920	2070	2210	2350	2490	2640	2800	2960
															2070	2180	2340	2510	2690	2860	3040	3210	3400	3600
	1520Х Х3800	110	370— 750													2700	2910	3130	3350	3560	3780	4000	4240	4480
Dv— 109																	3380	3630	3880	4140	4390	4640	4920	5200
																	3900	4190	4480	4770	5060	5350	5670	6000
3.7. Техническая характеристика дробилок вторичного дробления фирмы «Кобе
Стил>
Размер 1		Приемное от- | верстне, ми 		Число качаний подвижного ко- нуса в минуту	Установочная мощность, кВт	Эксцентриситет подвижного ко- нуса, мм	Производительность, т/ч, при ширине разгру- зочной щели, в мм							
					Б0	66	7Б	90	100	115	125	140
16—50	400X	225	90—	19	200	230	250	280	.		__			
	X 1400		150	25	(230)	260	290	320			—	—		
				32	(320)	(360)	390	440	—	—	—	—
				19	-230	260	290	320	350	390				
24—60	610Х	175	130—	25	—	380	420	470	520	570	—	—
	X 1680		220	32	—	(440)	490	540	600	660	—	—
				19	270	320	370	420	490	560	610	680
30—70	760 X	150	150—	25	—	470	540	620	720	810	890	1000
	Х2130		300	32	—	(550)	630	730	850	960	1060	1180
				38	—	(640)	(730)	840	980	1110	1220	1360
эффективное ведение рабочего процесса за счет рыхлого распре-
деления материала в камере дробления и необходимой кинематики ,
рабочих органов, что обеспечивает невысокие удельные расходы
энергии на дробление;
надежное предохранение деталей и узлов дробилок от перегру-
зок при попадании недробимых тел в дробилку;
низкие эксплуатационные расходы и возможность надежной
эксплуатации при переработке крепких и вязких руд;
высокую монтажеспособность, простоту обслуживания
и регулирования режимов эксплуатации.
3.8. Техническая характеристика дробилок крупного дробления фирмы «Крупп*
Модель дробнлки КВ		Диаметр прием- ного ко- нуса, мм	Максималь- ный кусок, мм	Число кале- ний подвиж- ного конуса в минуту	Устано- вочная мощ- ность, кВт	Масса дробил- ки, т
мм	дюйм					
600—1500	24X59	1900	550X850	175	200	67
870—1500	35X29	2550	850Х 1200	175	200	78
870—1700	35X67	2710	850Х 1200	145	315	122
1050—1700	42X67	2945	1000Х 1400	145	360	127
1220—1700	48X67	3190	1200Х 1500	145	360	142
1050—1900	42X75	3150	1000Х 1400	134	400	185
1220—1900	48X75	3395	1200Х 1500	134	400	197
1370—1900	54X75	3600	1300Х 1700	134	400	205
1370—2100	54X83	3645	1300X 2000	134	450	218
1370—2300	54X90	3830	1300X 2000	125	550	345
1550—2300	61X90	4080	1500X2000	125	600	365
1550—2550	61Х 100	4400	1500X 2000	125	750	491
1550—2800	61X110	4800	1500X 2300	ПО	900	578
164
3.9. Техническая характеристика дробилок крупного дробления фирмы «Крупп>
Модели»
дробилка В К
дюйм
Проввводввель ноешь. «•/«,
□ри ширине щели, мм
60 80 100 125 150 175 200
1000—1250
1200—1500
1350—1700
1350—1900
1600—1900
1600—2100
40—49
48—59
54—67
51—75
63—75
63—83
2000
2100
2640
2640
3300
3300
1400X900
1600X1100
1800Х 1250
1800Х 1250
2000Х1500
2000Х1500
136
136
136
136
136
45
160
200
250
315
315
400
56
80
115
123
130
184
70 90 130
295
250
330
170
240
370
450
400
470
210
320
490
550
510
620
260
410
600
680
650
800
920
Фирма выпускает дробилки семи типоразмеров диаметром
подвижного конуса 610—3048 мм. Каждый типоразмер дробилки
имеет несколько вариантов профиля камеры дробления, условно
названных тонким, средним, грубым и очень грубым. Техниче-
скими условиями предусмотрено использование дробилок мелкого
дробления в открытом и закрытом циклах. Технические данные
дробилок приведены в табл. 3.10 и 3.11.
Для очень мелкого дробления, исходным питанием которого
являются крупные фракции материала, полученного после мел-
кого дробления, фирма «Рехтснорд» изготовляет дробилки «Гиро-
диск» четырех типоразмеров. Технические характеристики этих
дробилок даны в табл. 3.12.
ПроивводнгельносФь, м’/ч, про ширине щели, мм
	60	60	100	125	150	176	200	225	250	300
	220	280	330													—
	—	270	320	350	—	—	—:	—	—	—
	—	365	480	610	750	910	—	—	—.	—
		310	430	550	680	850	—	—	—	—
	—	—	390	490	610	790	—	—	—	—
	—		—	970	1120	1290	1450	—	—	—
ж ।	—	—	—	925	1065	1220	1390	—	—	—
	—					880	1010	1150	1315	—	—	—
Ж 1	—-	—	—	—	1275	1520	1750	—	—	—
h	—	—	—	—	1410	1580	1805	1970	—-	—
							1370	1550	1750	1910	—	—
	—							___	1600	1810	2050	2300	
	—	—	—	—	—	—	1920	2200	2550	3200
165
g> 3.10. Техническая характеристика дробилок среднего дробления фирмы «Рехтснорд»
Размер	Дробящее пространство	Минимальный размер разгру- зочной щели, мм	Ширина при- емной щели, мм на		Производительность, т/ч, при различных размерах разгрузочной щели, мм (при насыпной плотности 1,6 т/м*)										
			закры- той GTO- „роне	откры- той сто- роне	6	10	13	16	19	22	26	32	38	61	64
2ft	Тонкое	6	57	70	18	20	25	30	35	40	45	50	60		
	Грубое	10	83	95	—	20	25	30	35	45	50	60	75			
	Очень грубое	13	89	102	—	—	25	30	40	50	55	70	80	—	—
	Тонкое	10	86	105				40	50	60	70	75	80				
3ft	Грубое	13	124	144	—	—	50	60	75	90	100	120	140			—
	Очень грубое	19	175	191	—	—	—	—	75	90	100	120	140	—	—
	Тонкое	10	127	143			70	90	110	130	140	150	170			
4800	Среднее	13	156	171	—	—	100	но	140	150	175	200	220			
	Грубое	19	187	210	—	—	—	 1 > 1	145	165	190	220	270	320	—
	Очень грубое	19	227	248	—	—	—	—	145	175	200	230	280 ч	330	—
	Тонкое	13	114	137	_			120	140	150	160	175	200			
5100	Среднее	16	187	210	—	—	—	140	175	195	190	240	265			—
	Грубое	19	229	254	—	—	—	—	175	210	225	265	325	385	—
	Очень грубое	25	264	286		—	—	—	—	—	240	275	335	395	—
Продолжение табл. 3.10
Размер	Дробящее пространство	। Минимальный размер разгру- 1 зочной щели, мм	Ширина при- емной щели, мм иа		Производительность, т/ч, при различных размерах раегруеочной щели, мм (при насыпной плотности 1,6 т/м*)										
			в! и « о 2 а » о.	откры- той ЭТО- роне	6	10	13	16	19	22	26	32	36	61	64
	Тонкое	16	181	197				165	180	215	250	270	320		
51/aft(1676)	Среднее	22	219	241	—	—	—	—	—	215	270	340	365	410	—
	Грубое	25	251	276		—	—	—	—		270	340	410	455	635
	Очень грубое	38	343	368									410	455	725
7ft(2135)	Тонкое	19	254	279					335	365	455	560	680		.	—
	Среднее	25	292	324		—	——	——	—	455	545	600	725	1000	
	Грубое	32	343	378	—	—	—	—--	—	—	—	680	770	1100	—
	Очень грубое	38	425	460									770	1100	1300
10ft(3048)	Тонкое	22	324	363						800	1200	1500			
	Среднее	25	402	440	—-	—	—	—	—	—	1300	1500	1600	—	—
	Грубое	38	479	518		—	—	—	——	—	—	—	1700	2300	2700
	Очень грубое	38	635	660									1700	2300	2700
5> 3.11. Техническая характеристика дробилок мелкого дробления фирмы «Рехтснорд»																					
Размер	Тип дро- бящего про- странства	Мини- мальный размер разгру- зочной щелн С, мм	Ширина приемной Щели на стороне				 Ширина разгрузочной щели, мм																
					5			1	6			1	10			1	13			1 16			1 19	|	25
					Производительность в закрытом цикле по готовому продукту (1k о циркуляционной нагрузкой (2) н открытом цикле (3) по классу, т/ч																
			закры- той В]. мм	откры- той в, им																	
					1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
2ft(610)	Тонкий	3	19	35	3 мм			5 мм			6 мм			8 мм			10 мм			—	—
					9	18	17	12	24	21	14	25	23	23	37	24	27	36	32		
	Грубый	5	38	51	5 мм			5 мм.			6 мм			10 мм			11 мм			—	—
					9 | 24 | 21			12	241 21		14	25	23	23	36	31	321	41	36		
3ft(914)	Тонкий	3	13	41	3 мм			5 мм			6 мм			8 мм			11 мм			16 мм	—
					18 ( 451 44			271	55149		36 1541 53			50	68	58	54 | 72 | 64			59 | 77 | 73	
	Средний	3	25	51	3 мм			5 мм			6 мм			10 мм			13 мм			16 мм	19 мм
					18 | 45 | 44			271 54 | 53			36 | 56 | 54			501	73	64	54 I 82		70	64 | 86 (72	72 | 91 | 77
	Грубый	6	51	76	—			6 мм			6 мм			10 мм			13 мм			16 мм	19 мм
								32 1 68 [ 62			41 1681 62			541	821	70	82 196 |		86	681 100 191	91 | 1091 95
4800 1219	Тонкий	5	65	90	5 мм			5 мм			г 6 ММ			10 мм			15 мм			—	
					27 | 73165			35 1 73 1 65			59 { 821 73			77 |102| 95			91 1118		101		
	Средний	8	48	76	—			—			6 мм			10 мм			13 мм			16 мм	19 мм
											59 | 95|В6			77 | 18 |101			911118|104			113| 182 1122	135 | 1631150
	Грубый	13	76	102	—			—			—			10 мм			13 мм			16 мм	19 мм
														82 (122(104			104|159|135			132| 181(154	1541 191 | 163
Продолжение табл. 3.11
Размер	Тип дро- бящего про- странства	Мини- мальный размер разгру- зочной щели С, мм	Ширина приемной щели на стороне		Ширина разгрузочной щели, мм																
					6 1			6	|	10	|	13	|	16	|	19	|	25													
					Производительность в закрытой цикле по готовому продукту (1), с циркуляционной нагрузкой (2) и открытом цикле (3) по классу, т/ч																
			закры- той мм	откры- । той В, 1 мм																	
					1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3	1	2	3
5100 1295	Тонкий	5	29	64	5 мм			5 мм			6 ММ	10 мм	13 мм			—			—		
					41 1911 82			50	91	82	731100| 90	95 |13б|116	113|145		123						
	Средний	5	41	76	5 мм			6 мм			6 мм	10 мм	13 мм			16 мм			—		
					41	95	83	50	109| 98		73 |109| 98	95 (145(123	113|154|132			136	163 (141				
	Грубый	8	70	102	—			—			8 мм	10 мм	13 мм			16 мм			19 мм		
											731118|104	100|150|127	127|18б|159			159| 218 |174			181	218	191
	Очень грубый	16	121	140	— 			—			—	—	16 мм			16 мм			19 мм		
													127|191|163			159)218		181	181	227	200
5Vaft(1676) о	Тонкий	5	29	64	5 мм			5 мм			6 мм	10 мм	13 мм			—			—		
					59	118|113		82	1181113		122(181(163	159|209|178	191	21в|185							
	Средний	, 6	54	89	—			5 мм			6 мм	10 мм	13 мм			16 мм			19 мм		
								82 |150|141			122)181)163	159|209|178	191|227(193			222)245)196			254 1 272		218
	Грубый	10	95	133	—			—			10 мм	10 мм	15 мм			16 мм			19 мм		
											127(191)200	159|227|200	200(281(254			227) 318 (272			290 1327 1290		
	Очень грубый	13	152	184	—			—			—	13 мм	16 мм			16 мм			19 мм		
												159(236(209	209(318(263			227| 318 (277			290 1327 1290		
3.12. Техническая характеристика дробилок «Гиродиск»									фирмы		«Рехтснорд»	
Тип	эраэмер юнлкн		м 2 в»	Прондводнтедьнооть					(в коротки»			тоннах)
Дре		o’® Е О В Я	ga» S ь				в закрытом цикле					
		0.0 4> О 3	5 « о в ч 5 *						3		3 3	я о« О Q.3 Я
мм	дюйм	3  2 Я м « 5 -•	я л Е о »	3 3	3 3	3 3	3 3	3 3	3 со	3 3	со со	2 я я о g я я 5
			t=Sg		со	из	со	сч	-4		о	
900	36GD	914	75	60	50	35	30	23	18	16	10	20—25
1200	48GD	1219	120	105	80	55	45	40	30	25	17	35—40
1650	66GD	1678	200	160	120	85	70	60	45	40	25	55—60
2100	84GD	2134	280	250	180	130	100	90	70	60	40	80—90
3.7.2.	Направления совершенствования конусных дробилок
Основными направлениями совершенствования конусных
дробилок являются повышение надежности деталей и узлов,
облегчение условий монтажных и ремонтных работ, включая
распрессовку камеры дробления при остановке под завалом,
повышение технологических возможностей дробилок. Ниже даны
описания некоторых усовершенствованных конструкций конус-
ных дробилок, являющихся отечественными разработками.
На рис. 3.30 показана гидравлическая опора подвижного конуса
дробилки КРД-900, которую в настоящее время используют
в дробилках крупного и редукционного дробления всех типо-
размеров с гидравлическим регулированием разгрузочной щели
производства Уралмашзавода. Эта опора представляет собой свое-
образную комбинацию подшипника качения и гидравлического
цилиндра. Хвостовик вала подвижного конуса через толстостен-
ную шайбу 1 опирается на деталь 3, получившую название «пест».
Торцовые поверхности песта выполнены конусными. Нижняя
коническая поверхность песта упирается в плоскую толстостенную
шайбу 5, аналогичную шайбе 1. Шайба 5 установлена в поршне 6
гидроцилиндра 7. Конусность поверхностей песта выбирают такой,
что при работе достигается линейный контакт между этими поверх-
ностями и шайбами 1 и 5. Гидроцилиндр 7 прикреплен болтами
к центральному стакану корпуса 10 дробилки. Гидроцилиндр
и поршень имеют сменные втулки 8 и 9, которые образуют анти-
фрикционную пару и по мере изнашивания могут быть заменены
новыми. Таким образом достигается повышенная стойкость всего
узла в целом, воспринимающего вертикальную составляющую
усилия дробления.
Для восприятия горизонтальных сил, которые возникают
от несоосного нагружения торцовых поверхностей песта, в цен-
тральной расточке вала подвижного конуса и поршне гидро-
цилиндра имеются две втулки: 2 и 4.
Масло от насоса высокого давления подается в рабочую по-
лость гидроцилиндра, которая расположена в нижней его части.
171
Такая конструкция нижней опоры подвижного конуса позволяет,
не останавливая эксплуатацию дробилки, «на ходу» регули-
ровать ширину разгрузочной щели, ограничивать усилие дробле-
ния и расклинивать подвижный конус при остановке дробилки
под завалом.
Детали пестовой опоры, воспринимающие нагрузки от усилия
дробления, являются высоконагруженными. Поэтому детали ее
изготовляют из высоколегированных высокопрочных сталей: мате-
риал песта — хромоникелевая молибденовая сталь 5ХНМ, толсто-
стенные шайбы и втулки — из подшипниковой стали ШХ15СГ.
Твердость рабочих поверхностей принимают соответственно 41,5—
51,5 и 56—63 НДСэ.
Наиболее «узким» местом серийных дробилок продолжает
оставаться эксцентриковый узел. Размерные цепочки, которые
предопределяют точность взаимного положения деталей, воспри-
нимающих нагрузки от усилий дробления, — сферическая опора,
172
подвижный конус, под-
шипники скольжения
эксцентрикового узла—
полностью не гаран-
тируют нормального со-
пряжения хвостовика
вала подвижного кону-
са и конической втулки.
Бывают случаи прижога
рабочих поверхностей
эксцентрика, особенно
в период приработки.
Американская фирма
«Кеннеди» выступила
инициатором введения
в эксцентриковый узел,
дополнительного шар-
нирного соединения, Рис. 3.31. Эксцентриковый узел
которое исключает ста-
тическую неопределен-
ность этого узла, являясь в некоторой степени компенсиру-
ющим звеном. Сопряженное с этим усовершенствованием
усложнение эксцентрикового узла долгое время не способство-
вало широкому внедрению предложения. Потребность к форси-
рованию режимов эксплуатации, а следовательно, и увеличение
нагрузок на эксцентриковый узел, явилось основанием для ис-1
пользования этой идеи в настоящее время.
На рис. 3.31 показан эксцентриковый узел современной дро-
билки КМД-2200. Между хвостовиком вала 1 подвижного конуса
и эксцентриком 2 установлена промежуточная втулка 3. Хвостовик
вала подвижного конуса имеет в нижией части сферическую по-
верхность, которая с центральной расточной промежуточной втул-
кой 3 образует шарнирное соединение. Это соединение фиксирует
положение горизонтальной составляющей усилия дробления, пере-
дающееся на эксцентрик. Положение этой нагрузки эксцентри-
кового узла такое, что втулки 3 и 4 нагружаются центральной
силой, в результате чего исключаются перекос и неравномерное
нагружение рабочих поверхностей подшипников скольжения.
Шарнирное соединение оказывается нагруженным элементом.
Для повышения надежности его уменьшены скорости проскаль-
зывания рабочих поверхностей: хвостовик / вала оканчивается
прямоугольным выступом, который входит в прямоугольный паз
шайбы 5, запрессованной в промежуточную втулку 3. Ось ци-
линдрической расточки промежуточной втулки 3 при работе
совпадает с осью подвижного конуса. Такие конструктивные
решения делают эксцентриковый узел надежным в эксплуатации.
Собственный вес промежуточной втулки 3 воспринимается пло-
ской шайбой. Смазочная еистема узла остается без изменений.
173
a)
Рис. 3.32. Схема приспособления для механизации трудоемких операций:
а — установка гидродомкрата для регулирования ваеяжкн амортизирующих пружин;
б — установка гндродомкрата для распресвовкн камера дробления; е — устройство
для поворота регулирующего кольца
При модернизации и совершенствовании дробилок большое
внимание уделяют механизации трудоемких операций при ре-
монте и обслуживании. В последнее время наметились определен-
ные направления такой механизации. На рис. 3.32 показана
установка гидродомкрата для облегчения монтажа или демонтажа
опорного кольца. Гидродомкрат 1 сжимает амортизирующие
пружины 3 и гайки болтов 2, которые стягивали фланцы корпуса
дробилки 4 и опорного кольца 5, оказываются незатянутыми.
Это облегчает установку гаек в нужном положении. На
рис. 3.32, б показана,установка гидродомкрата для распрессовки
камеры дробления. Схема работы его очевидна — подъем опорного
кольца позволяет освободить запрессованный в камере дробления
разрушаемый материал или недробимое тело и таким образом
исключить трудоемкую операцию «разборки» камеры дробления,
которую осуществляют вручную.
На рис. 3.32, в показана схема устройства для поворота регу-
лирующего кольца. Этот механизм состоит из гидроцилиндра
с толкателем, который размещен в подвижной опоре, установлен-
ной на опорном кольце. Толкатель закреплен на штоке гидро-
цилиндра. ' При выдвижении штока гидроцилиндра толкатель
сообщает храповому венцу кожуха и - регулирующему кольцу
вращение. Для изменения направления вращения регулирующего
кольца гидроцилиндры должны бвгть развернуты на угол 90°
(положения толкателей I и II).
Используются различные способы, уменьшающие инерционные
нагрузки на фундамент дробилок, а также создающие более
благоприятное распределение инерционных нагрузок на опорные
детали. Установки дополнительного противовеса на загрузочной
тарелке подвижного конуса, который в данном случае оказывается
174
неуравновешенной массой, уменьшает
равнодействующую инерционных сил
подвижного конуса и снижает линию
ее действия. Такое изменение инерцион-
ной силы подвижного конуса обеспе-
чивает более равномерное распределе-
ние нагрузки по сферической опоре и
уменьшение нагрузки на внутреннюю
расточку эксцентрика, а также увели-
чивает запас устойчивости дробилки
на фундаменте.
В дробилках с консольной осью
инерционные силы подвижного конуса
и эксцентрика направлены в одну
сторону. Конструкция дробилки не
Рис. 3.33. Уравновешивание
дробилки с консольной осью
позволяет линию действия противо-
веса, который расположен на эксцен-
трике, совместить с равнодействующей
инерционных сил дробящего конуса и
эксцентрика. В результате инерцион-
ные силы неуравновешенных масс об-
разуют момент, который перекашивает
эксцентрик на оси, что может сопрово-
ждаться прижогами опор эксцентрика.
На рис. 3.33 показана схема инерционных сил дробилки
с консольной осью, в которой использован дополнительный
противовес (Рпрг)- Введение этого противовеса несколько увеличи-
вает равнодействующую инерционных сил неуравновешенных
масс — подвижного конуса (Рдр), эксцентрика (Р8) и основного
противовеса (Pnpi)- В то же время существенно уменьшается
момент инерционных сил относительно средней плоскости вну-
тренней рабочей поверхности эксцентрика.
Эти два примера показывают возможности и напра-
вления совершенствования уравновешивания конусных дро-
билок.
Повышение технологического уровня дробилок достигается
широким внедрением средств автоматизации работы дробилки
и процесса дробления как технологической операции. При авто-
матизации процесса дробления и работы дробилки решаются
следующие задачи:
1) автоматический контроль состояния оборудования тех-
нологической секции: фиксация нахождения металлических пред-
метов на ленте питающего конвейера; состояния элементов по-
точно-транспортных систем технологической секции; уровня руды
в бункере; длительности работы и простоев технологического
оборудования; температуры подшипников технологических
агрегатов; централизованной подачи жидкого смазочного мате-
риала; подпрессовки дробилки; уровня загрузки;
175
2)	автоматический контроль технологических параметров
процесса дробления: производительности по исходной руде; вре-
мени работы под нагрузкой; расхода электроэнергии на дробление;
гранулометрического состава дробленого материала;
3)	автоматическое управление: стабилизацией производи-
тельности дробилки; стабилизацией мощности дробления; оста-
новкой питания при перегрузке приводного электродвигателя;
централизованным пуском дробилки и смазыванием ее; блокиров-
кой отдельных механизмов при возникновении аварийных си-
туаций.
Способы и средства реализации автоматизации процесса дроб-
ления и работы дробилок рассмотрены в специальной литера-
туре [25].
4.	ВАЛКОВЫЕ ДРОБИЛКИ
4.1.	Область применения и классификация
Основным рабочим элементом валковой дробилки является
вращающийся на горизонтальной оси цилиндрический валок.
Подлежащий дроблению материал подается сверху, затягивается
между валками или валком и футеровкой камеры дробления и в ре-
зультате этого дробится.
Валковые дробилки бывают одно-, двух-, трех- и четырех-
валковые. Четырехвалковую дробилку в ряде случаев можно
рассматривать как две двухвалковые, вмонтированные в одном
корпусе.
Поверхности валков бывают гладкие, рифленые, ребристые
и зубчатые длинно- и короткозубчатые (длиннозубчатые — при
высоте зуба более 0,1 диаметра, валка, короткозубчатые при
высоте зуба менее 0,1 диаметра валка). Сочетание дробящих
поверхностей может быть различным: например, оба валка могут
иметь гладкую поверхность или один гладкую, другой — рифле-
ную. Дробилки с гладкими и рифлеными валками обычно при-
меняют для дробления материалов средней прочности (до осж =
= 150 МПа); дробилки в зубчатыми валками применяют для
измельчения каменного угля и подобных материалов малой проч-
ности (до асж = 80 МПа). Крупность продукта дробления валко-
вой дробилки зависит как от размера выходной щели между вал-
ками, так и от типа поверхности рабочих органов. В мировой прак-
тике валковые дробилки используют, как правило, на заключи-
тельных стадиях дробления (среднее и мелкое дробление).
Существенным недостатком валковых дробилок является ин-
тенсивное и неравномерное изнашивание рабочих поверхностей
валков (бандажей) прн обработке прочных и абразивных горных
пород. Бандаж изнашивается в основном в средней части валка,
что не дает возможности поддерживать стабильный размер вы-
ходной щели по всей ее длине. Кроме того, валковые дробилки
обладают сравнительно невысокой удельной производительно-
стью.
Тем не менее анализ зарубежного опыта показывает большое
распространение валковых дробилок различных конструкций
для дробления самых разнообразных материалов, особенно в со-
ставе передвижных дробильно-сортировочных установок. Это объяс-
177
няется тем, что валковые дробилки наиболее приспособлены для
переработки очень распространенных материалов, склонных к на-
липанию или содержащих липкие включения. Во время работы
дробилок налипший на поверхность валков материал срезается
очистными скребками и при необходимости отводится в сторону.
Применение дробилок других тйпов на переработке таких
материалов или вообще невозможно, или вызывает частые про-
стои, связанные с длительной и трудоемкой работой по очистке
камеры дробления. Возможность перерабатывать материалы,
склонные к налипанию на рабочих органах, выгодно отличает
валковые дробилки от других типов дробильного оборудования.
4.2.	Основные конструктивные схемы
4.2.1.	Одновалковые дробилки
Основные конструктивные схемы валковых дробилок при-
ведены на рис. 4.1.
Схему 1, где камера дробления образована поверхностями
валка и неподвижной футеровки, применяют при зубчатом валке.
Одновалковую зубчатую дробилку используют для дробления
угля, агломерата и др. Дробилка состоит из зубчатого валка
и колосниковой решетки, шарнирно подвешенной в верхней
части рамы. Нижний конец колосниковой решетки притянут
пружиной к регулируемому упору, что позволяет изменять зазор
между зубьями и колосниковой решеткой и предохраняет дро-
билку от полосок при попадании недробимых предметов.
Для дробления агломерата на агломерационных фабриках
в ряде случаев длиннозубчатые валки устанавливают непосред-
5	б	7
Рис. 4.1. Основные конструктивные схемы валковых дробилок
178
Рис. 4.2. Одиовалковая зубчатая дробилка:
/ _ корпус; 2 — вал; 3 — отбойная плита; 4 — зубчатый венец; 5 — колосники
ственно над колосниковой решеткой, по которой движутся пласты
агломерата, причем зубья валка проходят в зазоры между колос-
никами (рис. 4.2).
В табл. 4.1 приведена техническая характеристика отечествен-
ных одновалковых длиннозубчатых дробилок.
Указанные в таблице дробилки предназначены для дробления
горячего агломерата температурой 600—850 °C и поэтому для
отвода теплоты, поступающей к цапфам вала при непосредствен-
ном контакте ротора с горячим агломератом, вал выполняют
полым, и в нем предусмотрена циркуляция воды для охлаждения.
Станина представляет собой сварную конструкцию из листо-
вого проката, в нижней ее части расположены сменные колосники,
4.1. Одновалкорне длиииозубчатые дробилки
Показатель	СМД-1	СМД-2А	СМ Д-З Б
Размера валка, мм:			
диаметр	1200	1300	1300
длина	2100	2700	4200
Частота вращения валика, об/мин	3,2	4,7	3; 4,5; 6;9
Наибольшие размера куска питания	250Х 1000Х	250Х 1300Х	400Х 1500Х
(агломерата), мм	Х2000	Х2500	Х4000
Размер куска после дробления, мм	200	До 150	До 150
Ориентировочная производительность,	80	200	800—900
Мощность двигателя, кВт	30	55	40; 60; 90; 125
Масса дробилки, т (без электродвигате- ля)	22,3	27,8	52,7
179
а боковые стенки облицованы износостойкими плитами. Вал
ротора установлен на подшипниках качения. На валу насажены
звездочки и дистанционные втулки.
При работе дробилки ротор захватывает звездочками посту-
пающий в дробилку «пирог» агломерата, дробит его на куски
и продавливает в зазоры колосниковой решетки.
По схемам'2 и 3 (см. рис. 4.1) выполнены валковые дробилки,
принципиально отличающиеся от всех других конструкций. Валки
этих дробилок связаны с валом не жестко, а укреплены шарнирно
на эксцентричной его части.
По схеме 2 выполнена валково-щековая дробилка-гранулятор
«Гравилор» фирмы АБМ (Франция). На эксцентриковом валу на
роликовых подшипниках закреплен валок, облицованный банда-
жом с треугольными рифлениями. Верхняя часть неподвижной
щеки подвешена на оси, соединенной с боковыми стенками кор-
пуса. Нижняя часть щеки опирается на распорную плиту, состо-
ящую из двух частей, которые соединены между собой болтами.
Болты служат предохранителями и срезаются при попадании
в камеру дробления недробимых предметов. Распорная плита
упирается в регулировочное устройство, что позволяет регулиро-
вать зазор между ней и валком. Машина предназначена для при-
готовления мелкого щебня с повышенным содержанием зерен
кубообразной формы.
Фирма АБМ рекламировала две модели валковой дробилки-
гранулятора «Гравилор» с загрузочным отверстием длиной 400
и 800 мм и одинаковым для обеих моделей валков диаметром
550 мм. Частота вращения вала 500 об/мин.
В схеме 3 две камеры дробления, поверхность рабочих органов
гладкая. По сравнению с дробилкой, выполненной по схеме 2,
узел крепления валка не имеет принципиальных отличий, а нали-
чие двух камер дробления примерно в 2 раза увеличивает произ-
водительность машины.
Фирма Визерхютте (ФРГ) одно время усиленно рекламировала
дробилку «Ротекс», выполненную по данной схеме. Дробилка
«Ротекс» снабжена двойным предохранительным устройством:
приводной шкив связан с эксцентриковым валом посредством
фрикционной муфты, ограничивающей момент, а между щекой
и корпусом дробилки расположены предварительно напряженные
спиральные пружины, сжимающиеся при попадании недробимых
предметов. Фирма освоила производство трех моделей дробилки
«Ротекс» (D X L): 300 X 330, 500 X 540 и 800 X 850 мм.
Фирма Вестингауз (США) также изготовила подобную дро-
билку с валками размерами 800 X 600 мм, в которой использова-
лась гидравлика как для изменения размера выходной щели,
так и для предохранения машины при попадании недробимых
предметов.
ВНИИстройдормаш провел исследования дробилки данной
конструкции. Эксперименты показали, что при определенных
180
режимах такая дробилка может обеспечить приготовление щебня
размером до 20 мм е содержанием леЩадных зерен до 15%, что
соответствовало требованиям действующего в то время ГОСТа
на щебень. Однако было установлено, что дробилка легко за-
прессовывается влажным материалом, а в продукте дробления
содержится до 40—45% зерен переизмельченного материала
(меньше 5 мм), что для конкретнв«х условий производства товар-
ного щебня нежелательно.
Схема 4 (см. рис. 4.1) применена в валково-щековой дробилке,
впервые предложенной фирмой Даймонд (США) для передвижных
дробильно-сортировочных установок. На общей раме смонтиро-
ваны подвижная и неподвижная щеки, а также валок. Подвижная
щека имеет сложное движение. Привод валка связан цепной
передачей с эксцентриковым валом подвижной щеки. Материал
поступает в камеру дробления, образованную неподвижной и
подвижной щеками, раздробленный материал поступает на вто-
рую стадию дробления — между вращающимся валком и нижней
частью той же подвижной щеки. В эту же камеру дробления может
дополнительно подаваться мелкий материал.
По данным фирмы, использование такой дробилки на 30—40%
снижало вес всей установки. Фирма освоила выпуск трех моделей
дробилок размерами BxLxD; 250x510x510; 250x760x510
и 250х 1000 x 560 мм, однако эксплуатация показала, что данные
дробилки имеют низкую надежность и поэтому выпуск их огра-
ничен.
4.2.2.	Двухвалковые дробилки	'
Наиболее распространена двухвалковая дробилка, принци-
пиальная схема которой показана на рис. 4.1 (схема 5). По ней
изготовляют большинство отечественных и зарубежных валковых
дробилок. Валки вращаются навстречу один другому, захваты-
вают и дробят попавший между ними материал, раздавливая его
и частично истирая. Иногда для увеличения истирающего эф-
фекта, необходимого при измельчении некоторых материалов,
валкам сообщают разную окружную скорость.
Корпуса подшипников вала одного из валков опираются на
пружины и могут перемещаться. В результате этого при попадании
недробимого предмета один валок может отойти от другого и про-
пустить недробимый предмет, после чего поД действием пружин
возвратиться в исходное положение. Имеются конструкции,
в которых предпружинены оба валка. Их применяют там, где
в исходном материале много недробимых включений. Техническая
характеристика отечественных двухвалковых дробилок при-
ведена в табл. 4.2.
Привод валков осуществляется так, как показано на рис. 4.3.
Широко распространенная до последнего времени «традицион-
ная» двухвалковая дробилка (рис. 4.4), выполнена по схеме,
181
4.2. Техническая характеристика отечественных двухвалковых дробилок
Показатель	Валковые дробилки					
	о гладкими валками					с рифле- ным и гладким валками
Размер бандажа, мм: диаметр	400	600	800	1000	1500	600
длина	250	400	500	550	600	400
Максимальная крупность	20	30	40	50	75	60
исходного материала, мм Пределы регулирования	2—12	2—14	4—16	4—18	4—20	10—30
выходной щели, мм Частота вращения валком,	200	180	150	100	83	175
об/мин Окружная скорость валков, м/с Мощность электродвигате-	4,2	5,6	6,2	5,2	6,5	5,5
	2X4,5	2X7,5	28	40	55	20
ля, кВт Производительность, ма/ч, не менее при выходной ще- ли: минимальной	2,7	4,3	10,8	11,9	13,0	18
максимальной	16,2	30,2	43,0	53,5	65,0	54
Масса, т	2,2	3,4	12,5	15,9	32,4	3,33
приведенной на рис. 4.3, а. Шкив 2 (см. рис. 4.4) дробилки при-
водится во вращение электродвигателем, далее через односту-
пенчатый редуктор, закрытый кожухом 8, вращение передается
первому рифленому валку 3, корпуса подшипников которого
неподвижно прикреплены к раме 1 дробилки. Подшипники 7
второго гладкого валка 4 прижаты к упору амортизационными
пружинами 5 и могут перемещаться, сжимая пружины, увеличи-
вая зазор между валками и пропуская недробимый предмет.
Вращение от первого (ведущего) валка передается второму (ведо-
мому) валку с помощью шестерен с удлиненными зубьями, допу-
скающими изменение межцентрового расстояния между валами
валков. Шестерни вращаются в масляной ванне и закрыты кожу-
хом 6.
Рис. 4.3. Варианты привода валков
1 — шкив; 2 — шестеренчатая передача;
тель
двухвалковых дробилок:
3 редуктор; 4 кардан; 5 — электродвига-
182
Рис. 4.4. Дву ива л новая дробилка с рифленым и гладким валиками
В последнее время появились конструктивные решения, в кото-
рых каждый валок приводится от электродвигателя (ем. рие. 4.3, б)
или через редуктор 3 и карданные валы 4 (см. рие. 4.3, в). Есть
и другие решения.
Отечественная валковая дробилка (рис. 4.5), выполненная
по схеме, приведенной на рие. 4.3, б, имеет два валка, один из
которых гладкий, другой — рифленый. Подшипники одного из
валков прикреплены к корпусу 5 дробилки, подшипники дру-
гого — к подвижной раме 3, еоединенной шарниром 4 с корпусом.
В верхней части корпус и рама связаны между собой предо-
хранительным механизмом 1, состоящим из системы тяг и пружин,
183
1
Pile. 4.5. Двухвалковая' дробилка с раздельным приводом валков
позволяющих регулировать зазор между валками, а также до-
пускающих расхождение валков при попадании недробимого
предмета. В этом случае валок вместе с подвижной рамой и уста-
новленным на ней электродвигателем поворачивается вокруг
шарнира, и зазор между валками увеличивается. После прохо-
ждения недробимого предмета пружины возвращают валок в пер-
воначальное положение. Усилие, необходимое для дробления
материала, обеспечивается предварительным поджатием пружин.
Привод каждого валка осуществляется клиноременной пере-
дачей от индивидуальных электродвигателей 2, установленных
на корпусе и подвижной раме, поэтому при расхождении валков
межцентровое расстояние клиноременной передачи не изменяется.
Двухвалковая дробилка с короткозубчатыми валами машино-
строительного комбината им, Э. Тельмана (ГДР) выполнена по
схеме, показанной на рис. 4.3, в. Валки оборудованы мелкими
зубьями. Неподвижный валок приводится непосредственно элек-
тродвигателем через редуктор, второй подвижной валок электро-
двигателем через редуктор и короткий шарнирный вал. Такие
дробилки предназначены для дробления пород малой прочности
таких, как, например, глина, мергель, мягкий известняк, гипс,
уголь.
Завод им. Э. Тельмана выпускает такие валковые дробилки
трех типоразмеров для первичного и вторичного дробления
(табл. 4.3).
В промышленности строительных материалов для перераба-
тывания глиняной массы и удаления из нее камней применяют
так называемые дезинтеграторные вальцы (рис. 4.6). Они состоят
из двух валков, из которых валок 1 большего диаметра имеет
гладкую поверхность, а на рабочей поверхности валка 3 меньшего
184
4.3. Техническая карактеристика дробилок с короткозубчатыми валками завода
им. Э. Тельмана
Показатель	1	И	Ш
Размеры валка, мм:			
диаметр	1100	1250	2000
длина	1000	1250	2000
Зазор между валками, мм Максимальная крупность неводного материала, мм для дробления:	40—250	40—250	80—250
первичного	350	600	900
вторичного’	125	150	200
Производительность при вазоре между валками 100 мм, м^/ч	125	175	400
Мощность электродвигателя, кВт Масса, кг:	2X22	2X55	2X75
дробилки (без привода)	9750	16 800	86 000
привода (без двигателя)	4230	8 300	10 620
Необходимая площадь для монтажа и обслуживания, м (ширинахдлина)	5,7X5,5	7,3X5,8	9,5X7,5
диаметра предусмотрены ребра высотой 8—10. мм. Ребристый
валок совершает 500—600 об/мин, гладкий 50—60 об/мин.
Исходный материал загружается в воронку 2 и поступает на
быстроходный валок. Комок глины, ударяясь о ребро валка,
деформируется, «теряет» скорость и затягивается в зазор между
валками. Твердые включения, например камни, будут отбрасы-
ваться ребрами валка и попадать в отводной лоток. Таким обра-
зом, в дезинтеграторных вальцах измельчение глины сочетается
с ее очисткой от твердых примесей.
Для переработки глиняной массы предназначены также дыр-
чатые вальцы конструкции ВНИИстройдормаша. Рабочие поверх-
ности валков дырчатые. Исходная масса подается в приемную
воронку и затягивается между двумя валками, вращающимися
навстречу один другому, где глиняная масса разминается, расти-
рается благодаря разной окружной скорости валков и продавли-
вается сквозь отверстия внутри
валков. Далее она попадает на
отводящий конвейер. При этом
имеющиеся в глиняной массе
твердые включения дробятся, так
как сила предварительного на-
тяжения пружин тихоходного
валка рассчитана на такие
усилия.
В некоторых литературных ис-
точниках двухвалковую зубча-
тую дробилку СМД-153 (рис. 4.7)
называют дискозубчатой. При-
Рис. 4.6. Дезинтеграториые вальцы
185
too
Рис. 4.7. Двухвалковая зубча-
тая дробилка СМД-153
1ЯЙ
меняют ее обычно для грубого дробления угля в системе топливо-
подачи электростанций, а также Для дробления других материалов
с пределом прочности при сжатии до 45 МПа, в которых могут
попадаться отдельные включения горных пород с пределом проч-
ности при сжатии до 60 МПа. Эксплуатация дробилки допускается
как в закрытых помещениях, так и на открытых площадках при
температуре окружающего воздуха от —40 до 40 °C.
Для удобства демонтажа валков корпус дробилки выполнен
разъемным и состоит из нижней 5 и верхней 4 частей. В боковых
частях корпуса дробилки предусмотрены люки 11 для осмотра
и ремонта рабочих органов дрсмбилки. К верхней части корпуса
прикреплена загрузочная воронка 3. Места разъемов уплотнены
резиновыми прокладками.
Для устранения напряжений от изгиба в раме и разгрузки
болтов крепления подшипников их корпуса в верхней части соеди-
нены между собой стяжками 1.
Каждый валок диаметром 1100 мм и длиной 1000 мм имеет ин-
дивидуальный привод от асинхронного двигателя. Крутящий мо-
мент от электродвигателя валкам передается с помощью клино-
ременной передачи 2.
Для исключения поломки механизмов дробилки при попадании
недробимых тел в камеру дробления приводы дробилки снабжены
такими же предохранительными устройствами, как и приводы
описанных щековых дробилок.
Зубчатые валки расположены в горизонтальной плоскости,
вращаются навстречу один другому с различной частотой (170
и 200 об/мин). Зубчатый валок представляет собой вал 9 квадрат-
ного сечения со смонтированными на нем зубчатыми дисками,
состоящими из двух пол у звездочек: 6 и 7, соединенных между со-
бой болтами 10 из стали 40Х, что обеспечивает возможность за-
мены дисков без демонтажа валка.
Материал поступает в дробилку сверху через загрузочную
воронку 3, дробится и выходит через разгрузочное отверстие.
В средней части станины дробилки под валками установлена
балка 8, препятствующая прохождению кусков материала более
250 мм. Для обогрева дробилки в холодное время года, чтобы
устранить намерзание материала на стенки корпуса, в раме
дробилки смонтированы змеевики, в которые подается теплоноси-
тель. На конце вала закреплен шкив с вмонтированным в него
предохранительным устройством.
Для привода дробилки установлены два трехфазных коротко-
замкнутых электродвигателя мощностью 30 кВт, которые пи-
таются от сети переменного тока (380 В; 50 Гц). Электросхемой
предусмотрен раздельный пуск электродвигателей с помощью
реле времени. Управление электроприводом дробилки дистан-
ционное, кнопочное. С помощью постов управления дробилки
ее можно пустить с различных точек производственного помеще-
ния. Пусковая электроаппаратура смонтирована на отдельной
187
4.4. Двухвалковые зубчатые дробилки отечественного производства
Показатели	Дробвлкн	
	длиниоауб- чатая СМД-163	короткоэуб- чатая СМД-17БА
Размеры валков, мм: диаметр	1100	1500
длина	1000	1200
Номинальная частота вращения валков, об/мин, не меиее: первого	170	60
второго	200	60
Производительность, т/ч, ие меиее	700	225
Размер загружаемого материала, мм, не более	900	600Х600Х
Размер исходного материала, мм, не более	250	Х900 100
Мощность электродвигателей, кВт, не более	. 30X2	150
Размеры, мм: длина	4300	5210
ширина	2800	6200
высота	1600	2100
Масса дробилки беа электродвигателей, т, не более	18,0	37,0
панели открытого исполнения, которую устанавливают в элек-
трошкаф.
Валково-зубчатые дробилки надежны в работе и имеют высо-
кую производительность при сравнительно небольших габари-
тах и массе (табл. 4.4).
Отечественная машиностроительная промышленность вы-
пускает также короткозубчатую двухвалковую дробилку
СМД-175А с ротором размерами 1500x1200 мм. Она предназна-
чена для дробления известняка, мергеля, угля, соли и других
подобных материалов с пределом прочности до 120 МПа и темпе-
ратурой до 40 °C.
На сварную раму дробилки в подшипниках качения уста-
новлены два валка, подшипники одного нз которых неподвижны,
подшипники второго опираются на амортизационные устройства,
и при попадании между валками недробимого предмета валок
может отходить от неподвижного и возвращаться обратно.
К валу валка (рис. 4.8) прикреплены две ступицы, на которых
болтами закреплены рабочие зубчатые сегменты. В нижней части
рамы закреплены металлические гребенки для очистки рабочей
поверхности валков от материала, налипшего на них в процессе
’ 'юбления. Каждый валок имеет, индивидуальный привод, со-
.оящий из электродвигателя, эластичной муфты, редуктора и
универсального шпинделя.
Выпускаются также двухвалковые длиннозубчатые дробилки
других типоразмеров (См. Справочник по обогащению руд, М.:
Недра, 1982. 133 с.).
188 ,
Многие известные за-
рубежные фирмы вы-
пускают двухвалковые
дробилки разных типо-
размеров с зубчатыми,
рифлеными и гладки-
ми валками. Например,
в проспектах фирмы
«БШС» ФРГ за 1988 г.
предложены двухвалко-
вые дробилки с рифле-
ным и гладким валка-
ми, привод которых
осуществляется элек-
тродвигателем через ко-
нический редуктор и
клиноременную переда-
чу (см. рис. 4.3„ г).
Все узлы дробилки, в
том числе редуктор и
электродвигатель, со-
браны на общей раме
(рис. 4.9). Второй ва-
Рис. 4.8. Валок двухвалковой зубчатой дробилки
СМД-175А:
/ — корпус подшипника; 2 — ступица; 3 — болт
крепления; 4 — сегмент; 5 — вуб; 6 — шпонка; 7 —
вал
лок (дальний от редуктора) опирается на амортизационную систему
и может отходить от первого, увеличивая зазор между валками.
Для обеспечения этого клиноременная передача валка оборудо-
вана натяжным роликом (на фото слева), позволяющим изменять
Рис. 4.9. Двухвалковая дробилка фирмы
БШС (ФРГ)
межцентровое расстояние шкивов.
Для обеспечения равномерности загрузки дробилки над ее за-
грузочной воронкой уста-
новлен электромагнитный
питатель.
Фирма Бержо (Фран-
ция) выпускает ряд двух-
валковых дробилок с зуб-
чатыми, рифлеными и глад-
кими валками. Валки
имеют индивидуальные
приводы с помощью кли-
ноременной передачи от
электродвигателей, распо-
ложенных на общей раме
с основными узлами дро-
билки.
Двухвалковые дробил-
ки различных типоразме-
ров и разных исполнений
рабочей поверхности вал-

189
4.5. Техническая характеристика двухвалковых дробилок зарубежного производства
	Фирма БШС (ФРГ)	Фирмы Бержо		
Показатель				
	Гладкие и рифленые		Зубча	
Размеры валка, им:				
диаметр	500	800	800	1000	700		
длина	350	450	450	450	500		
Частота вращения	150	75	115	75			
валка, об/мин				
Производительность,	6—7,5	14—17	11—13	22—25	35-60	120—180	
т/ч				
Крупность готового	0—4	0—8	0—4	0—10	0-30	0—100	
продукта, мм	0—100			
Мощность двигателя,	2Х10	30	45	45	2X11	2X30	
кВт		До	до	
		2X22	2X37	
Масса, т	3,8	8,5	8,5	9,9	5	,7	
ков предлагают такие известные зарубежные фирмы, как Крупп
(ФРГ), Драгон (Франция), Универсал (США) и др.
В табл. 4.5 приведена техническая характеристика двухвал-
ковых дробилок фирм БШС (ФРГ) и Бержо (Франция).
4.2.3.	Трехвалковые дробилки
Трехвалковая дробилка (рис. 4.10) фирмы Пайонир (США) вы-
полнена по схеме 6 (см. рис. 4.1). Подшипники ведущего вала при-
креплены к раме дробилки неподвижно, подшипники двух дру-
гих валков перемещаются в направляющих и прижимаются пру-
жинами к упорам, регулирующим зазор между валками.
Фирма Пайонир, так же как и фирма Универсал (США), при-
меняет для привода валков автомобильные шины. Упругая де-
формация шин обеспечивает их зацепление одно за другое как
при регулировании зазоров, так и при отходе валков в случае
пропуска недробимых предметов.
Верхний валок, как правило, снабжен гладким бандажом и
совместно с левым нижним валком с рифленым бандажом осуще-
ствляет первую стадию дробления. Раздробленный материал,
скользя по поверхности левого валка, попадает в следующую ка-
меру дробления, образованную этим валком и третьим валком,
также с гладким бандажем. По сведениям фирмы Пайонир трехвал-
ковые дробилки по сравнению с двухвалковыми одинакового раз-
мера допускают увеличение крупности исходного материала на
60—65 % при увеличении мощности двигателя на 20%.
Фирмой освоен выпуск трех моделей подобных дробилок разме-
рами 750 x 460, 1020 x 560 и 1370 x 610 мм, идущих в основном для
комплектации передвижных дробильно-сортировочных установок.
Отечественная трехвалковая дробилка СМД-130 (рис. 4.11),
валки которой имеют диаметр 600 мм и длину 1000 мм, сделана
190
(Франция)
тые					Гладкие и рифленые			
	900		1250		600	700	700	900
	600		1000		800	280	500	600
	—				—	—	—	—
	60—90	220—330	120—180	450—650	9—12	5-6,5	9—12	14—
	0—40	0—150	0-50	0—200	0-5	0—8	0—8	0—10
	2X15	2X75	2X30	2X110	2X15	2X9	2X15	2X22
	до	ДО	ДО	ДО				
	2X37	2X132	2X75	2Х 160				
	9,5		2С	1,5	6,2	4,2	5,0	7,5
специально для переработки сельскохозяйственных удобрений
(нитроамофоски) от начальной крупности 80 мм, до конечной 3 мм.
Но ее можно применять для дробления и других материалов, склон-
ных к налипанию, с малым пределом прочности при сжатии, с теми
же размерами начального и конечного продуктов.
Дробилку устанавливают в закрытых помещениях, имеющих
системы аспирации' и обеспечивающих эксплуатацию дробилки
при положительной температуре окружающей среды (1—40 °C).
Рис. 4.10. Трехвалковая дробилка фирмы Пайоиир (США)
J
Рис. 4.11. Треквалиовая дробилка СМД-130
Сварной корпус дробилки состоит из трех частей: основания,
средней части и кожуха. Части соединены между собою болто-
выми креплениями. На основании / имеются опорные площадки, на
которых смонтированы корпуса подшипников нижнего валка 2 и опо-
ры для шарнирного крепления рычага 11 в сборе. На боковых стен-
ках средней части корпуса расположены опорные площадки для
установки корпусов подшипников верхнего валка 7 и кронштейна
натяжного ролика 6. Сверху к средней части прикреплен сварной
кожух 8, имеющий загрузочную воронку и аспирационную гор-
ловину е фланцем для присоединения к внешней аспирационной
системе.
Рычаг 11 внизу шарниром 12 соединен с основанием дробилки,
вверху с амортизирующим устройством, состоящим из двух тяг 5
пружин 4 и маховиков 3 для регулирования натяжения пружин.
К средней части рычага прикреплены корпуса подшипников сред-
него валка 10. К средней части корпуса также прикреплен меха-
низм 9 регулирования размера щели между валками.
Рычаг в сборе прижат к клиновым гайкам механизма регулиро-
вания размера щели пружинами амортизирующих устройств, что
дает возможность при попадании недробимых предметов рычагу
отклониться в сторону, увеличив тем самым зазор между валками.
192
После прохода недробимого предмета пружины возвращают рычаг
в рабочее положение, а именно: зазор между верхним и средним
валком 10 мм, между средним и нижним 4 мм.
Механизм регулирования размера щели представляет собой
клиновые гайки, перемещаемые винтом с правой и левой резьбой.
Техническая характеристика дробилки
Размер ваяиов, ня
диаяетр......................................................  600
длина......................................................... 1000
Наибольший равмер аагружаамах вусвов, ня .......................... 80
Крупность готового продуита, ня,	не	более .......................... 3
Производительность, т/ч......................................... 10—30
Влажность исходного материала,	%,	не	более ....................... 1,0
Температура неводного материала, °C, не более................... ПО
Предел прочности при сжатии пврерабатвгааеного яатеркала, МПа,
не более .......................................................... 15
Частота вращения валков,	об/с ..................................  9,16
Общая установочная	мощность, нВт, не более ........................  90
Размеры, им, не более:
длина........................................................ 3050
ширина........................................................ 4150
высота........................................................ 2000
Масса (в ионплекте с электродвигателем), иг, ие более............ 12	200
Винт вращается вручную е помощью рукоятки и одноступенчатого
редуктора. Этот механизм в принципе аналогичен механизму ре-
гулирования щели в щековых дробилках.
Для удобства демонтажа валка и других ремонтных работ ры-
чаг в сборе имеет возможность отклоняться, занимая почти гори-
зонтальное положение. Для этого необходимо отсоединить тяги
амортизационного устройства и, используя грузоподъемные сред-
ства, опустить рычаг на специальную опору на основании дро-
билки.
Все валки литрй конструкции насажены иа валы по скользя-
щей посадке и закреплены от продольного смещения гайками с
двух сторон. Нижний валок на рабочей поверхности имеет коль-
цевые и продольные канавки. На один конец вала насажены два
шкива, один из которых получает вращение от электродвигателя,
со второго шкива с помощью клинорменной передачи передается
вращение на верхний валок. Натяжение клиноременной передачи
осуществляется натяжным роликом.
Средний валок также имеет кольцевые и продольные канавки,
однако кольцевые канавки смещены относительно канавок ниж-
него валка. Вал среднего валка приводится во вращение от инди-
видуального двигателя.
Рабочая поверхность верхнего валка выполнена рифленой.
Применение валков с гофрированными поверхностями позволяет
очищать валки путем их сближения.
Валы валков вращаются на роликоподшипниках, смонтиро-
ванных в литых корпусах с соответствующими уплотнениями, ко-
торые предотвращают попадание пыли в подшипники. Подшипники
7 Клушавцев В. В. и др.	193
валков и натяжного ролика заполняют смазкой ВНИИ НП-242
(ГОСТ 20421—75). На свободных концах валов насажены специаль-
ные втулки с отверстиями для возможности проворачивания вал-
ков рычагом при заклинивании или ремонтных работах.
На торцовой части корпуса дробилки и рычага имеется по две
дверки (люки) с резиновыми уплотнениями, служащие для осмог
тра, очистки и ремонта дробилки.
Привод дробилки осуществляется двумя электродвигателями:
один мощностью 30 кВт для среднего валка и другой мощностью
55 кВт для нижнего и верхнего валков. Элементы привода дро-
билки закрыты ограждениями.
Управление дробилкой может быть местным и дистанционным,
причем схемой управления предусмотрена блокировка со смежны-
ми механизмами — питателем и разгрузочным конвейером, а
также защита от перегрузки.
Следует отметить, что трехвалковые дробилки применяют срав-
нительно давно, например дробилка (рис. 4.12) выпуска двадцатых
годов, предназначенная для дробления материалов малой проч-
ности. Подлежащий дроблению материал подается сверху и по-
падает сразу в камеру дробления, образованную длиннозубчатым
валком и неподвижной стенкой. Далее, уже частично раздроб-
ленный материал попадает на нижнюю пару короткозубчатых
валков, где окончательно измельчается. Такие дробилки изго-
товлялись в Германии 10 типоразмеров с валками диаметром
350—750 мм и длиной 500—1200 мм, производительностью 5—
80 т/ч и массой 1,8—10,5 т.
4.2.4.	Четырехвалковые дробилки
Дробилки, выполненные по схеме 7 (см. рис. 4.1), представляют
собой две пары валков, расположенных одна над другой, т. е.
их можно рассматривать как две двухвалковые дробилки, смонти-
194
рованные в одном корпусе. Верхнюю пару валков выполняют
чаще с рифленой или зубчатой поверхностью, нижнюю пару, как
правило, гладкой’. Этим достигается высокая степень дробления
дробилки в целом. Подобную дробилку применяют на агломера-
ционных фабриках для дробления коксика и угля.
Четырехвалковая дробилка по данной схеме со всеми гладкими
валками диаметром 900 мм и длиной 700 мм изготовляется отече-
ственной промышленностью и применяется в металлургии.
Дробилка (рис. 4.13) состоит из рамы 1, ленточного питателя 2,
верхней 3 и нижней 4 пары валков и электродвигателей. Верхний
правый валок и нижний левый имеют пружинную амортизацию
и отходят от неподвижных валков, пропуская недробимые пред-
меты. Дробилка оборудована специальными механизмами для
обтачивания бандажей (по одному на каждую пару валков). При этом
Рис. 4.13. Четырехвалковая дробилка
7*	195
частота вращения валков -составляет 58,5 об/мин, а перемещение
суппорта с наждачным камнем за один оборот валка составляете,Змм.
Материал, подлежащий дроблению, загружается в бункер и
далее ленточным питателем-дозатором подается непосредственно на
верхнюю пару вадков.
Ниже приведена техническая характеристика четырехвалковой
дробилки, изготовляемой Катав-Ивановским литейно-механиче-
ским заводом.
Техническая характеристика четырехвалковой дробилки
Размеры валиов, им:
диаметр........................................................ 900
длина.................................................  .	700
Размер поступающей кусков, мм................................До 40
Производительность при щели между верхними валками 10 мм, ниж-
ними 2,5 мм,- м’/ч...........................................До 26
Предела регулирования зазоров между валиамн, мм:
верхний ..................................................... 10—40
нижних . ................................................ 2—10
Частота вращения валков, об/мин:
верхний .....................................................  116
нижних................................................. .	179
Распределенная нагрузка на 1 см длины валка, кН................ 35
Отход валка при прохождении иедробимых тел, мм................. 40
Мощностью привода валков, кВт:
верхних ...................................................   20/28
нижних............... ................................... 37
Размеры, мм:
длина ...................................................'.	.	3040
ширина (вместе	с электродвигателем)...................... 4335
высота .................................................. 3635
Масса, т..................................................... 25,4
Оригинальные решения четырехвалковых дробилок предло-
жены фирмой Универсал (США). На рис. 4.14 приведена схема
дробилки этой фирмы, у которой
на двух валах смонтировано че-
тыре валка различных диаметров,
т. е. в одной дробилке как бы две
параллельных (сдвоенных) дро-
билки среднего и мелкого дробле-
ния. В данной дробилке обе пары
валков регулируются как одно
целое, т. е. регулировать валки
раздельно нельзя, что является
недостатком такой конструкции.
Фирма считает, что данное техни-
ческое решение позволило осу-
ществить трехстадийное дробле-
Рис. 4.14. Схема четырехвалковой дро-
билки фирмы Универсал (США)
196
Рис. 4.15. Четырежвалковая дробилка «4-Моуст» фирмы Универсал
ние, не увеличивая значительно размеров установки и потребляе-
мой энергии.
Данная схема по сравнению со схемой 7 (см. рис. 4.1) более
эффективна, так как позволяет после каждой, стадии дробления
произвести рассев готового продукта и направить на последующее
дробление только то, что требуется дробить.
На рис. 4.15 приведен новый вариант четырехвалковой дро-
билки той же фирмы Универсал — дробилка «4-Моуст». Эта дро-
билка представляет собою также сочетание двух отдельных дро-
билок в одной раме, однако конструкция обеспечивает независи-
мое регулирование валков каждой дробилки и тем самым регули-
рование процессов среднего и мелкого дробления. Зазоры между
валками регулируют с помощью гидравлической системы. Общая
степень дробления на данной машине достигает семи. При необхо-
димости валки грубого дробления и валки мелкого дробления мо-
гут быть использованы вместе для дробления материала в одну
стадию с большой производительностью. Для привода валков
используют автомобильные шины, что, как отмечает фирма, упро-
щает доступ к дробилке и ее эксплуатацию.
На рисунке дробилки «4-Моуст» показан привод на второй ниж-
ний валок. Из конструкции видно, что каждая пара валков может
иметь независимое регулирование режима дробления. Дробилку
«4-Моуст» выпускают с валками размерами 760x460 мм для сред-
него дробления и размерами 760 x 660 мм для мелкого дроб-
ления.
Четырехвалковые дробилки фирмы Универсал предназначены
для монтажа на передвижные дробильно-сортировочные установ-
ки, где они благодаря перечисленным особенностям обеспечивают
высокие технико-эксплуатационные показатели.
Большое число машиностроительных фирм в разных странах
производят валковые дробилки самых разнообразных конструк-
197
ций и размеров. Свести все типоразмеры в какую-либо одну си-
стему—-задача весьма сложная. В последнее время утвержден
стандарт СЭВ на дробилки двухвалковые с гладкими и зубчатыми
валками. Параметры отечественных валковых дробилок соответ-
ствуют этому стандарту.	,
4.3.	Конструкции дробилок и их основных узлов
Основные конструктивные элементы валковых дробилок — это
сами валки, представляющие собой вал со ступицей и износостой-
ким бандажом из стали 110Г13Л, рама или станина, как правило,
сварной конструкции, пружинная или гидравлическая система
предохранения от перегрузок и система привода — одна на оба
валка с редукторами и карданными передачами или раздельная на
каждый валок.
Некоторые понятия о конструкции элементов дробилки были
даны выше при описании конкретных машин. Здесь мы остано-
вимся на конструкции отдельных узлов и деталей, имеющих
различные исполнения в зависимости от назначения машины, а
также на вариантах исполнения самого главного рабочего органа
дробилки — бандажа.
Приведенный ряд валковых дробилок отражал сложившийся
ранее принцип создания данных машин, а именно: диаметр больше
длины валка. Это считалось вполне оправданным, так как от диа-
метра валка зависит максимально возможный размер (диаметр d)
куска материала, поступающего на дробление: для гладких вал-
ков это соотношение принимают d = D/20, для дробилок с одним
рифленым валком d = D/10. Таким образом, чем больше диаметр
валка, тем больше кусок исходного материала и тем больше, как
правило, степень дробления. Чем меньше длина валка, тем рав-
номернее износ рабочей поверхности и меньше нагрузка на детали
дробилки.
В последнее время требования промышленности привели к на-
рушению упомянутого принципа, и в зарубежной и отечественной
практике появились валковые дробилки с валком длиной равной и
большей, чем диаметр. Так, при создании описанной специализиро-
ванной валковой дробилки для химической промышленности требо-
валась высокая производительность при сравнительно малом диа-
метре кусков исходного материала. Новая трехвалковая дробилка
СМД-130, разработанная ВНИИстройдормашем с учетом этих тре-
бований, имеет валки диаметром 600 мм и длиной 1000 мм. До
последнего времени самым распространенным конструктивным
решением передачи вращения с одного валка на другой была ше-
стерня с удлиненными зубьями, допускающими расхождение вал-
ков при попадании недробимых предметов (рис. 4.16). Такое ре-
шение довольно сложно, кроме того, трудно обеспечить нормаль-
ную работу шестерен с удлиненными зубьями в условиях динами-
198
Рис. 4.16. Гладкий валок в сборе с ше- Рис. 4.17. Варианты конструкции бан-
стерней с удлиненными вубьями	дажей:
а — рифлешяЁ; б — гладивй
ческих нагрузок и абразивной пыли, даже е учетом того, что ра-
ботают они в масляной ванне.
Теперь появились новые, более удачные решения узлов привода
и передачи вращения с одного валка на другой, делающие кон-
струкцию дробилки более надежной и удобной для обслуживания.
Это описанные выше решения американских фирм «Пайонир» и
«Универсал», которые для передачи вращения в своих двух-
трех-, и четырехвалковых дробилках применяют комплектные ав-
томобильные колеса, обеспечивающие за счет деформации шин
надежное сцепление при изменении расстояния между осями
валков.
Фирма «Драгон» (Франция) применяет цепную передачу или
раздельный привод, также допускающие изменение расстояния
между осями валков без нарушения заданного режима вращения
валков.
Последние конструктивные решения отечественных валковых
дробилок предусматривают индивидуальный привод каждого
валка, что также имеет ряд положительных особенностей.
Рабочим органом валковой дробилки является бандаж, имею-
щий гладкую, рифленую или зубчатую поверхность (рис. 4.17).
Бандажи отливают из стали 110Г13Л, имеющей высокую износо-
стойкость.
Один из вариантов крепления бандажа показан на рис. 4.18.
На вал 7 жестко посажена ступица 2, которая с одной стороны
упирается в бурт на валу, с другой — фиксируется планкой с бол-
том. Бандаж 3 на внутренней поверхности имеет две расточки —
цилиндрическую и коническую. Цилиндрической расточкой бандаж
надевается на ступицу, упираясь в ее бурт, а коническая расточка
расклинивается распорным конусом 4, притягиваемым болтами 5
к ступице. Распорный конус может состоять из нескольких отдель-
ных сегментов. Для снятия распорного конуса служат отжимные
винты 6.
При разработке конструкции бандажа и его крепления наи-
меньший внутренний диаметр бандажа обычно выбирают таким,
чтобы при замене бандажа в результате изнашивания ие приходи-
лось снимать с вала также подшипники.
199
Рис. 4.18. Вариант иреплеиия бандажа
Для увеличения срока службы бандажа, удобства и быстроты
замены износившихся частей бандажа применяют различные кон-
структивные решения. Во-первых, в конструкции дробилки су-
ществует деталь (уголок, пластина) или даже узел (питатель), на-
значение которых равномерно распределять по длине валка по-
ступающий на дробление материал. Тем Не менее избежать не-
равномерности изнашивания практически не удается и средняя
часть бандажа изнашивается быстрее. Поэтому в некоторых кон-
струкциях валковых дробилок с гладкими валками предусмотрено
периодическое (во время профилактических ремонтов) грубое
шлифование поверхности бандажа без демонтажа валка установ-
кой с наждачным кругом, монтируемой прямо на раму дробилки.
Во-вторых, сам бандаж изготовляют или из отдельных колец, что
позволяет заменять изношенные части новыми, менять кольца
местами, добиваясь равномерного изнашивания валка по длине
(рис. 4.19, а), или из отдельных сегментов, закрепляемых болтами
на многогранном барабане (рис. 4.19, б). Бандаж из отдельных
колец надежен, но требует разборки дробилки, так как трудно
обеспечить гладкую поверхность по длине валка, и поэтому такое
решение пригодно, видимо, лишь при зубчатых валках. То же
а)	5)
Рис. 4.19. Конструкция баидажа из отдельных колец (а), отдельных сегментов (б)
200
самое следует сказать и о сегментах, так как добиться точных от-
ливок, обеспечивающих отсутствие «ступенек» на поверхности вал-
ка, практически невозможно, хотя эта конструкция достаточно
удобная, так как позволяет заменять износившиеся части без раз-
борки дробилки.
4.4.	Методы расчета
Конструктивные параметры. Угол захвата в валковых дро-
билках — это угол между двумя касательными к поверхностям
валков в точках соприкосновения с дробимым материалом.
На кусок дробимого материала (рис. 4.20), имеющего форму
шара и массу т, которой ввиду ее незначительности можно пре-
небречь, действуют силы Р давления от обоих валков и силы тре-
ния, равные fP, где f — коэффициент трения материалов о валок
(для упрощения эти силы показаны на рис. 4.20 для одного валка).
Кусок затягивается валками, если 2Pf cos а 2Р sin а или
/ > tg а, а так как f = tg <р, где <р — угол трения, то а < <р.
Но 0 = 2а, значит 0	2<р, т. е. так же, как для щековых и ко-
нусных дробилок, угол захвата у валковых дробилок для нор-
мального процесса дробления не должен превышать двойной
угол трения.
Размер куска, захватываемого валками, можно определить,
пользуясь схемой на рис. 4.20.
Если-D = диаметр валка, d — диаметр куска материала, а —
ширина выходной щели, то
(-2- + -у) cos а = -^- + -|- или (D 4- d) cos а = D + а.
Разделив правую и левую части уравнения на d, получим
I)cosa "т + т
Степень измельчения в валковых дробилках в среднем равна 4,
тогда a/d — 0,25. Подставив это значение в уравнение, получим
D ___________________________ cos « — 0,25
~3	1 — cos а
Коэффициент f трения для прочных пород принимают рав-
ным 0,3, для влажной глины 0,45. При таких значениях f угол а
будет соответствовать 16°40'
и 24° 20', а отношение D/d для
прочных пород
D _ cos 16°40' — 0,25 ~ .
d ~	1 — cos 16°40'
Рис. 4.20. Расчетная схема двухвал-
ковой дробилки
201
для влажных глин
D cos 24°20' — 0,25 _ с
d ~	1— cos24°20'	/,£)-
Обычно для гладких валков отношение D/d принимают рав-
ным 20, для рифленых 10, а для зубчатых валков 2, так как в по-
следнем случае кусок материала затягивается при непосредствен-
ном захвате его поверхностью рабочего органа.
Частоту вращения валков (об/с) определяют по формуле, пред-
ложенной проф. Л. Б. Левенсоном,
пваиб = 102,5 VTiifidD),
где /—коэффициент трения материала о валок; р — плотность материала;
d — диаметр куска исходного материала, м; D — диаметр валка, м.
Значит, частота вращения валка должна быть тем меньше, чем
больше его диаметр, чем больше диаметр поступающих кусков и
их плотность и чем меньше коэффициент трения между куском
материала и валками. По данной формуле определяют максималь-
но возможную частоту вращения валков.
Обычно конструктивно предусматривают минимальную и мак-
симальную частоту вращения, которую затем выбирают по кон-
кретным условиям эксплуатации (например, при дроблении мате-
риалов с малым пределом прочности при сжатии можно принять
более высокую частоту, чем при дроблении материалов средней
прочности).
Для определения минимальной пт1п и максимальной пшах ча-
стоты вращения (об/с) валков рекомендуется следующая простая
эмпирическая зависимость [7]:
лт1п I/O, ^тпах = 2/0,
где D — в м.
При этом окружная скорость для рабочей поверхности валков
всех дробилок получается в пределах 3—6 м/с, что обеспечивает
спокойную и устойчивую работу машины и соответствует сложив-
шейся практике эксплуатации валковых дробилок.
Нагрузки в основных элементах. Усилия в деталях валковой
дробилки определяются нагрузкой, которая создается пружинами
предохранительного устройства. Эта нагрузка зависит от многих
факторов и может быть вычислена лишь приближенно.
Предположим, что среднее суммарное усилие между валками
при дроблении материала равно Рср (Н). Площадь, на которой
будет действовать это усилие,
F = LI,
где L — длина валков, м; I — длина дуги иа участке измельчения материала, м,
I = Ra = Dall (R — радиус валка, м; а — угол дуги, рад.).
При измельчении прочных материалов а = 16° 40'. Тогда
I = Р0.29 = 0,1450. При измельчении глин а = 24° 20'. Тогда
I = /?0,43 = 0,2150.
202
Среднее суммарное усилие (Н) дробления
Pep ~ ®OH<f И = Осж£./р,
где асж — предел прочности материала при сжатии, Па; р— коэффициент раз-
рыхления материала, для прочных пород р = 0,2-4-0,3, для глины р — 0,44-0,6.
Подставив значения I и р, получим
для прочных пород
PCD = 0,04ffCHCLD;
для глин
Pop = 0,1осж£О.
Сила нажатия пружин подвижного валка должна обеспечивать
указанные значения Рср.
Производительность дробилки. Производительность валковых
дробилок можно вычислить, если представить процесс дробления
как движение ленты материала шириной, равной длине L валка,
и толщиной, равной ширине а выходной щели. Тогда за один обо-
рот вала объем (м8) ленты материала, прошедший через выходную
щель,
V = nDLa.
Значит, при п (об/с) производительность (м8/с) дробилки
Q = nDLan.
Необходимо иметь в виду, что при дроблении материалов сред-
ней прочности пружины, поджимающие валки, несколько сжима-
ются и валки расходятся. При этом ширина выходной щели может
существенно измениться, что нужно учитывать, особенно при мел-
ком дроблении пород средней прочности на гладких вплотную сдви-
нутых валках, т. е. при а — 0. Значит Q = 0.
Фактически производительность не равна нулю, так как валки
раздвигаются на ширину Ь, зависящую от фактических усилий дроб-
ления и степени жесткости предохранительных пружин. Тогда
Q = nDL (а + Ь) п.
На основании практических данных b — 0,25а, т. е. в расчетах
производительности ширину выходной щели с учетом деформации
пружин принимают равной 1,25а.
При а — 0 фактическое значение b можно определить по сред-
невзвешенному значению d0B готового продукта в каждом кон-
кретном случае.
Так как обычно длина валка используется не полностью и мате-
риал выходит из дробилки в разрыхленном виде, а не плотной
лентой, то в формулу производительности вводят коэффициент р,
учитывающий степень разрыхленности материала: принимают
для прочных материалов р = 0,24-0,3, для влажных вязких
р = 0,44-0,6.
203
Часто bz формулу вводят также плотность дробимого материала
р (т/м3). Тогда окончательно производительность (т/с) валковой
дробилки
Q = 1,25nD Ьапцу.
Мощность двигателя. Необходимую установочную мощ-
ность ЛАДВ электродвигателя валковой дробилки можно опреде-
лить, если учесть затраты мощности на дробление материала и тре-
ние в подшипниках, т. е. на преодоление всех сопротивлений при
работе машины:
Мдв = (#i + #а)Ль
где N1 — мощность, расходуемая на дробление материала; Л^а — мощность, рас-
ходуемая на преодоление трения в подшипниках; р—КПД передачи, т] = 0,95.
Дробление материала осуществляется определенными усилиями
(Н), среднее значение которых
Рер ~ °Г0Ж^'^Н-
Б. В. Клушанцевым установлено, что коэффициент разрыхле-
ния, вполне справедливый при расчете производительности, не
полностью отражает загрузку зоны дробления при определении
действующих усилий. При дроблении прочного кускового материа-
ла происходят частичное скольжение отдельных кусков, обми-
нание или окалывание их кромок и другие явления, не вызываю-
щие больших усилий.
Фактическое количество кусков, подвергающихся раскалыва-
нию в какой-либо момент, значительно меньше количества кусков,
находящихся в зоне дробления. Поэтому при определении усилия
дробления в расчетную формулу необходимо дополнительно ввести
коэффициент К, учитывающий одновременность раскалывания, ко-
торый по опытным данным для пород средней' прочности и проч-
ных порядка 0,01—0,02 (подлежит уточнению в дальнейших экс-
периментальных работах).
Тогда среднее усилие (Н) дробления
Рер ~
При захвате валками кусков материала среднее суммарное
усилие Рор дробления вызывает силу трения, равную /Рор (где
f — коэффициент трения, f = 0,3—0,45). Произведение этой силы
на радиус R валка представляет собою момент силы, на преодоле-
ние которого расходуется мощность двигателя.
Произведение момента силы трения и угловой скорости валка
ш = 2лп (где п — частота вращения валка, об/с) определяет
мощность Nlt необходимую для дробления,
Nj — 2nnPG-pfR.
Подставив значение Рвр, получим
204
Мощность, необходимая на преодоление силы трения в подшип-
никах двух валков,
Nt — 2nnzf1G,
где z — диаметр шейки вала, м; — Коэффициент трения качения, приведенный
к валу, fa = 0,001; G — нагрузка на подшипники, Н, G = j/"Q2 + Р2р (Q —
сила тяжести валка, Н).
В существующих методиках расчета мощности валковых дроби-
лок кроме момента силы трения /РСрЯ дополнительно учитывается
действие силы Рор на дуге I. Автор полагает [7 ], что силами,
препятствующими вращению валка, могут являться лишь те,
которые создают момент относительно его оси, а эти силы пол-
ностью учитываются в приведенных выражениях для определе-
ния Nx и N2.
Тогда окончательно формула для определения установочной
мощности электродвигателя валковой дробилки
Л^дв == 2лп (<3omLlpkhfR. +
Если перемножить рекомендуемые значения всех входящих
в формулу коэффициентов и постоянных величин, а также исклю-
чить незначительный расход мощности на преодоление трения
в подшипниках, т. е. если не стремиться к большой точности, то
получим сравнительно простую, но вполне достаточную для прак-
тических расчетов формулу установочной мощности (Вт) электро-
двигателя валковой дробилки:
Мдв = 1400оодапЛ/?2.
Здесь осде
в МПа.
5.	РОТОРНЫЕ ДРОБИЛКИ
5.1.	Область применения и классификация
Роторные дробилки предназначены для ударного дробления
различных материалов с помощью бил, жестко закрепленных на
роторе, вращающемся вокруг горизонтальной оси. Эти дробилки
применяются в самых различных областях промышленности. Их
используют: для приготовления заполнителей бетона из различных
осадочных и изверженных пород; для дробления доменных шла-
ков, в том числе шлаков, содержащих металлические включения;
для дробления сырья и клинкера при производстве цемента; для
дробления извести, гипса, мрамора, кирпичного боя, шамота;
для дробления стекольного боя; для селективного дробления и
распушки асбестового волокна; для дробления закладочных по-
род перед их пневмо- и гидротранспортированием; для дробления
коксующихся углей; для дробления различных руд и др. Ротор-
ные дробилки применяют как на первой, так и на последующих
стадиях дробления, вплоть до тонкого измельчения.
Эти дробилки отличаются высокими технико-экономическими
показателями — большой степенью дробления, большой произво-
дительностью, меньшим удельным расходом электроэнергии, от-
носительно меньшими удельной массой и размерами, простотой
конструкции и удобством обслуживания по сравнению со щековыми
и конусными дробилками, а также специфическими достоинствами
роторных дробилок — высо.кой избирательностью дробления, вы-
соким процентом выхода продукта кубообразной формы и меньшей
чувствительностью к попаданию недробимых предметов.
Роторные дробилки представляют собой машины ударного дей-
ствия, дробление в которых происходит е помощью быстро вращаю-
щихся бил, жестко закрепленных на внешней поверхности ротора.
Ротор установлен внутри корпуса, на стенках которого закреплены
приемный лоток, отражательные плиты, колосниковые решетки,
служащие для направления движения потока дробимого материала
внутри корпуса и образующие вместе с ротором камеру дробления.
Корпус имеет приемное и выходное отверстия.
Первый патент на роторную дробилку был выдан в США
в 1842 г., однако широкое промышленное применение их нача-
лось в 1939 г. В СССР роторные дробилки стали выпускаться
с 1956 г.
206
Рис. 5.1. Конструктивные схемы роторных дробилок:
а — однороторная однокамерная с отражательной плитой; б — однороторная трехка-
мерная с отражательными плитами; в — однороторная двухкамерная с колосниковыми
решетками; г — реверсивная; д — двухроторная одноступенчатого дробления; е — двух-
роторная двухступенчатого дробления
По конструктивным признакам роторные дробилки разделяют:
по числу роторов на однороторные и многороторные, из кото-
рых пока нашли промышленное применение только двухроторные;
по числу ступеней дробления (только для многороторных дро-
билок) на дробилки одноступенчатого и дробилки двухступенча-
того дробления;
по характеру исполнения отражательных органов на дробилки
с колосниковыми отражательными решетками и дробилки с отра-
жательными плитами;
по направлению вращения роторов на дробилки с постоянным
направлением и реверсивные дробилки с переменным направле-
нием;
по числу рабочих камер на однокамерные и многокамерные
(двух-, трехкамерные и т. д.).
Конструктивные схемы приведены на рис. 5.1.
Наибольшее распространение получили однороторные дро-
билки, как наиболее простые, компактные и удобные в эксплуата-
ции. Двухроторные дробилки разделяются на дробилки односту-
пенчатого и двухступенчатого дробления. Двухроторные дорбилки
одноступенчатого дробления представляют собой совмещение двух
однороторных дробилок с одним общим приемным отверстием.
Поток исходного материала в камере дробления распределяется
между двумя роторами и на каждом дробится самостоятельно.
Производительность их при одинаковых размерах роторов пример-
но в 2 раза больше производительности однороторных дробилок. Од-
207
нако верхнее положение приемного отверстия осложняет компоно-
вочную схему (питатель должен находиться над одним из роторов)
и затрудняет проведение ремонтных работ. Поэтому двухроторные
дробилки одноступенчатого дробления большого распространения
не получили.
Двухроторные дробилки двухступенчатого дробления пред-
ставляют собой две последовательно работающие дробилки. Про-
дукт дробления первого ротора поступает непосредственно на вто-
рой ротор. Это позволяет сократить производственные площади
и упростить технологическую схему. Обычно их применяют тогда,
когда необходимо получить продукт с большим содержанием мел-
ких фракций, например перед помолом. Но при производстве
щебня, когда переизмельчеиие нежелательно, эти дробилки не
применяют.
В качестве отражательных органов в роторных дробилках ис-
пользуют колосниковые решетки, отражательные плиты или брусья.
В дробилках с колосниковыми отражательными решетками
часть мелких фракций выделяется из камеры в процессе дробле-
ния. Это позволяет уменьшить переизмельчеиие материала и сни-
жает удельный расход энергии. При этом конструкция дробилки
получается несколько сложнее и большей массы, так как преду-
сматриваются специальные объемы для прохода отсеянного мате-
риала.
Дробилки с отражательными плитами оказались более просты-
ми, надежными и удобными в эксплуатации.
По направлению вращения в основном применяют дробилки
с постоянным направлением вращения, в которых обеспечивается
определенное движение дробимого материала и более полно исполь-
зуется рабочее пространство вокруг ротора. Эти дробилки обеспе-
чивают более удобную компоновку с остальным оборудованием.
Роторные дробилки с реверсивным вращением ротора эффектив-
ны в условиях повышенного абразивного изнашивания бил для
поддержания передней кромки била заостренной. Это достигается
реверсированием вращения • ротора. Периодическая смена на-
правлений вращений ротора по мере изнашивания то одной, то
другой стороны била позволяет использовать дробилку в наиболее
благоприятных условиях работы. При этом показатели работы
дробилки и ресурс бил повышаются. Однако реверсивные дро-
билки сложнее по конструкции, так как имеют два комплекта
отражательных плит, каждый для своего направления вращения.
Под камерой дробления роторной дробилки понимают простран-
ство, в котором происходит движение и дробление материала,
ограниченное выходной щелью. Если в дробилке по ходу движе-
ния материала конструктивно может быть установлено несколько
выходных щелей, то она имеет и соответствующее число камер
дробления. Обычно дробилки имеют до 14 камер дробления. Одно-
и двухкамерные дробилки применяют для крупного дробления, а
остальные для среднего и мелкого дробления.
208
По технологическим признакам роторные дробилки разделяют
в зависимости от крупности исходного материала на дробилки
крупного (ДРК), среднего и мелкого (ДРС) дробления. Принято
для этого случая крупность исходного материала оценивать в до-
лях диаметра Dp ротора дробилки. В соответствии с этим дробилки
ДРК принимают куски размером (0,6—0,3) Dp, дробилки ДРС
(0,3—0,1) Dp и мелкого дробления — менее O,1DP.
5.2.	Конструкции дробилок и их основных узлов
Принципиальная конструктивная схема роторной дробилки
приведена на рис. 5.2. Приведенные геометрические параметры схе-
мы характеризуют размеры и взаимное расположение рабочих
органов дробилки._
Основные узлы дробилки: ротор, корпус дробилки, отражатель-
ные устройства (плиты, колосниковые решетки) и привод.
Ротор дробилки представляет собой вращающийся рабочий ор-
ган, включающий била с деталями их крепления, корпус с валом,
и является основным и наиболее ответственным узлом дробилки,
служащим для нанесения удара по дробимому материалу.
Для эффективного разрушения дробимого материала окружные
скорости бил ротора достигают 20—80 м/с. Такие высокие окруж-
ные скорости создают центробежные силы в сотни килоньютонов,
действующие на било, а при соударении возникают ударные уси-
лия, превышающие их в сотни раз. Условия ударного нагружения
требуют весьма надежной конструкции ротора и крепления бил.
Кроме того ударные нагрузки, передаваясь через сравнительно
небольшую поверхность контакта между рабочей поверхностью
била и куском дробимого материала, часто абразивного и имеюще-
го микротвердость, превышающую твердость металла бил, вызы-
вают интенсивное изнашивание бил. Быстрое изнашивание бил
приводит к необходимости их частой замены, особенно при дроб-
лении высокоабразивных материалов. В связи с этим к конструк-
ции бил и их креплению предъявляется требование — удобство
и быстрота замены. Так как поверхности корпуса ротора также
вступают во взаимодействие
с кусками дробимого материа-
ла, то к его конструкции так-
же предъявляются требования
к защите от изнашивания.
Рис. 5.2. Принципиальная конструктив-
ная схема роторной дробилки:
Ф, Фл — углы соответственно установки н
наклона приемного лотка; 0» — угла
установив первой, второй отражательных
плит; Dp — диаметр ротора; b — ширина
внешней поверхностн бнла; — asicova
била; а — ширина выходной щели; /—
/V — сеиторы ротора
209
Рис. 5.3. Конструкции корпусов роторов:
а — закрытый с очертанием внешней поверхности по окружности; б — закрытый
с очертанием внешней поверхиостн по спнралй; в — корпус из дисков с внешней поверх-
ностью в виде многогранника; г —• закрытый с очерта-ннем внешней поверхности по
окружности с выступами; д — закрытый монолитный овальный корпус; е — закрытый
монолитный цилиндрический корпус со срезанными предбильными частями
Диаметр и длина ротора являются основными параметрами
дробилки, входящими, как правило, в ее условное обозначение.
Диаметр роторов на промышленных образцах бывает 400—2000 мм,
а длина 400—2500 мм. Соотношение длины ротора и его диаметра
колеблется от 0,5 до 2, а чаще это соотношение бывает в пределах
0,8—1,0. Масса ротора крупных дробилок достигает 25 т.
Удачная конструкция ротора является главным условием на-
дежности работы всей дробилки, поэтому интенсивный поиск ра-
циональных конструкций, максимально удовлетворяющих всем
требованиям, способствовал появлению множества конструк-
тивных решений, нашедших промышленное применение.
Рассмотрим несколько конструкций ротора, предварительно
определив принятую терминологию.
Ротор включает корпус, била с деталями нх крепления и вал, на
который напрессовывается корпус ротора (см. рис. 5.5). Цилин-
дрическую поверхность корпуса ротора между билами, образую-
щая которой параллельна оси вращения, называют внешней по-
верхностью ротора; поверхности, ограничивающие ротор по длине
и перпендикулярные его оси вращения, называют торцовыми.
Окружность, описываемая наиболее удаленной от оси вращения
точкой била, называют окружностью ротора (рис. 5.3). Билом на-
зывают деталь ротора, непосредственно наносящую удар по дроби-
мому материалу. Числом бил ротора считается число бил в по-
210
перечном сечении ротора. Поверхность А била (рис. 5.4, в), на-
носящую удар по дробимому материалу, называют рабочей по-
верхностью, противоположную ей поверхность £>, прилегающую
к корпусу ротора, — опорной поверхностью, а наиболее удален-
ную от оси вращения ротора поверхность В — внешней поверхно-
стью била. Кольцевое пространство, образуемое вращением рабо-
чей поверхности била, называют рабочей зоной ротора, так как
попавший в нее кусок дробимого материала неизбежно .подвергает-
ся удару билом.
Роторы классифицируют по следующим наиболее существен-
ным признакам:
числу бил ротора — встречаются роторы с числом бил 2— 32;
монолитности корпуса ротора — монолитные (закрытые) и
пустотелые (в виде дисков);
наличию торцовых дисков — с торцовыми дисками и без них.
При выборе числа бил ротора руководствуются следующим:
чем больше число бил, тем меньше промежуток времени между
двумя проходами двух соседних бил и меньше глубина проникно-
вения кусков в рабочую зону, а следовательно, и меньше размер
части куска, которая может быть отколота и выброшена в выход-
ную щель. В то же время при большей глубине проникновения
куска и надлежащей скорости удара получается более эффектив-
ный удар по куску, повышается производительность. Отсюда сле-
дует, что чем больше диаметр и чем мельче желают получить про-
дукт дробления, тем большее число бил должен иметь ротор, и
наоборот. Наиболее удобны как при изготовлении, так и в экс-
плуатации роторы с четным числом бил (два, четыре и шесть),
так как для балансировки требуется подобрать равные по весу
диаметрально противоположные била. Однако изготовляют и трех-
бильные роторы и еще реже пятибильные. Подобрать пять бил,
Рис. 5.4. Конструкции бил
211
Рис. 5.5. Ротор со смен-
ными головками бил:
/ ~ било; 2 — корпус;
3 — головка сменная; 4 ~
вал; А, Б — внешняя и
и торцовая поверхности
корпуса ротора
ния. Используют такие
кого дробления.
равных по весу сложнее. Поэтому с не-
четным числом бил (более пяти) роторы
не изготовляют. Роторы с 8 — 12 билами
встречаются на дробилках мелкого дро-
бления.
При большом многообразии конструк-
тивных решений роторов следует выде-
лить две их разновидности: монолитные,
или закрытые, роторы (см. рис. 5.3, а, б,
д, е) и пустотелые в виде дисков — откры-
тые (см. рис. 5.3, з, в, г). Закрытый
ротор представляет собой цилиндр с круг-
лым (см. рис. 5.3, а), овальным (см. рис.5.3,
д), квадратным или другой формы сече-
нием, на внешней поверхности которого
предусмотрены продольные пазы для уста-
новки бил. Цилиндр может быть моно-
литный (см. рис. 5.3, д) или полый вну-
три (см. рис. 5.3, б). Конструкция таких
роторов обладает большим моментом инер-
ции, что позволяет эффективно использо-
вать их на дробилках крупного дробле-
роторы и на дробилках среднего и мел-
13 последние годы выпускают роторы двух типов — с торцовыми
дисками и без них (рис. 5.5). Оба типа имеют свои недостатки и
преимущества.
В дробилках с роторами без торцовых дисков куски дробимой
породы заклиниваются между торцом била и боковой стенкой дро-
билки, вызывая интенсивное изнашивание боковой стенки в зоне
ротора. Для защиты от изнашивания боковую стенку покрывают
специальной футеровкой. Срок службы футеровки в этих условиях
невелик, что вызывает необходимость частого профилактического
ремонта дробилок.
Для уменьшения количества материала, попадающего между
торцами бил и боковой стенкой, приемный лоток выполняют уже
длины ротора или ему придают форму, ограничивающую поступ-
ление камней на края ротора. С целью уменьшения износа корпуса
ротора его длину делают меньше длины бил. Это обеспечивает боль-
ший зазор между корпусом ротора'и стенкой, чем между торцом
била и стенкой.	*
В конструкциях дробилок с роторами, имеющими торцовые
диски, проникновение части дробимого материала между боковой
стенкой и корпусом ротора сведено до минимума. Торцовые диски
роторов располагаются в нишах боковых стенок корпуса дробилки
так, что внутренние их плоскости совпадают с внутренней плос-
костью боковых футеровок. Зазор между футеровкой и торцовым
диском в радиальном направлении намного меньше, чем в осевом.
212
Поэтому куски, прошедшие через радиальной зазор, ввободно про-
• валиваютея вниз между диском и боковой стенкой, не подвергая
их изнашиванию. Такая конструкция ротора и корпуса дробилки
практически полностью решает проблему защиты от изнашивания
торцов корпуса ротора, деталей, закрепленных на его торцовой
поверхности, и корпуса дробилки в зоне вращения ротора. Срок
службы торцовых дисков в 5—6 раз выше срока службы боковых
футеровок корпуса. Это увеличивает период межремонтных циклов
и повышает эффективность использования дробилок. Основным
недостатком торцовых дисков является трудность их ремонта. Для
демонтажа дисков приходится полностью снимать ротор, что яв-
ляется сложной и трудоемкой операцией. ,
Било, являющееся одной из важнейших деталей дробилки, вли-
яет на конструкцию ротора и, частично, корпуса дробилки. К кон-
струкции била предъявляются следующие основные требования:
прочность;
максимальная износостойкость против абразивного изнашива-
ния;
надежность крепления, исключающая выпадение била под дей-
ствием ударов о дробимый материал, центробежных сил и динами-
ческих усилий, возникающих вследствие отрицательных угловых
ускорений ротора при ударах;
легкость и быстрота замены изношенного била;
наибольший коэффициент использования бил, т. е. отношение
массы изношенной части била к его первоначальной массе;
минимальная стоимость бил, отнесенная к единице перерабо-
танного ими материала;
било не должно деформировать или изнашивать поверхности
корпуса ротора, соприкасающиеся с ним;
максимальная сохранность заостренной передней кромки.
Как можно заметить, ряд условий противоречивы, поэтому
выполнение конструкций, удовлетворяющих всем перечисленным
требованиям, является весьма сложной технической задачей. Этим
объясняется тот факт, что за сравнительно небольшой срок освое-
ния и промышленного использования дробилок данного типа в ми-
ровой практике появилось уже много десятков оригинальных кон-
струкций бил, используемых на выпускаемых дробилках, и еще
больше выдано патентов и авторских свидетельств.
Широкое распространение получили била с одной рабочей по-
верхностью разового применения (см. рис. 5.4, а, б). Эти била
благодаря четкому распределению функций его частей имеют на-
дежное крепление, хорошее прилегание опорной поверхности к ро-
тору, выдерживают большие нагрузки, и их используют в основ-
ном в роторных дробилках крупного дробления. В качестве кре-
пежных деталей применяют различные клиновые устройства. На
рис. 5.4, а било имеет хвостовик в форме ласточкина хвоста, при-
жимаемый к опорной части клиновым брусом. Брус в средней части
поджат нижним клином так, что он свободно перемещается по всей
213
длине и благодаря этому зажимает хвостовик била равномерно.
Кроме того, клиновой брус вместе с билом под действием центро-
бежных сил самозатягивается, что повышает надежность его креп-
ления. Однако такая конструкция отличается высокой трудоем-
костью изготовления и требует выравнивания опорных поверхно-
стей била путем механической обработки.
На рис. 5.4, б била с одной рабочей поверхностью, выпускае-
мые фирмой Кеннеди (США), имеют о обратной стороны уступ,
входящий в соответствующее углубление на опорной части кор-
пуса ротора для противодействия центробежным силам. Хвостовая
часть имеет скошенную плоскость, в которую упирается клин,
прижимающий било к ротору. Такая конструкция также требует
механической обработки била.
Наиболее простые конструкции бил с одной рабочей поверх-
ностью приведены на рис. 5.4, в. От смещения в радиальном направ-
лении под действием центробежных сил и радиальных составляю-
щих ударных сил служит шпонка или выступ била. Било притя-
гивается к корпусу ротора с помощью болтовых или клиновых со-
единений. Болтовое крепление требует тщательного наблюдения
во время работы и своевременного подтягивания. Кроме того,
болты изнашиваются, что осложняет демонтажные операции и
требует их периодической замены. Данная конструкция бил от-
носится к числу реверсируемых бил (поворачиваемых вокруг своей
горизонтальной оси после изнашивания одной внешней поверх-
ности). Конструкция таких бил симметрична относительно сред-
ней части, которую используют для обеих установок била.
После изнашивания било переставляется нижней частью вверх
(реверсируется). Такая конструкция позволяет повысить коэффи-
циент использованйя металла бил до 0,4—0,5.
Получили распространение реверсируемые била, для которых
не требуется силовых крепежных устройств, они удерживаются
в пазу ротора за счет уступов (см. рис. 5.4, г, д). Эти била встав-
ляют с торца ротора, и от смещения в осевом направлении их
удерживают планки, закрепленные на роторе. Установка бил
с торца ротора более трудоемка, чем установка в радиальном на-
правлении, особенно если внутренние полости паза забиваются
дробимым материалом. Это часто наблюдается ₽ конструкциях ро-
торов закрытого типа. .Для извлечения била в этих случаях необ-
ходима предварительная чистка паза.
Особый интерес представляют конструкции роторов с гидрав-
лическими зажимами бил (см. рис. 5.4, е, ою). Конструкция такого
крепления бил экономически оправдана для работы дробилки на
высокоабразивных материалах и при необходимости частой за-
мены бил. Учитывая, что гидравлический зажим обеспечивает
надежное крепление бил, применение его целесообразно также
в условиях больших ударных нагрузок на первой стадии дроб-
ления. -
214
К недостаткам данного решения, кроме большой стоимости,
относят необходимость подводить и подключать гидроаппаратуру
и обеспечивать профилактику всей гидросистемы.
Большое распространение в дробилках среднего и мелкого дроб-
ления получили выдвижные била (см. рис. 5.4, з, и), конструкция
которых позволяет повысить коэффициент использования металла
до 0,7—0,8. Это достигается тем, что било изготовляют удлинен-
ным и помещают в соответствующий его размеру удлиненный паз
ротора. По мере изнашивания внешней части била его выдвигают
и закрепляют в новом положении. Число выдвижений обычно не
превышает трех-четырех. Опорные поверхности бил имеют соот-
ветствующее число желобков или ребер, которые используют для
фиксации била в пазу ротора. Поскольку била такой конструкции
используют в основном для среднего и мелкого дробления, то для
фиксации бил и удержания их в радиальном направлении при-
меняют сравнительно простые устройства, например штифты или
стержни. Било, показанное на рис. 5.4, и, может занимать три
положения. От перемещения в радиальном направлении его фик-
сируют квадратным штифтом, последний удерживается от выпада-
ния установленными по торцам ротора пружинками.
Одним из недостатков выдвижных бил является неравномер-
ное изнашивание внешней поверхности по длине ротора. Наиболее
изнашивается, как правило, средняя часть, вследствие чего изно-
шенное било приобретает вогнутую форму в середине внешней по-
верхности. В результате этого ширина выходной щелн по длине ро-
тора разная, выравнять ее передвижением отражательной плиты
невозможно. Поэтому такие конструкции предпочтительнее для
дробления материала свободным ударом при повышенных окруж-
ных скоростях, а также для дробилок, работающих в замкнутом
цикле с грохотом.
Известна конструкция бил, которая включает в себя свойства
выдвижных, реверсируемых и поворачиваемых бил (см.
рис. 5.4, з). Било поворачивают вокруг его вертикальной оси и
устанавливают в другой паз ротора, представляющий собой зер-
кальное отображение первого паза.
Для повышения коэффициента использования металла бил
иногда их внешнюю и рабочую поверхности защищают от изнаши-
вания с помощью сменных головок (см. рис. 5.5). Однако по сравне-
нию с выдвижными билами это преимущество не может быть су-
щественным, так как у выдвижных бил коэффициент использова-
нияметаллаимеетвысокоезначение^оО,?). Конструкция сменных
головок сложна и требует высокой степени точности изготовления,
обеспечивающей хорошее прилегание опорных поверхностей к
билу. Поэтому била со сменными головками широкого распростра-
нения не получили.
Отражательные устройства (плиты, колосниковые решетки,
брусья) вместе с ротором образуют камеру дробления. Расположе-
ние в дробилке, а также их конструкция (ем. рис. 5.2) зависят от
215
назначения дробилки и особенностей ее эксплуатации. Отража-
тельные устройства обеспечивают дополнительное дробление ма-
териала (большая доля работы дробления приходится на удары
билами ротора), удержание в рабочем пространстве крупных ку-
сков, не подвергшихся разрушению, и, главным образом, направ-
ление отраженных кусков под более эффективные удары бил ро-
тора. Отражательные колосниковые решетки, кроме того, пропу-
скают часть готового продукта через щели решетки.
Отражательные плиты выполняют в виде цельных отливок из
износостойкой и вязкой стали или сварных конструкций. Устанав-
ливают их в корпусе дробилки на шарнирной подвеске или крепят
жестко к корпусу.
Плиты с шарнирной подвеской обычно в верхней части закреп-
лены на оси или на цапфах, укрепленных на боковых стенках кор-
пуса. Нижней частью плиты опираются на предохранительно-ре-
гулировочное устройство (рис. 5.6). Такое конструктивное решение
позволяет изменять форму камеры дробления, отодвигая илн при-
ближая плиту к ротору, изменять ширину щелей между плитами
и билами ротора, обеспечивать пропуск крупных недробимых
предметов путем отклонения отражательной плиты.
Возвращение отражательной плиты после прохода недробимого
предмета достигается применением специальной возвратной пру-
жины (рис. 5.6, г, 3) или под действием собственной силы тяжести
(рис. 5.6, а, в), или силы тяжести контргруза (рис. 5.6, б). Пру-
жинные устройства применяют наиболее часто и используют тогда,
когда собственный вес недостаточен для удержания плиты в рабо-
чем положении для противодействия ударных нагрузок нормаль-
ного процесса дробления. Пружины крепятся на тягах, с помощью
которых устанавливают также ширину выходной щели. При этом
в одних конструкциях усилие затяжки пружины не зависит от
ширины щели (рис. 5.6, 3), а в других зависит (рис. 5.6, г).
Конструктивно пружинные устройства могут быть расположены
внутри корпуса дробилки (рис. 5.6, г), что позволяет сократить
ее размеры, но при этом резьбовое соединение необходимо защи-
щать от воздействия пыли и мелких частиц материала. Установка
пружинного устройства вне корпуса позволяет улучшить условия
его работы и обслуживание.
Отражательные плиты с противовесом используют тогда, когда
их собственный вес недостаточен для удержания плиты в рабочем
положении или для изменения направления движения плиты
(рис. 5.6, б). Для удержания плит в рабочем положении за счет силы
тяжести оси подвески выносят значительно вперед, что обеспечи-
вает их поджатие к регулировочному устройству значительным мо-
ментом сил (рис. 5.6, а).
Рабочую поверхность плит защищают от изнашивания футе-
ровками частично или полностью. Наиболее подвержена изнаши-
ванию нижняя часть отражательной плиты. Поэтому для продле-
216
Рис. 5.6. Конструкции отражательных плит с регулировочными устройствами:
а — устройство, использующее вес плита и ограничитель в виде тяг с гайками и аморти-
заторами из тарельчатых пружин; б -- устройство, использующее контргруз; в — уст-
ройство, использующее вес плиты и ограничитель в виде клиновых упоров без амортиза-
ции; г — устройство с возвратной пружиной оез регулирования натяжения с ограничи-
телем в виде тяг с гайками; д — устройство, имеющее независимое регулирование ширины
щели и регулирование натяжения возвратной пружины; / — тяга; 2 — пружина;
3 — ось пружины; 4 гайка регулирования натяжения пружины; 5 — гайка регулиро-
вания положения плиты; б — опорная рама
ния срока службы плиты ее поверхность, приближенную к ро-
тору, защищают сменной футеровкой.
Для дробления прочных и абразивных материалов фирмой
Хацемаг (ФРГ) предложена конструкция отражательной плиты
с увеличенной массой сменной футеровки (рис. 5.7). Плита пред-
ставляет собой выдвижную тележку с карманами, в которых уло-
жены два пакета металлических листов, образующих рабочие по-
верхности отражательных плит. Такая футеровка благодаря зна-
чительным размерам листов имеет большой срок службы и высо-
217
о
Рис. 5.7. Роторная дробилка с выдвижной отражательной плитой:
1 — опорные иолеаа; 2 — рельс; 3 — регулировочные устройства; 4 — корпус плиты;
8 — футеровочные листы
кий коэффициент использования металла сменных деталей. При
неравномерном изнашивании листы можно переставлять.
Обычно каждая отражательная плита имеет свою шарнирную
подвеску (см. рис. 5.6, а, б) и может при ударе отклоняться неза-
висимо от других плит. Встречаются конструкции, в которых две
и более плиты объединены вместе на одной раме и имеют общую
подвеску (см. рис. 5.6, е, г). Это упрощает конструкцию, но снижает
преимущества самостоятельной подвески нескольких плит, воз-
можность различной компоновки камеры дробления и независи-
мость контроля продукта дробления каждой плитой.
Отражательные колосниковые решетки могут быть как цельно1
литые, так и наборные из отдельных колосников. Первые имеют
постоянную ширину выходных щелей, а у вторых ширина выход-
ной щели может быть разной за счет переборки колосниковой ре-
шетки и замены дистанционных колец.
Выходные щели колосниковых решеток бывают вертикаль-
ными или горизонтальными. Вертикальные выходные щели по-
зволяют получить большую пропускную способность готового
продукта при той же ширине щелей. Отражательные колоснико-
вые решетки с горизонтальными щелями имеют колосники в виде
круглых или квадратных стержней, которые вставляются или
в отверстия боковых стенок корпуса, или в гнезда специальных
балок рамы решетки (см. рис. 5.1, д и 5.6, д). Круглые стержни
часто закрепляют так, что они могут проворачиваться под дей-
218
ствием ударной нагрузки, чем обеспечивается их равномерное из-
нашивание по окружности.
Корпус дробилок крупного дробления состоит, как правило,
из двух или трех частей, надежно соединенных между собой бол-
тами, что обеспечивает хорошую жесткость конструкции и облег-
чает герметизацию камеры дробления. В корпусе дробилки пред-
усмотрены большие люки и дверцы для профилактического осмотра
и монтажа сменных деталей. Для повышения удобства обслужи-
вания дробилок в некоторых конструкциях предусмотрена воз-
можность Открытия задней части корпуса с помощью гидродомкра-
тов. Такое решение эффективно тем, что позволяет свободно ис-
пользовать крановое и специальное грузоподъемное оборудование
при ремонтных работах, что особенно важно для дробилок этого
типа, так как сменные детали имеют большую массу — 100 кг
и более.
В конструкциях корпусов дробилок крупного дробления сле-
дует выделить две характерные схемы: с приемной камерой и без
нее.
Корпуса дробилок с приемной камерой имеют большую высоту
в зоне приемного лотка. Внутреннее пространство камеры над при-
емным лотком н над частью ротора в 5—6 раз превышает размер
наибольшего куска исходного материала. Такое решение камеры
дробления снижает вероятность заклинивания камней над рото-
ром и на приемном лотке, хотя не устраняет этот недостаток пол-
ностью.
Большая высота камеры дробления приводит к увеличению раз-
меров и массы дробилки. В дробилках без приемной камеры высота
над приемным лотком и ротором составляет 1,5—2 размера наи-
большего куска исходного материала. Дробилки без приемной
камеры более компактны.
Проблема застревания камней в камере дробления роторных
дробилок отразилась на размерах не только корпуса дробилок, но
и отдельных его элементов и, в частности, на конструкции прием-
ного лотка.
Образование сводов в камере дробления и зависание крупных
камней над ротором являются серьезной помехой в эксплуатации
роторных дробилок крупного дробления. Число вынужденных
остановок дробилок может доходить до ста в год при трехсменной
работе.
В роторных дробилках разрушение сводов и удаление негаба-
ритных камней являются более сложной задачей, чем в щековых
и конусных дробилках. Во-первых, пространство над приемным
отверстием щековых и конусных дробилок, как правило, бывает
открыто и доступно для использования различных приспособлений
и техники. Во-вторых, для разрушения свода может быть исполь-
зовано движение рабочих органов дробилки — подвижной щеки
подвижного конуса. В роторных дробилках пространство над
ротором закрыто и практически недоступно для привлечения гру-
219
Рис. 5.8. Схема приемного лотка с осью
подвеса:
а *— веркнеб; б — иииней

Рнс. 5.9. Схема дробиляи «Аллис Чал-
мере* * с перемещаемым лотком
зоподъемной техники. Кроме того, запрещается разрушать свод
при работающем роторе, так как в этой зоне при обрушении свода
наблюдается выброс камней. Поэтому все работы в корпусе ротор-
ной дробилки приводят только при остановленном роторе. Оста-
новка ротора, обладающего большим запасом кинетической энер-
гии, длительна ввиду того, что энергия при остановке расходуется
только на трение в подшипниках и вентиляцию воздуха и состав-
ляет 30—40 мин.
Для сокращения времени свободного выброса ротора при ава-
рийных ситуациях, связанных со сводообразованием, попада-
нием недробимых тел, помолкой бил или футеровок, применяют
систему электродинамического торможения приводного электро-
двигателя дробилки. Применение такого торможения позволяет
сократить время остановки ротора до 1 мин вместо 40 мин при сво-
бодном выбеге.
Наиболее перспективно разрушение свода без остановки ро-
тора путем применения специальных механизмов, встроенных в кор-
пус дробилки и управляемых с пульта оператора.
Для разрушения сводов используют конструкции подвижных
• приемных лотков. Наиболее простые конструкции — это лотки,
одним концом закрепленные на оси, а вторым опирающиеся на
гидроцилиндры (рис. 5.8). Недостатком этой конструкции яв-
ляется то, что в зоне оси перемещение лотка незначительно.
Фирма Аллис Чалмерс (США) предложила конструкцию под-
вижного приемного лотка, в котором все точки его рабочей по-
верхности имеют достаточную подвижность (рис. 5.9). Лоток опи-
рается средней частью на серьгу, закрепленную на валу, а перед-
ней частью — на ролики, которые перекатываются по специаль-
ному профилю; при этом лоток поворачивается и отодвигается от
ротора. Привод осуществляется от гидроцилиндров. Зона движе-
ния приемного лотка имеет укрытие, способствующее герметиза-
ции камеры дробления и удалению просыпи внутрь дробилки.
220
Дробилки среднего и мелкого дробления работают при значи-
тельно меньших ударных нагрузках, так как крупность исходного
материала составляет 100—400 мм. Это позволяет применять более
легкие конструкции, меньше требуется соединительных элементов
между частями корпусов. Последнее позволяет облегчить и уско-
рить операцию раскрытия корпуса.
Необходимость частого раскрытия корпуса в роторных дро-
билках среднего и мелкого дробления более актуальна, чем в дро-
билках крупного дробления. Это вызвано тем, что ресурс их ра-
бочих органов (бил и футеровок) меньше, а влияние изнашивания
бил на показатели процесса дробления выше. Для поддержания
высоких показателей процесса дробления необходимо периоди-
чески переставлять, переворачивать или менять била.
Раскрытый корпус должен предоставлять возможность удобства
замены всех сменных деталей е применением грузоподъемной тех-
ники и приспособлений.
При конструировании корпуса таких дробилок первостепенное
внимание уделяется доступности к билам ротора, ресурс которых
значительно меньше, чем ресурс футеровок отражательных плит
и боковых футеровок. Для этого корпус дробилки выполняют
с открывающейся или схемной задней частью. На открывающейся
части корпуса обычно монтируют одну или две отражательных
плиты, что позволяет провести их обслуживание при раскрытом
состоянии корпуса.
Для повышения удобства и оперативности ремонтных опера-
ций в ряде конструкций роторных дробилок мелкого дробления
предусмотрено раскрытие передней части корпуса вместе с прием-
ных лотком. В этих дробилках неподвижной остается только сред-
няя часть.
К конструкции корпуса дробилок с отражательными органами,
расположенными ниже оси ротора, предъявляется дополнительное
требование: для их осмотра и оперативного монтажа необходимо
раскрытие нижней части корпуса — станины.
Фирма Хаземаг (ФРГ), выпускающая роторную дробилку типа
АРК-100 с нижней отражательной плитой, разработала конструк-
цию корпуса с выдвижной нижней частью, на которой монтируют
нижнюю отражательную плиту. Выдвижная часть выкатывается
по рельсам с помощью гидроцилиндров. С одной стороны рельсы
прикреплены к станине дробилки, а с другой установлены на спе-
циальных опорах на фундаменте. Выдвигается плита на 0,6—
2,0 м от корпуса дробилки. Нахождение выдвинутой плиты на ра-
бочей площадке дробилки, открытый подход к ней со всех сторон
создают большие удобства для обслуживания.
Основные конструктивные и технологические параметры ро-
торных дробилок, выпускаемых в СССР, регламентированы
ГОСТ 12375—70 «Дробилки однороторные крупного дробления»
и ГОСТ 12376—71 «Дробилки однороторные среднего и мелкого
дробления».
221
5.3.	Однороторные дробилки крупного дробления
Конструкция этих дробилок рассчитана на прием крупных
кусков исходного материала. Это обеспечивается размерами при-
емного отверстия (отношение поперечного размера к продольному
0,8), камеры дробления (угол установки первой отражательной
плиты р* = 30°), ротора (отношение длины к диаметру состав-
ляет 0,8). Наибольшая из серийно освоенных дробилок СМД-87
рассчитана на прием кусков размером до 1100 мм.
Дробилки крупного дробления используют обычно на первых
стадиях дробления в стационарных заводах и благодаря неболь-
шой массе и размерам ~ на передвижных установках и карьерных
агрегатах. Дробилки СМД-85А и СМД-86А малых типоразмеров
используют иногда при вторичном дроблении.
По классификации эти дробилки относят к однороторным нере-
версивным дробилкам двухкамерного типа с отражательными пли-
тами. Число камер дробления определяется числом отражательных
плит. Профиль отражательных плит выполнен по логарифмической
спирали так, что при минимальной щели углы падения кусков
основного потока на первую плиту составляют 15°, и куски отра-
жаются на приемный лоток, чем обеспечивается их многократное
дробление. При максимальной щели и приподнятом положении
первой отражательной плиты поток отраженных от плиты кусков
отклоняется на ротор ближе к выходной щели, в результате умень-
шаются число ударов и степень дробления. Вторая отражательная
плита имеет также профиль логарифмической спирали, но отра-
жает куски на ротор в направлении разгрузки й углы их падения
составляют 10°.
Отражательные плиты дробилок СМД-85А и СМД-86А выпол-
нены литыми из износостойкой марганцовистой стали, а дробилок
СМД-95 и СМД-87 — сварными, облицованными износостойкими
плитами.
Отражательные плиты снабжены пружинными возвратно ре-
гулировочными устройствами с резиновыми амортизаторами. Пру-
жина возвращает плиту в начальное положение при ее отбрасы-
вании под действием ударов. Устройство позволяет поднять пер-
вую отражательную плиту до совмещения со второй, тогда рабо-
чее пространство дробилки из двухкамерной превращается в од-
нокамерное. При таком положении плит дробилка имеет наиболь-
шую производительность.
Ротор дробилок выполнен цельнолитым закрытого типа. Била
с одной рабочей поверхностью закреплены в продольных пазах
ротора. Во всех дробилках, кроме дробилки СМД-87, роторы имеют
торцовые диски. Применение торцовых дисков позволило ликвиди-
ровать изнашивание торцов корпуса ротора, боковой футеровки
корпуса дробилки и защитить детали крепления бил от преждевре-
менного изнашивания. Подшипники вала ротора насажены
на конические разрезные втулки, что облегчает их мон-
222
таж. Для смазывания подшипников применяют консистентную
смазку.
Корпус дробилки состоит из станины, верхних неподвижной
и откидывающейся частей. В верхней неподвижной части закреп-
лены приемный лоток и первая отражательная плита. Откидыва-
ющаяся часть соединена с неподвижной частью корпуса и стани-
ной легкоразъемными струбцинами или откидными болтами. Кор-
пус раскрывается винтовым домкратом, приводимым в действие
вручную или с помощью электропривода. Такое решение позволило
значительно упростить операцию раскрытия дробилки для про-
филактического обслуживания.
Корпус дробилки напротив торцов ротора расширяется, обра-
зуя зазоры, через которые свободно могут просыпаться кусочки
дробимого материала, проникшие в кольцевые щели между обра-
зующими торцовых дисков и кольцевыми футеровками боковых
стенок корпуса дробилки. Это решение позволило повысить на-
дежность ротора и улучшить условия пуска дробилки. Дробилка
приводится в движенйе асинхронным электродвигателем с фазо-
вым ротором через клиноременную передачу. С дробилкой обычно
поставляют два дополнительных шкива, что обеспечивает полу-
чение окружных скоростей ротора 20; 26,5 и 35 м/с.
6.1. Техническая характеристика дробилок крупного дробления
Показатели	ДРК 6X4	ДРК 6X6		ДРК 8X6		ДРК 10X8	
Индекс изделия Производительность, м®/ч Размера ротора, мм: диаметр длина Размер максимального куска загружаемого материала, мм Установочная мощность, кВт Масса дробилки, т	13 500 400 250 10 2	25 630 500 300 22 3,2		СМД-85А 60 800 630 400 40 6		70 1000 800 500 55 9	
Показатели	ДРК 12X10		ДРК 16Х 12		ДРК 20Х 16		ДРК 25X20
Индекс изделия	СМД-86А	СМД-95	СМД-87	—
Производительность, м3/ч Размеры ротора, мм:	135	200	370	560
диаметр	1250	1600	2000	2500
длина	1000	1250	1600	2000
Размер максимального куска загружаемого материала, мм	600	800	1100	1500
Установочная мощность, кВт	100	160	250	400
Масса дробнлкн, т	15	30	68	100
Примечание. Окружная скорость бил
ротора 20; 26,5 и 35
м/с.
223
Широкий диапазон регулирования параметров камер дробле-
ния, изменение размеров выходных щелей от 0,02 Ор до 0,20 р (мм)
и окружной скорости вращения бил ротора от 20 до 35 м/с позво-
ляет использовать эти дробилки (табл. 5'1) как универсальное
оборудование.
5.4.	Однороторнае дробилки среднего и мелкого
дробления
Дробилки этого типа (табл. 5.2) не имеют принципиального
отличия от дробилок крупного дробления. Однако, так как они
рассчитаны на прием меньших кусков и испытывают меньшие
ударные нагрузки, их роторы, отражательные плиты и корпуса
делают легче. Конструкции таких дробилок рассчитаны на работу
с большими окружными скоростями ротора и меньшими выходными
щелями.
6.2. Техническая характеристика дробилок среднего и мелкого дробления
Показателе	ДРС 6X5	ДРС 6X6	ДРС 8X8	ДРС 10X10	ДРС 12X12	ДРС 16X16	ДРС 20X20
Индекс изделия						СМД-75А	СМД-94				
Производительность, м’/ч Размеры ротора, мм:	25	35	65	135	200	310	500
диаметр	500	630	800	1000	1250	1600	2000
длина	500	630	800	1000	1250	1600	2000
Максимальный размер кус- ка загружаемого материа- ла, мм	150	190	240	300	375	480	600
Установленная мощность, кВт	30	40	75	125	200	320	400
Масса дробилки, т	2,2	3,5	6,5	10	18	30	50
Примечание. Окружная скорость бил ротора 20; 24; 28,8; 34,3; 41,5
и 50 м/с.
6.	МОЛОТКОВЫЕ ДРОБИЛКИ
6.1.	Область применении и классификация
К молотковым дробилкам относятся дробилки ударного дей-
ствия с шарнирно закрепленными на роторе ударными элемента-
ми — молотками. Молотковые дробилки отличаются высокой сте-
пенью дробления, достигающей 100, а также малой массой и не-
значительной стоимостью 1 т перерабатываемого материала. Их
удельная стоимость па единицу производительности составляет
только 7„—1/й часть стоимости сопоставимых щековых и конусных
дробилок. Потребляемая мощность, масса и размеры молотковой
дробилки на единицу производительности в 2—5 раз меньше, чем
у щековых и конусных дробилок.
Сравнительно небольшие размеры молотковых дробилок позво-
ляют устанавливать их в ограниченных пространствах, например
в шахтах.
 Герметичность корпуса и возможность плотного присоедине-
ния загрузочной и разгрузочной течек позволяют при малых за-
тратах на аспирацию предупредить выброс пыли в окружающую
среду. Большинство молотковых дробилок обладает малой чув-
ствительностью к попаданию недробимых предметов в камеру
дробления. Следует отметить такие преимущества молотковых
дробилок, как простота конструкции и удобство обслуживания н
ремонта. Удобство и быстрота ремонта и обслуживания обеспечи-
ваются легкостью доступа внутрь, дробилки благодаря наличию
дверок или применению гидравлической системы раскрытия кор
пуса. Установка молотковой дробилки с динамически сбалан-
сированным ротором не требует сооружения тяжелого фунда-
мента.
В настоящее время молотковые дробилки нашли широкое при-
менение в различных отоаслях промышленности строительных ма-
териалов. В цементной'промышленности молотковые дробилки ис-
пользуют для предварительного измельчения глины, известняка,
мергеля и мела-• основных компонентов цемента. Молотковые
дробилки применяют для мелкого измельчения гипса и других до-
бавок к цементному клинкеру. Молотковыми дробилками обору-
дуют колосниковые холодильники для дробления спекшихся юл'-
ков цементного клинкера. В асбестовой промышленности молотко-
вые дробилки, получившие широкое распространение, эффективно
8 Клушаиц':а Ъ. В. и д-:	.3'5
Рис. 6.1. Схемы молотко-
вых дробилок:
а — однороторная; б —
двухроторная одноступен-
чатого дробления; е — ре-
версивная; е — с верти-
кальным валом; д — о очи-
стным полотном
д)
используют для дробления и распушки асбестовой руды. Дро-
билки позволяют осуществлять эту операцию в 3—4 стадии.
Молотковые дробилки применяют для получения мелкодисперс-
ного карбонатного сырья, применяемого для производства стекла,
наполнителя в пластмассы, а также для производства доломитовой
и известняковой муки. При производстве строительного кирпича
молотковые дробилки применяют для дробления боя кирпича, угля,
сухой глины.
При производстве силикатного кирпича вместо шаровых мель-
ниц устанавливают молотковые дробилки для мелкого дробления
извести после ее обжига в шахтных печах.
При производстве гипса молотковые дробилки применяют для
первичного и мелкого дробления гипсового камня. Помимо этого
молотковые дробилки используют для переработки слюды и слю-
дяного скрапа, при добыче и переработке каменной соли, фосфатов,
селитры, соды.
В угольной промышленности они находят применение для дроб-
ления сросшегося с пустой породой угля. В теплоэнергетике мо-
лотковые дробилки используют для мелкого измельчения угля, ис-
пользуемого в качестве топлива.
По конструктивным признакам молотковые дробилки разли-
чают (рис. 6.1): по числу роторов — однороторные и двухроторные:
по положению вала ротора —с горизонтальным и вертикальным
валом; по направлению вращения ротора — реверсивные и нере-
версивные; по исполнению разгрузочного узла — с колосниковой
решеткой, полностью перекрывающей разгрузочное отверстие,
частично перекрывающей разгрузочное отверстие, и без колосни-
226
ковой решетки; по исполнению очистных устройств от налипания
дробимого материала — с подвижными полотнами, с очистными
валками.
Однороторные молотковые дробилки — основной, наиболее
многочисленный тип молотковых дробилок. Их выпускают боль-
шим количеством типоразмеров; от малых — лабораторных до
крупных дробилок с ротором диаметром 2,5 м и массой 250 т.
Число типоразмеров однороторных дробилок, выпускаемых не-
которыми фирмами за рубежом, достигает двадцати и более.
Двухроторные дробилки различают По числу ступеней дробле-
ния — одноступенчатая дробилка, в которой поток дробимого
материала поступает одновременно на оба ротора, и двухступен-
чатая дробилка, в которой материал поступает последовательно
от одного ротора к другому.
Некоторые особенности типов молотковых дробилок аналогичны
особенностям роторных дробилок, рассмотренных более подробно
в п. 5.1.
Одноступенчатые двухроторные дробилки по сравнению с одно-
роторными дробилками при одинаковой производительности меньше
по ширине и высоте, и поэтому их используют в установках, где
эти показатели имеют существенное значение, например в пере-
движных самоходных агрегатах.
Эти дробилки менее склонны к налипанию материала в верх-
ней части камеры дробления, так как исходный материал поступает
непосредственно на роторы, вращающиеся навстречу один другому,
и не попадает на стенки корпуса дробилки. По мнению специали-
стов, допускаемая влажность перерабатываемого цементного сырья
для двухроторных дробилок достигает 13—15%, а для одноротор-
ных — 10%.
Двухступенчатые двухроторные дробилки 'имеют более высо-
кую (достигает 100) степень дробления по сравнению с одноротор-
ными. Степень дробления увеличивается в результате последова-
тельного воздействия роторов на материал, а также встречного
движения молотков второго ротора потоку материала, поступаю-
щего с первого ротора. Абсолютная скорость удара частиц при
этом больше скорости ротора в 1,5—2 раза.
Вертикальные молотковые дробилки используют в основном в
асбестовой промышленности благодаря конструкции, обеспечи-
вающей щадящее дробление — без истирания, что позволяет со-
хранить асбестовое волокно, выделив его из сопутствующей по-
роды. Дробимый материал поступает сверху на первый ряд мо-
лотков и под их ударами отбрасывается на кольцевую облицовку,
с которой поступает под удары молотков второго ряда, и т. д.
Зазоры между молотками и облицовкой корпуса обеспечивают
свободное движение частиц без заклинивания. Степень дробления
таких дробилок невысокая — 1,5—2. Дробилки обеспечивают хо-
рошую избирательность дробления.
8*	227
Реверсивные дробилки имеют симметричную конструкцию.
Масса их больше по сравнению с массой нереверсивных дроби-
лок, но ресурс быстроизнашиваемых деталей повышается до 2 раз.
Дробилки для дробления материалов, склонных к налипанию,
снабжены специальными устройствами в виде очистных полотен
и вращающихся валков. Исходный материал подается на дробящее
полотно и транспортируется к ротору, где разрушается и выбра-
сывается на второе очистное полотно. С последнего готовый про-
дукт свободно падает, а налипшие частицы отделяются скребком.
Аналогичную функцию выполняют валки. Конструкции дроби-
лок выполнены так, чтобы исключить контакт дробимого материала
с неподвижными ее частями.
Многообразие технологических задач, решаемых с помощью мо-
лотковых дробилок, и особенности производства фирм и заводов-
изготовителей породили различные конструктивные решения дан-
ного оборудования.
6.2.	Конструкции дробилок и основных узлов
Молотковые дробилки состоят из следующих узлов: ротора
с шарнирно подвешенными молотками, колосниковых решеток,
корпуса и регулировочных устройств.
Ротор является основным узлом молотковой дробилки, служа-
щим передаче энергии дробления от привода. Практически для
всех молотковых дробилок принципиальное конструктивное ре-
шение роторов остается одинаковым. Ротор — это закреплен-
ные на валу диски, на которых с помощью осей установлены
молотки. Вал ротора вращается на двух подшипниках, уста-
новленных по его концам, и приводится во вращение с помощью
клиноременной передачи или упругой муфты.
Роторы молотковых дробилок классифицируют: по числу про-
дольных рядов молотков (число молотков при взгляде с торца
ротора — три, четыре, шесть, восемь); по расположению молотков
одного ряда относительно другого — кольцевое, с перекрытием
зазоров; по форме дисков — круглые, фигурные, утолщенные с
нишами.
Выбор числа рядов молотков определяется назначением дро-
билки. От числа рядов молотков зависит глубина проникновения
дробимого материала в зону действия молотков, частота прохода
молотков по колосниковой решетке. При большом числе рядов
молотков время между проходами рядов молотков сокращается и
соответственно уменьшается глубина проникновения частиц в
зону действия молотков. В этом случае дробление происходит
скалыванием небольших объемов материала, и крупность продукта
дробления уменьшается. Одновременно уменьшается пропускная
способность дробилки в зоне первой камеры дробления. При боль-
шом числе рядов молотков интервалы между заменами изношенных
молотков за счет большего их количества на роторе более длитель-
228
сп	со	ш	m
Ш	Ш	СП	СП
ш	ш	ш	ш
Ш	СП	ш	ш
"СП	Ш	СП	ш
ш	Ш	СП	СП
S	8	S №
СП	ш	шШ
a	ta	гв—
ш	ш	щ
СП	СП	ш
в)
в)
Рис. 6.2. Схемы расположения молотков:
а — кольцевая; б — в шахматном порядке; в — кольцевая в подряда; а — в перекрытием
е дистанционными втулками; д — с перекрытием в роторе с нишами; е — с перекрытием
в роторе g фигурными дисками; 1 — диск; 1 — молотой; 3 — втулка
ные, хотя удельный износ повышается. Следует еще отметить, что
при большем числе рядов молотков нагрузка на привод дробилки
более плавная и равномерная, что существенно для дробилок, ра-
ботающих на крупнокусковом материале.
Расположение молотков характеризуется положением одного
ряда молотков относительно молотков других рядов. При коль-
цевом расположении молотки каждого ряда размещены вслед
друг другу по окружности движения и при вращении образуют
отдельные кольцевые рабочие зоны (рис. 6.2, а). Кольцевое рас-
положение молотков широко используют для роторов различных
конструкций как наиболее простое, а для дробилок некоторых
типов оно является единственно возможным, например для дроби-
лок с верхней колосниковой решеткой или с дробящими плитами
зубчатой формы.
При кольцевом расположении молотков их число в каждом
ряду обычно одинаковое. Однако в некоторых случаях при ис-
пользовании дробилки с неполной нагрузкой часть молотков в ря-
дах через один снимаются. Причем в одном ряду снимаются все
четные молотки, а в соседнем все нечетные. Такое расположение
называют расположением молотков в шахматном порядке
(рис. 6.2, б).
Иногда собирают молотки по полряда, т. е. на укороченных
осях, равных половине длине ротора. При этом молотки одного
ряда смещены к одной стороне ротора, а соседнего ряда — к дру-
гой (рис. 6.2, в). Подобное расположение молотков позволяет
объединить операции демонтажа и монтажа молотков. Для этого
ось молотков выталкивают на свободную часть ротора и при этом
одновременно с одной стороны оси снимают изношенные молотки,
а с другой стороны оси надевают новые. После завершения опера-
ции перемонтажа молотков ось вместе с новыми молотками ока-
зывается на противоположной стороне ротора. При следующей
229
смене молотков ось возвращается на прежнее место на роторе и
т. д.
При кольцевом расположении молотков на роторе может быть
собрано различное число рядов молотков. Так, ротор е шестью
рядами молотков может быть собран не полностью — с тремя
или двумя рядами. Эффективность работы дробилки той или иной
сборки определяется опытным путем на месте эксплуатации.
Кольцевое расположение молотков используется для боль-
шинства молотковых дробилок. Однако при мелком дроблении чаще
устанавливают молотки с перекрытием зазоров, т. е. тогда когда
следующий ряд молотков перекрывает зазоры между молотками
предыдущего ряда (рис. 6.2, г—е). Это обеспечивает проработку
материала во всем объеме рабочей зоны ротора, нет «мертвых зон»,
которые образуются между кольцевыми рабочими зонами молот-
ков.
При этом дробление происходит более эффективно, продукт
получается более равномерного зернового состава и изнашивание
рабочих органов происходит более равномерно.
Расположение молотков с перекрытием достигается в резуль-
тате различных конструктивных решений роторов и молотков.
Наиболее распространены роторы, у которых расстояние между
дисками больше толщины молотка, и молотки с помощью дистан-
ционных втулок смещаются в одном ряду к одной стороне дисков,
в другом — к другой стороне (рис. 6.2, г). Молотки в этих кон-
струкциях применяют с утолщенной головкой, которая частично
или полностью перекрывает пространство над дисками ротора.
Расположение молотков с перекрытием (рис. 6.2, е) достигается
в роторах с фигурными дисками, которые устанавливают на валу
ротора со смещением один относительно другого на некоторый
угол. Каждый ряд молотков подвешивают в вырезах других
дисков. Таким образом молотки одного ряда смещены относительно
молотков соседнего ряда на половину своей толщины. В роторах
такой конструкции угол колебаний молотка ограничен вырезом
в диске ротора, обычно он превышает 90°, что является достаточ-
ным для нормальных условий работы дробилки. Недостатком этих
конструкций является невозможность сборки ротора с разным
числом рядов молотков.
Диски с нишами (рис. 6.2, 3) применяют для роторов крупных
дробилок, используемых при дроблении материала крупностью
более 1000 мм и обеспечивающих выход продукта дробления до
30—50 мм.
Условия работы молотков характеризуются высокой динами-
ческой нагрузкой, абразивным изнашиванием и необходимостью
их частой замены. Все это создает особые требования к их кон-
струкции. Конструкция молотков должна обеспечивать высокий
коэффициент использования металла (отношение массы изношен-
ной части к массе нового молотка). Материалы молотков должны
обладать высокой износостойкостью и хорошей вязкостью. Мо-
230
Рис. 6.3. Конструкции молотков:
а, б — о четырьмя рабочими поверхностями; в — о двумя рабочими поверхностями.
г — увяжелевяяь а двумя рабочими поверхностями; д — П-образная с двумя рабочими
поверхностями; е — кольцевая; оде — о ограниченным диапазоном «колебаний; и
то же, выдвижное; к — составное
лотки должны быть просты по конструкции и иметь невысокую
стоимость.
Молотки классифицируют: по числу рабочих поверхностей —
с одной, двумя и четырьмя рабочими поверхностями; по диапазону
колебаний — со, свободными и ограниченными колебаниями; по
числу деталей — цельные, составные; по конструктивной форме —
пластины, с утолщенной головкой, П-образные, кольцевые и др.
Конструкции молотков отливаются большим разнообразием,
вызванным различными условиями работы дробилок (рис. 6.3)
и требованиями к конструкции.
Молотки, показанные на рис. 6.3, а, б, выполнены в виде
пластины с четырьмя рабочими поверхностями. Их применяют
для дробления малопрочных материалов, небольшой крупности
и используют в дробилках при высоких окружных скоростях и
значительном истирании материала на колосниковой решетке. Мо-
лотки имеют два отверстия для подвески на оси. На каждом от-
верстии может быть использовано две рабочие поверхности. Всего
у молотков может быть использовано четыре рабочих поверхности.
При изнашивании одной поверхности молотки переставляют. Если
молотки установлены в реверсивной дробилке, то число переста-
новок уменьшается в 2 раза. Молоток, показанный на рис. 6.3, б,
отличается более рациональной конструкцией вследствие более
высокого коэффициента использования металла.
Молотки с двумя рабочими поверхностями (рис. 6.3, в, г) при-
меняют для дробления средне- и крупнокускового материала.
Утяжеленные молотки (рис. 6.3, г) имеют утолщенную головку,
обеспечивающую большой запас кинетической энергии, что по-
зволяет дробить поступающий материал с максимальными кусками
600—2000 мм. Масса таких молотков может достигать 90—250 кг.
Обычно окружные скорости роторов с молотками такой конструк-
231
Нин 30—50 м/с. При дроблении крупных кусков возможны боль-
шие углы поворота молотков, поэтому конструкции роторов дол-
жны допускать свободное их движение без упора в диски ротора.
Молотки П-образной формы (рис. 6.3, д) имеют две рабочие
поверхности и обычно используются для мелкого дробления проч-
ного материала. Они обеспечивают равномерную проработку ма-
териала на колосниковой решетке, что повышает однородность
продукта дробления. Процент использования металла в этих мо-
лотках выше, так как относительная масса головки молотка боль-
ше, чем у молотков, показанных на рис. 6.3, а—г.
Молотки в виде кольца (рис 6.3, е) применяют тогда, когда перера-
ботка материалов должна происходить в основном путем истирания.
Наружная поверхность этих молотков может иметь зубчатую форму.
Молотки с ограниченным углом колебания показаны на
рис. 6.3, ж,, з. Ограничителями колебаний являются упоры, уста-
навливаемые на роторе перед каждым молотком. При вращении
ротора молотки под действием центробежной силы прижимаются
к упорам и находятся в рабочем положении. При ударе кинети-
ческая энергия молотка, а также ротора вследствие особенности
подвески молотка передается камню. Угол отклонения молотка
при ударе составляет всего несколько градусов. После удара мо-
лоток возвращается в рабочее положение. По показателям дроб-
ления молотковые дробилки с молотками данного типа приближа-
ются к роторным дробилкам. Однако они имеют невысокий коэф-
фициент использования металла при изнашивании, поэтому их
применение ограничено специальными дробилками.
Молоток, показанный на рис. 6.3, и, не имеет этого недостатка.
Молоток может как бы выдвигаться по мере его изнашивания.
Для этого упор, который удерживает молотой, переставляют
на новое место, и молоток, поворачиваясь, занимает новое рабочее
положение. Рабочая поверхность молотка спроектирована так,
чтобы при любом его положении часть рабочей поверхности, кон-
тактирующая с материалом, всегда находилась под одним и тем же
углом. Это обеспечивает стабильность показателей процесса дроб-
ления. Коэффициент использования металла таких молотков мо-
жет достигать 70%.
Коэффициент использования металла повышается в результате
применения составных конструкций молотков: головки — изна-
шиваемой части и ее держателя (рис. 6.3, к). Такое решение ис-
пользует ряд фирм, например Ведаг Гумбольдт (ФРГ), Пионер
(США), Эско Корпорацион (США) и др. Коэффициент использова-
ния металла головки разборного молотка достигает 40%. Держа-
тель обычно служит 3—4 срока головки.
Составные, молотки сложнее по конструкции и требуют более
точного изготовления, что повышает их стоимость.
Износостойкость молотков повышают также путем подбора наи-
более износостойких материалов, различных способов их обработки
и наплавки твердыми сплавами.
232
В настоящее время молотки чаще изготовляют из стали
110Г13Л, обладающей при ударном воздействии способностью к
упрочнению поверхностного слоя.
Колосниковые решетки молотковых дробилок предназначены
для окончательного формирования зернового состава продукта
дробления по максимальной крупности. Колосниковые решетки
выполняют функции как сортирующего, так и дробящего орга-
нов. Поэтому к их конструкциям предъявляются соответствую-
щие технико-эксплуатационные требования. Они должны эффек-
тивно пропускать частицы, достигшие' заданной крупности, не
допускать их переизмельчения на пути движения вдоль решетки
и обеспечивать разрушение сверхмерных частиц. Кроме того,
к решеткам предъявляются требования по прочности и надеж-
ности — они не должны ломаться от ударной нагрузки и быть
достаточно устойчивы к абразивному изнашиванию. Конструкции
решеток должны быть просты и удобны для обслуживания и замены.
Колосниковые решетки классифицируют: по конструкции про-
сеивающего элемента — наборные колосники, щелевые плиты,
листовое сито; по конструкции крепления к корпусу — регули-
руемые и нерегулируемые; по степени перекрытия разгрузочного
отверстия — замкнутые и открытые.
Наборные колосниковые решетки состоят из отдельных колос
ников, выполненных в виде брусков прямоугольного, треуголь-
ного или трапецеидального сечения. Колосники вставляют в спе-
циальные пазы каркаса решетки и закрепляют в нем. Размер
щели между колосниками устанавливают с помощью прокладок.
Размер щели может быть изменен путем переборки решетки и
установки прокладок другой толщины. Это позволяет подобрать
оптимальный размер щели непосредственно на месте эксплуатации.
Щелевые плиты представляют собой литую пластину с цилин-
дрической рабочей поверхностью со сквозными отверстиями.
По краям пластин предусмотрены платики для установки на кар-
касы решеток. Крепление плит болтовое. Колосниковые решетки
со щелевыми плитами по- сравнению с решетками с наборными
колосниками более надежны при эксплуатации, более просты
в изготовлении и сборке. Обычно их применяют для дробилок
с щелями размером 10—50 мм.
Отверстия щелей колосниковых решеток выполняют, расши-
ряющимися в сторону разгрузки материала, что благоприят-
ствует его эвакуации. Угол расширения составляет	н
более. Кроме того, для однороторных отечественных дробилок
предусмотрен наклон щелей в сторону вращения ротора под углом
к радиусу 40—50°. Такая конструкция колосниковых решеток
повышает эффективность разгрузки дробленого продукта, сни-
жает переизмельчение и повышает производительность дробилки.
Листовые сита применяют для дробления мягких, неабразив-
ных материалов. Их выполняют в виде штампованного листа,
свальцованного по окружности вращения молотков.
Регулируемые колосниковые решетки позволяют изменять
зазор между ними и окружностью вращения молотков. Такая
необходимость возникает при установке зазора перед началом
эксплуатации дробилки, а также поддержания его при изнашива-
нии молотков и собственно решеток. Регулируемые решетки вы-
полняют составными, из нескольких частей. Каждую часть от-
дельно крепят к корпусу дробилки, и она имеет свои устройства для
регулирования зазора, которые устанавливают с одной или двух
концов решеток. Наиболее часто регулированные устрбйства
выполнены в виде эксцентриковых втулок, винтовых или рычаж-
ных механизмов. Составные решетки удобней в обслуживании,
особенно при углах обхвата ротора 120—200°. Кроме того, регу-
лирование зазора с помощью нескольких механизмов дает
возможность установить более равномерный зазор по длине
решетки.
Нерегулируемые колосниковые решетки применяют тогда,
когда зазор можно изменить перестановкой молотков на роторе.
Нерегулируемые колосниковые решетки встречаются крайне
редко, так как изменение зазора перестановкой молотков трудо-
емко и требует полной их переборки.
Замкнутые колосниковые решетки — решетки, полностью пе-
рекрывающие разгрузочное отверстие, применяют тогда, когда
необходимо получить стабильный по крупности продукт дробле-
ния. В дробилках с такими решетками дробление материала про-
исходит в замкнутом цикле, т. е. частицы, не прошедшие через
щели между колосниками, вновь возвращаются молотками в ка-
меру дробления. При нормальной работе циркуляционный поток
в дробилке не превышает 10—15%. К исходному материалу для
дробилок с замкнутыми колосниковыми решетками предъяв-
ляются повышенные требования по засоренности его недробимыми
предметами, выход которых из дробилок невозможен. Для этого
на линиях подачи исходного материала рекомендуется установка
металлоискателей и металлоуловителей.
Открытые колосниковые решетки — решетки, не полностью
перекрывающие разгрузочное отверстие. Открытая часть разгру-
зочного отверстия (разгрузочное окно) служит для выхода над-
решетного продукта и недробимых предметов. Крупность про-
дукта дробления при открытой решетке может колебаться в за-
висимости от степени изнашивания молотков, изменения произ-
водительности питания и физико-механических свойств исходного
материала.
Дробилки без колосниковых решеток применяют для перера-
батывания влажных и липких материалов, избирательного
дробления и др.
Корпус молотковой дробилки является опорой для всех сбо-
рочных узлов и представляет собой сварную или литую конструк-
цию коробчатой формы. В корпусе дробилки различают две
основные части: нижнюю часть — станину с встроенной колосни-
с'и
Рис. 6.4. Схемы подачи исходного материала на ротор:
а — под углом в сектор Г, б — вверху в сектор И; в —• вод углом в вектор № I—IV —
сектора
ковой решеткой и консолями для подшипников, и верхнюю часть —
с приемным отверстием и камерой дробления.
Конструкция верхней части корпуса определяется принятой
схемой подачи исходного материала на ротор (рис. .6.4): под
углом на ротор в сектор /; сверху ротора в сектора I—II или
в сектор II; под углом на ротор в сектор II.
Первая схема дробления обеспечивает прием и дробление
материала свободным ударом в секторах I и Z/ ротора. Этим до-
стигается предварительное измельчение материала перед решет-
кой. Схему используют в дробилках с замкнутым^ циклом дробле-
ния — колосниковая решетка полностью перекрывает разгрузоч-
ное отверстие.
По третьей схеме дробление происходит непосредственно на
приемном лотке-плите путем, откалывания отдельных частиц от
кусков исходного материала. Данную схему используют в дро-
билках е подвижными дробящими полотнами для переработки
влажных и липких материалов.
Процесс дробления по второй схеме совмещает особенности
первой и третьей схем.
Корпус дробилки снабжен люками с запирающимися двер-
цами, предназначенными для осмотра и замены быстроизнаши-
вающихся деталей. Все разъемы в корпусе и дверцы люков делают
пыленепроницаемыми. В отдельных конструкциях молотковых
дробилок корпус снабжен карманом для улавливания недробимых
предметов.
Для создания большего удобства и сокращения времени на
ремонт и замену быстроизнашивающихся деталей в ряде кон-
струкций молотковых дробилок предусмотрено использование
гидроцилиндров для раскрытия корпуса.
6.3.	Однороторнае дробилки
Одним из самых распространенных типов молотковых дробилок
являются однороторные молотковые дробилки — наиболее про-
стые по конструкции и универсальные по применению (табл. 6.1).
235
6.1. Техническая характеристика основных типов однороторных молотковых
дробилок отечественного производства
Показателя	М-6-4	М-8-6	М-13-16	М-20-20	М-20-30
Индекс модели Размеры ротора, мм:	СМД-112	СМД-147	СМ-170Б	СМД-97	СМД-98Б
диаметр	600	800 .	1300	2000	2000
длина	400	600	1600	2000	3000
Размер наибольшего куска загружаемого материала, мм	150	250 ’	400	600	600
Номинальная частота вра- щения, ротора, об/мин	1250	1000	750	600	600
Мощность электродвигате- ля, кВт	17	55	250	800	1250
Масса дробилки без элек- тродвигателя, т Размеры, мм:	1.5	3,0	11,0	46,0	60,0
длина	1100	1350	2400	4000	4000
ширина	1100	1400	2800	4200	5500
высота	1150	1250	1900	3100	3100
Дробилки различаются исполнением камер дробления и рабо-
чих органов. Характерным представителем однороторных молотко-
вых дробилок, работающих по схеме подачи исходного материала
в сектор I ротора и осуществляющих дробление в замкнутом
цикле, является дробилка СМД-112.
Дробилка состоит из следующих узлов: корпуса, ротора, ре-
шетки (рис. 6.5).
Корпус дробилки сварной конструкции из листового проката
состоит из двух частей: нижней — станины и верхней. На боко-
вых стенках станины имеются опоры для установки корпусов
подшипников ротора, а также предусмотрены отверстия для
установки и крепления эксцентрикового регулировочного меха-
низма. На передней и задней стенках предусмотрены дверки для
монтажа и осмотра колосниковых решеток.
Верхняя часть корпуса выполнена вместе с приемной ворон-
кой, в которой смонтирована металлическая шторка, служащая
для предупреждения случайного выброса из камеры дробления
кусков материала. В верхней части корпуса неподвижно закреп-
лены дробящие плиты, образующие вместе с ротором камеру
дробления. Боковые стенки корпуса дробилки облицованы из-
носостойкими плитами. Ротор может быть собран с двух-, трех-
или шестирядным расположением молотков. Число молотков
в ряду 5.
Молотки имеют две рабочие поверхности. При изнашивании
одной поверхности молотки могут быть перевернуты. Чтобы сни-
зить несбалансированность ротора при установке молотков или
236
5
Рис. 6.5. Молотковая дробилка СМД-112:
/ — станина; 2 — колосниковая решетка; 3 — ротор; 4 — верхняя часть корпуса; 5 —
молоток
их переустановке при изнашивании одной рабочей поверхности,
необходимо следить, чтобы разница в суммарных весах диаме-
трально противоположных рядов молотков не превышала 0,1 кг.
Вращение ротор получает от электродвигателя через клиноремен-
ную передачу.
Колосниковая решетка замкнутого типа состоит из двух сбор-
ных секций, на которых закреплены сменные плиты с выходными
щелями размером 32 мм. Колосниковая решетка полностью пере-
крывает разгрузочное отверстие. Поэтому продукт, не прошедший
через решетку за один проход, поступает в циркуляцию. Это обес-
печивает выход зернового состава стабильной крупности. Однако
данная конструкция очень чувствительна к попаданию не-
дробимых предметов, которые приводят к разрушению щеле-
вых плит.
Колосниковые решетки подвешены в корпусе дробилки на
осях, вмонтированных в эксцентриковые кольца. Нижний конец
колосниковых решеток свободно опирается на опорную ось.
Поворотом эксцентриковых колец достигается приближение ко-
лосниковых решеток к окружности вращения молотков или
удаление от него. Диапазон регулирования зазора составляет
30 мм. Для замены изношенных щелевых плит колосниковые
решетки снимают с осей, опускают на распорки, вваренные между
боковыми стенками станины, и извлекают из корпуса дробилки
через дверные проемы на ремонтную площадку. После замены
237
6.2. Характеристика зернового состава дробилок С МД-112 я СМД-147
Размер фракции,	ММ	Выход фракции, %, на дробилках			
		, СМД-112		СМД-147	
		Перлит	Гранулиро- ванный шлак	Котельный шлак	Известняк
>20		——		3		
10—20			—.	18	10
5—10		15	17	19	11
5—2,5		34	19	17	14
2,5—1,25		11	20	13	15
0—1,25		40	44 t	30	50
щелевых плит колосниковые решетки устанавливают в дробилку.
Конструктивные исполнения молотковых дробилок СМД-147 и
СМД-112 аналогичны. Характеристика зернового состава при
работе на различных материалах дробилок СМД-112 и СМД-147
приведена в табл. 6.2.
Молотковая дробилка с верхней подачей исходного материала
в сектор II ротора показана на рис; 6.6. Исходный материал дро-
бится как свободным ударом в верхней зоне ротора, так и на
отражательной плите и отбойном брусе. Скалываемые частицы
в	7	6
Рис. 6.6. Молотковая дробилка М-20 x20:
/ — ротор; 2 — молоток; 3 — верхняя часть корпуса; 4 — отражательная плита; 6 —
брус; 6 — стакана; 7 — подвесная решетка; 8 —• анкетная решетка; 9 — откидывающая
часть корпуса
238
поступают на колосниковые решетки и при достижении заданного
размера удаляются из дробилки.
Верхняя часть корпуса имеет приемное отверстие и образует'
камеру дробления. В камере дробления вертикально установлена
отражательная плита, воспринимающая удары камней, отбра-
сываемых молотками. Поток дробимого материала направляется
вдоль плиты к отбойному брусу и колосниковым решеткам. Для
регулирования крупности материала, поступающего на колосни-
ковые решетки, отражательная плита и отражательный брус
снабжены регулировочными устройствами изменения зазора с ок-
ружностью вращения молотков.
Для удобства обслуживания и замены молотков в верхней
части корпуса предусмотрена дверца.
Ротор дробилки состоит из вала с насаженными на нем дис-
ками, на которых закреплены оси молотков. Молотки на осях
подвешены в шахматном порядке и располагаются в шесть рядов —
три ряда по 11 молотков и три ряда по 12. Форма молотков допу-
скает их двустороннее использование при изнашивании. Для
удобства смены молотков предусмотрено гидравлическое приспо-
собление для монтажа и демонтажа их осей. Ось молотков выпол-
нена разрезной и состоит из двух частей. Для смены молотков
Приспособление устанавливают на корпусе дробилки и за один
ход вытаскивают ось молотков на 500 мм, а за два хода — пол-
ностью. Для привода приспособления применена насосная пере-
движная станция НСП-400, поставляемая в комплекте с дро-
билкой. Рабочее давление масла 10 МПа.
Вал ротора установлен на сферических двухрядных ролико-
подшипниках. Температура подшипников контролируется авто-
матически аппаратурой АТВ-229. Корпус дробилки предусматри-
вает возможность установки ротора в правом и левом исполне-
ниях, т. е. с расположением электродвигателя с правой или с ле-
вой стороны.
Колосниковая решетка открытого типа состоит из двух частей.
Первая по ходу движения материала колосниковая решетка —
подвесная — верхней частью подвешена на оси, а нижней частью
опирается на регулировочные болты. Вторая колосниковая ре-
шетка — выкатная — снабжена опорными роликами, по кото-
рым выкатывается по специальным направляющим из дробилки
с помощью лебедки ЛРН-500, поставляемой в комплекте с дро-
билкой. Направляющие связаны с регулировочным механизмом,
служащим для изменения зазора между выкатной колосниковой
решеткой и окружностью вращения молотков. Отражательная
плита, отбойный брус и колосниковые решетки образуют единую
дробящую и сортировочную поверхность с регулируемым в че-
тырех местах зазором, что позволяет поддерживать высокую
степень дробления при изнашивании молотков.
Конструкция дробилки допускает ее эксплуатацию как без
выкатной решетки, так и без обеих решеток.
8
л Л 7. Общий вид реверсивной дробилки фирмы Хишманн
Г/чл.ачу исходного материала по центру ротора применяют
в дробилках реверсивного типа.
Рассмотрим конструкцию реверсивной дробилки модели НВ К
производства западногерманской фирмы Хишманн (ФРГ), пред-
назначенной для дробления известняка, гипса, извести, угля,
бокситов и руд (рие. 6.7). Корпус дробилки сварной, коробчатой
формы Со; П)ИТ из станины 2. двух торцовых стенок 6 и двух боко-
вых ; гонок S. Боковые стенки корпуса в камере дробления обли-
цованы л.-шосостойкими плитами. Имеющиеся в боковых стенках
легкие? откидные дверцы облегчают контроль за состоянием
ротор-I
Торцовые стенки корпуса дробилки имеют шарнирное крепле-
ние 4 к станине дробилки и с помощью гидроцилиндров 3, могут
раскрывать камеру дробления, что значительно облегчает ремонт
и об- лужнзание дробилки. Гидроцилиндры, расположенные под
консолями для крепления подшипников, воздейстнуют на торцо-
вые стенки через кривошипный механизм 1. 8 верхней части кор-
пуса к обеим торцовым стенкам шарнирно подвешены массивные
отбойные плиты 9, опирающиеся нижней частью на подпружинен-
ный шток 6, служащий для регулирования зазора между отбой-
ной плитой и окружностью вращения молотков 7.
В комплект дробилки НВК входит устройство, предназначен-
ное для механизации извлечения осей подвески молотков. На тор-
цах исей имеются нарезные отверстия для крепления извлекаю-
щего устройства. При работе дробилки эти отверстия закрыты
специальными торцовыми крышками.
Для дробления крупнокускового материала применяют цель-
ном н-сые молотки. Если дробилку используют для вторичного
6.3. Техническая характеристика дробилок типа НВК
Показатели
Максимальный
размер исход-
ного материа-
ла, мм
Производитель-
ность, т/ч
Установочная
мощность элек-
тродвигателя,
кВт
Номинальная
частота враще-
ния двигателя,
об/мин
Дробилка первичного дробленая					Дробилки вторичного дробления			
1430/115	1440/115	2084/150	31170/185	31200/185	912/36	1024/35'	31170/90	31200/90
800	800	1200	1600	1600	150	200	500	500
100—	130—	300—	800—	1000—	35—50	55—80	850—	1000—
130	160	375	1000	1200			1000	1200
200	250	600	1600	1900	75	110	1350	1600
1000	1000	1000	1000	1000	1500	1500	1000	1000
дробления, молотки изготовляют разъемными? Разъемный моло-
ток состоит из держателя и съемной головки, соединяемых между
собой болтом.
Конструкция дробилки предусматривает подачу горячего воз-
духа в камеру дробления при измельчении влажного и липкого
материала для его подсушки и' предотвращения налипания на
отбойные плиты.
Техническая характеристика дробилок НВК приведена
в табл. 6.3.	।
Для повышения эффективности работы дробилок отдельные
типы дробилок оснащают встроенными механизмами и устрой-
ствами. Примером такой дробилки является дробилка типа EV
фирмы Ф. Л. Шмидт (Дания) (рис. 6.8, табл. 6.4), отличительной
6.4. Техническая характеристика дробилок фирмы Ф. Л. Шмидт
Показатели	EV200X200	EV200X300	EV250X300
Производительность по фракциям 0— 30 мм, т/ч	250- 450	450—800	800—1250
Максимальный размер исходного ма- териала, мм	1500	2000	2000
Ротор дробилки Мощность двигателя, кВт	440—600	730—1180	1600—2000
Частота вращения ротора, об/мин Барабан Мощность двигателя, кВт	220	375	300
	25	’ 33—45	55—75
Частота вращения барабана, об/мин	25	18,5	19,5
Масса, т	123	160	240
241
Рис. 6.8. Дробилка фирмы Ф. Л. Шмидт
особенностью которой являются два валка-барабана, встроенных
в камеру дробления.
Дробилка состоит из массивного сварного корпуса, отража-
тельных и отбойных плит, ротора е шарнирно подвешенными мо-
лотками, колосниковой решетки и двух барабанов. Куски мате-
риала максимальной крупности 2,5 м поступают в приемное
отверстие дробилки. Скатываясь по приемному лотку, защищен-
ному броневыми плитами, куски материала падают на два бара-
бана, которые вращаются в одном направлении — к ротору
дробилки. Поверхность барабанов обрезинена для амортизации
ударов падающего материала.
Для лучшего захвата материала на образующей поверхности
второго по ходу движения материала барабана имеются неболь-
шие выступы.
Мелкие частицы материала, не нуждающиеся в дробле-
нии, просыпаются сквозь регулируемый зазор между
барабанами, выполняющими роль классификатора и пита-
теля.
242
6.4.	Двукроторнве дробилки
Двухроторные молотковые дробилки разделяют на дробилки
одно- и двухступенчатого дробления.
Обычно это дробилки специального назначения, и область
применения каждой сравнительно узка. Отечественное машино-
строение выпускает двухроторную дробилку СМД-114, которая
может быть настроена на режим работы одно- или двухступен-
чатого дробления (рис. 6.9).
Дробилка состоит из следующих основных узлов: корпуса,
включающего станину 3 и верхнюю часть 2, ротора 1 с шарнирно
закрепленными молотками, колосниковых решеток 4 и отбойных
брусьев. В верхней части корпуса находятся приемные отверстия,
расположенные над каждым ротором. Над приемными отверстиями
смонтирован загрузочный патрубок с перекидным шибером.
Конструкция дробилки предусматривает подачу материала
поочередно на один или другой ротор или на оба ротора одновре-
менно, т. е. по схемам двухступенчатого и одноступенчатого
дробления. Каждый ротор оснащен шестью рядами молотков,
установленных с перекрытием, т. е. молотки последующего ряда
перекрывают зазоры между молотками предыдущего ряда. Вра-
щение роторов реверсивное, осуществляется от двух индивиду-
альных электродвигателей через клиноременную передачу.
Колосниковые решетки состоят из двух частей, соединенных
промежуточным шарниром. Шарнирное сочленение колосниковых
решеток и винтовые регулировочные устройства позволяют изме-
нять зазор между колосниками и окружностью вращения молот-
ков как по величине, так и по форме.
Рис. 6.9. Общий вид двухроторной молотковой дробилки СМД-114
243
Просеивающая поверхность колосниковых решеток образуется
щелевыми плитами. При частичном или. полном снятии щелевых
плит дробилку можно рекомендовать для дробления увлажен-
ных материалов и материалов, содержащих недробимые вклю-
чения .
Отбойные брусья служат для разделения камер дробления,
а также для создания определенного направления потоку дроби-
мого материала при передаче его с одного ротора на другой.
По мере изнашивания брусьев их положение регулируют
установкой прокладок под опорную часть.
Техническая характеристика
Производительность, т/ч........................................До 27
Размеры ротора, мм:
диаметр .....................................................’	.	800
длина......................................................... 600
Размер наибольшего куска загружаемого материала, мм............До 100
Ширина щели колосниковых решеток, мм .............................. 8
Номинальная частота вращения роторов, об/мки .................... 1300
Установленная мощность электродвигателей, кВт.................... 2x55
Размеры, мм:
длина..........................................................  2150
ширина...................................................     1500
высота....................................................... 1250
Масса дробилки без электрооборудования, т ..................... 5,5
Дробилка работает следующим образом. Перекидным шибером
исходный материал направляется на один из роторов, направле-
нием вращения которого определяется дальнейший путь мате-
риала. При вращении первого ротора к центру дробилки мате-
риал измельчается в результате соударения с молотками ротора
и отбойными брусьями и выбрасывается из первой камеры дроб-
ления навстречу молоткам второго ротора во вторую камеру дроб-
ления, где и дробится сначала на отбойных рифленых плитах,
а затем на колосниковой решетке, через которую и происходит
разгрузка. Частицы материала, не прошедшие через эту решетку,
захватываются молотками второго ротора, направляются в ка-
меру дробления первого ротора и дробятся на колосниковой
решетке.
В результате встречных ударов кусков о молотки при передаче
их с одного ротора на другой достигается большая скорость
удара, что способствует мелкому измельчению материала.
При вращении первого ротора от центра дробилки материал
поступает под действием молотков на колосниковую решетку под
первым ротором, где просеиваются мелкие частицы материала,
образовавшиеся от соударения кусков материала с молотками и
отбойными плитами. Крупные куски материала из камеры дроб-
ления первого ротора выбрасываются под встречные удары молот-
ков второго ротора и, измельченные, разгружаются через колосни-
ковую решетку, расположенную под вторым ротором.
244
6.6. Техническая характеристика дробилок типа <Новоротор>
Тип	Размер ротора, мм		Производи- тельность при крупно* отв дробле- ная до 3 мм, т/ч	Мощность двигателей, нВт		Масоа о фуида- ментной рамой, т
	диаметр	длина				
490/190	490	190	3	2Х	(7,5—22)	1,07.
490/380	490	380	6	2Х	(11—30)	1,54
650/250	650	250	6	2Х	(15—45)	2,25
650/500	650	500	12	2Х	(18,5—55)	3,10
650/750	650	750	18	2Х	(22—75)	4,30
1000/750	1000	750	30	2Х	(30—160)	9,35
1000/1250	1000	1250	45	2Х	(45—200)	12,40
1000/2000	1000	2000	60	2Х	(55—250)	23,00
1300/2500	1300	2500	НО	2Х	(75—300)	44,50
1600/2500	1600	2500	130	2Х	(90—350)	62,00
2000/2500	2000	2500	165	2Х	(32—500)	85,00
2500/2500	2500	2500	200	2Х	(160—750)	95,00
При изнашивании рабочей кромки молотков с одной стороны
направление вращения роторов меняется на обратное, а исходный
материал направляют шибером на другой ротор.
При подаче исходного материала на оба ротора дробилка
работает по схеме одноступенчатого дробления.
Двухроторные молотковые дробилки двухступенчатого дроб-
ления типа «Новоротор» (табл. 6.5) выпускаются фирмой Хацемаг
(ФРГ). Они предназначены для дробления материалов средней
прочности, в том числе влажных, с получением продукта круп-
ностью до 2—3 мм и более мелкого. При переработке влажных
материалов в камеру дробления подается горячий газ. Дробилки
оснащены гидравлическими домкратами раскрытия корпуса.
Двухроторные молотковые дробилки Одноступенчатого дробле-
ния получили распространение для переработки крупнокускового
материала влажного с глинистыми включениями в установках
большой производительности. По мнению западногерманских
специалистов, их можно использовать на материалах влажностью
до 25—30% и содержанием глины до 30%, в то время как одно-
роторные дробилки можно использовать при влажности исходного
материала до 10% и содержании глины до 20%.
От дробилки СМД-114 дробилки этого типа отличаются отсут-
ствием верхнего бруса и одним общим приемным отверстием для
обоих роторов. Исходный материал поступает сверху на оба
ротора, вращающиеся навстречу один другому. Дробление про-
исходит в секторе II роторов и нижнем дробящем брусе, после
чего материал продолжает дробиться на колосниковых решетках,
полностью перекрывающих разгрузочные отверстия.
В условиях повышенной влажности рекомендуется установка
молотков с перекрытием.
245
6.6. Техвическая характеристика двухроторных молотковых дробилок
одноступенчатого дроблении фирмы Бюллер Миаг (ФРГ)
Размер приемного отверстия, мм	Наибольший размер кусков неводного материала, мм	Производительность при дроблении известняка средней прочности круп- ностью до 25 мм, т/ч	Потребляемая мощность. кВт
1435X1700	1400	220	2X170
1675Х 1700	1600	260	2X200
1350X 2000	1300	400	2X300
1570X 2200	1500	480	2X360
1730X 2000	1700	530	2X400
2010X 2200	2000	640	2X480
2050X 2800	2000	800	2X660
2350X 2800	2300	1000	2X750
2650X 2800	2600	1200	2X900
2230X 3300	2200	1500	2X1200
3110X 3300	3000	2000	2X1600
Наибольшее число типоразмеров дробилок данного типа вы-
пускает форма Бюллер Миаг (ФРГ) (табл. 6.6).
6.5.	Дробилки для липких материалов
Переработка влажных материалов и материалов, склонных
к налипанию, представляет значительные технологические труд-
ности. Материалы зависают в бункерах, течках, налипают на
конвейерные ленты и забивают корпуса дробилок. Такие мате-
риалы обычно дробят в дробилках ударного действия. Для за-
щиты поверхностей дробилок, соприкасающихся с дробимым
материалом, от налипания применяют следующие способы: обо-
грев поверхностей горячими газами, подаваемыми в камеру дроб-
ления; обогрев рабочих поверхностей теплоносителем, циркули-
рующим по специальным каналам; подачу воды в камеру дробле-
ния и в исходный материал, который разжижается до пульпооб-
разного состояния, и , наконец, установку в корпусе дробилок
механических очистных устройств.
Молотковые дробилки с очистными устройствами освоены
заводом «Волгоцеммаш» (г. Тольятти), Пржеровским машинострои-
тельным заводом (ЧССР), машиностроительным заводом имени
Эрнеста Тельмана (ГДР), фирмой Драгон (Франция), BJD (Ве-
ликобритания) и др.
Молотковая дробилка СМД-102 состоит из корпуса, ротора и
шести очистных валков (по три валка с каждой стороны ротора)
(рис. 6.10).
Техническая характеристика дробилки СМД-102
Размер ротора, мм:
диаметр ...................................................... 2000
длина......................................................... 2000
Производительность, т/ч........................... ............. 200—660
Размер наибольшего куска	загружаемого материала, мм........... 600
246
Размера продукта дробления, мм ...................................До	20
Окружная скорость ротора,	м/с..................................... 63
Установл ения мощность	двигателя ротора, кВт ...................... 800
Размеры без двигателей, мм:
длина......................................................... 6000
ширина........................................................ 4500
высота ...................................................... 3560
Масса дробилки, т .................................................  65
Корпус дробилки разъемной конструкции, выполненный свар-
ным из листового проката. Основание корпуса — станина пред-
назначена для крепления ротора, нижних подвижных валков и
верхних частей корпуса. Верхняя часть корпуса — разъемная
состоит из центральной стенки и двух съемных блоков, несущих
по два валка. Внутри корпуса укреплены облицовочные плиты
из износостойкой стали. Плиты установлены на резиновой про-
кладке для снижения уровня звуковой мощности дробилки.
Для осмотра и проведения профилактических работ в корпусе'
дробилки предусмотрены дверцы и лючки. По всем соединитель-
ным фланцам частей корпуса и дверок проложены уплотнитель-
ные прокладки. Конструкция ротора принципиальных отличий от
известных решений не имеет. На роторе установлены 69 молотков
массой по 80 кг. Привод ротора реверсивный, что позволяет ис-
пользовать обе рабочие поверхности молотков, увеличить их
срок службы и межремонтный цикл дробилки. Валки приводятся
во вращение с помощью цепной передачи и имеют разную частоту
Рис. 6.10. Молотковая дробилка для липких материалов:
1 — Ошанина; 2 — очистные валки: 3 — регулировочное устройство
247
вращения (верхний — 10 об/мин, средний — 17 об/мин, нижний —
24 об/мин). Благодаря этому происходит самоочищение поверх-
ности валков от налипающего материала. Кроме того, с нерабочей
стороны валков поставлены скребки.
Привод каждой группы валков индивидуальный, состоит из
электродвигателя, редуктора, муфт и универсального шпинделя.
Валки связаны между собой цепной передачей попарно. Нижний
валок подвижный, перемещается в пазах корпуса дробилки с по-
мощью специального механизма и может обеспечивать размер
выходной щели между окружностью вращения молотков и валком
в пределах 20—180 мм.
Над дробилкой установлено загрузочное устройство, пред-
ставляющее собой перекидной шибер, направляющий исходный
материал иа очистные валки в ту или иную сторону от ро-
тора.
Группа валков, на которую подается материал (три валка
с одной стороны), является рабочей, а противоположная группа
валков служит для защиты задней стенки корпуса дробилки от
залипания. При изменении направления вращения ротора и
подачи исходного материала функции валков меняются.
При установке дробилок данного типа важное значение имеет
правильная организация подачи и выхода материала. Для преду-
преждения отброса исходного материала на неподвижные стенки
корпуса дробилки и загрузочную течку, сектор / ротора и часть
сектора II (угол 30—40° от вертикальной оси) должны быть пе-
рекрыты направляющим лотком или шибером. Поток исходного
материала должен направляться на боковую часть ротора в сек-
тор II и рабочую группу валков. Следует обращать внимание, >
чтобы на нерабочую сторону ротора не было просыпи с течек или
холостой ветви конвейера.
Для исключения ^налипания на стенки разгрузочного бункера
необходимо его ширину выполнить равной ширине разгрузочного
отверстия дробилки по всей его высоте без сужения, а лобовые
стенки отнести от стенок дробилок не менее чем на 5 м. Заграждаю-
щие цепи рекомендуется подвешивать в зоне разгрузочной течки
под нижними валками дробилки.
Пржеровский машиностроительный завод (ЧССР) выпускает
молотковые дробилки с очистными валками семи типоразмеров.
В зависимости от назначения, свойств измельчаемого материала
и производительности дробилки делят на три группы: первая
группа — дробилки для измельчения мягких липких материалов
производительностью 400—1400 т/ч; вторая группа — дробилки
для измельчения липких материалов средней прочности произ-
водительностью 40-—125 т/ч при средней крупности загружаемого
материала; третья группа — дробилки для измельчения липких
материалов средней прочности производительностью 250—450 т/ч
при крупности загружаемых кусков до 1 м®. В первой группе при-
меняют реверсивные дробилки, во второй и третьей — неревер-
248
6.7. Техническая характеристика дробилок
Показатель	Реверсивные		Нереверсивные				
	I группа		11 группа		111 группа		
	1135	1137	1131.0	1131.1	1132	1133	1134
Размеры ротора, мм: диаметр	1250	1600	630	1000	2000	2000	2000
длина	1250	2200	630 .	1000	1600	2000	2360
Наибольший размер	450	450	300	500	1200	1300	1400
куска исходного ма- териала, мм Размер продукта дро-	0—20	0-20;	0—30	0—30	0—25	0—25	0—25
бления, мм Производительность,	400	0-40 1000—	40—60	100—125	250	350	450
т/ч Масса, т	17,7	1200; 1400 42	3,25	9,76	48	51,5	61,1
сивные. Техническая характеристика дробилок приведена
в табл. 6.7.
Дробилки первой группы предназначены в основном для из-
мельчения бурого липкого угля влажностью до 50% и содержа-
нием глины до 25%; дробилки второй и третьей групп используют
для липких материалов влажностью до 12%.
6.6.	Основные закономерности процесса дробления
в дробилках ударного действия
6.6.1.	Передача энергии и усилия дробления
Рис. 6.11. Cxt'Ma распределения
энергии, поглощенной камнем при
ударе
При ударном дроблении можно выделить два наиболее харак-
терных способа передачи нагрузки на материал: свободным уда-
ром, когда кусок не опирается на рабочие части дробилки, и уда-
ром на наковальне, когда кусок опирается на детали дробилки.
В первом случае усилие удара уравновешивается силами
инерции самого куска, во втором — реакцией опоры.
Для первого способа передачи энергии ее баланс может быть
представлен в виде графика (рис. 6.11), на котором по абсциссе
отложена энергия 3lt отданная билом при ударе, а по ординате —
ее распределение: на разрушение
камня Эр и на изменение его
кинетической энергии Э„. Излом
кривой в точке А объясняется
тем, что передаваемая энергия
до Эг — а расходуется только
на изменение кинетической энер-
гии, а при Эх > а часть ее ухо-
* .шт на разрушение камня.
Значения скорости у1(р удара
или размера dKp куска, соответ-
249
ствующие передаваемой энергии, равной а, принято называть
критическими. Значения этих параметров используют при рас-
четах режимов работы дробилок и, их можно определить по формуле
зГ/ < \2
где Ор — предел прочности при растяжении образцов, МПа; р0 — плотность
материала, г/см2) dBp — размер куска, мм.
Сила удара, возникающая при дроблении камней, передается
на рабочие органы и конструкции дробилки.
Проведенные во ВНИИстройдормаше исследования показали,
что для определения ударного импульса кусков массой менее
0,5 кг может быть применена формула внецентренного удара
_ mKap (1 + k)
(Ц-е2/г2) ’
(6.2)
где тк — масса камня; — окружная скорость ротора; k — коэффициент вое
становления для соударяющихся тел? е — эксцентриситет ударной силы относи-
тельно центра масс куска; г — радиус инерции массы куска.
Для практических расчетов при дроблении кусков массой
более 5 кг рекомендуется формула ударного импульса
Sp = ^m/nKap (1 + k),	(6.3)
где km — коэффициент активной массы куска.
В основу формулы принято положение о том, что в ударе
участвует не вся масса куска, а только скалываемая по линии КЛ
(рис. 6.12) билом некоторая часть А. Остальная часть Б, не вошед-
шая в непосредственное соприкосновение с билом, приобретает
незначительную часть энергии по сравнению с частью Див рас-
чете не учитывается.
Коэффициент km определяют
мой части куска к его полной
Рис. 6.12. Схема разрушения камня
при ударе билом:
а — конец первой фазы удара; б —
конец второй фазы удара
как отношение массы скалывае-
массе, для кусков шаровидной
формы — как отношение объе-
мов шарового сегмента высо-
той /in к объему шара диамет-
ром D,
fcm = 0,75^(1 -kc/3), (6.4)
где Ло — 2h/D.
Максимальное значение
ударной силы для дробления
единичных кусков горной по-
роды средней прочности ( ор =
•= 74-14,5 МПа)
Ру - 405рПр'5.	(6.5)
При массовом дроблении гор-
ной породы максимальное зна-
250
чение ударной силы возрастает в результате одновременного
удара по нескольким камням.
Для условий работы дробилок, при которых крупность кусков
исходного материала не превышает 0,3 длины ротора, значение
ударной силы следует увеличивать на 30—35% по сравнению
со значением, определенным по формуле (6.5).
6.6.2.	Движение частиц в дробилках
Процесс дробления материала в камере дробления сочетается
с одновременным его перемещением от приемного к выходному
отверстию. Материал перемещается под действием сил тяжести,
ударов бил и молотков, а также в результате отражения от плит
и колосниковых решеток и соударения камней между собой.
Движение кусков зависит от случайных факторов, к которым
относят форму и размеры кусков, физические свойства материала,
положение камня относительно била в момент удара и др.
Весь путь движения материала в дробилке может быть пред-
ставлен в виде отдельных фаз, основными из которых являются
движение камня по приемному лотку в рабочую зону ротора;
движение частиц после удара билом; движение, частиц, отражен-
ных от плиты; движение частиц после выходной щели.
Схема движения камня по лотку в рабочую зону ротора
представлена на рис. 6.13.
Наибольшая глубина /1шах проникновения куска размером D
в рабочую зону ротора диаметром Dp и числом z бил будет при
условии, если кусок пересечет линию окружности ротора в точ-
ке Ло в момент прохода ее билом. Кусок будет двигаться по ли-
нии NN, пока не встретит-
ся со следующим билом в
точке К. Полагая, что угол <р0
невелик, максимальная глу-
бина проникновения
Up \ Z	£, /
(6.6)
где рр — окружная скорость ро-
тора; Ь — ширина внешней поверх-
ности била.
Средняя скорость куска
на пути AloAfj приближенно
равна скорости куска в мо-
мент касания окружности
poVopa:
vK = V2gH (1 - р ctg <рл),
(6-7)
Рис. 6.13. Схема движения куска в ра-
бочую зону ротора:
К — точка соударения била с куском; —
результирующая скоростей «к и о
251
где g — ускоревия свободного падения| Я — высота падения; р. — коэффициент
трения камня по лотку.
Остальные куски будут иметь меньшую глубину проникнове-
ния — в пределах от 0 до h„„. Средняя глубина проникнове-
ния йор может быть подсчитана с учетом вероятностей проникно-
вения отдельных кусков.
Направление полета частиц после удара билом зависит от
многих факторов: направлений скоростей ор и ов, глубины про-
никновения, разрушения куска. Экспериментальными исследова-
ниями были определены частости направлений полета частиц,
отбрасываемых билом после первого удара.
Частости вычисляли по общей массе кусков. Было установ-
лено, что отклонение направлений полета подчиняется закону
Гаусса со средним квадратическим отклонением ov — 18,2°, что
можно изобразить в виде кривой 1 (рис. 6.14, а) и кривой 2 ин-
теграла вероятностей в полярных координатах. Линия Ov'K есть
среднее и навероятнейшее направление полета (мода), опреде-
ляемое геометрической суммой скоростей vB и икр (см. рис. 6.13).
Радиусы-векторы от точки К до пересечения с кривой 1 изображают
величины плотностей вероятностей полета куска в данном направ-
лении, а радиусы-векторы точки К до пересечения с кривыми 2 —
вероятности Р (Ду) попаданий кусков в сектор Ду, заключенный
между этим радиусом-вектором и модой, выраженной в процен-
тах. На рис. 6.14, а принято условно, что все частицы движутся
от точки О — пересечения линии приемного лотка с окружностью
ротора.
Аналогичные исследования проведены также для определения
направлений полета частиц после выходной щели. Исследования
показали, что направления полета кусков, выбрасываемых из
выходной щели, распределяются также по нормальному закону
с центром распределения (модой), направленным под углом у =
= 90° (рис. 6.14, б), и средним квадратическим отклонением ov =
== 22,3°, которое с достаточной точностью можно принять по-
стоянным, не зависящим от размера щели и скорости ротора.
При vp = 30 м/с угол у = 90° и увеличивается с возрастанием
окружной скорости примерно на 4° на каждые 10 м/с. Для
практических расчетов можно принять у = 90° независимо
от 0р.
Вторым источником, формирующим поток движения частиц
в камере дробления, являются отражательные плиты и колосни-
ковые решетки. Условия соударения частиц с отражательными
плитами, колосниковыми решетками, брусьями и закономерности
последующего движения частиц зависят от многих причин, таких
как форма и свойства материала, раскалывание камней, состоя-
ние поверхности плит и другие. Учитывая эти особенности про-
цесса соударения, были разработаны зависимости движения ча-
стиц по результатам вероятностно-статистических методов иссле-
дований. Экспериментальные исследования проведены с помощью
252
г
Рис. 6.14. График распределения потока кусков:
а — после свободного удара билом; б — после выходной щели
253
скоростной киносъемки для скоростей ротора в диапазоне от 6 до
64 м/с и углов падения 60 от 10 до 60°. По результатам исследова-
ний рекомендована формула
tg = (ГбЗ —6р/260’	(6-8)
где 6О — среднее значение угла отражения, °.
6.7.	Метода расчета конструктивная параметров
Закономерности движения частиц материала в камере дробле-
ния дают основания разработать основные положения проекти-
рования камеры дробления.
Первая камера дробления образуется рабочими поверхностями
приемного лотка первой отражательной плиты и окружностью
вращения ротора. Положение приемного лотка принято характе-
ризовать двумя параметрами: углом <рл наклона и углом <р уста-
новки (см. рис. 5.2). Оба параметра влияют на показатели дви-
жения материала к ротору, условия его соударения и разлета
частиц после удара.
Угол наклона лотка влияет на скорость скольжения мате-
риала по лотку. При угле наклона, меньшем угла трения, движе-
ние материала по лотку под действием сил тяжести невозможно.
Поэтому обычно угол наклона лотка берут равным 45—60°. 
Угол установки приемного лотка принимают из условий ма-
ксимального использования верхней полуокружности ротора для
дробления материала и минимального выброса частиц обратно
в приемное отверстие. Уменьшение угла установки позволяет
увеличить рабочую часть окружности ротора. Однако при малых
углах установки наблюдается выброс дробленого продукта на-
встречу исходному материалу. Графоаналитические исследования
показывают, что при углах <р == 25-5-35° выброс частиц в зону
приемного отверстия навстречу исходному материалу практи-
чески близок к нулю. Угол <р установки в этом диапазоне является
наименьшим, при котором обеспечивается движение потоков дро-
бимого материала без взаимного пересечения.
Следующим элементом, управляющим потоком материала в ка-
мере дробления, является отражательная плита, которая одно-
временно является дробящим органом. Число отражательных
плит в дробилке повышает вероятность ударов бил по материалу
и его степень дробления.
Параметры отражательной плиты определяются углом р уста-
новки (см. рис. 5.2) и профилем отражательной поверхности. Далее
(в п. 6.8 и 6.9) будет отмечено, что угол р существенно влияет на
показатели дробилки. С его увеличением повышается производи-
тельность, но снижается степень дробления, и наоборот. Кроме
того, с увеличением угла установки увеличивается расстояние
между приемным лотком и отражательной плитой, что имеет су-
254
щественное значение при дроблении крупнокускового материала.
Поэтому угол установки отражательной плиты является важным
параметром роторной дробилки. Обычно для дробилок среднего
и мелкого дробления принимают Р =0-&15°, для дробилок круп-
ного дробления р = 15«ь90°. При этом обращают внимание на
то, что многокамерные дробилки лучше контролируют сверхмер-
ные куски дробимого материала и обеспечивают более равномерный
продукт по зерновому составу. Поэтому'угол установки первой
отражательной плиты выбирают минимальным, чтобы обеспечить
установку второй, третьей и других плит.
Профиль первой отражательной плиты строят так, чтобы
она удовлетворяла ряду условий: наибольшей степени дробления
и равномерности зернового состава; обеспечению наибольшей
производительности камеры дробления.
Наибольшая степень дробления достигается при соударении
частиц с отражательной плитой 6и = 0, так как при этом наи-
более полно используется запас кинетической энергии частиц.
При этом среднее значение угла отражения также равно нулю и,
следовательно, направлено навстречу движению основного по-
тока материала. Это приводит к соударению частиц и снижению
эффективности их дробления. Поэтому в практике конструирова-
ния отражательных плит угол соударения принимают =
= ±(10н-15)°. Для этих условий обеспечивается наибольшее
использование кинетической энергии на дробление и устанавли-
вается направленное движение отраженных частиц. Для первой
отражательной плиты угол 60 принимают положительным, т. е.
таким, при котором отражение частиц было в сторону приемного
лотка. Это позволяет направить большинство частиц на приемный
лоток, а оттуда на повторное дробление ротором и обеспечивает
более равномерный зерновой состав. Для второй, третьей и т. д.
плит угол 60 принимают отрицательным с целью получения на-
правленного движения частиц к разгрузке.
Соответствующий этим условиям профиль отражательной
плиты определяется уравнением логарифмической спирали (полюс
спирали принимают в точке К удара) (см. рис. 6.13)
р = рое±фр‘вЧ	(6.9)
где р, фр — текущие координаты; р0 — начальное значение, соответствующее
нижней точки отражательной поверхности плиты; е — основание натурального
логарифма.
Исходя из условий наилучшего использования дробящего
пространства и упрощения конструкции для роторных дробилок
с отдельными отражательными плитами, рекомендован шаг их
установки 40°.
На рис. 6.14, а показано положение второй отражательной
плиты (штриховая линия) с углом установки 02 = р, + 40°.
Из графика следует, что на вторую плиту попадает 50% потока
частиц, движущихся выше моды, и 32%. потока, движущегося
255
ниже моды в секторе Ду с углом, равным 20°. Следовательно, на
вторую плиту при р2 = 40° попадает 82% потока, а 18% его
проходит сразу на разгрузку.
При окружных скоростях 20—40 м/е время удара составляет
1,1—0,8 мс, в то время как промежутки времени между отдель-
ными ударами равны 24—12 мс. Следовательно, энергия от ро-
тора к дробимому материалу передается не непрерывно, а за
весьма короткие отрезки времени с длительными промежутками
холостого пробега, превышающими в десятки раз время работы.
Ротор при ударе о куски дробимого материала передает часть
накопленной им кинетической энергии, которая по мере потери
скорости вращения восполняется двигателем. Так как время
действия ударных нагрузок чрезвычайно мало, то можно принять,
что вся энергия, поглощаемая камнем, используется только из
запаса кинетической энергии ротора и всех вращающихся с ним
масс. Очевидно, запас энергии должен быть достаточным для
того, чтобы ротор при попадании наибольших кусков не снизил
скорость вращения больше, чем допускает двигатель.
Неравномерность вращения ротора задают выражением
g _ шшах — и mm
шном
где о)тах, шшщ, шном — угловая скорость ротора максимальная, минимальная
и номинальная, 1/с.
В соответствии с заданной неравномерностью момент (кг. м2)
инерции вращающихся масс, приведенный к валу ротора дробилки,
где Sn — наибольший ударный импульс, определяется по формуле (6.3)
Н-с; Dp — диаметр ротора, м.
Если дробилка предназначена для работы на нескольких
окружных скоростях, то моменты инерции следует определять
для всех скоростей и принять наибольший. Для выбранных мо-
мента инерции вращающихся масс и типа электродвигателя сле-
дует проверить время разгона при двигателе с короткозамкнутым
ротором и рассчитать пусковые сопротивления и число степеней
переключений при двигателе с фазовым ротором.
6.8.	Определение зернового состава продукта дробления
6.8.1.	Зерновой состав продукта дробления в роторных
дробилках
Ударный способ разрушения материала и высокая степень
дробления обусловили формирование продукта дробления в ро-
торных дробилках с явно выраженной характеристикой зернового
состава. Для практических расчетов широко используют усред-
256
Рис. 6.15. Усредненные кривые зернового состава продукта дробления роторных
дробилок
ценные характеристики зернового состава (рис. 6.15), по которым
рассчитывают фракционный выход материала с достаточной точ-
ностью. Данные кривые построены при степени дробления более
трех для дробилок мелкого дробления (рис. 6.15, а) и для дробилок
крупного дробления (рис. 6.15, б). При меньших степенях дробле-
ния в продукт дробления попадает значительное количество не-
разрушенных камней исходного материала, которые существенно
влияют на характер кривой зернового состава.
В качестве расчетного параметра кривых зернового состава
принят средневзвешенный размер dCB, значения которого заданы
пересечением линии а—а с данной кривой зернового состава.
В некоторых расчетах в качестве расчетного параметра прини-
мают размер ячейки сита, на котором остается остаток, равный
5% (d6). Его значение на рис. 6.15 определено для каждой кривой
точкой пересечения е линий 5—5.
6.8.2.	Метод определения крупновти продукта дробления
На крупность продукта дробления влияют: конструктивные
параметры — диаметр ротора, чисто бил, угол установки отража-
тельной плиты, форма камеры дробления; технологические пара-
метры — окружная скорость вращения бил; состояние и форма
износа рабочих органов дробилки, размер выходных щелей,
а также физико-механические показатели исходного материала.
Причем влияние этих параметров, даже каждого в отдельности,
очень существенно. Например, только изменение угла установки
отражательной плиты с 0 до 90° увеличивает крупность продукта
дробления в 2,25 раза.
Сложность расчетов продукта дробления в роторных дробил-
ках заключается в том, что размер выходной щели не определяет
однозначно крупность частиц, которые могут выходить из дро-
билки. Это объясняется тем, что выходная щель контролирует не
полностью разгрузочное отверстие, а только его часть — расстоя-
ние от окружности вращения била до отражательной плиты.
Размер dmax наибольшей частицы слагается из размера S выход-
9 Клушанцев Б. В. и др.	257
ной щели и максимальной глубины /и.., проникновения в рабочую
зону ротора:
d^^h^ + S.	(6.11)
Глубина проникновения частицы в зоне выходной щели зави-
сит от многих факторов, и определение ее представляет значи-
тельные трудности. Поэтому для расчета крупности продукта
дробления используют различные эмпирические зависимости.
Наиболее обобщенная зависимость учитывает влияние боль-
шинства факторов в однокамерной роторной дробилке на средне-
взвешенное значение продукта дробления:
cDp
d^-^KgKoKp,	(6.12)
где с—коэффициент пропорциональности, с = 1,1 -5-1,2; у =1,25; р = 0,22;
Кд — функция, характеризующая влияние ширины выходной щели (рис. 6.16);
Ка — функция, характеризующая влияние прочности исходного материала;
Кр — функция, характеризующая влияние угла установки отражательной плиты,
= I + 1,25 sin1 -3₽.	(6.13)
Для материалов с пределом прочности при растяжении 1,0
Ор 16 МПа
Ка = 0,046Ор + 0,5.
(6.14)
Принятые в уравнении (6.12) значения у и р соответствуют
относительному размеру выходной щели е = S/Dp = 0,035. Для
других размеров выходной щели показатель степени у может
быть уточнен по графику рис. 6.17.
При двухкамерной схеме роторной дробилки для наиболее
типичного случая, когда вторая отражательная плита имеет
угол установки 0а =	+ 40°, крупность продукта дробления
уменьшается в 1,1—1,35 раза. Меньшие значения принимают
собственно при степенях дробления 6—8, большие при 4—5.
Рис. 6.16. Зависимость К., = / (е):
1 — ₽ = 12°, Ир : £>р = 3600 м/с’; 2—₽ = 12°;
Ор : £>р = 1600 м/с’; 3 — g = 90°; Up : Dp =
= 3600 м/с’; 4 - ₽ = 90°, : Dp = 1600 м/с’
Упрощенный расчет мак-
симального размера d6 про-
дукта дробления в роторных
Рис. 6.17. Зависимость у =
= /(в)
258
дробилках может быть выполнен по следующей эмпирической за-
висимости:
d6 = 0,3 (d^ + 1,5Snp) + 5,0 (Dp - 0,8) мм,	(6.15)
где dt — максимальный размер продукта дробления, равный диаметру ячейки
сита, на котором остается 5% продукта дробления, мм; dKp— критический раз-
мер продукта дробления, определяется по формуле (6.1); Snp — минимальная
лимитирующая приведенная ширина выходной щели, мм; Dp — диаметр ротора, м.
Приведенной шириной выходной щели для плиты с углом
установки Pf принимают такой размер выходной щели плиты при
0! — 10° (угол установки первой отражательной плиты для оте-
чественных дробилок), при котором продукты дробления по d6
одинаковы. Существование этой связи вытекает нз выражения
(6.12) при условии = const. Однако влияние параметров 0
и S на крупность продукта дробления сложнее и зависит от мно-
гих условий. Для отечественных дробилок взаимосвязь разме-
ров выходных щелей и их углов установки определена опытным
путем и представлена в виде номограмм (рис. 6.18). Номограммы
составлены для углов 10, 50 и 90° установки отражательных плит.
Для других значений углов установки отражательных плит
размер Snp может быть получен методом интерполяции. Размеры
Si, St, S8 и др. выходных щелей, при которых обеспечивается
одинаковый выход крупности d6, называют равнодейственными.
Например, для дробилки ДРС 8x8 (рис. 6.18, а) и vp = 40 м/с
равнодейственные значения щелей будут равны: Sr = 90 мм,
St =58 мм, S8 =25,0 мм (Snp =90 мм).
Если размер какой-либо одной щели будет принят меньше,
чем приведенные выше, то эта щель будет определять показатели
9*	259
6.8. Расчетные показатели дробилки ДРС 10X10
Показатели	Вариант режима		
	I	II	П1
Окружная скорость бил, м/с	24	24	34,6
Размеры выводной щели, мм:			
	85*	200	200
S3	150	17 *	150
S3	80	80	26 *
Вывод франции, мм:	17		
0—5		22	30
0—7	22	28	36
Удельный расиод энергии, кВт-ч/м3	1,37	1,77	2,16
Потребляемая мощность, кВт Производительность, м3/ч	72	266	443
	52	155 (74 **)	205 (55 **)
*	Лимитирующая выходная щель, остальные щели приняты наибольшими
по паспорту дайной модели.
*	* Производительность при установленной мощности двигателя' 125 кВт.
процесса дробления. Такая щель считается лимитирующей, и по
ней выполняют все расчеты.
Положение лимитирующей щели существенно влияет на тех-
нологические показатели дробилки. В табл. 6.8 приведены расчет-
ные показатели дробилки ДРС 10x10 при дроблении известняка
с показателями сгр =9,1 МПа, р0 =2,5 г/см3, Ом =200 мм и
d8 = 70 мм.
Существенное различие в содержании мелких фракций (0—5 мм
и 0—7 мм) для трех режимов при одинаковой максимальной
крупности d8 = 70 мм показывает, что в тех случаях, когда
важно не только додробить материал до определенной крупности
d6, но и знать содержание выхода отдельных фракций, необходимо
пользоваться уточненными кривыми зернового состава.
6.8.3.	Зерновой состав продукта дробления в молотковых
дробилках 1
На рис. 6.19 приведены типовые кривые зернового состава
молотковых дробилок с замкнутыми колосниковыми решетками.
Расчетным показателем данных кривых принят наибольший раз-
мер d8 (мм) продукта дробления, значение которого определяют по
следующему эмпирическому выражению:
d6 = (о,85 + 0,06	...41’1+Д7^«	(6.16)
V	Ро/ |/t>p
где ар — предел прочности при растяжении, МПа; р0— плотность материала.
г/см3; SK — ширина щели между колосниками, мм; vp — окружная скорость
ротора, м/с; Kz — коэффициент, зависящий от числа рядов молотков, и при г —
= 2; 3; 4 и 6 соответственно Kz — 0.93; 0,85; 0,82 и 0,88.
1 Расчет предложен Стрельцовым В. А.
260
Рис. 6.19. Типовые кривые зернового состава продукта дробления молотковых
дробилок:
а — подача исходного материала во II сектор, Эх = 90°; б — подача нсходного материала
в I сектор, 01 = 104-15®
На основании статистической обработки ряда кривых зерно-
вого состава предложены уравнения регрессии для определения
размеров (мм) ячеек сит, на которых полные остатки равны Rt =
= 13; 20; 30; 40; 50 и 70%:
d13 = O,633d|'07; d^ = 0,393dj>17; d» = 0,272dl>21;
d40 = 0,166d|’29; d6o = O,O84d£’41; deo = 0,114dJ'21;
d70 = 0,041d^38.
Крупность d«4 для суммарных остатков более 70% из-за
трудности замеров пылевидных фракций не определялась. Точ-
ность подсчетов по данным формулам составляет 6—30% при до-
верительной вероятности 90%. Большие ошибки относятся к мел-
ким классам. При этом данные формулы справедливы для следую-
щих условий: 8 < d6 < 50 мм; 1,0 < (ар/р0) < 4,5 МПа-см®/г;
i > 3; пр = 15-5-60 м/с и SK = 5-5-50 мм.
.Более сложным является расчет зернового состава молотковых
дробилок, когда колосниковая решетка не замкнута, т. е. имеется
свободное окно, через которое продукт дробления, не прошедший
через зазоры в колосниковой решетке, свободно разгружается.
Таким образом, зерновой состав продукта дробления формируется
из двух продуктов: подрешетного и надрешетного.
Влияние условий работы дробилки на образование надрешет-
ного продукта показано в табл. 6.9.
Опыты свидетельствуют, что пропускная способность решетки
значительно зависит от содержания зерен в поступающем на
решетку продукте размером большем, чем SK. Так как RsK =
= 6% на участке колосниковой решетки с углом установки
Рр =0-5-60° просеивается около 70%, а на остальных участках
с Р„ = 60-5-120° и Рр = 120-^-180° соответственно еще примерно
по 16—10% в каждом и поступает на повторное дробление в зам-
261
6.9. Показатели зернового состава продукта дробления в молотковых дробилках
(Др = 0,6 и)
Показатели	Кир- пич	Известняк	
Режим дробления: Ур, м/с	30	15	40
Sr, ММ	20	32	32
Материал, поступающий на колосниковую решетку tfx» мм	41	75	33
К- %	32	67	6
Крупность продукта дробления, мм: подрешетный	17,5	40	18
‘/бп надрешетный dts	21	55	22
	14,4	39	12,5
	9	32	9
4?он	5	25	2,8
Доля продукта, %: подрешетного для решетки с углом установки PD, °: 0—60	51	32,4	67
60—120	21,6	18,8	16,6
120—180	14,7	18,4	10
надрешетного	12,7	30,4	6,4
кнутый цикл всего 6,4%. При RsK =67% на участке с РР —
= 0-5-60° просеивается 32,4%, но при этом несколько больше
просеивается на остальных участках решетки, так как материал
дополнительно дробится на решетке, и в итоге в циркуляцию
поступает только 30,4%.
Доля (%) подрешетного продукта
\ 0.6
+ 0,175
(6.17)
где Dp — диаметр ротора, м; 0р — угол установки колосниковой решетки, °;
Z?s — содержание зерен крупнее SK в продукте, поступающем на колоснико-
вую решетку, %.
Остаток (%) на сите d — RsK в продукте, поступающем на
решетку для дробилок с загрузкой в сектор I ротора,
*4
19-2300Ор
5кРо°р5 ’
(6.18)
Наибольший размер d№ продукта, не прошедшего через ко-
лосниковую решетку (надрешетный), предлагается определять
262

в зависимости от наибольшего размера d6n продукта, прошедшего
через колоениковую решетку (подрешетный)
d5B = (1,65- 0,01 ldsn)d5n.	(6.19)
А размера (мм), соответствующие остаткам на ситах 25, 50
и 70%, определяют по следующим эмпирическим формулам:
d26B = О.Зб^й20; dMB = 0,066d^“; d70H = 0,014d^M.
По получениям данным строится кривая зернового состава
надрешетиого продукта. Затем графоаналитическим методом нахо-
дят суммарную характеристику зернового состава, при этом
остатки на ситах определяют по формуле
где /?4В и Д dn — суммарные остатки на сите d надрешетного и подрешетного про-
дуктов, %.
6.9.	Определение производительности
Производительность роторных и молотковых дробилок опре-
деляется рядом последовательных операций, разрушения и пере-
мещения материала к разгрузочному отверстию1. Кроме бил и
молотков ротора в этом процессе участвуют отражательные плиты
и колосниковые решетки. Отражательные плиты разделяют дро-
билку на отдельные камеры дробления, в которых создаются
определенные условия дробления и разгрузки материала. Чтобы
исключить забивание дробилки, производительность последова-
тельно расположенных камер дробления должна возрастать к раз-
грузочному отверстию. На производительность дробилки суще-
ственно влияют условия подачи исходного материала и макси-
!	мальная его крупность. Наибольшая производительность до-
•	стигается при таком питании дробилки, при котором над ротором
постоянно поддерживается «папка» исходного материала. Это
обеспечивает бдльшую плотность материала, взаимодействующего
с билами и молотками, увеличивается масса материала, участвую-
щая при каждом ударе ротора.
Крупность исходного материала не должна превышать зна-
чения, при которых происходит затрудненное перемещение ма-
териала в камере и возможно сводообразование и заклинивание
камней. Для условий работы ротора «год шапкой» наибольшая
крупность исходного материала не должна превышать 0,2Dp.
В соответствии с перечисленными особенностями процесса
дробления производительность первой камеры дробления опреде-
ляют по следующей схеме. Частицы материала под действием сил
тяжести опускаются на ротор со скоростью v и проникают в рабо-
1 Расчет предложен В. А. Стрельцовым.
263
чую зону ротора в период между проходами бил, а ротор подобно
фрезе ерезает каждым билом «стружки» объемом
У=ЛЛРЛ,	(6.21)
где А — гориаонтальная провнция дуги между приемным лотком и первой отра-
жательной плитой; Lp — длина ротора; й — средняя толщина стружил.
Тогда для данной модели маквнмальная производительность
дробилки в объемных единицах
Qmax = ALJinz,	(6.22)
где п — частота вращения ротора в единицу времени; я — число бил ротора.
Как следует из формулы (6.22), на максимальную производи-
тельность влияют размеры ротора, частота его вращения, число
бил и параметры, определяющие глубину проникновения. Экспе-
риментальные исследования, проведенные во ВНИИстройдор-
маше, показали, что на толщину h влияют многие параметры,
для которых зависимости установлены опытным путем.
Общее выражение для определения максимальной производи-
тельности имеет вид
Стах = 1390 KBKDKaKa,	(6.23)
где т = 0,35; q = 0,5; прн 0<Р<90° функция КВ — 1—0,49 sin ₽+
+ 4,7 sin2 Р; Кд — функция, характеризующая влияние крупности кусков ис-
ходного материала, прн (D/Dp) ^0,2 функция Кд — I — 3,4D/Dp, при 0,2<
< (DIDp) <Z 0,6 (содержание максимальных кусков — единичное) Кд = 0,3;
К^ — функция, характеризующая влияние выходной щели, Ks=l +
+ i,9 (S/Dр) = 1 + 1,9е; Ка— функция, характеризующая влияние физиче-
ских свойств дробимого материала, Ко=1—Op/fp^Dp-TOO).
Производительность последующих камер дробления также оп-
ределяют по формуле (6.23) с учетом изменения крупности дро-
бимого материала и параметров камеры дробления.
Для молотковых дробилок е замкнутой колосниковой решет-
кой производительность определяют по пропускной способности
решетки. Экспериментальные исследования показали, что про-
изводительность Q2 (м8/ч) решетки пропорциональна ее «световой»
поверхности (суммарной площади отверстий)
Qa = 573FO,	(6.24)
где Fc — площадь «световой» поверхности колосниковой решетки, м2.
Данную формулу рекомендуют для молотковых дробилок,
имеющих следующие конструктивные и технологические пара-
метры: подачу исходного материала в сектор 1 ротора; угол уста-
новки приемного лотка <р = 20-f-30°; угол установки лимити-
рующей отражательной плиты 0 = 90°; отношение массы мо-
лотка к массе наибольшего куска около 20; окружная скорость
ротора vp == 15-S-50 м/с; щель между колосниками SK = 5ч-50 мм;
кольцевой зазор между молотками и колосниками <SM = <SK.
Кроме того, окружную скорость и число рядов молотков реко-
264
мендуется подбирать в соответствии е площадью «световой» по-
верхности колосниковой решетки:
vpz = 24,7Fj1,26,	(6.25)
где Fy — Площадь «световой» поверхности колосниковой решетки, приведенная
к 1 м длины ротора, м2.
6.10.	Определение мощности привода
Расход энергии на дробление зависит от многих параметров,
важнейшие из которых производительность, степень дробления и
вид перерабатывающего материала.
Существующие формулы и рекомендации для определения
установленной мощности электродвигателя дробилки в разной
степени учитывают конструктивные и технологические параметры
и показатели машины. В некоторых источниках приведены про-
стые формулы, используемые для расчета мощности (кВт) при-
вода молотковых и роторных дробилок:
N^7,5DpLp^y,	(6.26)
ЛА — 0,15Dp£pn;	(6.27)
. АГ	=(0,1 —0,15) iQ,	(6.28)
где Dp, Lp — диаметр и длина ротора, м; п — частота вращения ротора, об/мин;
i — степень дробления; Q — производительность', т/ч.
Формулы (6.26)—(6.27) устанавливают зависимость мощности
от размеров дробилки и частоты вращения ротора. Поэтому
они удобны для расчета установочной мощности электродвига-
теля, режим работы которого неизвестен или будет уточняться.
Формула (6.27) устанавливает связь с технологическими показа-
телями дробилки, однако для надежного расчета мощности техно-
логических показателей I и Q недостаточно.
Более точные формулы основаны на классических гипотезах
дробления и энергетических показателях разрушения материалов
и горных пород.
В работах ВНИИстройдормаша были проведены исследования
по определению достоверности результатов расчета мощности по
различным гипотезам. При этом характеристикой результатов
дробления были приняты выражения (А — 1)/DOB (У i — 1)/У DCB
и 1g I соответственно для гипотез Риттингера, Бонда и Кирпи-
чева—Кика. Наименьший разброс точек от осредняющего гра-
фика и наименьший коэффициент вариации соответствовал гипо-
тезе Риттингера, что дало основание рекомендовать для расчетов
следующую формулу:
N ==	>	(6.29)
^свЛдрЧп
где <Вдп — энергетический показатель дробилки, кВт-ч/м2; £>св—средневзве-
шенный размер исходного материала, м; г)др — КПД дробилки; т|п — КПД
привода.
265
6.10. Физико-механкческие характеристика материалов
Материал	рн, Г/СМ*	ар, МПа	10*ШДР’ кВт-ч/м1
Уголь, антрацит	0,9	2,75	2,5
Силикатный кирпич	1,2	1,0	4,5
Известняк месторождения:			
Шуровского	1,48	1,85	8,6
Турдейского	1,54	12,0	19,0
Ковровского	1,52	7,0	21,0
Гранит Клесовского месторождения	1,52	12,7	15,0
Диорит Клесовского месторождения	1,76	16,4	40,0
Для некоторых материалов значение энергетического показа-
теля приведено в табл. 6.10.
Значение цдр зависит от окружной скорости ротора и может
быть определено по следующей формуле:
для роторных дробилок
т|др = 1 — 0,8-Ю“7пя;
для молотковых дробилок
Пдр = 0,76 — 0,61 • 10-’ па.
КПД клиноременной передачи принимают в пределах
0,9—0,94.
Следует отметить, что энергетический показатель включает
в себя все виды энергии, отдаваемой ротором при ударе, в кото-
рую, кроме энергии, расходуемой непосредственно на разрушение
камня, входит энергия, затрачиваемая на изнашивание бил,
футеровок и отражательных плит, на перемещение материала и
на колебательные процессы, происходящие в материале и дро-
билке. Исследования показали, что при различных режимах
дробления значение энергетического показателя непостоянно.
Коэффициент вариации его значения составляет около 20%.
Это свидетельствует о различных соотношениях расхода энергии
непосредственно на дробление и прочие потери.
Рядом исследователей предложено определять энергию, рас-
ходуемую на дробление, по выходу мелких фракций 0—0,25,
0—3, 0—7 мм. Данные предложения базируются на том, что мел-
кие фракции образуются в основном в зоне контакта материала
с рабочим органом, а на процессы разрушения в этой зоне затра-
чивается до 95—97% всей энергии дробления.
Установленная мощность (кВт) электродвигателя по выходам
мелких фракций
„	+0,0004^]
N =-------------------------->	(6.30)
где — энергетический показатель, нВт-ч/т; »р — окружная скорость ро-
тора дробилок со свободной разгрузкой (без колосниковый решеток), м/с;
266
6.11. Фивжко-мехавические характеристики материалов
Материал	Mffa	Ро, г/сы*	кВт.ч/т	Материал	ар' МПа	Р». г/см*	кВт- ч/т
Уголь, антрацит	2,1	1,8	0,5	Доломит	5,4	2,3	1,0
Красный	1,7	1,7	0,9	Известняк	7,8	2,5	1,6
кирпич Доломит	5,7	2,2	1,1	Гранит	12,4	2,8	2,2
у/ — дола фракции (0 ... «), мм, соответственно в продукте дробления и в исход-
ном материале, определяемые по графикам зернового состава; т>п — КПД при-
вода.
Выбор размера мелкой фракции определяется крупностью
дробления. Для крупного дробления рекомендуется принимать
размер мелкой фракции 0—7 мм, для мелкого 0—0,25 мм. При этом
учитывается, что определение содержания мелких фракций прак-
тически затруднено из-за их значительного распиливания.
Для некоторых материалов значение энергетического показа-
теля <вд, приведено в табл. 6.11.
Сложность использования в расчетах формулы (6.29) заклю-
чается в том, что значения энергетических показателей обычно
бывают неизвестными. С этой целью предлагают пересчетные фор-
мулы для определения энергетических показателей (кВт-ч/ма)
материалов средней прочности:
<одр == 0,002ср.
Энергетический показатель может быть определен также в ре-
зультате испытаний материала на ударное разрушение в лабора-
торных установках. ИГД им. В. В. Скочинского предложен
копер для определения дробимости горных пород. Дроблению
подвергают единичные образцы массой 60—80 г, ударом молота
массой 8 кг, падающего с высоты 0,5 м. Показателем (Ушах, см8)
дробимости принимают выход фракции 0—7 мм.
Таким образом, энергетические показатели дробления:
по формуле (6.30)
<од, =22/Ушах кВт-ч/м8;
по формуле (6.29)
СОдр =22/(УшахЛ) кВт-ч/м2,
где К—удельная поверхность продукта дробления фракции 0...7 мм, К =
— 100 -г- 150 см27см3.
7.	СПЕЦИАЛЬНЫЕ ДРОБИЛЬНЫЕ
МАШИНЫ
7.1.	Область применения
Рассмотренные дробильные машины предназначены в основ-
ном для переработки различных руд и нерудных материалов,
т. е. материалов обычного традиционного назначения.
Вместе с тем во многих отраслях народного хозяйства суще-
ствует потребность в процессах, связанных е переработкой (дроб-
лением) материалов, где использовать машины общего назначения
не представляется возможным. Отечественное машиностроение
выпускает и создает заново значительное количество специализи-
рованного оборудования различных видов: например, специаль-
ные дробилки для решения проблем переработки металлосодержа-
щих отходов — стружки, ежегодное получение которой состав-
ляет около 1 млн. т, металлургического шлака, лома черных и
цветных металлов, отходов древесины, бытовых отходов и др.
Решение всех этих вопросов приобретает с каждым годом все
большее значение в связи с повсеместным внедрением процессов
с безотходной технологией.
За последнее время ВНИИстройдормашем разработаны кон-
струкции специальных дробильных машин различного назначе-
ния, промышленный выпуск которых освоен машиностроением:
дробилка СМД-130 для дробления сложных химических удобре-
ний; дробилка СМД-135 для переработки алюминиевой стружки;
дробилка СМД-149 для дробления проводников тока; дробилка
СМД-146 для дробления отходов кабельной промышленности;
дробилки СМД-176 и СМД-177 для дробления феррохрома; дро-
билки для дробления металлолома и переработки металлургиче-
ских шлаков.
Дробилка СМД-130 для дробления удобрений рассмотрена
в гл. 4 «Валковые дробилки». Так как эта машина может пере-
рабатывать также и другие материалы соответствующей проч-
ности и крупности, ее можно считать универсальной.
7.2.	Конструкции машин и основных узлов
7.2.1.	Дробилки для дробления металлической стружки
Для получения из металлической стружки материала, при-
годного для дальнейшего использования, применяют комплекс
оборудования, куда входят механизмы для удаления из стружки
268
недробимых предметов, для предварительного разрыхления (раз-
рыва) и измельчения стружки, дробления до заданных размеров,
пакетирования, брикетирования и обезмасливания.
Вьюнообразная стружка (стружка-путанка) представляет со-
бой смешанную стружку (лентообразную, спиральную и др.),
образующуюся в процессе обработки металла на токарных, ка-
русельных и других станках. Короткая стружка — это ломаная,
осколочная и тому подобная стружка, образующаяся на долбеж-
ных, сверлильных, строгальных станках или после обработки
стружки-путанки в дробилках.
По опытным данным, размер L пространства стружки для
единицы объема составляет: для стружки-путанки, состоящей
в основном из лентообразной стружки, = 3—6%; для стружки-
путанки со спиральной винтовой стружкой L3 =7—10%; для
короткой, резаной стружки, например после дробилки, La =
= 11—20%. Значит, при плотности материала стружки р —
= 7,85 т/м® масса, характерная для стальной стружки-путанки,
составляет Lxp =0,04-7,85 =0,31 т/м®; для стружки, поступаю-
щей из дробилки, Lap =0,14-7,85 = 1,1 т/м®. Эти данные отно-
сятся к сухой стружке, для замасленной их следует увеличить
на 10—15%.
Пакетирование и брикетирование стружки производится на
гидравлических прессах с усилием 2,5—10 МН; обезмасливание —
на центрифугах периодического или непрерывного действия.
Длина измельченной стружки не должна превышать 50 мм
(иногда 0,5—40 мм). В таком виде она лучше поддается обезмасли-
ванию и брикетированию или непосредственной переплавке.
Для измельчения металлической стружки применяют одновал-
ковые и многовалковые стружкодробилки (первая стадия) и
молотковые стружкодробилки (вторая стадия), а также агрегаты
и установки, разработкой которых занимается специальное на-
учно-производственное объединение «Комплекс».
Валковые стружкодробилки состоят из одного или нескольких
валков, на которых закреплены ножи. Исходную массу подают
самосвалами, грейфером или конвейером прямо на валки; затя-
гивается она ножами, измельчается и поступает вниз на отводящий
конвейер. Недостатком валковых дробилок является то, что
получаемая фракция стружки имеет размер свыше 100 мм, что
для брикетирования не годится и потому требуется дополнитель-
ное дробление. Дополнительное дробление выполняют, как пра-
вило, на молотковых дробилках, которые выдают стружку раз-
мером до 50 мм, пригодным для брикетирования, но необходимо
равномерное питание, так как при большой неравномерной по-
даче дробилки забиваются.
При переработке металлической стружки валовая и молотко-
вая дробилки дополняют одна другую, и для эффективного про-
цесса их следует использовать вместе.
269
Рис. 7.1. Схема одновалковой стружкодробилки
Одновалковая дробилка для дробления стальной стружки
(рис. 7.1) состоит из рамы 1, обеспечивающей правое или левое
расположение узла привода, бункера 5, электродвигателя 4,
редуктора 2, зубчатой муфты 3, валка 8, на котором закреплены
ножи 6, неподвижных ножей 7. Стружка поступает в бункер
небольшими порциями по 10—15 кг, захватывается вращающи-
мися с валом ножами-звездочками диаметром 450 мм, измель-
чается между подвижными и неподвижными ножами и далее
поступает в какую-либо емкость или на отводящий конвейер.
Производительность такой стружкодробилки примерно 2 т/ч.
Применяют ее на предприятиях с годовым получением стружки
до 5000 т.
270
Пятивалковая дробилка для дробления стальной стружки
(рис. 7.2) производительностью около 5 т/ч применяется на пред-
приятиях с годовым получением стружки более 5000 т. Дробилка
состоит из бункера 1, куда самосвалом, грейфером, магнитной
шайбой или другими загрузочными устройствами загружают
стружку. В корпусе 3 дробилки смонтированы пять валков с ук-
репленными на них тремя-четырьмя ножами-звездочками 2 диа-
метром 450—740 мм. Каждый валок имеет реверсивный индиви-
дуальный привод, состоящий из электродвигателя 6 и редуктора 7.
Последний пятый валок 4 пред-
назначен для окончательного из-
мельчения стружки и удаления ее
из дробилки через регулирующую
решетку 5 и нижнее окно. Валко-
вые стружкодробилки имеют удоб-
ную загрузку, малую установоч-
ную высоту и могут перераба-
тывать вязкую стружку. К их
недостаткам следует отнести бы-
строе изнашивание ножей-звездо-
чек, возможность их поломки
при попадании недробимых пред-
метов, а также недостаточную
степень измельчения стружки
(получение фракции 150 мм).
Молотковая дробилка СМ-2
(рис. 7.3) производительностью
Рис. 7.3. Молотковая стружкодро-
билка СМ-2
271
5 т/ч предназначена для дробления витой стружки из углеро-
дистой стали до размера 25—40 мм, т. е. до размера, пригодного
для брикетирования. Дробилка состоит из сварного корпуса 1,
облицованного внутри плитами из стали 45, ротора 2 из стальных
дисков, на которых шарнирно закреплены молотки 3 из высоко-
марганцовистой стали.
Стружка подается в загрузочную воронку 4 питающим устрой-
ством 5 и далее поступает в камеру дробления, где разрушается
под ударами вращающихся молотков. Частицы стружки разме-
ром менее щели в колосниковой решетке 7 проходят сквозь нее
к разгрузке, а более крупные частицы доизмельчаются молот-
ками. Зазор между поверхностью колосниковой решетки и окруж-
ностью вращения молотков можно регулировать. Попавшие в ка-
меру дробления недробимые предметы выводятся в специальный
карман 6.
Техническая характеристика дробилки СМ-2
Размера ротора, мм:
диаметр .......................................................  860
длина..........................................................  660
Количество молотков................................................. 10
Масса молотка, кг...................................................  32
Номинальный зааор между колосниковой решеткой и молотком, мм . . .	25
Равмер щели колосниковой решетки, мм................................ 26
Масса, кг ......................................................   7450
Частота вращения ротора, об/мин....................................  750
Мощность электродвигателя, кВт......................................  85
Размеры дробления, мм:
длина.....................-.................................... 3000
ширина.......................................................  2750
высота.....................................................  ,	3475
Молотковая однороторная дробилка СМД-135 (рис. 7.4) с рото-
ром размером 1250Х 1600 мм предназначена для дробления вьюно-
образной непакетиръванной алюминиевой стружки при загрузке
ее порциями не более 50 кг, влажностью, не превышающей 25 %.
Засоренность стружки недробимыми предметами не должна пре-
вышать 5% с максимальным размером отдельных кусков до 150 мм
и массой не более 4 кг. Дробилку можно устанавливать в закры-
тых помещениях и на открытых площадках с температурой окру-
жающего воздуха от 40 °C до —40 °C.
На сварной станине 1 дробилки смонтированы верхняя часть
корпуса 2, ротор 3 с билами 5, колосниковые решетки 8 и 9 и
механизмы раскрытия корпуса. Приемный короб 6 прикреплен
на болтах к верхней части корпуса. Вращающиеся части привода,
состоящего из электродвигателя, муфты, шкивов, клиноременной
передачи, защищены ограждением.
Для удобства обслуживания верхняя часть корпуса имеет
вертикальные разъемы. Передняя стенка верхней части корпуса
шарнирно прикреплена к станине и откидными болтами к корпусу.
При замене бил ротора и футеровок корпуса переднюю стенку
Рис. 7.4. Однороторная молотковая етружкодробилка СМД 135
можно с помощью механизма раскрытия откидывать, открывая
свободный доступ внутрь дробилки. Задняя стенка, на которой
смонтированы отбойные плиты, прикреплена болтами к станине
и к верхней части корпуса. Ее также можно откидывать с по-
мощью механизма раскрытия корпуса или демонтировать с по-
мощью грузоподъемного механизма. Отбойные плиты на рабочей
поверхности имеют выступы 7, способствующие равномерной по-
даче стружки на ротор.
В боковых стенках станины имеются отверстия, через кото-
рые с помощью осей крепят колосниковые решетки. На боковых
стенках станины также расположены специальные опоры для
крепления подшипников ротора. Ротор представляет собой гори-
зонтальный вал с жестко закрепленными дисками, к которым,
в свою очередь, на осях шарнирно подвешены кольцевые била.
В боковых стенках верхней части корпуса имеются круглые
отверстия, через которые можно монтировать и демонтировать
оси 4 бил, а значит и сами била ротора. Била диаметром 320 мм
имеют кольцевую зубчатую форму. Значительное превышение
посадочного диаметра била над диаметром оси подвески обеспе-
'	273
чивает свободный проворот била и его равномерное изнашивание
как по наружной рабочей, так и внутренней поверхностям, а также
обеспечивает пропуск недробимого тела размером до 150 мм.
Каждая из колосниковых решеток представляет собой сварную
раму, на первой из которых закреплены три ряда сменных сек-
ций колосниковых решеток, а на второй два ряда сменных рифле-
ных футеровок и один ряд колосниковых решеток.
Рамы закреплены на станине дробилки на осях и не регули-
руются.
Подлежащая дроблению вьюнообразная алюминиевая стружка
подается в приемный короб, отклоняет лепестковую штору, слу-
жащую для предотвращения вылета из дробилки дробимого ма-
териала, и попадает под удары вращающихся бил ротора, которые
измельчают ее зубцами и ударами о рифленые футеровки плит
и колосники, вовлекая стружку в движение по кольцу, образо-
ванному внешним диаметром бил в рабочем положении, футеров-
ками и колосниковыми решетками.
Зазор между внешним диаметром бил и колосниковыми ре-
шетками и размер щелей колосниковых решеток (30 мм) обеспе-
чивают дробление алюминиевой стружки до размера 0—20 мм.
Разгрузка стружки происходит через колосниковые решетки и
далее на отводящий конвейер. Недробимый предмет, попавший
в дробилку, вовлекается во вращение вместе с ротором также
по кольцу до верхней части корпуса, где'начинает двигаться по
касательной к окружности вращения, отклоняет вторую ле-
пестковую штору приемного короба и далее попадает в течку,
обеспечивающую удаление предмета из дробилки (лепестковые
шторы на рисунке не показаны).
. Конструкция дробилки предусматривает возможность лево-
стороннего (так поставляется дробилка) и правостороннего при-
вода дробилки, для чего необходимо снять приемный короб,
верхнюю часть корпуса, вынуть ротор и развернуть его на 180°.
Электрооборудование состоит из шкафа, в котором располо-
жена аппаратура пуска, защиты и сигнализации электродви-
гателя привода дробилки. Для нормальной работы электрообору-
дования электроснабжение должно осуществляться от сети трех-
фазного переменного тока (380 В, 50 Гц). Схемой предусмотрено
местное и дистанционное управление.
Техническая характеристика молотковой одиороторкой дробилки СМД-135
Размеры ротора, мм:
диаметр......................................................  1250
длина.........................................................1600
Размеры загрузочного отверстия, мм:
продольный ....................................................1600
поперечный ................................................... 800
Крупность продукта	дробления,	мм..................................О—20
Окружная скорость ротора по	билам, м/с.............................. 33
Производительность, т/ч, не более.................................... 3
Зазор между решеткой	и	билами,	мм................................30—35
Установочная мощность, кВт.........................................250
274
Равиврн беа привода, мн:
длина...................................................... 3000
ширина.....................................................  3100
высота...................................................... 5000
Масса бее электрооборудования, т............................
7.2.2.	Дробилки для дробления отходов
электромеханической промышленности
С развитием производства различного рода проводников тока,
например проводников тока в полимерной изоляции, бронирован
ного кабеля, весьма остро встал вопрос о переработке отходов
производства этих изделий, так как большое количество цвет-
ного металла при существующем способе обработки (обжиг в пе-
чах) теряло качество при полной потере полимера. Для того
чтобы вторично использовать цветной металл проводников, я
также полимерный или металлический материал, необходимо
было создать машины, разделяющие проводник на составные
части с сохранением их основных свойств.
Такие машины-дробилки были разработаны ВНИИстройдор-
машем; молотковая однороторная дробилка СМД-146 для холод-
ной разделки отходов бронированного неосвинцованного кабеля
путем отделения жил проводников от оболочки с целью утилиза-
ции цветного металла; ножевая дробилка СМД-149 для холодной
разделки проводников тока в полимерной изоляции путем отделе-
ния металла от оболочки е целью утилизации цветного металла
и полимерного материала.
Молотковая однороторная дробилка СМД-146 (рис. 7.5) с рото-
ром размерами 1000 X 800 мм, производительностью до 3,5 т/ч
предназначена для холодной разделки отходов бронированного
неосвинцованного кабеля кусками драметром 30—110 мм и длиной
до 750 мм. Дробилку можно установить в закрытых помещениях
и на открытых площадках с температурой окружающего воздуха
от 40 °C до —40 °C.
Нижняя часть 1 сварного корпуса дробилки служит основа-
нием для крепления в ней подшипников ротора 2, колосниковых
решеток 11 и 12. Верхняя часть 4 корпуса прикреплена болтами
к нижней и содержит отбойные плиты 5, боковые футеровки 3,
отбойный брус 9. Верхняя часть может откидываться, поворачи-
ваясь вокруг шарнира 10 с помощью специального винтового
механизма 13 раскрытия. Этим обеспечивается свободный доступ
к рабочим органам дробилки для их осмотра, ремонта и др. Для
снижения уровня шума при работе дробилки под футеровками
и отбойными плитами проложены резиновые прокладки. На перед-
ней и задней стенках нижней части корпуса имеются дверки для
монтажа и демонтажа колосниковых решеток.
Ротор — это горизонтальный вал с жестко закрепленными
дисками, к которым на осях 8 шарнирно подвешены билы 7 спе-
циальной формы. Билы по окружности расположены в шахмат-
275
Рис. 7.5. Однороторная молотковая дробилка СМД-146 для переработки брони
ном порядке. При вращении ротора центробежная сила прижи-
мает выступы бил к ограничителям 6. Рабочие кромки бил и край-
ние диски упрочнены с помощью наплавки на них износостойких
сплавов Т-620. Вал ротора вращается в двух роликоподшипниках.
На одном конце вала установлен приводной шкив, на другом —
маховик.
В верхней части корпуса под отбойными плитами, т. е. не-
посредственно перед попаданием материала на колосники, раз-
мещен отбойный брус 9, положение которого относительно окруж-
ности бил можно регулировать прокладками, обеспечивая тем
самым необходимый рабочий зазор между брусом и билами.
Рабочая сторона бруса предохранена от изнашивания сменными
футеровками.
Колосниковые решетки представляют собой наборы брусков-
колосников прямоугольной формы, вставленных в каркасы с за-
зором между колосниками 20 мм. Колосниковые решетки при-
креплены к ползунам 14, расположенным на боковых стенках
нижней части корпуса. На рабочие кромки колосников и боко-
вины каркаса наплавлена износостойкая сталь. С помощью пол-
зунов регулируется положение колосниковых решеток относи-
276
рованного кабеля
тельно окружности бил, что позволяет компенсировать износ
бил и устанавливать необходимый рабочий зазор между колос-
никами и билами. Колосниковые решетки опираются на наклон-
ные опоры, приваренные к боковым стенкам нижней части кор-
пуса. Регулировочными винтами стягиваются или разводятся
опорные клинья, и решетка поднимается на 30 мм или опускается
на 20 мм.
Материал в виде кусков кабеля длиной до 750 мм подается
конвейером в приемное отверстие дробилки, попадает под удары
бил, отбрасывается' ими на отбойные плиты, затем опять попадает
на била и, так измельчаясь, продвигается к дробильному брусу,
выступающему над поверхностью отбойных плит. Здесь между
брусом и билами происходит основной процесс разделки кабеля,
и далее измельченные частицы попадают на колосниковую ре-
шетку, где просеиваются сквозь зазоры в решетке. Крупные
куски доизмельчаются и тоже просеиваются.
Интенсивность процесса дробления в значительной степени
зависит от конкретной характеристики перерабатываемого ма-
териала (размеров, конструкций кабеля). Поэтому в каждом
конкретном случае необходимо опытным путем подобрать опти-
277
мальные размеры зазоров между рабочими органами — колосни-
ками, отбойным брусом и окружностью вращения бил.
Привод дробилки осуществляется от электродвигателя через
клиноременную передачу. Привод может быть левосторонним и
правосторонним, для чего соответственно размещают шкив и
маховик на валу ротора. Все вращающиеся части привода закрыты
ограждением.
Электрической схемой предусмотрено три режима работы —
рабочий, сблокированный и автоматический — предусматриваю-
щие блокировку дробилки со смежными механизмами.
Техническая характеристика молотковой одвороториой дробилки СМД-146
Размеры ротора, мм:
диаметр...................................................  1000
длина..................................................... 800
Размеры загрузочного отверстия, мм:
продольный.................................................. 800
поперечный . ............................................... 600
Частота вращения ротора,	об/мин................................ 750
Производительность при переработке кабеля с медной жилой, т/ч . .	3,5
Размеры загружаемого материала, мм:
диаметр ...................................................30—110
длина, ие более............................................... 750
Максимальный размер куска готового продукта,	мм........... 70
Степень отделения (раскрытия) цветного металла	от оболочки, %	100
Установочная мощность, кВт ....................................... 132
Размеры без привода, мм:
длина......................................................  1850
ширина....................................................... 2370
высота ......................................................  2080
Масса дробилки без привода и ограждений, т ......................  6,45
Однороторная ножевая дробилка СМД-149 (рис. 7.6) с ротором
размерами 400 X 1000 мм, производительностью до 0,6 т/ч, пред-
назначена для холодной разделки отходов проводников тока
в полимерной изоляции кусками диаметром до 7,5 мм и длиной
до 500 мм. Дробилку можно устанавливать в целях утилизации
отходов непосредственно на бетонном полу или на межэтажных
перекрытиях, так как благодаря хорошей балансировке она не
требует тяжелого фундамента.
Чугунный разъемный корпус дробилки состоит из двух ча-
стей— нижней 2 и верхней 3, связанных между собою шар-
нирно. Нижняя часть корпуса установлена на специальной
фундаментной раме 1, поставляемой вместе с дробилкой. В боко-
вых стенках корпуса смонтированы самоустанавливающиеся двух-
рядные роликоподшипники вала ротора 4. На роторе располо-
жены пять рядов подвижных ножей 5. Боковые стенки фланцами
прикреплены к нижней части корпуса. В верхней части корпуса
в продольных пазах укреплены три ряда неподвижных ножей 6.
Расточка диаметром 430 мм в верхней части корпуса служит
базой для установки неподвижных ножей, что позволяет уста-
навливать зазор между режущими кромками подвижных и не-
278
подвижных ножей с высокой точностью. Номинальный зазор
равен 0,6 ± 0,3 мм и может быть увеличен или уменьшен в за-
висимости от диаметра разделываемых проводников. Зазор между
ножами регулируют с помощью болтов 11, контргаек 10 и юсти-
ровочных пластин 7.
В нижней части корпуса внизу установлено сито 12, охва-
тывающее полуокружность ротора с некоторым зазором. Сито
смонтировано на обойме 13, состоящей из полуколец. Обойма
прикреплена к нижней части корпуса винтами 9, которыми также
прижимают к корпусу отогнутую кромку сита. Степень раскры-
тия металла проводников того или иного диаметра зависит от
правильности подбора размеров ячеек сит. Сито должно пропу-
скать оголенный проводник и не пропускать проводник с изоля-
цией. В комплект поставки дробилки входят, только сита с круг-
лыми-отверстиями диаметром 8, 10 и 15 мм. Мелкие сита с щеле-
выми отверстиями s = 1; 1,6 и 1,5 мм заказчик при необходимости
приобретает и устанавливает самостоятельно.
Верхняя часть корпуса, как уже отмечалось, связана с ниж-
ней шарнирно и укреплена откидными болтами 8. Для облегчения
открытия корпуса при регулировании ножей, их замены и других
видов ремонта дробилки служит винтовой механизм 16, который
своим рычагом связан с собачкой, шарнирно прикрепленной
к боковой стенке корпуса. Для того чтобы винтовым механиз-
мом можно было пользоваться, нужно освободить фиксатор со-
бачки и повернуть последнюю, выведя ее из зацепления с рычагом
винтового механизма. При освобождении фиксатора собачки раз-
мыкается электрическая цепь управления электродвигателем
дробилки, и, таким образом, двигатель нельзя включить при
раскрытом корпусе дробилки.
К верхней части корпуса дробилки прикреплена приемная
коробка 15, у отверстия которой подвешен двойной ряд што-
рок 14, предотвращающих выбрасывание дробимого материала из
камеры дробления. К нижней части корпуса прикреплен разгру-
зочный патрубок 17, к фланцу которого может быть присоединен
воздуховод пневмотранспортера продукта дробления, или раз-
грузочная воронка. Электродвигатель 18 установлен рядом с дро-
билкой на салазки, и вращение от шкива электродвигателя пере-
дается на шкив ротора дробилки посредством клиноременной
передачи. Все вращающиеся части защищены ограждением.
Материал, подлежащий переработке в виде мотков или об-
резков провода, предварительно сортируется по виду материала
(медь, алюминий) и подается в приемную коробку и далее попа-
дает под действие вращающихся ножей, которые рубят мате-
риал, срезают с него изоляцию, затягивая в щель между подвиж-
ными (роторными) и неподвижными (статорными) ножами, окон-
чательно его измельчая. Далее уже измельченный материал
попадает на сито, где частично просеивается, частично захваты-
вается ножами и доизмельчается.
279
Рис. 7.6. Однороторная ножевая дробилка СМД-149 для переработки провод
280

4-'
ников тока в полимерной изоляции
281
Рис. 7.7. Приспособления для затачивания и регулирований ножей дробилки:
а — для затачивания внутренних кроной ножей под углом 7°; 6 — для затачивания на-
ружных кромок ножей под углом 60' (направление шлифования перпендикулярно режу-
щей кромке); в — для установления расстояния от режущей кромки ножей до головки
болта
б)
Степень раскрытия металла проводников зависит от правиль-
ности настройки дробилки, подбора сит с необходимым размером
ячеек, регулирования размера зазора между статерными и ротор-
ными ножами, их состояния. Эти параметры подбирают опытным
путем в зависимости от того, на какой стадии дробления установ-
лена дробилка и какой материал подлежит переработке.
Качество работы машины — степень разделки проводников
и ее производительность зависят от состояния ножей. Затупив-
шиеся ножи необходимо периодически затачивать на шлифоваль-
ном станке под .определенными углами, для чего дробилку ком-
плектуют специальными приспособлениями. Срок службы ножей
зависит от условий эксплуатации дробилки и может быть опреде-
лен только опытным путем. Конструкция и материал ножей
должны допускать не менее 15 заточек для ножей ротора и не
менее 6 заточек при четырех рабочих кромках для неподвижных
ножей.
Затупившиеся неподвижные ножи затачивают на плоско-
шлифовальном станке. Толщина снимаемого слоя равна 0,5 мм
с каждой рабочей плоскости комплекта ножей. Роторные ножи
затачивают в специальных приспособлениях (рис. 7.7, а, б).
Необходимое расстояние после заточки ножа от его режущей
кромки до головки регулировочного болта регулируют болтом
и его положение закрепляют затем контргайкой. Роторные ножи
крепят к ротору болтами с гайками, затягиваемыми динамоме-
трическим ключом с максимальным моментом 100 Н-м.
Техническая характеристика ножевой однороториой дробилки СМД-149
Размеры ротора, нм:
диаметр	............................................. 400
длина.................................................. 1000
Производительность при размере отверстия в колосниковой решетке,
не менее 8 пн,	т/ч .....................................    0,6
282
Размер загрузочного материала, нм:
диаметр .......................................................0,4—7,5
длина.........................................................  500
Степень раскрытия цветного металла от оболочки, %.............. 99,2
Зазор между статорными	и	роторными иожаыи, мм.................0,6—0,3
Число рядов	роторный	ножей...................................... 5
Число ножей	в ряду	......................................... 5
Число рядов	статорных	ножей...................................... 3
Число ножей	в ряду.............................................. 5
Частота вращения	ротора,	об/мин...................  560
Размер круглый отверстий сит, мм................................8,	10, 15
Установочная мощность,	нВт ......................................  45
Размеры, мм:
длина....................................................... 1690
ширина.....................................................  1850
высота........................................................ 2420
Масса дробилки в	комплекте с электрооборудованием, нг............ 2924
7.2.3.	Дробилки для переработки овобопрочных материалов
В ряде промышленных процессов возникает необходимость в
измельчении каких-либо особопрочных материалов, и некоторые
машиностроительные фирмы создают для этого специальное обо-
рудование. Например, известная французская фирма Драгой вы-
пускает щековые дробилки, специально предназначенные для
дробления феррохрома. Дробилки (рис. 7.8) имеют массивную
станину, бронзовые подшипники скольжения эксцентрикового
вала, оборудованные циркуляционной смазочной системой под
давлением и системой водяного охлаждения головки шатуна.
Оба шкива-маховика дробилки являются приводными.
Фирма выпускает такие дробилки двух типоразмеров:
МПР50 200 Х470 мм, которая может принимать куски ферро-
хрома массой до 35 кг и перерабатывать в куски массой 2—3 кг;
Рис. 7.8. Дробилка фирмы Драгой для дробления феррохрома:
/ — станина; 2 — подвижная щека; 3 — система водяного охлаждения;
5 — жидкостная смазочная система
4 — шатун;
283
масса дробилки 12,5 w, привод — два электродвигателя по 27 кВт,
частота вращения вала 300 об'/мин;
МПК75 220x600 мм, производительностью 5—6 т/ч, которая
может принимать куски феррохрома размером 180 X 250 X 350 мм,
массой 120 кг и перерабатывать их в куски массой до 20 кг; масса
дробилки 35 т, привод — два двигателя по 45 кВт, частота враще-
ния вала 210 об/мин.
Из приведенных характеристик следует, что увтановочная
мощность электродвигателей этих дробилок примерно в 4—5 раз
превышает мощность двигателей, устанавливаемых на дробилках
обычного назначения тех же типоразмеров, а масса больше в 10 раз.
Так, дробилка МПР75 220 x 600 имеет массу 35 т и мощность
90 кВт, а, например, дробилка № 54 210x610 мм английской
фирмы Кью-Кен имеет массу 3,34 т и установочную мощность
18 кВт; дробилка размерами 220 x 600 мм польского завода «Мак-
рум» имеет массу 3,31 т и мощность 19 кВт.
Дробилок большого типоразмера для таких сверхтяжелых
условий работы иностранные фирмы не выпускают, так как по
условиям производства феррохрома за рубежом не требуется дроб-
ления более крупных кусков.
Технология производства феррохрома в отечественной про-
мышленности отличается от зарубежной, и для эффективности
процесса требуется дробление кусков феррохрома 300 X 300 X
X150 мм с пределом прочности при сжатии 2400 МПа. Для
этого создана и изготовлена специальная щековая дробилка
СМД-176 с простым движением щеки с загрузочным отверстием
размером 400 x 900 мм. По конструкции дробилка подобна опи-
санным выше. Станина дробилки состоит из массивных литых сте-
нок — передней, задней и боковых, сваренных между собою.
Неподвижная и подвижная щеки выполнены криволинейной
(или ломаной) формы для облегчения дробления (ломания) плит
феррохрома (см. рис. 2.32, 3). Подвижная щека коробчатого се-
чения с толстыми стенками. Она подвешена на оси, установленной
в подшипниках станины, представляющих собой плавающие
втулки, к которым смазочный материал подается как на внутрен-
нюю, так и на наружную поверхности двумя раздельными масло-
системами. Масса дробилки 60 т, что в 5 раз превышает массу
обычной дробилки такого типоразмера. Для привода дробилки
установлены два электродвигателя по 55 кВт, т. е. оба шкива-
маховика являются приводными. Дробилка СМД-176 проходит
испытания на Челябинском электрометаллургическом заводе
(ЧЭМЗ).
7.2.4.	Дробилка для дробления металлолома,
металлургических шлаков
Практика эксплуатации дробильного оборудования в различ-
ных отраслях промышленности показала, что попадание недро-
бимых включений в камеру дробления приводит к значительным
284
2
3 «
S б
Рис. 7.9. Схема щековой дробилки с простым движением щеки фирма Гум-
больдт—Ведаг (ФРГ):
/ — гидроциляндр; 2 — гидросистема; 3 — неподвижная щека; 4 — подвижная щека;
5 — шкив-маховик; 6 — эксцентриковый вал’, 7 — шатун; 8 — механизм регулирова-
ния размера выходной щели; 9 — распорные плиты
простоям дробилок, и потому весьма важны работы, обеспечива-
ющие безаварийный и автоматический пропуск недробимых вклю-
чений. Кроме того, есть ряд производств, где автоматический
пропуск недробимых включений является совершенно необходи-
мым требованием к дробильной машине. Например, это необхо-
димо при переработке металлургических шлаков, а также чугун-
ного лома, часто содержащих недробимые стальные включения.
Некоторые зарубежные фирмы, например фирма Гумбольдт—
Ведаг (ФРГ), выпускают щековые дробилки, в которых неподвиж-
ная и подвижная щеки опираются непосредственно на штоки гидро-
цилиндров. В щековой дробиЛке фирмы Ведаг (рис. 7.9) с простым
движением щёки неподвижная щека верхней частью на шарнирах
подвешена к станине, а нижней частью опирается на систему
гидроцилиндров. При попадании в камеру дробления недробимого
предмета неподвижная щека отклоняется назад, вытесняя масло
в гидроаккумулятор, автоматически прекращается загрузка дро-
билки, и так как дробилка продолжает работать, недробимый
предмет выходит из камеры дробления. После этого давлением
масла из аккумулятора неподвижная щека возвращается в рабо-
чее положение. В принципе такую же конструкцию гидроойоры
имеют дробилки этой фирмы со сложным движением подвижной
щеки, где на гидроцилиндры через опорную балку опирается под-
вижная щека. Фирма выпускает такие дробилкй 14 типоразмеров
с загрузочным отверстием размерами от 250x400 до 1500x2100 мм
с гидравлической системой и без нее, причем масса дробилки с гид-
равлической системой примерно на 10% больше.
Гидравлическая система служит надежным предохранительным
устройством, позволяет быстро изменять размер выходной щели,
обеспечивает пуск дробилки под завалом, т. е. дает значительные
преимущества по сравнению с дробилками обычной механической
285
Рис. 7.10. Дробилка для переработки материала с высоким содержанием не
дробимый включений
системы. Вместе с тем в этих дробилках неподвижная или под-
вижная щеки опираются непосредственно на штоки гидроцилинд-
ров, и гидравлический привод должен постоянно воспринимать
большие пульсирующие нагрузки при нормальном режиме дроб-
ления. Поэтому конструкция этого привода получается достаточно
сложной.
ВНИИстройдормашем совместно с ВНИИломом разработана,
изготовлена и испытана специальная щековая дробилка
(рис. 7.10) для переработки материалов с высоким содержанием
недробимых включений. Особенностью этой машины является то,
что при нормальном режиме дробления сохраняется жесткость
кинематики, и только тогда, когда возникают нагрузки выше за-
данной, срабатывает система, раскрывающая камеру дробления
для пропуска недробимого предмета и отключающая шкив-махо-
вик и привод питателя. В результате этого обеспечивается пос-
тоянство технологической характеристики (производительности,
степени дробления), а также предохраняется машина от высоких
динамических нагрузок, снижающих ее надежность и требующих
значительного усиления конструкции.
Дробилка по кинематической схеме привода аналогична се-
рийным дробилкам с простым движением щеки и состоит из свар-
ной станины /, подвижной щеки 7 с приводом через шатун 10
и двух распорных плит 11 и 14, шарнирно подвешенной неподвиж-
ной щеки 6, маховика 8, соединенного с эксцентриковым валом 9
с помощью сухой фрикционной муфты сцепления с пневматиче-
ским управлением, устройства для отвода неподвижной щеки,
системы автоматического управления муфтой и щекой, устройства
286
12 для регулирования ширины разгрузочной щели и двух тяг 13,
замыкающих кинематичевкую цепь через пружины.
Устройство для открывания неподвижной щеки 6 выполнено
в виде двухплечего рычага 2, к ведущему плечу которого шарнирно
присоединен шток пневмоцилиндра 3, а ведомое плечо, состоящее
из двух шарнирно соединенных звеньев, присоединено к нижней
части щеки 6. Ведущее плечо имеет возможность свободно пово-
рачиваться на оси, укрепленной в станине 1. При нормальном
режиме работы двухзвенник упирается в специальный ограничи-
тель 16 я в этом случае служит жестким упором для неподвижной
щеки.
Система автоматического управления фрикционной муфтой
и отводом неподвижной щеки состоит из датчика 15 нагрузки,
усилителя с блоком управления и пневмоэлектрических золот-
ников 4, закрепленных на станине. При попадании между щеками
недробимого включения усилия превышают заданный уровень,
а значит поступающий от датчика на усилитель и далее на блок
управления электрический сигнал также превышает определенный
уровень, что вызывает срабатывание систем реле в блоке управ-
ления. При этом одновременно останавливается питатель 5 дро-
билки, отключается (размыкается) фрикционная муфта, на эксцен-
триковый вал не передаются крутящий момент от двигателя и
кинематическая энергия маховика, подвижная щека останавли-
вается; шток пневматического цилиндра 3 выводит двухзвенник
из «запертого» положения и, поворачивая рычаг 2, отводит дальше
в сторону щеку 6.
После некоторой выдержки времени, достаточной для вы-
падения недробимого предмета на отводящий конвейер, автомати-
чески восстанавливается нормальный режим работы дробилки.
Испытания дробилки на полигоне ВНИИстройдормаша пока-
зали ее работоспособность при дроблении материалов с высоким
содержанием недробимых включений.
Техническая характеристика дробилки
Размер загрузочного отверстия, мм................................ 400X	600
Ширина разгрузочной щели, мм...................................... 50
Техническая производительность при дроблении шлака, т/ч ....	50
Максимальный размер кусков загружаемого материала, мм ....	350
Установленная мощность, кВт.................................'.	.	55
Масса, т.........................................................  34
7.2.5.	Дробилки для дробления бытовых отходов
Создание дробилок для переработки бытовых отходов вызы-
вает значительные трудности, так как отходы представляют собой
весьма разнообразный по физико-механическим свойствам конгло-
мерат, содержащий волокнистые включения (бумагу, дерево,
текстиль, кожу, резину), хрупкие компоненты (стекло, камень,
кости), пластмассу, черные и цветные металлы и др. Морфологи-
287
Рис. 7.11. Схемы дробилок, применяемых при переработке ТБО
ческий состав твердых бытовых отходов (ТБО) для различных
климатических зон СССР, по данным Академии коммунального
хозяйства Министерства жилищно-коммунального хозяйства
РСФСР, приведен в табл. 7.1 [22].
Норма накопления ТБО составляет примерно 0,3 т/чел. в год,
и потому обезвреживание отходов крупных городов является
сложной проблемой.
Исследования, проведенные в Академии коммунального хо-
зяйства РСФСР, показали, что измельчение ТБО является глав-
ной операцией, позволяющей подготовить их к надежному обез-
вреживанию и переработке. Плотность отходов составляет 0,15—
0,23 т/м®, и потому для экономии земельных участков за рубежом
широко применяют измельчение отходов и тем самым увеличение
их плотности перед складированием на полигонах.
Кроме того, переработка отходов позволяет извлекать из
них полезные компоненты для дальнейшего использования. На-
пример, по зарубежным данным, из 1 т консервных банок можно
получить 2,2—2,7 кг олова. Около 50% всего производимого олова
составляет вторичный металл, получить который проще и дешевле,
чем из руды. По данным, полученным в США, вторичные металлы
из твердых бытовых отходов могут обеспечить национальную пот-
ребность в железе на 7%, алюминии на 8%, олове на 19%.
Одной из главных операций при переработке ТБО является
их дробление в различных дробилках [271 (рис. 7.11).
Наиболее универсальными качествами для обработки ТБО
обладают молотковые дробилки (рис. 7.11, а), в которых мягкие
материалы, такие как пищевые и растительные отходы, а также
хрупкие материалы — стекло, кости, камни — сильно измельча-
ются. Такие материалы, как текстиль, пластмасса, дерево, измель-
чаются молотками на колосниковой решетке или на сите до тех
пор, пока они не достигнут крупности, при которой проваливаются
сквозь отверстия.
В валково-зубчатой дробилке (рис. 7.11, б) материал подвер-
гается воздействию зубьев (ножей), расположенных на дисках, и
также интенсивно измельчается. Размер кусков получаемого ма-
териала примерно равен расстоянию между дисками.
288
7.1. Морфологический состав ТБО для различных климатических зон СССР %
от общей массы
Компонен*	Зоны			Компонент	Зоны		
	средняя	южная	вевер- иая		средняя	южная	север- ная
Бумага,	30—38	20—30	21—24	Стекло	5—8	3—6	6—10
картон				Кожа,	1—5	1—3	3—7
Пищевые	30—39	35—45	30—38	резина			
отхода				Камни	1—3	1—2	1—2
Дерево	1—2,5	1—2	2—4	Пластмасса	1,5—2	1,5—	1,5—
Металл	2—3	1—3	3—5			2	2
Текстиль	3,5—4,5	5—7	5—7	Прочее	0,5—1	1—2	2—4
Кости	0,5—2	1-2	2—4	Отсев (ме- нее 15 мм)	7—14	10—18	7—10
Растирающая дробилка — рашпиль (рис. 7.11, в) работает
по принципу протирания материала через сито. Над просеиваю-
щей поверхностью расположены вращающиеся балки с растира-
ющими кулачками, измельчающими и проталкивающими отходы
через металлическое сито.
Ножевые балки (рис. 7.11, г) служат для трепания и раз-
рыхления спрессованных отходов, разбивки комьев, движущихся
на ленте, которая оборудована шипами.
Применяют машины и других конструкций, а также целые
сложные агрегаты (особенно при переработке металлического
лома). Дробление ТБО осуществляется, как правило, в одну
стадию.
В комбинированную (молотковую и валковую) дробилку
(рис. 7.12), разработанную ВНИИкоммунмашем, ТБО подают
конвейером в бункер 1 и далее барабанным питателем в камеру
дробления, где дробятся быстровращающимися молотками, шар-
нирно прикрепленными к ротору 10. Часть ТБО отбрасывается
на отбойную плиту 2, где дополнительно измельчается. Кроме того,
дробилка снабжена отбойным брусом 3, о который как о нако-
вальню дробятся и перетираются ТБО. На колосниковой решетке 4
продолжается измельчение материала, и мелкие частицы просы-
паются вниз на конвейер.
Пластичный материал (кожа, резина, тряпье), а также ме-
таллические предметы, трудно поддающиеся измельчению уда-
рами молотков, сбрасываются с конца колосниковой решетки,
ударяются об отражательную плиту 9. Крупные массивные куски,
отклоняя шторку 8, попадают в карман 7 и далее отводятся в сто-
рону, а остальной материал попадает под действие двухвалковой
зубчатой дробилки, в которой правый 5 и левый 6 валки вращаются
с. разной скоростью, разрывая и разламывая материал, т. е. из-
мельчая его. При попадании в валковую дробилку недробимого
предмета один из валков отходит, увеличивая зазор между вал-
10 Клушзнцев Б. В. и др.	289
Рис. 7.12. Молотково-валковая дробилка конструкции ВНИИкоммунмаша
ками и пропуская предмет вниз на сборный конвейер, установлен-
ный под дробилкой.
Дробилка для измельчения ТБО конструкции ВНИИкоммун-
маша (рис. 7.13) отличается от обычных молотковых дробилок на-
личием «гребенок», между неподвижными зубьями-ножами кото-
рых проходят вращающиеся на роторе молотки, благодаря чему
повышается измельчающее действие дробилки. На отходы, посту-
пающие по загрузочной течке 1, действуют молотки 7, шарнирно
закрепленные на роторе 6, который установлен в корпусе 4 дро-
билки. К корпусу прикреплены также дробящая плита 5 и гре-
бенки.
Зубья гребенок 3 подвешены на осях 2. Перед первой гребенкой
установлена отбойная плита 10. После дробящей плиты установлен
отбойный брус, расстояние рабочей кромки которого до окруж-
ности вращения молотков можно регулировать болтом 8. Внизу
установлена колосниковая решетка 9, положение которой отно-
290
сительно молотков также можно
регулировать. Недробимые пред-
меты ударами молотков отбрасы-
ваются на отбойную плиту 10,
а от нее рикошетом в вертикаль-
ную шахту, где теряют скорость,
падают в разгрузочный лоток и
удаляются.
Необходимо отметить, что ис-
пытания дробилок, выполненных
по схемам рис. 7.12 и 7.13, выя-
вили их недовтатки и потому пока
в промышленности их не исполь-
зуют. Например, при переработке
ТБО на Ленинградском мусоро-
перерабатывающем заводе в мо-
лотково-валковой дробилке (см.
рис. 7.12) различные волокнистые
материалы (тряпье) наматывались
на валки и быстро приводили
их в неработоспособное состоя-
Рис. 7.13. Молотковая дробилка
конструкции ВНИИкоммунмаша
ние. Вместе с тем сам принцип машины представляется перспек-
тивным, и конструкторам следует найти решение по ее до-
работке.
Рис. 7.14. Дробилка-сепаратор с вертикальным валом
10‘	291
дробильное оборудование и, в частности, роторные дробилки
широкой гаммы для различных условий работы, запатентовала и
специальную роторную дробилку для дробления ТБО. Похожие
роторные дробилки для измельчения ТБО выпускает фирма Аль-
пине (Австрия), которые отличаются от обычных описанных
выше роторных дробилок лишь особым исполнением рабочих ор-
ганов.
Валково-зубчатые дробилки для дробления ТБО, или их еще
называют ножевые и дисковые, также широко производят фирмы
в США, ФРГ, Швейцарии и Японии: Лонхорн Кэнетракши, Ка-
бэрандэм, Уэйст Мэниджемент (США); МокоМашннен унд Аппара-
тебау, Ф. Зеглер Машиненфабрик (ФРГ); Тое Гикэн Коге
К. К.,Коге Гиндзюпу Инте (Япония) и др.
В корпусе 1 (рис. 7.16) ножевой дробилки (Великобритания)
для измельчения спрессованных ТБО вращается ротор 2, на валу 7
которого закреплены держатели с установленными на них лопа-
стями 3, к которым прикреплены специальные режущие лез-
вия-вставки 9. Спрессованные блоки 4 отходов подаются конвей-
ером 5 в камеру дробления, где измельчаются лопастями, ре-
жутся лезвиями, а также измельчаются ударами об отбойную
плиту 8. Измельченный материал попадает на отводящий кон-
вейер 6.
Дробилка (рис. 7.17) для измельчения крупногабаритных от-
ходов — автомобильных шин, мебели, громоздкой упаковки и
др. изготовлена в Швейцарии. Два параллельных горизонтальных
вала 4 и 5 могут вращаться с различной частотой — 40 и 80 об/мин.
Валы приводятся во вращение гидродвигателями. При повышении
сопротивления вращению частота вращения валов уменьшается
соответственно до 20 и 40 об/мин. На валах в шахматном порядке
294
Рис. 7.17. Дробилка для измельчения
крупногабаритны® отводов (Швейцария)
установлены режущие диски 3,
каждый из которых имеет два диа-
метрально противоположных зу-
ба. При вращении валов зубья
одного заходят в промежутки ме-
жду дисками другого вала, чем
достигается интенсивное измель-
чение материала. Режущие диски
установлены на валах с возмож-
ностью некоторого осевого пере-
мещения, что повышает измель-
чающий эффект. Основание 6
дробилки имеет прямоугольную форму. К боковым стенкам осно-
вания прикреплены подшипники валов, а сверху установлено
приемное устройство 1, по торцовым стенкам которого размещены
ролики 2, облегчающие продвижение материала к режущим зубьям.
При попадании на вала слишком твердых или больших кус-
ков возрастает сопротивление вращению и один вал или оба на
короткое время останавливаются, а затем начинают вращение в об-
ратную сторону, выталкивая материал, который не может раз-
дробиться и пройти между дисками валов.
За рубежом, особенно в США, Великобритании и Италии,
широко применяют слив в канализацию дробленых бытовых от-
ходов непосредственно на месте их получения, т. е. в гостиницах,
ресторанах, школах, учреждениях, а также отдельных частных
квартирах. По мнению специалистов, это наиболее гигиенический
и быстрый способ удаления быстрогниющих твердых отходод.
По условиям гидротранспорта максимальный размер частиц
в дробленом материале не должен превышать 5—10 мм. Такие
отходы, как стекло, металл, дроблению не подлежат.
Отечественные дробилки для измельчения бытовых отходов
представляют собой молотковую дробилку и предназначены для
установки в столовых, ресторанах и др. Производительность дро-
билки Д-ЗБ 0,3—0,6 т/ч, установочная мощность двигателя
22 кВт, число молотков 39, размеры окна загрузочного бункера
300x290 мм, размеры дробилки 1300 X 720 X 1145 мм, масса 414 кг.
Расход воды составляет 8—10 л на 1 кг отходов. Основной рабо-
чий орган — молоток, представляющий собой прямоугольную
пластину размером 60x157x14 мм, изготовляемую из стали
65Г. Молоток имеет два монтажных отверстия, межцентровое рас-
стояние между которыми 97 мм, что позволяет использовать че-
тыре рабочих кромки.
Английская фирма Хейг изготовляет дробилки серии «Диспо-
заматик» 11 типоразмеров для переработки ТБО производитель-
ностью 80—400 кг/ч, причем дробилки первых четырех размеров
295
Рис. 7.18. Мусородробилка
фирмы BRZ (Италия)
с потребляемой мощностью 0,55—
1,1 кВт и производительностью 80—
160 кг/ч предназначены для примене-
ния в городской квартире или на даче
(там, где есть канализация). Дробилки
остальных типоразмеров предназна-
чены для более крупных объектов.
Основные рабочие органы дробил-
ки —колесо с режущими ножами и не-
подвижная броня. Мощные струи воды
подаются прямо в зубья режущих ин-
струментов и очищают их и всю дро-
бильную камеру от грязи, что повы-
шает срок службы рабочих органов.
Таким образом, дробление- ТБО осу-
ществляется в потоке воды с после-
дующим отводом пульпы в канали-
зацию.
Удельный расход электроэнергии на дробление у дробилок
фирмы Хэйг составляет 7—18 кВт-ч/т.
Итальянская фирма BRZ выпускает дробилки (рис. 7.18)
трех модификаций, широко используемые домохозяйками для
дробления кухонных отходов и сплава их в канализацию. Прин-
ципиальная схема этих дробилок аналогична схеме английской
дробилки фирмы Хейг. Удельный расход электроэнергии на дроб-
ление составляет 11—25 кВт-ч/т.
Техническая характеристика дробилок приведена в табл. 7.2.
ТБО загружается в коническую приемную камеру 1. Справа
расположен пульт2управления. Система трубопроводов 3 обеспе-
чивает подачу воды под давлением в камеру дробления. Камера
дробления, образованная колесом с ножами и броней, находится
в средней части машины. Отводная труба 4 для стока пульпы
присоединена к фланцу. Вращение ножей осуществляется верти-
кальным электродвигателем 5.
7.2. Техническая характеристика дробилок
Показатели	| Т-203	Т-204	В-302	Показатели	Т-203	Т-204	! В-302
Производитель- ность, кг/ч Мощность двига- теля, кВт Диаметр загру- зочного отвер- стия, мм	30— 50 1.47 89	150— 200 2,94 110	180— 300 2,94 130	Диаметр штуце- ра, мм: подвода воды слива пульпы Размеры, мм: длина ширина высота Масса, кг	19 38 820 500 470 46	19 38 500 500 860 НО	19 38 400 700 200 200
296
Для предотвращения коррозии деталей данных дробилок все
их части, входящие в контакт с водой и отходами, выполнены из
коррозионно-стойкой стали, алюминиевых сплавов и меди. Дро-
билки рассчитаны на работу с пресной водой,но имеются модифи-
кации, допускающие применение морской воды. Применение дан-
ных машин значительно облегчает труд домашней хозяйки и
повышает гигиену жилья.
Еще раз отметим, что при переработке ТБО в дробилках раз-
личных видов принимаются меры к выделению металлосодержа-
щих компонентов и исключению их из дальнейшей переработки
в машине.
Это делается, во-первых, для того, чтобы защитить детали
дробилок от разрушения, во-вторых, чтобы выделить металл для
дальнейшей утилизации.
Если принять во внимание, что в СССР образуется в год около
60 млн. т ТБО и содержание в них металла составляет 2—4%
(см. табл. 7.1), то, значит, на свалках больших городов ежегодно
находится около 1 млн. т стали, примерно 2—3 тыс. т олова,
200 тыс. т алюминия и меди. Из приведенных цифр ясно, что из-
влечение из ТБО металлических компонентов — это важнейший
источник металлургического сырья.
Выделение из ТБО и последующая переработка цветных ме-
таллов — особый вопрос, который рассматривают в специальной
литературе [22, 27]. Выделение из ТБО черного металла, обла-
дающего магнитными свойствами, осуществляется сравнительно
просто с помощью магнитной сепарации. Для переработки чер-
ного металла перед его переплавкой применяют специальные дро-
бильные машины и установки.
Западногерманская фирма Линдеманн выпускает ряд дроби-
лок для переработки металлического скарпа. Самыми мощными
установками являются установки системы «Цердиратор» (рис.
7.19).
В состав установки входит валковая дробилка — дозатор 6,
которая захватывает, мнет, дробит сползающий по наклонному
желобу скарп и равномерно подает его для дальнейшего измель-
чения в основную дробилку. Отдельные куски металла (например,
старые кузова автомобилей) могут достигать длины до 5 м и ши-
рины в зависимости от ширины приемного отверстия дробилки.
Валики-дозаторы автоматически дозируют, т. е. поддерживают не-
обходимую толщину слоя материала, подаваемого в дробилку,
в зависимости от нагрузки на основной двигатель привода дро-
билки.
Дробилка состоит из корпуса /, отдельные части которого
сварены из листовой стали и соединены болтами одна с другой.
Внутренние поверхности корпуса, выходящие в камеру дробле-
ния, облицованы износостойкими плитами. На боковых стенках
корпуса имеются площадки, на которых закреплены корпуса под-
шипников вала ротора 5. Для удобства выполнения различных
297
Рис. 7.19. Схема установки «Цердиратор» фирмы Линдеманн (ФРГ) для измель-
чения металлических компонентов ТБО
ремонтных и монтажных работ одна часть корпуса может быть от-
ведена от другой с помощью встроенных в конструкцию гидродом-
кратов. На валу ротора жестко закреплены диски, к которым шар-
нирно прикреплены молотки 4 специальной формы. Для того
чтобы куски металла не проникали в середину ротора, промежутки
между молотками закрыты износостойкими пластинами. Материал
после валков-дозаторов поступает на массивный отбойный брус 7
и на нем, как на наковальне, измельчается молотками. Далее
материал поступает на нижнюю колосниковую решетку 8, измель-
чается на ней ударами молотков и проваливается вниз на отводя-
щий питатель 9; нераздробившиеся частицы могут направляться
на верхнюю колосниковую решетку 3, которая имеет крышку 2,
7.3. Техническая характеристика дробилок фирмы Линдеманн (ФРГ)
Модель	Установлен- ная мощ- ность, кВт	Ширина при- емного от- верстия, мм	Диаметр ротора, мм	Производи- тель ность, т/ч	Модель	1 I Установлен- . кая мощ- 1 иость, кВт	Ширина при- емного от- верстия, мм i			.		Диаметр ротора, мм	Производи- тельность, т/ч
0	370 600 750	1600	1750	6—10 10—20 12—24	11	1470 1840	2600	2100	40—60 50—75
1	370 750 920	2600	1750	10—15 20—30 23—35	111	2200 2940	2900	2500	60—90 80—120
298
управляемую гидроцилиндром. Еели крышка закрывает отверстие
в колосниках, то весь материал будет отражаться вниз и снова из-
мельчаться молотками. Если крышка поднята, то материал данного
размера покидает камеру дробления и поступает на разгрузку.
Этим регулируется степень дробления материала. Кроме того,
для удаления из камеры дробления недробимых или крупных
предметов имеется также отклоняемая гидравлическим приводом
шторка 10. Если эта шторка будет расположена наклонно (на
рисунке показано штриховой линией), то недробимый предмет,
отразившись от шторки, поступает на разгрузочный питатель.
Для отсоса мелких частиц и пыли в дробилке имеется патрубок 11
для подключения системы аспирации.
Фирма утверждает, что независимо от плотности начального
материала плотность готового продукта 1,0—2,0 т/м8, что удовле-
творяет требованиям к вторичному сырью на переплавку.
Техническая характеристика дробилок «Цердиратор» фирмы
Линдеманн приведена в табл. 7.3.
8.	ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
МАШИН ДЛЯ ДРОБЛЕНИЯ
Современное дробильное оборудование по своим санитарно-
гигиеническим показателям полностью не удовлетворяет установ-
ленным требованиям и нормам обеспечения нормальных условий
работы обслуживающего персонала. Поэтому выбору способа ус-
тановки и эксплуатации оборудования следует уделять особое
внимание. Как правило, при этом оценивают комплекс мероприя-
тий. Ниже рассмотрены основные показатели оборудования по
шуму, вибрации, пылеобразованию и меры по их снижению.
8.1.	Шум и мероприятия по снижению его уровня
Дробление материалов в дробилках и дробильных установках
связано со значительным шумообразованием, возникающим при
расколе кусков и вибрации деталей от импульсных воздействий
усилий дробления.
ВНИИстройдормашем и НИПИОТстромом проведены исследо-
вания шумовых характеристик дробильного оборудования отдельно
для дробилок каждого типа (щековых, конусных, роторных, мо-
лотковых), различающихся конструкцией, способом воздействия
на материал, областью применения и видом перерабатываемых
материалов. Для изучения принимали дробилки, работающие в
паспортных условиях или близким к ним.
Результаты исследований машин одного типа группировали
в статистическую совокупность, по которой находили обобщенную
шумовую характеристику и доверительный интервал с вероятно-
стью 95%. Верхнюю границу доверительного интервала прини-
мали в качестве технически достижимой шумовой характеристики
оборудования данного типа (табл. 8.1).
Следует отметить, что технически достижимые шумовые ха-
рактеристики дробильного оборудования являются верхним пре-
делом уровня шума, возможным для данного оборудования при
работе его в наиболее тяжелых условиях (наибольшей прочности
и крупности дробимого материала, при максимальной производи-
тельности и др.).
При выборе и расчете методов защиты обслуживающего
персонала от вредных воздействий шума следует использовать
300
8.1. Шумовые характеристики дробилок
Тип дробилок	Уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц							
	63	| 125	| 250	| 500	1000	2000	4000	| 8000
Щековые	99	99	97	96	93	87	82	74
	107	104	103	102	100	98	87	80
Конусные	89	94	96	98	97	94	92	84
	98	102	102	102	101	98	90	85
Роторные	97	95	98	102	103	101	95	90
	114	112	ПО	112	117	115	114	ПО
Молотковые	97	95	94	92	93	93	89	82
	105	100	103	104	103	100	95	85
Примечания: 1) в числителе приведена обобщенная шумовая характе-
ристика, в знаменателе — технически достижимая;
2)	по конусным дробилкам дана обобщенная характеристика по дробилке
КСД-900; технически достижимая принята по данным института Механобр.
8.2. Шумовые характеристики дробилок
Ха рактеристика	горной породы.	Уровни звукового давления, дВ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц							
режима	работы	63	125	250	500	1 0001 1		2000	4000	0008
Молотковая дробилка СМД-97А
Торф ос)К до 10 МПа	92	85	82	81	81	78	72	74
Серная руда	105	96	95	94	92	90	89	80
Сланец	101	92	96	101	102	98	90	78
Уголь осж == 10-4-20 МПа	95	99	101	102	100	99	92	82
Роторная дробилка ДРС 8X8
Известняк осж — 100 МПа	84	85	89	90	90	91	91	86
Гранит <iCHi = 200 МПа	91	95	96	100	100	99	99	95
Холостой ход при vp = 50 м/с	108	100	98	88	78	72	67	63
данные замеров уровней шума аналогичного оборудования, рабо-
тающего в идентичных условиях.
Ниже приведены результаты замеров уровней шума, излучае-
мого ударными дробилками на расстоянии 1 м от машины (табл. 8.2).
Для определения шумовых характеристик дробилок ударного
действия при различных условиях работы могут быть использованы
также поправочные значения АЛ к показателям уровня звукового
давления, приведенным в табл. 8.2, для роторной дробилки ДРС
8x8 при дроблении известняка с осж = 100 МПа крупностью D =
301
8.3. Расчетные коэффициенты
Коэффи- циент	Значение коэффициента при средних геометрических аначеииях частоты октавных полос, Гц					
	250	500	1000	2000	4000	8000
Ki	7	10	10	8	8	9
к2	0	3	4	5	6	6
к3	3	3	2	3	4	4
= 0,2Dp =160 мм и окружностью скоростью вращения бил
25 м/с:
при осж = 30-4- 200 МПа A,LCT = 10-aKi (о0ж — 100);
при пр = 20 4- 50 м/с AL0 = 4 • ЦГ’Лз (25 — пр);
при 0 = 0,154-0,3 &Ld = 30/G (D - 0,2),
где осж — предел прочности горной порода при сжатии, МПа; ор— окружная
скорость ротора, м/с; D — относительный размер наибольшего камня исходного
материала в долях диаметра ротора; Kt, Ка, К» — коэффициенты,учитывающие
влияние на уровень шума в различных октавных полосах частот соответственно
прочности исходного материала, окружной скорости вращения ротора и круп-
ности материала.
Значения коэффициентов К2, Кв, полученные при испвгта-
ниях, приведены в табл. 8.3.
Влияние производительности роторной дробилки сказывается
значительно лишь при небольших нагрузках (до 10—20% от
паспортной). Это соответствует условию, когда в камере дробле-
ния находится небольшое количество материала и почти каждый
кусок, отброшенный ротором, ударяется об отражательные плиты
и корпус дробилки. При увеличении производительности плот-
ность дробимого материала в камере возрастает и большая часть
кусков материала ударяется между собой, при этом спектр шума
становится более равномерным. Появляются экранирующие свой-
ства дробимого материала.
Для уменьшения шумового воздействия на обслуживающий
персонал рассматриваются два основных способа: снижение шума,
излучаемого технологическими устройствами; борьба с прони-
цаемостью излучаемого шума.
По первому способу выбирают оптимальную толщину стенок,
усиливают изолирующие элементы, применяют эластичные соеди-
нения отдельных деталей с корпусом, устанавливают дробилки на
упругих элементах, разделяют течки и трубопроводы эластич-
ными фланцами и др.
По второму способу применяют различного вида укрытия, ус-
танавливают оборудование в отдельных помещениях, удаляют
пульты управления и рабочие зоны от непосредственной близости
с дробилками.
Эффективность некоторых мероприятий приведена в табл. 8.4.
302
8.	4. Мероприятия по снижению уровней шума
Мероприятия
Снижение
звукового
давления, дБ
Установка прокладок толщиной 10 мм из резиновой смеси 1345
(ТУ 38-105376—72) под футеровки отражательны® плит
Установка прокладок толщиной 5 мм из резины «фличной» между
отражательными частями корпуса и отражательными плитами
Шумоизоляция корпуса дробилки нанесением противошумной
мастики № 579 (ТУ 6-10-1268—72), толщина слоя 5 ... 6 мм
Виброизоляция корпуса дробнлки от фундамента с помощью
прокладок толщиной 20 мм из резиновой смеси 1346
(ТУ 38-105376—72)
Шумоизоляция машины путем установки деревянных с прослой-
кой резины или войлока щитов, закрывающие машин)' со все®
сторон (с отверстиями для приема исходного материала и выгруз-
ки готового продукта)
Шумоизоляция течек иаиесением противошумной мастики № 579
(ТУ 6-10-1268—72), толщина слоя 5—6 мм
Перенос рабочего места на расстояние 10 м от корпуса дробнлки
2—3
1—2
2—4
1—2
10—15
3—4
10—17
8.2.	Применение виброизоляции
При работе дробилок на фундаменты передаются большие го-
ризонтальные динамические нагрузки, которые наиболее опасны
для строительных конструкций при расположении оборудования
на высоких отметках. В связи с этим фундаменты дробилок выпол-
няют обычно из монолитного железобетона. И тем не менее в ряде
случаев они испытывают недопустимые вибрации.
Заводы — изготовители машин совершенствуют дробильное
оборудование, увеличивают его мощность и производительность,
что влечет за собой повышение динамических нагрузок на фунда-
менты.
Харьковский институт «ПромстройНИИпроект» при участии
ВНИИстройдормаша и Уралмашзавода разработал и внедрил
несколько вариантов конструкции виброизоляторов, применение
которых дает возможность в десятки раз уменьшить горизонтальные
динамические нагрузки на фундаменты дробилок и позволяет в
ряде случаев рассчитывать фундаменты дробилок на статические
нагрузки.
Важной областью применения виброизоляции является уста-
новка модернизированного (более мощного) оборудования на су-
ществующие фундаменты под устаревшие машины. В настоящее
время уже ^спользуют такой путь. Эффект здесь весьма значителен,
так как в противном случае потребовалось бы разбирать старый
фундамент и возводить новый. Испытания показали, что приме-
нение виброизоляции не изменяет работоспособности и произво-
дительности дробилок, качество выдаваемой дробленой продукции
соответствует техническим условиям эксплуатации дробилок.
Нормативные значения динамических нагрузок от щековых
и конусных дробилок некоторых типов, задаваемые заводами —
303
8.5. Показатели для расчета виброизоляции щековых дробилок по данным
института «ПромстройНИИпроект»
Показатели	Типоразмеры дробилок					
	900X 1200	1200X 1500	1500X2100	160X250	250X400	600X900
Общая масса машины с электрообору- дованием, смазочным материалом и загрузкой, т	73,0	147,5	261,2	1,5	3,0	22,9
Расстояние от центра массы дробилки до оси главного вала, мм	740	955	—	—	—	335
Мощность электродвигателя привода, кВт Частота вращения об/мин:	100,0	160,0	250,0	7,5	17,0	75
ротора двигателя	730	750	490	980	970	1460
главного вала Динамические нагрузки, т:	170	135	100	330	275	275
вертикальные составляющие инер- ционных сил	2,1	0,4	4,2	0,25	0,55	2,80
горизонтал ь ные	составляющие инерционных сил	2,8	4,3	5,3	0,15	0,32	1,5
изготовителями машин, и общие данные, необходимые для рас-
чета конструкций виброизоляции, приведены в табл. 8.5 и 8.6.
При работе конусных дробилок на жестко связанный с маши-
ной фундамент передаются: горизонтальные нагрузки от вращаю-
щихся масс (вала с конусом, эксцентрика, противовеса); горизон-
тальные импульсные нагрузки, вызванные мгновенным наруше-
нием гармонического закона движения конуса при дроблении
материала; вертикальные импульсные нагрузки, вызванные подъ-
емом и последующим ударом по корпусу неподвижного кольца
при попадании в дробилку недробимого тела.
От щековых дробилок на жестко связанный о машиной фунда-
мент передаются вертикальные и горизонтальные периодические
нагрузки, вызванные периодическим движением дробящей щеки
и звеньев механизма привода. При дроблении материала в щековых
дробилках возникают также горизонтальные импульсные нагрузки.
Конусные и щековые дробилки являются низкочастотными ма-
шинами. Трудности их виброизоляции заключаются в необходи-
димости получения весьма низкой собственной частоты, установ-
ленной на виброизоляторах машины. Для конструктивно при-
емлемых масс постамента при использовании пружин или рези-
новых виброизоляторов практически весьма затруднительно по-
лучить необходимые соотношения частот вынужденных колебаний
к собственным колебаниям (а « 4). Установка конусных дробилок
на пружинные виброизоляторы приводит к недопустимым ампли-
304
8.8. Показатели для расчета виброизоляцки конусных дробилок по данным
института «ПромстройНИИпроект»
Показатели	Типоразмеры дробилок								
	009 ЮЯ	006 Дэя	КСД 1200	кед. 1750	КМД 1750	КСД 2200А, Б	КМД 2000-400	КМД 2200-600	КСД, КМД-2200 Гркз .
Мощность электродвига- теля привода, кВт	28	55	75	160	160	250	250	320	250
Частота вращения ротора двигателя, об/мин	750	1470	730	735	735	490	490	490	490
Масса, кг	555	555	890	1370	1370	3540	3540	4100	3700
Число качаний главного вала в минуту	350	325	260	245	245	224	224	224	217
Масса дробилки без элек- трооборудования, т	3,71	12,1	22,6	47,0	47,0	80,5	80,5	96	75,5
Масса руды, т	—	—	—	8,8	8,8	11,8	11,8	11,8	П,8
Динамические нагруз- ки — равнодействующая горизонтальные инер- ционный сил в т	0,43	0,48	0,80	0,70	0,50	2,40	4,10	7,63	6,50
Сумма моментов инерци- онный сил относительно центра массы дробилки, кН-м				18,3	17,3	65,1	59,1	35,5	
тудам, вызванным вращательными колебаниями машин в верти-
кальной плоскости.
Для ограничения вращательных колебаний установки в верти-
кальной плоскости и обеспечения эффекта виброизоляции в гори-
зонтальном направлении виброизоляторы должны обладать боль-
шой вертикальной и малой горизонтальной жесткостью. Конструк-
тивно виброизоляторы могут быть выполнены в виде подвесок
(рис. 8.1, а) или в виде специальных виброизоляторов с гидравли-
ческими шарнирами, причем установка дробилок на виброизоля-
торы не требует каких-либо изменений в самих машинах. Несу-
щие подвески изготовляют из стальных стержней или из канатов
с органическим либо металлическим сердечником, а также из ка-
натов закрытой конструкции. Длина подвесок должна быть не
менее 1 м, причем собственная частота горизонтальных колебаний
установки должна быть не менее чем в 6 раз меньше частоты
возмущающей силы. Увеличение длины подвесок повышает эф-
фективность виброизоляции.
Расположение подвесок следует назначать с учетом равномер-
ного распределения статических нагрузок и от виброизолиро-
ванного оборудования, а также удобства монтажа и эксплуатации
дробилки и электродвигателя. Расположение несущих подвесок
305
Рис. 8.1. Схема подвесной вибронзоляции;
а - схема установки дробилки; / — дробилка; 2 — приводной двигатель; 3 — плат-
форма; 4 — стержень подвески; 5 — опора платформы; б — узел подвески; 1 — регулиро-
вочная гайка; 2 — натяжная муфта; 3 — защитная шайба; 4 — шарикоподшипниковый
упор; 5 — постель подшипника; б — стойка; 7 — опорная рама; 8 — трос
под некоторым углом к вертикали» выполненные по конструктив-
ным соображениям, не ухудшает эффективности подвесной вибро-
изоляции.
При монтаже и эксплуатации установки необходимо следить
за равномерным натяжением подвесок. Регулировать натяжение
можно с помощью гайки, навинчиваемой на стержень или на на-
тяжную муфту (рис. 8.1, б).
Вертикальная жесткость подвески
С = EF/1,
где F — площадь поперечного сечения проволок; Е — маркировочная группа,
для канатов закрытой конструкции Е = 0,1-10’ МПа, для канатов открытой кон-
струкции при длине подвески I > 30d Е = 0,05-10’ МПа, при длине подвески
/<30d Е= 0,1-10’ МПа.
При расчете канатных подвесок на прочность следует прини-
мать коэффициент запаса прочности К > 2,54-3, обычно для ка-
натов принимают К = 5-4-6. Канатные подвески работают только
на растяжение и не работают на изгиб. Поэтому коэффициент за-
паса может быть принят меньшим.
Опорный виброизолятор (рис. 8.2) состоит из жесткого стерж-
ня 1, на концах которого расположены гидравлические шарниры
на расстоянии I между их центрами. Гидравлический шарнир
может состоять из одной (рис. 8.2, а) или п линз (на рис. 8.2, б
п = 2). Каждая линза состоит из двух кольцевых пластин 2, 3
толщиной t, с внутренним радиусом г и наружным R, прикреп-
ленных к стержню 1 и опоре 4 машины.
306
Рис. 8.2. Схема опорных виброизоляторов:
а — нэ одной линза; б — нэ двух линз; / — стержень; 2, 3 — кольцевые пластины; 4 —
опора платформы или рамы машины; 5 — полости, заполняемые жидкостью; 6 — осно-
вание
За счет несжимаемости жидкости 5 в гидравлических шарни-
рах виброизолятор обладает большой несущей способностью. При
этом жесткость в горизонтальном направлении мала.
В опорном варианте (рис. 8.3) виброизоляции предусматрива-
ются боковые упоры 5 для обеспечения устойчивости и уменьшения
амплитуд колебаний установки в пусковом и остановочном режиме.
Зазор между упором и платформой 3—5 мм. При наличии клино-
Рис. 8.3. Схема установки дробилки с опорной виброизоляцией:
/ —* дробилка; 2 — приводной двигатель; 3 — платформа; 4 — (меновые упоры; 5 — опор»
ный внбронзолитор
307
ременной передачи между двигателем и дробилкой, когда ось,
соединяющая центры шкивов, вертикальная, допускается уста-
новка двигателя на отдельной раме. При наличии муфты в при-
воде двигатель и дробилку устанавливают на общей платформе.
Эффективность подвесной и опорной виброизоляции практи-
чески одинакова. Обслуживание дробилки удобнее при опорном
варианте виброизоляции. Допускается крепить дробилку к плат-
форме без заводских фундаментных плит.
Элементы конструкции виброизоляции дробилок в эксплуата-
ционном режиме рассчитывают на одновременное действие стати-
ческой нагрузки и вертикальной импульсной нагрузки от попа-
дания недробимых тел. Суммарная сила распределяется равно-
мерно по всем болтам крепления дробилок к платформе. Стати-
ческие нагрузки (вес дробилки, электродвигателя, рамы под дро-
билку и электродвигатель, и половина веса руды в загрузочной
воронке) принимаются с коэффициентом перегрузки /< — 1,2.
Элементы виброизоляции щековых дробилок рассчитывают
только на статические нагрузки.
Необходимое число подвесок (опорных виброизоляторов), их
жесткость в горизонтальном и вертикальном направлении, ампли-
туды вынужденных колебаний установки, а также динамические на-
грузки на строительные конструкции от горизонтальных периоди-
ских воздействий определяют в соответствии с общими положе-
ниями инструкции по виброизоляции оборудования с учетом из-
ложенных в рекомендации.
Амплитуда горизонтальных колебаний установки должна огра-
ничиваться из того условия, чтобы ускорение (мм/с2),
W = асо2 < 2000,
где а — амплитуда горизонтальных колебаний установки, мм; ы — круговая
частота вынужденных колебаний, 1/с.
Виброизолируемую машину следует установить на тяжелый
постамент, если амплитуда в рабочем режиме превышает 2 мм.
Конструкции виброизоляции монтируют в следующем порядке.
Дробилку с приводом размещают и зацепляют на платформе,
которая поднята на высоту, достаточную для последующей уста-
новки нижнего анкера подвески или опорного виброизолятора,
а также гидравлических домкратов. С помощью домкратов уста-
новку выверяют в горизонтальной плоскости. После выверки плат-
формы навешивают подвески или опорные виброизоляторы. Под-
вески нижним анкером прикрепляют к платформе, а верхним —
к несущей конструкции. Опорные виброизоляторы с гидрошарни-
р.змн с помощью прокладок устанавливают под платформу так,
чтобы не было зазора между • платформой и виброизолятором.
Нагрузки на подвески или опорные виброизоляторы переда-
ются путем плавного опускания платформы на гидравлических
домкратах. Этому обязательно должна предшествовать установка
боковых упоров. В подвесной системе этому предшествует на-
308
тяжка подвесок с помощью специального устройства. После опу-
скания .платформы вторично выверяются горизонтальность уста-
новки, при необходимости ее поднимают для регулирования.
Указанный перечень работ повторяется до тех пор, пока гори-
зонтальность установки на виброизоляторах не будет удовлет-
ворять требованиям завода-изготовителя, после чего подключа-
ются необходимые коммуникации к дробилке и электродвигателю.
8.3.	Пылеобразование и пылеподавление
При эксплуатации дробильного оборудования важнейшей зада-
чей является защита обслуживающего персонала от вредных воз-
действий пыли.
Процесс дробления кусков материала в дробильных машинах
происходит с образованием мелкодисперсных частиц. Кроме того,
поступающие в дробилки материалы также содержат мелкие пы-
левидные фракции, образовавшиеся в результате разрушения
горной породы взрывом в карьере, а также от истирания при пере-
грузках и транспортировании. Воздушные потоки, возникающие
от движения рабочих органов дробилок и свободного движения
кусков материала, увлекают с собой мелкодисперсные фракции,
выносят их в окружающую зону промышленного помещения,
создают неблагоприятные условия для обслуживающего персо-
нала.
По характеру образования и выделения пыли дробильное обо-
рудование обычно разделяют на две группы. Первая — щековые и
конусные дробилки (с качающимся рабочим органом), вторая —
молотковые и роторные дробилки (с быстровращающимся рото-
ром). В щековых и конусных дробилках возвратно-поступательные
движения рабочего органа выталкивают воздух из внутренней
полости дробилки последовательными порциями в приемное от-
верстие и в выходную щель. При этом скорость пылевоздушных
потоков щековых дробилок достигает 3 м/с, у конусных — 1,8 м/с.
Формирование воздушных потоков в молотковых и роторных дро-
билках происходит подобно формированию воздушных потоков
в центробежных вентиляторах при быстром вращении роторов.
Скорости выхода воздуха достигают 7 м/с.
По технологическому циклу сопрягается дробильное оборудо-
вание с перегрузочными устройетвами — течками, воронками,
бункерами, конвейерами, в которые материал перемещается самоте-
ком под действием гравитационных сил. Движущийся материал
увлекает (эжектирует) воздух, который нагнетается в технологи-
ческие емкости, создавая в них избыточное давление.
Для защиты производственного помещения от выброса пыли
применяют герметические укрытия оборудования, течек, мест
пересыпки.
К укрытиям предъявляются следующие требования: их форма
должна соответствовать аэродинамике пылевоздушных потоков;
309
Рис. 8.4. Схема укрытия конструкции ВНИИиеруда:
/ — корпус; 2 — воздухопровод; 3 — вентиляционное окно; 4 — дополнительный отсос;
5 — уплотнительный клапан
объемы укрытия должны быть оптимальными (завышенные объемы
требуют повышенного отсоса пылевоздушной смеси, а малый объем
снижает эффективность аспирации и способствует пылевыделению
вследствие больших скоростей движения в них воздуха); укрытия
конструкции должны быть просторными и обеспечивать свободный
доступ к рабочим местам оборудования.
На практике обычно используют типовые укрытия оборудова-
ния, разработанные институтами ВНИИнеруд, НИПИОТстром,
ВНИИБТГ. Пример типового укрытия для роторной дробилки
приведен на рис. 8.4. Это укрытие объемного типа. Внутри укры-
тия установлены полки—гасители скорости материала и воздушного
потока. Пыль отсасывается через вентиляционные окна по двум
боковым воздуховодам. Места прохода материала и ленты кон-
вейера перекрыты гибкой шторкой.
Пылеотсасывающая вентиляция-аспирация должна обеспечи-
вать поддержание в укрытиях некоторого разрежения, значение
которого является определяющей для предупреждения выброса
пыли.
На основе опыта установлены минимальные значения разре-
жения в укрытиях дробилок: щековых — 2,0 Па; конусных —
1,5 Па; валковых — 1,0 Па и молотковых — 3 Па (Калмыков А. В.
Обеспыливание дробильных цехов. М.: Недра. 1976 г.).
8.7.	Объемы аспирируемого воздуха
Дробилка
Объем аспирируе-
мого воздуха, м’/ч
Щековые дробилки типа ШДП:
узел вагрузки
узел выгрувкн
Конусные дробилки типа КСД и КМД:
узел вагрузки
узел выгрузки
Роторные дробилки типа ДРК и ДРС — увел выгрузки
1000—4200
5 000—10 000
800—4 200
5 000—9 700
6 600—9 000
310
Обеспечение требуемого уровня разрежения достигается пыле-
отсасывающей вентиляцией, объемы которой зависят от вида
оборудования, формы и типа укрытий, характера готового про-
дукта и др. и определяются по специальным методикам. Ориенти-
рованные значения объемов аспирируемого воздуха в зависимости
от типа дробильного оборудования приведены ниже (табл. 8.7)
по данным Союзгипронеруда (Общесоюзные нормы технологиче-
ского проектирования предприятий нерудных строительных ма-
териалов. Л.: Стройиздат, 1988).
Чтобы работа технологического оборудования была невоз-
можна без действия аспирационных установок, предусмотрена
блокировка электроприводов аспирационного оборудования с
технологическим и пуск ее с опережением до 3 миц.
Для эффективного пылеподавления в тех случаях, когда поз-
воляет технологический процесс, широко используют гидро-
и парообеспыливание, благодаря которому с помощью распылен-
ной воды и пароводяного тумана увлажняется материал и подав-
ляется пылевое облако. Увлажнение изверженных пород на 8—
10% и осадочных на 4—6% практически сводит к минимуму вы-
деления пыли. Союзгипронеруд рекомендует следующее распреде-
ление воды по отдельным технологическим циклам производства
щебня, %:
Предварительное увлажнение перед поступлением в процесс............ 10
Первичное дробление:
в приемном бункере............................................  15
в корпусе первичного дробления ................................ 15
Вторичное и третичное дробление .................................   20
Сортирование ...................................................... 20
Перегрузка и склады................................................ 20
8.4.	Гранулометрический состав готового продукта
дробления
Для расчета технологических схем, подбора соответствующего
дробильного оборудования и настройки режима его работы важ-
нейшим исходным данным является зерновой состав готового
продукта. Отмечалось, что физико-механические свойства дроби-
мой породы влияют на результаты процесса дробления.
На графиках (рис. 8.5) приведены типовые характеристики про-
дукта дробления. По оси ординат отложено процентное содержа-
ние материала крупнее данного размера, по оси абцисс относи-
тельная крупность зерен материала в долях максимальной ширины
выходной щели (d/b).
Фактические кривые зернового состава могут отличаться от
приведенных типовых. Поэтому зерновой состав готового про-
дукта конкретной дробилки определяют, как правило, экспери-
311
CO
сл
2
о
о
Я
о
ж
ю
и
о
V
£ ®
55!
ц в
•— фь СО
СП	СО
СП	СИ	О
8.9. Зерновой состав готового продукта щековых дробилок
СО СО	Показатель	Дробилки со сложным движением щеки				Дробилки с простым движением щеки		
		ЩДС-1-2,5 X 9,0 (СМД-108)	ЩДС-1-4Х9 (СМД-109)	ЩДС-П-6Х9 (СМД-110)	ЩД С-11-1,6 X 2,5. (СМД-115)	ЩДП-9Х12 (СМД-111)	ЩДП-12Х 16 (СМД-118)	ч ЩДП-15Х21 (СМД-117)
	Размеры приемного отверстия, мм Порода Крупность исход- ного куска, мм, не более Выходная щель, мм Частные остатки, %, на сите с от- верстиями размера- ми, мм: <5 5 10	250X900 Базаль 180 20	40	60 26,8	6,1	3,0 25,6	6,1	3,4 38,0	14,2	7,1	400X900 т (асж = 210-=-28 300 40	60	90 7,9	3,0	1,0 10,7	3,7	0,9 21,3	7,4	2,9	600 X 900 0 МПа) 500 75	100	125	140 11,6	5,8	4,5	4,0 7,8	4,2	4,0	3,6 12,9	8,5	6,3	5,4	175X250 Металлур- гический известняк (°гс>»=:80~- 150 МПа) 140 20	45 30,11 2,6 22,23 2,7 43,77 7,94	900Х 1200 Грани- тогнейс (асж~ =200 МПа) 750 130 19,8	1200Х X 1500 Гранит (°сж= = 140-;- 210 МПа) 1000 150 11,37	1500X 2100 Магнетито- вая руда (°сж=804- 120 МПа) 1300 ' 180 18,72
09
Продолжение табл, 8.9
	Дробилка зо сложным движением щеки												Дробилка з простым движением щеки		
Показатель	ЩДС-1-2.БХ9.0 (СМД-108)			ЩДС-1-4Х9 (СМД-109)			 ЩДС-П-6Х9 (СМ.Д-1Ш)				ЩДС-П-1,6X2.6 (СМД-116)		ЩДП-9Х12 (СМД-111)	ЩДП-12Х1Б (СМД-И8)	ЩДП-1БХ21 (СМД-117)
20	8,0	22,4	8,6	24,0	10,0	2,2	11,0	8,5	6,3	5,6	3,67	18,00	12,6	7,9	10,70
30	1,6	29,0	8,9	25,5	10,3	6,0	12,0	9,0	6,0	5,4	0,22	41,00	—	—	—
40	—	14,2	16,0	'8,4	16,4	6,0	11,3	10,0	6,4	5,5	—	20,75	9,4	10,55	12,41
50	—	8,0	17,3	2,0	24,3	9,5	13,8	10,0	7,5	5,6	—	6,96	—		—
60	—	—	20,3	0,2	13,8	11,5	10,1	11,5	8,0	5,4	—	—	—				
70	—	—	10,9	—	11,1	29,0	9,5	18,5	18,0	13,5	—	—	17,9	21,82	21,66
80	—	—	4,1	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
90	—	—	—	1 —	—	20,9	—	11,5	18,5	17,5	—	—	— '	—		
100													23,5	25,62	11,20
ПО	—	—	—	—	—	6,1	—	2,5	7,5	10,3	—	—	—	—		
120	—	—	—	—	—	4,0	—	—	4,7	7,9	—	—	—	—	—
130					—				2,3	5,3	—	—	4,2	—	—
140	—	—	—	—	—	—	—	—	—	3,3	—		—	—	—
150	—	—	—	—	—	—	—	—	—	1,7	—	—	3,6	12,73	8,52
200													—	9,93	9,25
250	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	7,54
8.10. Зерновой состав готового продукта роторных дробилок. Дробилки среднего и мелкого дробления
Показатели	ДРС 10X10 (СМД-75)	ДРС 12X12 (СМД-94)
Порода	Известняк Ковровского карьера (осж до 70 МПа)				Известняк Малиновского карьера (oCJK до 100 МПа)										
Крупность исходного куска, мм, не более		250								500					
Окружная скорость, м/с	50		32,8			48			38,5			30,3		21,4	
Выходная щель St и S2, мм	5 и 5	50 и 50	5 и 5	50 и 50	10 и 10	10 и 125	250 и 125	10 и 10	10 и 125	250 и 125	10 и 10	10 и 125	250 и 125	10 и 10	250 и 125 ‘
Частные остатки, %, на ситах с отверстия- ми размерами, мм: <5	79	52,0	52,0	36,0	48,0	41,0	19,0	44,0	35,0	13,0	32,0	21,0	20,0	25,0	10,0
5	14,0	15,0	17,0	15,0	17,0	19,0	8,0	15,0	14.0	6,0	16,0	9,0	7,0	10,0	5,0
10	6,0	18,0	21,5	29,0	22,0	22,0	12,0	21,0	19,0	9,0	19,0	14,0	11,0	12,0	9,0
20	1,0	13,0	9,5	15,0	12,0	16,0	18,0	17,0	25,0	14,0	22,0	24,0	18,0	21,0	15,0
40	—	2,0	—	5,0	1,0	2,0	15,0	3,0	7,0	16,0	9,0	19,0	17,0	21,0	18,0
70	—	—	—	—	—	—	13,0	—	—	10,0	2,0	10,0	13,0	9,0	16,0
100	—	—	—	—	—	—	15,0	—	—	15,0	—	3,0	13,0	2,0	17,0
150	—	—	—	—	—	—	—	—	—	11,0	—	1,0	—	—	10,0
200 Сл> СЛ	—	—	—	—	—	—	—	—	—	6,0	—	—	—	—	
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Бауман В. А., Клушанцев Б. В., Мартынов В. Д. Механическое оборудо-
вание предприятий строительный материалов, изделий н конструкций. М.: Ма-
шиностроение, 1981. 323 с.
2.	Дроздов Н.Е. Эксплуатация, ремонт и испытания оборудования предприя-
тий строительный материалов. М.: Высшая школа, 1979. 312 с.
3.	Дуда В. Г. Цемент. М.: Стройиздат, 1981. 464 с.
4.	Загудаев А. И., Косарев А. И., Овчаренко Н. С. Исследование нагрузок
в щековых дробилках//Тр. ВНИИстройдормаша. 1987. № 109. С. 75—78.
5.	Загудаев А. И., Ревзин Г. А. Влияние жесткости щековой дробилки на
ее технико-экономические показатели//Тр. ВНИИстройдормаша. 1984. № 99.
С. 13—19.
6.	Исследование нагрузок на эксцентриковый вал щековой дробилки со
сложным движением подвижной щеки/А. И. Косарев, Н. С. Овчаренко, Г. А. Спе-
ранский, А. П. Арбузов//Тр. ВНИИстройдормаша. 1977. № 77. С. 18—21.
7.	Клушанцев Б. В. Валковые дробилки. Их параметры и метод расчета мощ-
ности//Строительные и дорожные машины. 1982. № 8. С. 23—24.
8.	Клушанцев Б. В. О некоторых особенностях кинематически® схем и кон-
струкции щековых и конусных дробилок//Тр. ВНИИстройдормаша. М.: 1977.
Вып. 77. С. 3—13.
9.	Клушанцев Б. В. Расчет производительности щековых и конусных дро-
билок//Строительные и дорожные машины. 1977. № 6. с. 13—15.
10.	Клушанцев Б. В. Состояние и перспективы развития отечественного и
зарубежного дробильно-сортировочного оборудования. М.: ЦНИИТЭстроймаш,
1979. 58 с.
И. Клушанцев Б. В., Косарев А. И. Пути повышения надежности дроби-
лок ударного действия. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1980. 45 с.
12.	Клушанцев Б. В., Париенко Ю. В. К анализу кинематики щековых дро-
билок со сложным движением щеки//Тр. ВНИИстройдормаша. М.: 1984. № 99.
С. 3—7.
13.	Косарев А. И., Овчаренко Н. В. Энергетические потери в щековых дро-
билках7/Тр. ВНИИстройдормаша. 1977. '№ 77. с. 21—25.
14.	Косарев А. И., Силенок Д. С. Молотковые дробилки для промышленности
строительных материалов. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1979. 40 с.
15.	Косарев А. И., Стрельцов В. А. Опыт эксплуатации роторных дробилок
и пути совершенствования их конструкции М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1978. 36 с.
16.	Курилов В. Я., Логак Л. И. Предохранительное устройство щековых
дробилок нового поколеяия//Строительные и дорожные машины. 1988. № 10,
С. 15—16.
17.	Муйземнек Ю. А. О конструкции эксцентрикового узла конусных дро-
билок с консольным валом//Исследование рабочих параметров и совершенство-
вание конструкций дробилок, мельниц и грохотов, выпускаемых Уралмашзаво-
дом. М.: ВНИИметмал, 1978. С. 62—78.
18.	РегирерЛ. Е., Степин С. И. Современные электроприводы дробилок удар-
е дейст" ’ ,. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1981. 56 с.
316
19.	Родин Р. А. О причинах и условиях образования верен лещадной формы//
Тр. ВНИИстройдормаша. 1980. № 87. С. 65—72.
20.	Родин Р. А. О работе, расходуемой иа дробление горных пород//Гор-
ный журнал. 1987. № 6. С. 84—89.
21.	Родин Р. А. Разрушение горных пород при дроблений//ВНИПИИстром-
сырье. М.: 1980. С. 20—31.
22.	Санитарная очистка и уборка населённых мест/А. Н. Мирный, Д. М. Бень-
ямовский, Е. М. Укреев и др. Справочник. М.: Стройивдат, 1985. 246 с.
23.	Справочник по обогащению руд: Подготовительные процессы. М.: Недра,
1982. 366 с.
24.	Сперанский Г. А., Гольдни Ю. М., Коновалов Б. И. Анализ напряжеиио-
деформироваииого состояния стаиииы щековой дробилки методом конечных эле-
меитов//Тр. ВНИИстройдормаш, М.: 1984, № 99. С. 8—12.
25.	Троп А. Е., Козин В. 3., Прокофьев Е. В. Автоматическое управление
технологическими процессами обогатительных фабрик. М.: Недра, 1986. 304 с.
26.	Чулков В. В., Розанов Е. К. Дробильно-сушильные установки для це-
ментного производства. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1979 . 39 с.
27.	Шубов Л. Я., Ройзман В. Я., Дуденков С. В. Обогащение твердых быто-
вых. М.: Недра, 1987. 238 с.