Различают крупное, среднее, мелкое и тонкое дробление. Крупным дроблением называется измельчение на куски размером 70—300 мм; средним дроблением—на куски 20—70 мм; мелким — на куски 1—20 мм и тонким (помол)—до размеров в долях миллиметра.

Дробление ведется в несколько приемов (стадий) с постепенным уменьшением размеров кусков. Различают дробление одно-стадийное, двухстадийное и т. д.

В соответствии с этим дробильные машины условно подразделяют «а дробилки крупного (первичного) дробления, среднего (вторичного) и мелкого дробления.
В зависимости от назначения и физико-механических свойств дробильных пород применяемые в строительном производстве дробилки подразделяются на щековые (челюстные), конусные, валковые, молотковые и роторные (рис. 182, а—е). Для тонкого измельчения применяют различного типа мельницы: шаровые, стержневые, вибрационные и бегуны (рис. 182, ж—и).

Рис. 182. Схемы дробильных машин:
а — щековая дробилка с простым качанием; б — щековая дробилка со сложным качанием; в — конусная дробилка с крутым конусом; г — конусная дробилка с пологим конусом; д — молотковая дробилка с шарнирно закрепленными молотками; е — валковая дробилка; ж — шаровая мельница; з — бегуны; и — вибрационная мельница

Щековые дробилки

Процесс дробления материала в щековых дробилках осуществляется между двумя дробящими плитами, прикрепленными к неподвижной и качающейся щекам дробилки. Разрушение дробимого материала происходит при периодическом нажатиигна него качающейся щеки.

Щековые дробилки по принципу действия делят на дробилки с простым, сложным и комбинированным движением подвижной щеки. Первые дробят материал в основном методом сжатия и частично за счет изгиба; их применяют главным образом для первичного, крупного дробления. Дробилки со сложным движением щеки дробят материал методом сжатия в сочетании с истиранием и скалыванием; их применяют преимущественно для среднего и мелкого дробления.

Первая щековая дробилка была изобретена в начале второй половины прошлого столетия. Принципиальная схема, известная под названием двухрычажной дробилки с простым движением щеки, применяется при конструировании щековых дробилок и до настоящего времени. Широкое распространение щековых дробилок такого типа объясняется простотой их конструкции и высокой надежностью в работе.

Щековая дробилка с простым движением щеки показана на рис. 183. Рабочим органом дробилки являются неподвижная и подвижная дробящие плиты, укрепленные соответственно на стенке станины и качающейся щеке, которая смонтирована на оси. Дробящие плиты в нижней части имеют криволинейную форму и образуют зону с параллельными поверхностями, которая обеспечивает выдачу более равномерного щебня.

Подвижная щека и передняя стенка станины образуют камеру дробления. Расстояние между дробящими плитами в нижней части камеры дробления называется выходной (разгрузочной) щелью; ширина ее регулируется специальным регулирующим механизмом во всех дробилках, кроме крупных, где этого не требуется по условиям дробления. Качание подвижной щеки осуществляется при помощи шарнирно-рычажного механизма, состоящего из эксцентрикового вала 6, шатуна и двух распорных плит. По концам эксцентрикового вала смонтированы маховики, один из которых служит ведущим шкивом. Боковые стенки станины дробилки футеруются в рабочей зоне стальными плитами в виде клиньев.

Поддержание элементов системы в положении, необходимом для обеспечения заданной кинематики движения всех элементов дробилки, обеспечивается тягой и пружиной.

В кинематическую цепь привода дробилки входят две муфты, включаемые и выключаемые при помощи гидропривода. Жидкость в муфты подается по трубкам. При попадании в дробилку недробимых предметов происходит проскальзывание муфт, и детали дробилки таким образом предохраняются от поломки. Кроме того, фрикционные муфты дают возможность пускать дробилку с поочередным включением движущихся масс — шкива, подвижной щеки и маховика.

Рис. 183. Щековая дробилка с простым движением щеки

В дробилках предусмотрена жидкая циркуляционная смазка для коренных подшипников главного вала и шатуна.

При холостом ходе щеки часть энергии расходуется на преодоление вредных сопротивлений, а избыточная часть поглощается маховиками, т. е. превращается в кинетическую энергию. При рабочем ходе маховики отдают эту накопленную энергию, помогая двигателю преодолевать сопротивление камня дроблению.

Экспериментальные исследования показали, что разрушение камня в щековой дробилке происходит главным образом в результате растягивающих напряжений, возникающих при действии на камень двух сосредоточенных нагрузок.

Рис. 1. Щековая дробилка со сложным движением щеки

Щековая дробилка с однорычажным механизмом и сложным движением щеки показана на рис. 1. Дробилка состоит из станины, эксцентрикового вала с клиноременным шкивом, маховика, подвижной щеки; неподвижной щеки распорной плиты, боковых клиньев, узла регулирования ширины разгрузочной щели 9 и тяги с оттяжной пружиной. Подвижная щека совершает сложные движения относительно оси подвеса. При этом каждая точка щеки описывает траекторию по овалу; в верхней части щеки эти овалы по форме приближаются к окружности, а в нижней они имеют форму сильно вытянутых эллипсов. Такое движение щеки ускоряет продвижение материала вниз в сторону разгрузки и тем самым способствует повышению производительности дробилки на 20—30% по сравнению с дробилками с простым движением.

Основные параметры щековых дробилок — ширина и длина загрузочного отверстия. Первый из них ограничивает наибольший размер загружаемого камня (он не должен превышать 0,9 ширины отверстия), второй в значительной мере определяет производительность дробилки.

Ширина разгрузочного отверстия (при наибольшем удалении подвижной щеки от неподвижной) определяет в основном зерновой состав готового -продукта. Для предварительных расчетов пользуются графиками (рис. 2), составленными на основе экспериментальных данных. По оси ординат графика откладываются размеры кусков готового продукта, по оси абсцисс — их процентное содержание. Каждый из лучей на графике соответствует определенной ширине загрузочного отверстия.

Дробящие плиты изготовляют из износоустойчивого материала — литой марганцовистой стали с содержанием марганца до 10—16%. Рабочая поверхность дробящих плит имеет вертикальное рифление; противолежащие плиты расположены в дробилке так, чтобы выступы рифления одной плиты приходились против впадин другой. Благодаря этому разрушение камня происходит в значительной мере под действием изгиба, которому горные породы сопротивляются слабо. В поперечном сечении рифли имеют вид треугольника со скругленной вершиной.

Дробящие плиты обычно симметричны относительно гори-зойтальной оси; это позволяет переставлять плиту нижней, более быстро изнашивающейся частью вверх. Изношенные дробящие плиты восстанавливают наплавкой твердыми сплавами.

Распорные плиты в дробилках малого и среднего размера предупреждают опасные перенапряжения и поломку дорогих деталей при случайном попадании недробимых тел.

Тяга с оттяжной пружиной обеспечивает требуемый для открытия разгрузочного отверстия отход подвижной щеки и вместе с тем стягивает всю систему шарниров, подвижной щеки и распорных плит с регулировочным механизмом и задней стенкой, предотвращая выпадение распорной плиты.

Главный вал преобразует вращательное движение в качание шатуна (у дробилок с простым качанием) или подвижной щеки (у дробилок со сложным качанием). Вал испытывает значительные ударные нагрузки; он выполняется из легированной стали (обычно хромоникелевой) и подвергается термической обработке.

Рис. 2. График гранулометрического состава продукта дробления

Станины дробилок выполняют цельными (стального или чугунного литья), сборными на болтах или сварными.

Шарнирно-рычажный механизм, положенный в основу конструкции щековых дробилок, чрезвычайно выгоден в механическом отношении, так как дает возможность получить огромные раздавливающие силы (в крупных дробилках свыше 1000 тс), превосходящие во много раз окружные усилия на главном валу дробилки.

Дробилки с простым движением щеки имеют небольшую вертикальную составляющую хода сжатия, поэтому дробящие плиты у них служат в 4—5 раз дольше, чем у дробилок со сложным движением, где величина этого хода значительно больше. В этом заключается преимущество кинематической схемы дробилок с простым движением щеки. Другим достоинством этих дробилок является обеспечение большого выигрыша в силе верхней части зева, что очень важно при дроблении кусков горной массы больших размеров и высокой прочности.

Недостатком такого типа дробилок является малая величина хода сжатия в верхней части загрузочного отверстия, между тем как ход сжатия должен быть тем больше, чем крупнее кусок дробимого материала. В дробилках с простым движением щеки усилие, действующее по распорным плитам, примерно в 15 раз больше, чем усилие по шатуну, вследствие чего создаются невыгодные условия надежного захвата и дробления материала в верхней части загрузочного отверстия.

Дробилки со сложным движением щеки конструктивно проще дробилок с простым движением щеки; кроме того, они имеют меньшие габариты и менее металлоемки. Однако вследствие большой вертикальной составляющей хода в нижней части зева этих дробилок происходит интенсивное истирание камня, что при дроблении прочного и абразивного материала приводит к более интенсивному износу дробящих плит.

В СССР типажем на щековые дробилки с простым движением щеки предусмотрены следующие типоразмеры: 400 X 600, 600 X 900, 900 X 1200, 1200 X 1500, 1500 X 2100 и 2100 X 2500 мм.

Пределом для дробилок со сложным движением щеки принято считать размер зева 1000 X 1200 мм. Однако имеются дробилки с размером зева 1400 X 1800 мм (Швеция).

Типажем на щековые дробилки со сложным движением щеки предусмотрены следующие типоразмеры: 160 X 250, 250 X 400, 400 X 600, 600 X 900, 900 X 1200, 1200 X 1500 мм.

За последнее время появились различные конструкции дробилок с двумя; подвижными щеками, каждая из которых имеет сложное движение. Эти дробилки сочетают преимущества обычных дробилок со сложным движением щеки—компактность и высокую производительность — с основным достоинством дробилок с простым движением — малой степенью износа дробящих плит. Удельная производительность их выше, чем у обычных дробилок со сложным движением щеки, а металлоемкость ниже.

Ведутся также значительные работы по модернизации щековых дробилок.

Рис. 3. Схемы к расчету производительности щековой дробилки

Эти усовершенствования предусматривают увеличение глубины, камеры дробления, замену прямолинейных дробящих плит плитами криволинейными с безболтовым их креплением, регулирование и поддержание в заданных пределах разгрузочной щели, применение на главном эксцентриковом валу подшипников качения вместо подшипников скольжения, увеличение числа качаний щеки и повышение жесткости станин, а также усовершенствование .привода дробилок.

Степень измельчения у щековых дробилок с шарнирно-рычажным механизмом движения подвижной щеки находится в пределах от 4 : 1 до 7: 1. Соотношение между шириной и длиной загрузочного отверстия равно примерно 1,6:1. Относительный износ дробящих плит по весу ориентировочно составляет 50— 100 г ,на 1 т продукта дробления. Удельную производительность современных щековых дробилок можно приближенно принимать в пределах 1,5—2,2 мг\ч на 1 г веса машины и удельный расход мощности — 0,33—1,1 кет (0,45—1,5 л. с.) на 1 м3 часовой производительности при дроблении первичными дробилками мятких пород и 0,75—1,85 кет (1—2,5 л. с.) на 1 м3/ч при дроблении твердых пород.

Производительность и мощность двигателей щековых дробилок. Оптимальная работа щековых дробилок зависит от ряда конструктивных параметров, к числу которых относятся угол захвата (угол между дробящими плитами), геометрическая форма загрузочного отверстия дробилки, величина хода подвижной щеки.

Процесс дробления будет протекать нормально при условии, что дробимый камень при нажатии на него щек дробилки не выталкивается из камеры дробления. Это зависит от величины угла захвата а.

Выбор типоразмера дробилки определяется по требуемой производительности и максимальному размеру загружаемых кусков материала, подлежащих дроблению.

Потребная мощность двигателя дробилки зависит от физико-механических свойств дробимого материала и его объема, формы, размеров кусков и степени измельчения, а также формы, величины и степени изношенности рифлей дробящих плит.

Конусные дробилки

В конусных дробилках дробление камня происходит в пространстве, ограниченном поверхностями усеченных конусов — наружного неподвижного и внутреннего подвижного.

Вращение подвижного конуса осуществляется при помощи специального эксцентрикового подшипника, в котором установлен хвостовик вала подвижного конуса под углом 2—4° к геометрической оси дробилки. Эксцентрик получает вращение от привода дробилки. Образующие конусов при этом периодически сближаются и удаляются друг от друга. При сближении конусов происходит дробление кусков материала за счет раздавливания, отчасти с изгибом и истиранием, а при удалении конусов раздробленный материал погружается под действием собственного веса. Процесс дробления и разгрузка готового продукта происходит непрерывно.

Конусные дробилки в зависимости от назначения и характера процесса дробления подразделяют на дробилки с крутым конусом (с малым углом конусности), предназначаемые для крупного и среднего дробления, и дробилки с пологим конусом для среднего и мелкого дробления.

Основное конструктивное отличие между ними заключается в том, что у дробилок первой группы внешний неподвижный конус расширяется кверху, благодаря чему обеспечивается возможность захвата дробилкой крупных кусков материала. У дробилок второй группы внешний неподвижный конус сужается кверху, так как у них отсутствует необходимость в большом загрузочном отверстии.

Рис. 4. Схемы конусных дробилок: а — с крутым конусом; б — с пологим конусом

Конусные дробилки, так же как и щековые, применяют для дробления горных пород средней и большой крепости.

Конструктивная схема дробилки с крутым конусом показана на рис. 4, а. Дробящий конус заклинен на валу, подвешенном в центре траверсы. Конус имеет облицовку из марганцовистой стали. Верхняя часть неподвижного конуса также футеруется плитами из марганцовистой стали.

Верхняя подвеска вала состоит из кольца и эксцентриковой втулки с конусной внутренней поверхностью. Нижний конец вала дробящего конуса входит в отверстие втулки эксцентрично относительно геометрической оси дробилки. При такой установке вал дробящего конуса описывает коническую поверхность, вершина которой совпадает с точкой подвеса вала на траверсе.

Эксцентриковая втулка вращается в нижнем подшипнике корпуса дробилки, опираясь, кроме того, на подпятник. Вращение передается втулке посредством конической передачи.

Выгрузка дробленого продукта происходит по отводящему лотку или непосредственно вниз. По этому признаку ее называют соответственно боковой или центральной разгрузкой.

Рис. 5. Конусная дробилка с пологим дробящим конусом

Современные конструкции конусных дробилок изготовляют с гидравлическим регулированием выходной щели и гидравлическими амортизаторами. Их оборудуют также автоматической системой отключения двигателя при попадании в нее недробящихся предметов или из-за ее перегрузки. Автоматика обеспечивает также оптическую и акустическую систему наблюдения за работой дробилки.

Конструкция дробилки с пологим дробящим конусом, наиболее широко используемая в строительстве, показана на рис. 5. Корпус дробилки выполнен в форме цилиндра, заодно с которым отлита чаша для опоры консольного вала. Сверху на корпусе укреплено установочное кольцо с внутренней резьбой, при помощи которой в корпус ввинчивается неподвижный конус и регулируется величина необходимого отверстия между конусами. Ввертывание или вывертывание неподвижного конуса осуществляется специальным механизмом поворота.

В последних конструкциях для регулирования размера выходящего из дробилки щебня, а также для предохранения дробилки от поломок при попадании недробимых кусков используется гидравлическая система, нагнетающая масло под нижнюю часть главной оси, которая вместе с дробящим конусом может подниматься или опускаться.

Подвижной конус опирается сферической пятой на подпятник. В конус запрессован вал, входящий своей конусной цапфой в эксцентрическую расточку втулки 6. Втулка эта получает вращение от электродвигателя через коническую передачу. При этом ось дробящего конуса описывает коническую поверхность с углом при вершине 4—5°.

Основной параметр дробилок с пологим дробящим конусом — диаметр основания подвижного конуса. В СССР выпускаются дробилки этого типа с диаметром конуса от 600 до 2100 мм.

Процесс дробления в конусных дробилках по сравнению со щековыми протекает более спокойно; они меньше потребляют энергии и выдают более равномерный по крупности щебень. Их недостатки — большая высота, усложняющая загрузку камня; больший вес и относительно сложная конструкция.

Важное значение в конструкции дробилок имеет система смазки, обеспечивающая, кроме смазки трущихся частей, отвод от них тепла. В дробилках обычно применяют принудительную циркуляционную смазку. Жидкая смазка в подшипники щековых и конусных дробилок подается принудительно, при помощи специальной станции -смазки. Пуск дробилок осуществляется лишь после включения этих станций и установившейся нормальной циркуляции масла. Работа системы централизованной смазки сводится к поддержанию заданного уровня масла в сливной магистрали и температуры масла, поступающего в подшипники.

Степень измельчения у дробилок с крутым конусом составляет от 6: 1 до 20: 1. Удельная производительность составляет примерно от 1 до 3 м3/ч на 1 т веса машины, удельный расход мощности — от 0,37 до 1,6 кет (от 0,5 до 2,2 л. с.) на 1 м3/ч производительности. Примерный износ дробящих плит по весу составляет 20—70 г на 1 г дробленой породы.

У дробилок с пологим конусом степень измельчения достигает 12: 1; удельная производительность — в пределах 2—5 мг/ч на 1 г веса машины; удельный расход мощности — 0,26—0,66 кет (0,35—0,9 л. с.) на 1 мг\ч производительности. Износ дробящих плит по весу составляет примерно 10—15 г на 1 т дробленой породы.

Рис. 6. Схема к расчету производительности конусной дробилки: а — с крутым конусом; б — с пологим конусом

Валковые дробилки

Процесс дробления в валковых дробилках происходит между двумя параллельно расположенными цилиндрическими валками, вращающимися навстречу друг другу. Материал поступает в дробилку сверху, попадает в пространство между валками и подвергается дроблению раздавливанием и отчасти истиранием.

Валковая дробилка (рис. 7) состоит из рамы, на которой смонтированы в роликоподшипниках два рабочих вала с насаженными на них сменными дробящими валками, отлитыми из марганцовистой стали, и приводного вала. Вращение от приводного вала передается первому рабочему валку через пару зубчатых колес. Вращение второму валку передается от первого через вторую пару зубчатых колес, насаженных на рабочие валы.

Смещение рабочих валов при установке размера щели между валками достигается передвижением подшипников одного из валков, положение которых фиксируется с одной стороны распорками, а с другой — мощными пружинами с регулируемым натягом. Пружины предохраняют дробилку от поломок, давая возможность расширения щели между валками и пропуска ими недробимого предмета.

Рис. 7. Валковая дробилка

Валки применяют гладкие, рифленые или один рифленый, а другой гладкий. При установке рифленых валков в дробилку можно загружать более крупные камни.

Валковые дробилки применяют для мелкого и среднего дробления материалов различной крепости.

Молотковые дробилки

Принцип действия молотковых дробилок состоит в том, что материал, загружаемый в дробилку, разбивается быстро вращающимися молотками или билами и по достижении определенного размера проваливается через колосниковую решетку.

Молотковая однороторная дробилка имеет молотки, шарнирно прикрепленные к вращающемуся ротору (вал с дисками и молотками). Размер и форму молотков подбирают в зависимости от крупности загружаемого материала и его структуры. Для крупного дробления применяют небольшое число тяжелых молотков, для мелкого — значительное количество легких молотков. В зависимости от размеров дробилки, желаемой тонкости помола и свойств дробимого материала окружная скорость молотков ротора колеблется от 25 до 55 м/сек.

Молотковые дробилки с шарнирно подвешенными молотками применяют как для первичного дробления рядового материала до крупности 25—35 мм, так и для вторичного дробления его до крупности 10 мм; при этом дроблению в них подвергаются почти исключительно хрупкие и мягкие породы (шлак, мел, известь). Производительность молотковых дробилок колеблется от 3 до 500 т/ч. Степень измельчения m достигает 12—15. Крупность дробимого материала изменяется за счет увеличения или уменьшения зазоров между колосниковой решеткой и ротором, а также между колосниками решетки.

Рис. 8. Молотковая однороторная дробилка

Наибольший размер загружаемых в дробилку камней—от 100 до 300 мм. При степени измельчения m = 8+12 удельный расход мощности составляет от 0,75 до 2 кет (от 1,4 до 2,7 л. с.) на 1 т/ч.

Роторные дробилки

В последнее время все большее распространение получают роторные дробилки ударного действия с неподвижно прикрепленными к ротору молотками — билами. Они могут быть одноротор-ные и двухроторные.

Основными частями двухроторной дробилки являются корпус с загрузочной воронкой, ротор (один или два) с прикрепленными к нему билами, верхняя колосниковая решетка, нижняя колосниковая решетка и привод.

Так как степень измельчения m в этих дробилках достигает в однороторных 25, а в двухроторных— 50, т. е. во много раз выше, чем в щековых и конусных дробилках, то они могут производить одновременно дробление первой и второй степени, что упрощает технологическую схему дробления и уменьшает расход энергии.

Роторные дробилки пригодны для крупного, среднего и мелкого дробления самых различных материалов, в том числе каменных пород с пределом прочности до 125 Ми/ж2 (1250 кГ/см2) и известняков любой прочности.

Рис. 9. Двухроторная дробилка

По сравнению с щековыми и конусными дробилками вес роторных дробилок на единицу производительности в 4—4,5 раза меньше, установочная мощность электродвигателей в 1,5—2 раза меньше, а стоимость в 3,5—5,5 раза ниже.

Однороторные дробилки применяют для дробления неабразивных материалов и горных пород с пределом прочности на сжатие до 150 Мн/м2 (1500 кГ/см2).

Указания по монтажу и эксплуатации дробилок

Дробилки средней и большой мощности поставляются заводом-изготовителем отдельными монтажными узлами и собираются в цехах дробильных заводов в строгом соответствии с инструкцией завода-изготовителя. Крупные дробилки обычно устанавливают на бетонных фундаментах. Для уменьшения сотрясений и шума между опорами дробилки и бетонным фундаментом укладывают деревянные брусья (твердых пород дерева), поглощающие вибрации дробилки. Вес фундамента рекомендуется брать равным по крайней мере пятикратному весу щековой дробилки, а площадь прилегания станины к фундаменту следует рассчитывать по утроенному весу дробилки. Глубина заложения фундамента должна быть не меньше 1 м и во всяком случае больше глубины промерзания грунта, если фундамент заложен на естественном основании.

При эксплуатации дробильных машин необходимо соблюдение следующих основных правил.

К обслуживанию дробильных машин допускаются только лица, технически подготовленные и сдавшие соответствующие экзамены.

Перед пуском дробилки необходимо удостовериться в надежности крепления основных деталей машины и убедиться в отсутствии дробимого материала в камере дробления; в работу можно включить дробилку только со свободной камерой дробления.

После пуска дробилка должна проработать вхолостую до достижения номинального числа оборотов приводного вала и на нормальном режиме в течение 3—4 мин. Только после этого можно начинать загрузку материала в дробящую камеру.

Остановка дробилки может производиться только после прекращения поступления дробимого материала в приемное отверстие дробилки и после полного окончания процесса дробления.

После остановки дробилки ее необходимо осмотреть, проверить смазочные устройства и очистить от накопившейся пыли.

Периодически необходимо проверять ширину разгрузочной щели машины во избежание получения недоброкачественного продукта.

Особое внимание при эксплуатации машин следует обращать на систему смазки. Для смазывания трущихся частей должны применяться сорта масел, рекомендуемые инструкцией завода-изготовителя.

Дробильные машины должны подвергаться техническому осмотру с целью проверки состояния машины, выявления и ликвидации неисправностей, предупреждения аварии машины.

Дробильные машины предназначены для измельчения горных пород с целью получения нерудных строительных материалов (гравия, шебня) требуемых размеров, идущих на изготовление цементобетонных и асфальтобетонных конструкций, а также балластных слоев. Исходный материал в дробильных машинах разрушается под воздействием внешних механических сил: раздавливания, раскалывания, удара, излома и истирания. В зависимости от крупности кусков переработанной породы различают дробление крупное, среднее и мелкое. Для получения товарного размера материала (до 20, 40, 70 мм) дробление обычно осуществляется в несколько стадий, подразделяемых на первичную, вторичную и окончательную. При крупном (первичном) дроблении максимальный размер кусков продукта дробления dmax составляет 200—250 мм, при среднем (вторичном) — 70— 125 мм, при мелком (окончательном) —20—70 мм.

Крупное и среднее дробление пород высокой и средней “прочности целесообразно выполнять раздавливанием и раскалыванием или ударом, мелкое — истиранием. Хрупкие породы лучше разрушаются ударом, а вязкие й влажные — раздавливанием в сочетании с изгибом и истиранием.

По принципу действия и конструктивным признакам дробильные машины разделяются «а следующие группы.

Щековые дробилки, в которых материал разрушается в пространстве между подвижной и неподвижной щеками (камере дробления) при их периодическом сближении. При отходе подвижной щеки от неподвижной осуществляется разгрузка измельченного материала из камеры дробления под действием собственной силы тяжести. Крупность продукта дробления определяется шириной выходной щели, составляющей 20—250 мм. На рабочих поверхностях щек укреплены сменные рифленые дробящие плиты, изготовленные из износостойкой высокомарганцовистой стали.

Щековые дробилки предназначены для крупного и среднего дробления горных пород высокопрочных, прочных и средней прочности и применяются на первичной и вторичной стадиях дробления. Основной вид нагрузки на материал в этом типе машин — раздавливание, раскалывание и частичное истирание. Вид действующей нагрузки зависит от величины и формы кусков исходного материала, от профиля и шага рифлей дробящих плит.

По характеру траекторий движения подвижной щеки относительно оси ее подвески различают дробилки с простым качанием подвижной, щеки (траектория —дуга окружности) и со сложным (замкнутая эллипсовидная траектория). Движение щеки в обоих типах дробилок осуществляется от эксцентрикового вала. Вращение эксцентриковому валу сообщается от электродвигателя через клиноременную передачу.

Подвижная щека дробилок с простым качанием подвешена шарнирно на неподвижную ось и получает движение от эксцентрикового вала через шатун и распорную плиту. В дробилках со сложным качанием подвижная щека шарнирно подвешена на эксцентриковой части подвижного вала.

Рис. 10. Схемы дробильных машин

Частота качаний подвижной щеки дробилок составляет 125—325 в минуту.

Конусные дробилки (рис. 10,в), дробящими деталями которых являются два конуса — неподвижный наружный и подвижный внутренний, совершающий круговые качания (гирации) относительно неподвижного конуса. При сближении поверхностей конусов происходит разрушение материала в зоне дробления под действием сил раздавливания, излома и частичного истирания; при расхождении — разгрузка измельченного материала. Зоны дробления и разгрузки при перекатывании подвижного конуса по неподвижному смещаются непрерывно. Нижний конец вала подвижного конуса вставлен в эксцентриковую втулку. При вращении эксцентриковой втулки подвижный конус получает качательное движение. Эксцентриковая втулка вращается от электродвигателя через клиноременную и зубчатую коническую передачи. Частота круговых качаний, подвижного конуса составляет 220—350 в минуту. Конусы защищены от абразивного износа сменной футеровкой из износостойкой марганцовистой стали.

Различают конусные дробилки с крутым конусом —для крупного дробления (ККД) и c пологим конусом — для среднего (КОД) и мелкого дробления (КМД). Конусные дробилки могут перерабатывать высокопрочные, прочные, средней прочности породы и применяются на всех стадиях дробления. Наибольший размер загружаемого материала в дробилки КОД составляет 60 — 300 мм, а дробилки КМД — 80—170 мм. Размер выходной щели у дробилок КСД 12—60 мм, у дробилок КМД —5—20 мм.

Валковые дробилки (рис. 10, г) измельчают материал путем раскалывания, раздавливания и истирания в пространстве между вращающимися навстречу друг другу валками. Рабочие поверхности валков выполнены в виде сменных износостойких бандажей с гладкими или рифлеными поверхностями. При гладкой поверхности валков происходит раздавливание и истирание материала, при рифленой —раскалывание. Дробилки предназначены в основном для мелкого дробления материалов средней прочности, а также вязких горных пород, склонных к налипанию, и используются на окончательной стадии дробления.

Крупность продукта дробления зависит от размера выходной щели между валками и типа рабочей поверхности валков. Для приготовления щебня размером до 25 мм обычно используют гладкие валки; для щебня размером 40 мм и более —рифленые валки.

Подшипники одного из валков (или обоих) имеют пружинные опоры 9 и могут перемещаться в горизонтальных направляющих. При попадании в дробилку недробимого предмета размер выходной щели увеличивается за счет смещения подпружиненного валика. Привод валков осуществляется от электродвигателя через щ клиноременную передачу и две пары зубчатых колес. Частота вращения валков составляет 75—120 об/мин.

В молотковых дробилках (рис. 10, д) материал разрушается молотками, шарнирно-подвешенными к ротору, соударением кусков с отбойными плитами и колосниковыми решетками, а также истиранием. Крупность продукта дробления регулируется изменением зазора между окружностью вращения ротора, колосниковой решеткой и отбойной плитой. Дробленый материал разгружается через отверстия колосниковой решетки. Величина щели между колосниками определяет необходимый размер готового продукта. Молотковые дробилки применяют преимущественно для мелкого дробления хрупких и мягких материалов. В них можно загружать куски материала размером до 150—600 мм.

В роторных дробилках (рис. 10, е) измельчение материала осуществляется билами, жестко закрепленными на массивном роторе, и ударом кусков об отражательные плиты.

Необходимая величина выходной щели (пространство между окружностью вращения ротора и нижним концом отражательной плиты) устанавливается с помощью пружинно-регулировочного устройства. Такие дробилки предназначены для крупного, среднего и мелкого дробления пород средней прочности. Роторные дробилки крупного дробления (ДРК) применяют на первичной стадии дробления; среднего и мелкого (ДСР) —на промежуточной и окончательной стадиях. Максимальный размер кусков материала, загружаемых в дробилки ДРК, составляет 400— 1100 мм; в дробилках ДРС — 300—375 мм.

Основными параметрами дробилок являются: для щековых — ширина В и длина L загрузочного отверстия; для-конусных дробилок среднего и мелкого дробления — диаметр основания подвижного конуса; для валковых —диаметр D и длина L валков; для роторных и молотковых — диаметр D и длина L ротора; для всех типов камнедробилок —размер выходной щели, определяющий производительность машины и крупность продукта дробления.

Отечественная промышленность выпускает девять типоразмеров щековых камнедробилок с размерами загрузочного отверстия (BXL) от 160X250 до 1500Х2Ю0 мм, производительностью 2—550 м3/ч; пять типоразмеров конусных дробилок среднего и мелкого дробления с конусами диаметром 600—2200 мм, производительностью 12—580 м3/ч; восемь моделей валковых дробилок с размерами валков от 200X125 до 1500X600 мм, производительностью 2—120 м3/ч; шесть молотковых дробилок с размерами ротора (DXL) от 600X400 до 2000X3000 мм; шесть моделей роторных дробилок с размерами ротора (DXL) от 800X630 до 2000X1600 мм, производительностью 50—370 м3/ч.

—

Машины для дробления камня в зависимости от используемого метода и исполнения подразделяются на следующие три группы:
— работающие по методу раздавливания (сжатия) — щековые, конусные и валковые дробилки;
— работающие по методу раскалывания — ударные дробилки;
— работающие по методу истирания — шаровые и стержневые мельницы, бегуны с тяжелыми катками.

Щековые дробилки применяются для крупного и среднего дробления камней средней и большой твердости. В этих машинах дробление происходит между неподвижной и подвижной щеками и заключается в периодическом прижатии камня подвижной щекой к неподвижной щеке. При отклонении подвижной щеки от неподвижной раздробленный камень постепенно опускается и выходит из дробилки через разгрузочную щель. Размеры кусков продукта дробления регулируются размерами разгрузочной щели. Степень измельчения в щековых дробилках обычно колеблется в пределах от 4 : 1 до 6 : 1.

Существует несколько разновидностей щековых дробилок: с верхним подвесом щеки или с простым качанием щеки, с распорной доской или со сложным качанием щеки, с нижней осью качания и др. Наиболее распространены первые два вида машин.

При верхнем расположении оси подвеса щеки облегчается выгрузка раздробленного материала, но увеличивается выход различного по размерам продукта дробления, так как ширина разгрузочного выходного отверстия в процессе качания подвижной щеки периодически изменяется.

Нижнее расположение оси подвеса позволяет получать более однородный по размерам продукт дробления, так как ширина выходного отверстия постоянна. Однако при этом возможно засорение измельченными частицами нижней части камеры дробления, особенно при дроблении камня повышенной влажности (более 15%).

При простом движении подвижная дробящая щека, подвешенная сверху на неподвижной оси, совершает маятниковое качание, а траектория движения точек этой щеки представляет собой прямые линии или части дуги окружности, равные расстояниям между точками и осью подвеса.

При сложном движении подвижная дробящая щека, подвешенная к эксцентричной части главного вала дробилки, одновременно с качанием перемещается вверх или вниз. В результате траектория движения точек подвижной щеки (см. рис. 13, б) представляет собой замкнутые кривые, в большинстве случаев эллипсы.

Механизм передачи движения от главного вала к подвижной дробящей щеке принят шарнирно-рычажного или роликового типа. Камень для нужд строительства дробят преимущественно в щековых дробилках с шарнирно-рычажным механизмом.

В зависимости от размера загрузочного отверстия щековые дробилки делятся на большие — с шириной загрузочного отверстия более 600 мм, средние — от 400 до 600 мм и малые — до 400 мм.

Щековые дробилки с простым качанием щеки предназначены для первичного дробления горных пород. Машина состоит из станины, подвижной и неподвижной щек, шатуна, распорных плит, главного вала, маховика, привода и масло-системы для густой и жидкой смазки. Загружают дробилку породой через загрузочное отверстие.

Подвижная щека приводится в действие шатунно-рычажным механизмом, состоящим из главного вала с дебалансом, шатуна и распорных плит с замыкающей пружиной.

Обе щеки дробилки армируются съемными дробящими плитами (из марганцовистой стали) с продольными ребрами, расположенными таким образом, что ребро одной плиты находится против впадины другой плиты. Распорные плиты, нижняя часть шатуна и подвижная щека стянуты тягой, шарнирно соединенной с нижним концом подвижной щеки пружиной.

Ширина разгрузочной щели 8 регулируется клином или мерными прокладками, вставленными под вкладыш распорной плиты.

Щековые дробилки со сложным качанием щеки применяются для первичного и вторичного дробления. Эти дробилки без шатунов, а их подвижные щеки верхними частями через подшипники качения установлены на дебалансы главных валов лебедок.

Такая типовая дробилка для вторичного дробления горных пород (С-182Б) состоит из литой стальной станины, неподвижной плиты со съемной дробящей частью, подвижной щеки со съемной дробящей плитой, главного вала привода, двух маховиков, распорной плиты, тяги, пружинного буфера и механизма регулирования ширины разгрузочной щели. Подвижная щека подвешена к дебалансной части главного вала на двух подшипниках качения.

Дробящие плиты — из марганцовистой стали с рифлеными поверхностями, причем выступы подвижной плиты расположены против впадин неподвижной плиты. Распорная (предохранительная) плита отлита из чугуна, что предохраняет щеки от поломки при попадании в дробилку материалов большой крепости.

Пружинный буфер тягой удерживает плиту от выпадания, зажимая ее между подвижной щекой и клиньями. Регулируют ширину разгрузочной щели путем подъема или опускания клина при помощи регулировочного винта. Защитная коробка служит для предотвращения попадания камней между станиной и маховиками, а также от вылетания камней из зева дробилки при ее работе.

Дробилка приводится в действие электродвигателем через клиноре-менную передачу.

Размеры загрузочных отверстий от 400 X 600 до 1500 X 2000 мм. Наибольшие размеры загружаемых кусков породы от 300 до 1300 мм.

Производительность щековых дробилок при средней твердости материалов от 8 до 500 м3/ч.

Конусные дробилки предназначены в основном для вторичного дробления горных пород с пределом прочности при сжатии до 3000 кгс/см2.

В конусных дробилках камень дробится в кольцевом пространстве, образованном двумя усеченными конусами — внешним и внутренним.

В конусных дробилках крупного дробления конусы расположены так, что вершины их находятся на противоположных сторонах внешнего неподвижного конуса — внизу, а внутреннего подвижного — вверху. При этом верхний конец вертикального вала подвешен шарнирно.

В дробилках среднего дробления верхний конец вертикального вала без опоры, что позволяет внешний и внутренний конусы дробилки расположить так, что вершины обоих конусов находятся вверху.

Внешний неподвижный конус конусной дробилки жестко закреплен в верхней части корпуса дробилки, внутренний подвижной корпус установлен на вертикальный вал. Снизу вал свободно входит в стакан дебаланса, размещенного в нижней части корпуса станины. Верхний конец вала без опоры.

Вертикальная геометрическая ось вала подвижного конуса расположена под углом 2—3° к вертикальной оси СО станины дробилки. При вращении стакана нижний конец вертикального вала движется по круговой траектории, а геометрическая ось вала 0’0’ описывает коническую поверхность с вершиной в точке М. При таком движении внутренний конус, установленный сверху вала, как бы катится по внутренней поверхности наружного конуса, то приближаясь, то удаляясь от нее, и дробит камни, зажатые между конусами. Раздробленные куски камня проваливаются в разгрузочную камеру при отклонении внутреннего конуса от наружного. Дробящие поверхности в конусных дробилках в отличие от щековых дробилок имеют не плоскую, а криволинейную (коническую) поверхность. Поэтому в них, помимо сжатия, происходит также изгиб, которому каменные породы сопротивляются слабо. Это облегчает процесс дробления камня.

Загружается дробилка камнем сверху. Дробленная продукция выдается снизу через разгрузочную камеру.

Производительность конусных дробилок от 300 до 170 т/ч. Ширина загрузочного отверстия от 75 до 160 мм, а разгрузочного от 12 — 25 до 20 — 50 мм.

Валковые дробилки предназначены для среднего и мелкого дробления камня средней крепости. Процесс дробления в валковых дробилках заключается в сжатии кусков камня между двумя вращающимися навстречу один другому цилиндрическими валками.

Современные валковые дробилки выпускаются с подвижными опорными подшипниками у одного или обоих валков. Пружины, расположенные позади опорных подшипников, позволяют валкам перемещаться при попадании между ними твердых включений и свободно пропускать их, что предохраняет валки от поломки.

Валковая дробилка СМ-12Б состоит из рамы, двух валков — неподвижного и подвижного, загрузочного бункера, привода со шкивом и маховика. На подвижной и неподвижный валки надеты бандажи Зяб, которые по мере их износа заменяются новыми. Для дробления крупных камней используют бандажи с рифленой поверхностью. Планки служат для регулировки зазора между валками, величина которого фиксируется упором.

Вращение валку передается посредством вала и двух цилиндрических шестерен от электродвигателя через клиноременную передачу и шкив.

Производительность валковых дробилок 20—40 т/ч.

Молотковые дробилки служат для крупного, среднего и мелкого дробления пород средней и слабой прочности — известняка, гипса, сланцев и т. п. Процесс дробления в молотковых дробилках основан на том, что поступающий в дробилку исходный материал разбивается быстро вращающимися молотками. Частично измельченные куски с большой силой отбрасываются на броневые плиты, закрепленные внутри дробилки. Ударяясь об эти плиты, они отскакивают от них и вновь попадают под удары вращающихся молотков. Этот процесс продолжается до тех пор, пока исходный материал не будет измельчен до размеров, соответствующих ширине щелей колосниковой решетки и не просеется через нее в бункер

Молотковые дробилки обеспечивают высокую степень измельчения.

Молотковая однороторная дробилка С-218М представляет собой разъемный сварной корпус, внутри которого вращается ротор, состоящий из трех дисков, закрепленных на валу призматическими шпонками. В дисках имеются два ряда отверстий, расположенных на равных расстояниях по окружности. Через отверстия первого ряда пропущены четыре оси, на которые в промежутках между дисками надеты молотки — по четыре штуки на каждую ось.

Вал ротора вращается в двух роликовых подшипниках, закрепленных в боковых стенках нижней части корпуса дробилки. На концах вала укреплены маховик и приводной шкив.

Колосниковая решетка представляет собой раму, на которой уложены колосники трапецеидального сечения из марганцовистой стали. Размер щелей между колосниками регулируется прокладками.