Курсовая работа: Подбор и расчет щековой дробилки

Характер движения подвижной щеки зависит от кинематических особенностей механизма щековых дробилок. За время применения этих дробилок для переработки различных материалов было предложено большое количество самых разнообразных кинематических схем механизма щековых дробилок. (Рис. 1.1.)

Рис. 1.1. Схема щековых дробилок: а - с простым качанием щеки; б - со сложным качанием щеки; в - с нижней подвеской щеки; г - с гидравлическим приводом

В основном их делят на две большие группы:

· ЩДП - щековая дробилка с простым движением щеки, траектории, движения точек подвижной щеки которой представляют собой прямые линии или части дуги окружности. Основным методом разрушения кусков в ЩДП является раздавливание. (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Щековая дробилка с простым движением щеки

· ЩДС - щековая дробилка со сложным движением щеки, траектория движения точек подвижной щеки представляют собой замкнутые кривые, чаще всего эллипсы. Основным методом разрушения кусков в ЩДС является раздавливание и истирание. (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Устройство щековой дробилки со сложным движением подвижной щеки

· ЩДС-I - щековая дробилка с отношением длины приемного отверстия к его ширине более 1,6.

· ЩДС-II - щековая дробилка со сложным движением щеки и с отношением длины приемного отверстия к его ширине до 1,6.

У каждого из двух основных типов щековых дробилок есть свои достоинства и недостатки. [6]

Дробилка с простым движением подвижной щеки устанавливается на станине, в боковых стенках которой закреплены коренные подшипники эксцентрикового вала. На эксцентричной части вала подвешивается шатун. В нижней части шатуна расположены пазы для установки опорных сухарей распорных плит. При вращении эксцентрикового вала шатун получает качательное движение, которое с помощью распорных плит передается подвижной щеке. Щека получает маятниковое движение с центром в оси подвеса. На щеках закреплены неподвижная и подвижная дробящие плиты.

Ширину выходной щели регулируют путем установки между упором и задней стенкой станины дополнительных прокладок различной толщины, системой клиньев на винтах или заменой задней распорной плиты более длинной или короткой.

Основные модели и технические характеристики щековых дробилок с простым движением щеки представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Преимуществами дробилок с простым качанием щеки являются: возможность дробления высокопрочных пород и сравнительно малый износ дробящих плит. Недостатком - большая металлоемкость по сравнению с дробилками со сложным качанием щеки, а также большая неравномерность получаемой фракции. [2]

Дробилка со сложным движением щеки имеет подвижную щеку особой конструкции. Вследствие эксцентричного закрепления верхнего конца щека имеет сложное движение: у верхней опоры она совершает кругообразные движения, а внизу, у разгрузочного конца,- эллиптические. В результате куски руды подвергаются не только дробящему, но и истирающему действию.

Для регулировки ширины выходной щели применяется устройство с вертикальным регулировочным клином, поднимаемым и опускаемым винтом. Для предотвращения вылета дробимого материала предусмотрен кожух. Предохранительным устройством обычно является сама распорная плита, которая ломается при превышении допустимой нагрузки, предотвращая выход из строя более ответственных и дорогих узлов дробилки.

Дробящее усилие дробилок со сложным движением щеки полностью передается на эксцентрик коленчатого вала, поэтому дробилки этого типа не изготавливаются больших размеров и не используются для крупного дробления. Щековые дробилки типа ЩДС применяют для дробления относительно мелких малоабразивных руд с повышенным содержанием глины и влаги. Ширина приемного отверстия обычно не превышает 600 мм, а выходная щель имеет ширину от 20 до 200 мм. [2]

1.2 Современные модели щековых дробилок и их технические характеристики

В данном разделе представленные некоторые современные модели щековых дробилок.

PEW щековая дробилка.

PEW серия щековых дробилок отличается большим коэффициентом дробления, надежностью в эксплуатации, простым обслуживанием и низкой стоимостью эксплуатации. PEW дробилка - новое поколение камнедробилки, разработанное и произведенное GBM.

Особенности:

· Камера дробления в V-образной формы позволяет большое входное отверстие.

· Подвижные щеки принимает высококачественное стальное литье, и тяжелый эксцентриковый вал принимает кованую заготовку.

· Использование расчёта методом конечных элементов повышает вес тары и надежность.

· Оснащены клиновым регулирующим устройством, позволяющим реализовать автоматический контроль и регулировку. [11]

Технические характеристики моделей дробилок данного вида представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2. Технические характеристики PEW-серии

Щековая дробилка широко используется в различных технологических процессах в горнодобывающей и строительной промышленности, например, дробилка щековая пригодна для дробления гранита, мрамора, базальта, известняка, кварца, булыжника, железной руды, медной руды, и других минералов и горных пород.

Мобильная щековая дробилка.

Портативная мобильная щековая дробилка воплотила в себе многие проектные опыты по выпуску дробильного оборудования, адаптация структуры позволяет улучшать вес и объем комплекса; и делает её легкой для токарной обработки и транспортировки. Как пример установка на базе мобильной щекой дробилки STE 100-65/T на гусеничном ходу. (Рис. 1.3).

Рис. 1.3. Установка на базе мобильной щекой дробилки STE 100-65/T на гусеничном ходу

Особенности:

· Гидравлическое питающее оборудование удобно и надежно.

· Простое управление с оснащением high-tech LCD сенсорного экрана и системы управления PLC.

· Питатель направляет сырье в дробилку и дробленые материалы могут быть переданы через боковой конвейер или главный конвейер.

· Ленточные конвейеры и магнитный сепаратор легко использовать.

Среди всех этих мобильных дробильных установок, мобильная щековая дробилка особенно подходит для дробления жестких горных пород, таких как таконит, гранит, корунд, карбид, кварцит и др. [11].

PE-серия щековых дробилок.

PE-серия щековых дробилок обычно используется в качестве первичного дробления в карьерной производственной линии, в технологии по дроблению минеральных материалов и комплексов для производства порошка. Дробилка щековая серии PE приспособлена для эффективного решения каждой конкретной задачи в горной, строительной, гидротехнической промышленности, в строительстве автомобильных, железнодорожных дорог и в рециклинге по переработке строительных отходов.

Особенности:

· Простая конструкция, простота в обслуживании;

· Стабильное выполнение, высокая производительность;

· Хорошая форма готовой фракции и высокая степень дробления;

· Передовые технологии в производстве и высококачественные материалы.

Щековая дробилка широко используется в различных технологических процессах в горнодобывающей и строительной промышленности, например, пригодна для дробления гранита, мрамора, базальта, известняка, кварца, булыжника, железной руды, медной руды, и других минералов и горных пород. [11]

Технические характеристики моделей дробилок данного вида представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3. Технические характеристики РЕ щековых дробилок

1.3 Новые конструкционные решения для увеличения производительности щековых дробилок

Следует отметить, что за период использования идеи щекового дробления горной породы (а это более 100 лет), конструкторы и изобретатели разных стран пытались усовершенствовать кинематику дробилок, устраняя характерные конструктивные недостатки, присущие этим машинам.

Основной недостаток классической конструкции - повышенный износ пластин-щек при совершении вертикальной составляющей перемещения. Если дробимый материал имеет высокую абразивность и прочность, бронеплиты щек изнашиваются быстро, особенно в средней части.
Это связано с тем, что плиты не только сдавливают породу, но и трутся о ее куски при совершении сложного перемещения. Этот недостаток значительно уменьшен в конструкциях с кинематическим приводом, где плиты совершают, преимущественно, осевое горизонтальное перемещение, т.е. вертикальная составляющая минимальна.

Среди любопытных конструктивных решений щековых дробилок следует отметить дробилки с нижним расположением эксцентрикового вала, применявшегося американской фирмой "Телемит". Такая конструкция, по замыслу инженеров, должна была уменьшить нагрузку на привод агрегата, однако, при использовании крупных кусков породы, эффект получается обратный и дробящее усилие в верхней части камеры резко снижается.

Немецкая фирма "Кеппен" впервые начала применять щековые дробилки с гидроприводом, в которых жесткую механическую связь между отдельными звеньями заменил объемный гидропривод. Преимуществами конструкции является возможность управления временем и размерными параметрами цикла дробления, а также надежность защиты механизма от перегрузок, зачастую приводящих к поломкам механических приводов.

Фирма "Крупп" (Германия) использовала в своей конструкции принцип ударного дробления, который заключается в повышении частоты перемещения плит (щек). В результате порода в большей степени не раздавливается, а дробится от ударов о поверхность щек. Конструкцией привода подвижной щеки предусмотрена предохранительная пружина, защищающая механизм от перегрузок. По мнению немецких инженеров, такая конструкция позволяет увеличить производительность процесса дробления при уменьшении энергозатрат.

Тем не менее, и такая конструкция не получила широкого признания из-за плохой динамической уравновешенности таких механизмов. Это требует применения более мощных фундаментов для дробилок. Кроме того, срок службы механизмов дробильного оборудования заметно снижается.

Основным направлением совершенствования щековых дробилок является выбор наилучших конструктивных параметров, например отношения высоты рабочего пространства к ширине приёмного отверстия. Для лучших щековых дробилок эта величина составляет 2,25-2,5: 1 против 2: 1 до модернизации. Совершенствование геометрических форм футеровочных плит, а также устройства приводного механизма, позволяющего осуществлять плавный запуск щековой дробилки и предохранение её от поломки при прохождении недробимых тел или при переполнении дробилки рудой. [7]

В разработке и новый перспективный тип щековых дробилок -- вибрационные. (Рис. 1.4.) Привод таких дробилок выполнен в виде самосинхронизирующихся дебалансных вибраторов.

Рис. 1.4. Вибрационная дробилка: 1 - несущее основание; 2,3 - горизонтальная ось; 4 - пассивная щека; 5 - активная щека; 6 - дебалансный вибратор; 7-9 - пружины

Основное преимущество вибрационных щековых дробилок -- высокая степень дробления (более 10), а также снижение расхода электроэнергии.