I
V
i
.1 '
- t
.41
I
i »,
•■'J'
tj
■M
Г
КОНУСНЫЕ
Д РОБИЛКИ
JQ
j
V C
Ю. A. МУЙЗЕМНЕК, Г. А. КАЛЮНОВ, Е. В. КОЧЕТОВ,
Б. В. ОЛЬХОВИКОВ, С. Г. ТОЛСТОВ
л
КОНУСНЫЕ ДРОБИЛКИ
ИЗДАТЕЛЬСТВО „МАШИНОСТРОЕНИЕ"
Москва 1970
SMK
Конусные дробилки. М v и з е м п с к
Ю.
А.,
К а л юИОВ Г Л.. К о ч с- т о D Е. В., и др Л\.. <
Машиностроение». 1970,
231 ар.
,
В книге описаны отечественные н зарубежные конструкции
коиусиых дробилок крупного, среднего н мелкого дробления, вы­
пускаемых отечеавснними заводами н иностранными фирмами.
Привслеиы результаты экспериментальных нсследовапни техноло­
гических и механических режимов эксплуатации. Рассмотрены неко­
торые вопросы теории конусных гираинонных дробилок: кинематическии анализ, методики расчета параметров электромеханических
процессов в переходных режимах (пуск, дробленне, прохождение
гюлробимого тела), моделирование на электронных моделях ^тих
процессов и др. Более подробно рассмотрены дробилки Уралмашззвода — осиоиного изготовителя конусных дробилок в Советском
Союзе.
Книга предназначена для инженерно-технических работников
пр1зектиых, конструкторских и научно-исследовательских организа­
ций. машиностроительных заводов и крупных обогатительных фаб­
рик, занимающихся проектированием, конструированием, исследо­
ванием, изготовлением и эксплуатацией дробильного оборудования.
Табл. 26, илл. 141, библ. 67 назв.
Введение, главы I, II, V и §§ I и 4 гл. I I I написаны Ю. Л. А\уйземнеком, §§ 2 и 3 гл. Ill и §§ I и 7 гл. IV написаны Е. В. Кочето­
вым, §§ 3, 4 и 5 гл. IV написаны С. Г Толстовым, §§ 2 и 6 гл. IV и
§ I гл. \'1 написаны Е. В. Кочетовым и С. Г. Толстовым совместно,
vj§ 2 и 3 гл. VI написаны Г. А. Калюновым, гл. V II написана
Б. В. Ольховикивым.
•
п
I
«
I
Р'-'цензент инж. В. Л . ‘Стрельцов
3-2-7
•^86—70
ВВЕДЕНИЕ
I/" Конусиьге дробилки являются наиболее распространеииь'ми
машинами, применяемыми на всех стадиях дробления горных
пород. Они изобретены во второй половине X IX в. и во лпюгих
случаях вытеснили использовавшиеся ранее щековые дробилки,
особенно на крупных обогатительных фабриках. М сегодня конус­
ные дробилки продолжают успешно конкурировать с дробильными
машинами, используюш,ими иные принципы разрушения мате­
риала.
Конусные дробилки применяют для дробления самых различ­
ных пород. За исключением очень вязких материалов с большим
содержанием глины (например, глинозема) или очень крепких
(таких, как феррохром), разрушение в этих дробилках происходит
очень эффективно. В отличие от щековых дробилок, процесс
разрушения материала в конусных дробилках протекает не­
прерывно: в каждый люмент происходит рабочий и холостой
ход рабочих органов. Материал в этих дробилках разрушается
межд>Пдвумя конусами, один из которых совершает качательное
круговое (гирационное) движение, вследствие чего образующие
этих конусов то сближаются, то расходятся. Таким образом,
конусную дробилку можно рассматривать как состоящую из
бесконечного количества элементарных щековых дробилок, ра­
ботающих последовательно. V/
Первая конусная гирационная дробилка была изготовлена
фирмой «Аллис-Чалмерс» (США) в 1880 г. по проекту ее изобре­
тателя инж. Ф. Гейтса. Она перерабатывала 4 т золотоносного
кварца в час и имела приводной двигатель мощностью 4 л. с.\
ширина загрузочного отверстия на открытой стороне равнялась
4 дюймам. Многое из конструкции этой дгобилки сохранилось
и в современных машинах: дробящее пространство образовано
двумя поверхностями вращения; эксцентрик расположен под
разгрузочной плоскостью нижней части корпуса дробилки, по
которой разгружается дробленый материал; кинематическая схема
привода состоит из двигателя, ременной и конической передачи;
1*
3
оси дробилки и подвижного дробящего конуса образуют не­
большой угол. Спабым местом дробилки Гейтса была нижняя
опора подвижного конуса, представляющая собой сферическую
пяту, гем более, что в то время промышленность не располагала
стабильными вязкими смазочными маслами.
/Первые промышленные образцы конусных дробилок имели
дробящее пространство, образованное двумя усеченными кони­
ческими поверхностями, что и послужило основанием для названия
этих дробилок. В современных конусных дробилках дробящее
пространство описывается различными поверхностями вращен11я
криволииейнои формы, иногда далекими от конусных.
В зависимости от назначения конусные дробилки подразде­
ляются:
по технологическим признакам — на дробилки крупного,
среднего и мелкого дробления;
по профилю дробящего пространства — на дробилки с крутым
профилем (обыкновенно — дробилки крупного дробления), поло­
гим профилем (обыкновенно — дробилки среднего и мелкого
дробления) и криволинеиным профилем (обыкновенно — дро­
билки вторич1Юго дробления). V
.□________ □________ □________ Глава /
КИНЕМАТИКА ДРОБЯЩИХ КОНУСОВ
И ИНЕРЦИОННЫЕ СИЛЫ НЕУРАВНОВЕШЕННЫХ МАСС
§ 1. КИНЕМАТИКА ДРОБЯЩИХ КОНУСОВ
Общий вид современной конусной дробилки для первой стадии
дробления показан на рис. 1. Эксцентрик I дробилки получает
вращение от конической передачи 2 и приводного вала 3. При­
водной вал дробилки соединен с приводным электродвигателем
муфтой или ременной передачей: плоской для малых и клиновой
для мощных дробилок. Оси внутренней и наружной цилиндриче­
ской расточки эксцентрика пересекаются в точке О, называемой
т о ч к о й п о д в е с а . Вал 4 подвижного дробящего конуса 5,
который в дальнейшем будет называться п о д в и ж н ы й к о н у с , входит во внутреннюю расточку эксцентрика. При враще­
нии эксцентрика ось подвижного конуса будет описывать кони­
ческую поверхность, ось которой совпадает с осью дробилки, а
вершина — с точкой подвеса.
Конструктивно опоры подвижного конуса выполняются таким
образом, что подвижный конус имеет возможность вращаться во­
круг собственной оси.
При работе дробилки вхолостую силы трения, возникающие
во внутренней расточке эксцентрика, способствуют увлече­
нию подвижного конуса во вращение; силы трения в верхнем под­
весе препятствуют вращению конуса относительно собственной
оси. Следовательно, характер движения подвижного конуса при
работе дробилки вхолостую определяется соотношениями сил
трения в верхнем подвесе и внутренней расточке эксцент­
рика.
При дроблении между неподвижным и подвижным дробящими
конусами зажимаются куски дробимого материала. Силы трения
между зажатыми кусками материала и дробящими конусами зна­
чительно превосходят силы трения, возникающие при дроблении
в верхнем подвесе и эксцентрике. Поэтому при дроблении по­
движный конус тормозится силами трения и получает дополни­
тельное вращение вокруг своей оси в сторону, противоположную
вращению эксцентрика. Таким образом, конус при работе совер­
шает сложное вращательное движение: переносное, т. е. вращение
б
„.TDTi-iin n n i п п о Г т л к и , II с о б с т в е н н о е , т . е. врагце; " , Г 'о т п о с ° г е 1^ н о ш Г к т в е и .ю Г , о с .
ёптРнГвом
угл.
П рен еС регая
зазор ам и
в экс
11 вер-чием п о д весе, м о ж н о с ч и т а т ь , ч т о у г о л
м е ж г о с я м 1 i о а в п ж п о г о к о н у с а н д р о б м л к н о с т а е т с я ................. ...
Такое
т о н , ie т е л а
н азы вается
р е г у л я р н о , ,
преи е с с ,1 е н
1, n o ip o fiH o р а з о б р а н о в г е х н н ч е с к о н л и т е р а т у р е
1201.
В ко,,, сныч гнраннонны.х дробплка.ч других коиструки,,,!
кинематика подв1,/к1,о,о конуса остается без изменении н по=.тому
Рмс. 1. Конусная дробилка для первом стадии дроблеиия
(К К Д )
приводимые ппже расчетные формулы кинематических параметров
дробящих конусов, инерционных сил конусов и эксцентриков
применимы для всех конструкций конусных гирацнонных дро­
билок.
Любое движение твердого тела можно представить как вра
щение вокруг мгновенной оси. Так как вектор мгновенной ско
рости вращения подвижного конуса вокруг мгновенной оси дви
жения является геометрической суммой переносного и собствен
ного вращения, то он должен лежать в плоскости векторов пе
реносного и собственного вращения, направленных по осям дро
билки и подвижного конуса, и совпадать с мгновенной осью дви
жения.
При установившемся движении подвижного конуса, т. е. при
постоянной скорости эксцентрика и постоянных соотношениях
б
сил треиия в эксцентриковом узле и верхнем подвесе, вектор
мгновенной скорости вращения и мгновенная ось вращения по­
движного конуса будут огтсывать коническую поверхность с вер­
шиной в точке подвеса.
Математическая взаимосвязь угловой скорости переносного
вращения подвижного конуса oj, и угловой скорости вращения
подвижного конуса относительно собственной оси
с мгновен­
ной угловой скоростью вращения относительно мгновенной оси
вращения со может быть установлена
на основании уравнений проекций векто­
ров этих скоростей на произвольные оси,
так как эти вектора образуют замкну­
тый треугольник:
0J.,
cos у = lOi + W cos
0^2 sin Y =
со sin
)
где 7 — угол между осями дробилки и
подвижного конуса;
Р — угол между осью дробилки и
мгновенной осью вращения под­
вижного конуса (рис. 2 ).
Заметим, что угловая скорость пере­
носного движения подвижного конуса
равна угловой скорости эксцентрика, что
непосредственно следует из кинематиче­
ской схемы дробилки (рис. 1 ).
Совместное решение системы уравне­
ний ( 1 ) с исключением параметра о).,
дает возможность выразить мгновенную
угловую скорость вращения подвижного
конуса 0J через скорость переносного вра­
щения подвижного конуса, угол у* по­
стоянный для дробилки, и угол |-'), харак­
теризующий положение мгновенной оси
вращения подвижного конуса относитель­
но оси дробилки:
sin р ctg Y — cos (5
Рис. 2 . Схема угловы.х
скоростей
подвижнбго
конуса:
I — ось дробилки;
2 — ось
поднижиого
конуса;
3 —
мгновстш»!
ось иращсмия
подвижного конуса
Минимальное значение угла р определяется профилем дробя­
щего пространства. В первом приближении можно принять,
что при дроблении происходит обкатывание подвижного дробящего
конуса по неподвижному. В этом случае для дробилок крупного
дробления обыкновенно р = 10-^25'^; для дробилок среднего и
мелкого дробления р = 40-^55°.
Максимальное значение угла р определяется степенью увле­
чения подвижного конуса во вращение эксцентриком и зависит
7
К О Н С Т Р У К Т И В Н О Г О исполнения
и состоямия опор подвижного
Го н усГ в дробилках е обычным коническим иерхмим подвесом
(потроОнее см. инже) увлечение подвижного кон>са акснеитрнком
Г.Т
(no,ipojHte
/.
о
«)() , В дробилках со Сферп.
S
r опорой'’ недвижного ■конуса (дробилки типа Саймонс)
Z cT H M o e враи^ение конуса относительно собственмоп оси пр„
■Доте на холостом ходу обыкиовепно задается техн.1ческими
■
Рпс. 3. Мгновенная угловая скорость
вращения подоижного конуса как функ­
ция положения мгновенной оси
вращения
условиями па поставку дробнлкп п составляет ( 10 —
15“о) 0J,. Угол р прп этом
равен 160— 170° (у = 2 ).
На рис. 3 показаны гра­
фики мгновенной угловой
скорости tuj как функции
угла
при двух значениях
угла у: 30' и 2°. Эти значе­
ния V наиболее часто приме­
няются соответственно в дро­
билках крупного и среднего
или мелкого дробления.
Таким образом, переда­
точное число эксцентрика в
процессе изменения режима
работы дробилки также имеет
переменное значение и в
общем виде выражается ра­
венством
(Di
О)
3 котором мгновенная скорость вращения (о определяется системой
уравнении ( 1 ).
Рассмотрим кинематические зависимости взаимного движения
лробящих конусов: скорости и пути встречи, которые определяют
интенсивность деформации дробимого материала.
В дробилках с крутым профилем дробящего пространства и
углом захвата, близким к предельному (22—26®), очевидно, пра­
вильно учитывать в первую очередь проекции пути и скорости
встречи дробящих конусов на горизонтальную плоскость, пре­
небрегая составляющими пути и скорости встречи на вертикальную
плоскость. В дробилках с пологим профилем дробящего простран­
ства и малым углом захвата более важными оказываются проек­
ции пути II скорости встречи лробящих конусов на плоскость,
нормальною к проф|иио подвижного конуса. При этом можно
пренебречь составляющими пути и скорости встречи дробящих
конусов, касательными к профилю подвижного конуса. Под ско­
ростью встречи конусов ivr будем в дальнейшем понимать состав-
8
ляюшую скорости точки рабочей поверхности подвижного ко­
нуса Уа ча радиус А В (рис. 4); касательная составляющая ско­
рость
является скоростью проскальзьгвания подвижного конуса относительно дробимого материала.
Схемы проекций траекторий точки подвижных конусов с по­
логим (/;) и крутым (а) профилями дробящего пространства, а
также разложение скорости точки подвижного конуса
на ско­
рость встречи Va' и скорость проскальзывания Уа" изображены
на рис. 4.
Рис. 4. Траектории и скорости точек рабочей поверхности подвижного конуса:
а — дробящее пространство с крутым профилем подоижиого конуса; б— дробящее пространстпо с пологим профилем подвижного конуса; а — горизонтальное сечение дробящего
пространства; / — ось дробилки; 2 — ось подвижного конуса; 3 — профиль подиижного
конуса; 4 — проекция траектории точек рабочей поверхности подвижного конуса; 5 —
горизонталь, б — нормаль к профилю дробящего пространства; 7 — точка подвеса
Мгновенную скорость вращения подвижного конуса со можно
разложить на две составляющие: вдоль оси подвижного конуса 0)^^
и нормальную к ней
(рис. 5).‘
Нетрудно видеть, что скорость соор при постоянной угловой
скорости переносного вращения
и произвольных соотношениях
угловых скоростей собственного и переносного вращения по0) |
движного конуса —^
О)., остается постоянной:
(.Одр=
Sin V.
Составляющая мгновенной скорости вращения
конуса на его ось (рис. 5)
подвижного
=
(Р — Y).
Для большинства конусных дробилок и расчетных режимов
можно без заметной погрешности принимать р — у ^ |-i, так как
у конусных дробилок крупного дробления обыкновенно угол y
принимается равным 20'—30', а угол р > IS*"; для конусных дро­
билок среднего и мелкого дробления у = 2 ^ 2 ,5 *", а р > 4 5 °.
Разложение всех угловых скоростей и сами угловые скорости
(coi, (Оа, О), (Одр и (о^р) производилось в плоскости осей дробилки
9
. „-.m Koiivca Ось подвижного конуса вращается вокруг
Г с Т г л о в о м скоростью о.,, поэтому м Bt'KTOpbi мгповеи.
овс^ cK o fo cT i. полвпж.шго конуса о. н составляющие его
. Г ) та к ^ в р а н ы ю г с я с угловой скоростью о,, относителыш
"
прост., траекторию движе.шя произвольной точки
paoIieiV поверхности подвижного конуса можно выразить для
Рмс. 5. Разложение
мгновенной скорости
вращения подвижного
конуса
Рис. 6 . Геометрические и кинема­
тические параметры подвижного
конуса
случая, когда составляющая мгновенной скорости вращения по­
движного конуса на ось его
равна нулю и подвижный конус
coBepiuacT движение с мгновенной угловой скоростью оз = Ыдр>
Булем называть такое движение подвижного конуса круговым
качанием.
Абсолютная ск0 [)0 сть произвольно выбранной точки рабочей
поверхности подвижного конуса при круговом качании (о)„р =
= II) в соответствии с принятой схемой (см. рис. 2) может быть
определена как произведение абсолютной мгновенной угловой
скорости вращения подвижного конуса (|о1| = | Wj, I = coi sin v)
на расстояние от рассматриваемой точки до мгновенной оси врЗ"
щения подвижного конуса. Из геометрических соотношений
10
рис. 2 II 6 следует, что расстояние от выбранной точки до мгновенпон оси вращения подвижного конуса будет
60 = г cos р, У 1 -j- sin- а Ig- Pi,
где j-), — угол, образованный осью подвижного конуса и прямой,
проходящей через точку подвеса и точку, скорость ко­
торой определяется;
а — центральный угол окружности на поверхности по­
движного конуса, на которой лежит выбранная точка;
за начало отсчета угла а принята плоскость, в которой
лежат оси дробилки и подвижного конуса.
Абсолютная скорость выбранной точки
= (о^^бО = (OiTSln vcosp,
-Ь sln^a tp “рр
Проекции
скоростей
всех точек рассматриваемой
окружности на плоскость,
перпендикулярную оси по­
движного конуса, направ­
лены в одну сторону и
равны между собой, т. е.
^aeoD =
^'h^ Sin Y COS P i,
так как косинус угла
между вектором скоро­
сти Va и поперечной пло­
скостью
о
COS Ра =
1
Рис. 7. Предельные положения подвижного
конуса
V I + tg-Pi sin-а
Если пренебречь зазорами в опорах подвижного конуса и
деформацией их, то траектория произвольной точки подвижного
конуса лежит на сферической поверхности, центр которой совпа­
дает с точкой подвеса. С некоторой условностью можно принять,
что эта траектория при круговом качании лежит также и в пло­
скости, наклоненной к горизонтальной плоскости под углом р,,
что очевидно из схемы предельных положений подвижного ко­
нуса (рис. 7). Величина несовпадения точек траектории с этой
плоскостью при круговом качании зависит от величины pi и не
превышает г (1 — cos 7 ) (рис. 7). При принимаемых в дробилках
углах 7 менее 2,5° такое допущение совершенно не существенно.
За начало координат угла а принималась плоскость, в которой
лежат оси дробилки и подвижного конуса. Эта плоскость при ра­
боте вращается вокруг оси дробилки с угловой скоростью пере­
носного вращения со,. Если подвижный конус остановить, то
для нахождения положения вектора скорости выбранной нами
точки необходимо ее двигать по контуру окружиости с угловой
И
с к о р о с т ь ю го,. Следовательно, вектор проекцт. скоростм пашей
на гор и о и т а л ы ,у .о плоскость в процессе кругового качания
в жного конуса остается постоянным по велнчние. равной
" ; T s i n v c o s h . н вран1ается вокруг центра траектории точки
с угловой ско р о стью ^ = .0 , (существование центра траектории
п симметричность ее очевидна вследствие периодичности самого
движения, которое возможно рассматривать по фазам). 1 1 роекцией
траектории точки иа горизонтальную плоскость при этом будет
окружность.
На рис. 8 показана схема траектории нашей точки и проекции
Е»той траектории иа горизонтальную ось. Угол между плоскостями,
в которых лежат эти траектории, равен р,.
Из геометрических coothoihchhh этой схемы следует, что три­
гонометрические зaвиcи^юcтн между центральным углом а траек­
тории точки и соответствующим центральным углом проекции
траектории на горизонтальную ось ct имеют вид:
,
cos Ct
cos а =
Sin a
-Ь Ig-|ii cos-а
/
sill ct
=
\
1 + ig- p , C0S“
a ’
tg a = COS Pi Ig a.
Векторы абсолютных скоростей точки подвижного конуса,
движущейся по траектории, лежат в плоскости этой траектории
и направлены по касательной к ней. Для того чтобы определить
составляющие этой скорости в направлении встречи с неподвиж­
ным дробящим конусом и скорость проскальзывания относи­
тельно дробимого материала, достаточно спроектировать абсо­
лютную скорость IV/ на плоскость, в которой лежат оси дробилки
и подвижного конуса, и перпендикулярную ей.
Угол отклонения вектора скорости
от направления встречи
дробящих конусов (вдоль большой оси траектории, которая яв­
ляется эллипсом, так как проекция ее на плоскость — окружность)
может быть определен из геометрических соотношений (рис. 8 , а и б):
cosct" = — =
_
cos а
FT+tg=p, sin-^a =
V a O-\-BO
no аналогии
sin a =
12
sm a
it'-psin^a ■
Скорости встречи дробящ1!Х конусов и проскальзывания их
относительно дробимого материала будут иметь следующие вы­
ражения:
= (01 Г sin YCOsPi V 1
Pi sin^ a sin a" = foir sin у sin cc;
I
= (Oirsinycospi l'"l 4 - tg^PiSin‘“acosa'' = ojirsinYCOSctcospi.)
Частные случаи скоростей встречи и проскальзывания соот­
ветственно:
при а = O'"
t'a' = 0 ;
Va” = 0)[Г sin Y cos pi;
при а = 90'
Va’ = « 1'' sin Y;
= 0.
Piic. 8. Схема траектории точки подвижного конуса при круговом качании (/)
и ее проекции на поперечную плоскость (2)
Из уравнений (2) очевидно, что скорость встречи дробящих
конусов не зависит от крутизны подвижного конуса (р,) и зависит
при постоянном угле прецессии ( y ) о т угловой скорости перенос­
ного вращения Wi и удаления от точки подвеса (г). Скорость про­
скальзывания при круговом качании пропорциональна cos р,
и поэтому у пологих дробящих конусов при прочих равных пара­
метрах меньше, чем у крутых.
На рис. 9 показаны диаграммы скоростей встречи Va' и про­
скальзывания Уа" дробящих конусов при двух знзчениях угла р:
0° и 45°. Величины скорости даны в относительных единицах
(Oif sin YДля случая некругового качания, когда (о^р и
ф О, закон
изменения скорости встречи дробящих конусов остается без из­
менений, а скорость проскальзывания :>а"е определяется алге­
браическим суммированием скоростей от
и (0,,^, так как линии
действия векторов составляющих скоростей проскальзывания от
этих вращений совпадают;
Ua" 2 -= Va-- «„рГ Sln Pi.
13
D
ГГ
ПР.ЯИВ пего
может быть направлен в сторону вектора <о, „
Направление вектора можно учитывать углом Г.,
Т. е.
= ro»i sin Y cos pi cos a —
МпрГ
sin Pi
= roJiSlnYl 'O SacosPi — ctg (P — Y) sin p j .
Приравнивая последнее равенство нулю, можно определить
полоГние мгновенной оси вращения подвижного конуса (Р)
1
WS
/
1S
/
/
/
•tS
Рис. 9.
Диаграммы углових скоро­
стей
и
I — ^OL’ ’ ^ ~ '’а* " Р ” ^
при р = 45“
90
us
Рис. 10. График функции
= / (а) при Pi = 45°
р=
® i ^ ~ ^'а"
в функции положения точки на поверхности подвижного конуса,
в которой скорость проскальзывания отсутствует. График такой
функции для угла р, = 45* изображен на рис. 10.
Путь сближения дробящих конусов и траектория произвольной
точки подвижного конуса могут быть получены интегрированием
составляющих скорости
и t'a"На рис. II, а показана траектория точки подвижного конуса
при круговом качании, в которой ось jc совмещена с малой осью
и ось у
с большой осью эллипса. Координаты л' =
(/) и
У^
будут выражаться уравнениями:
t
X =
I
V cr d i =
о
14
0)1 г sin Y cos Pi cos a d t
=
/
у = г sin V —
Va- d l =
Г Sin V
f
I “
I
/
= r s l n v ( l — COSC!) - f - C ; .
Чпеиы С, II С . в уравнениях координат пути являются постояииыми интегрирования и определяются начальными уел " " '’постоянная иитегрировання С, в соответствии с начальными
условиями (при а = 0) равна нулю. При опрелелеиии пути сблн-
Рис. 11. Траектории точек подвижного конуса:
а — при круговом качании; б — при п^р •/= О; / — Р = 0“; 2 — (5i = *15“; 3 — Р = 135®,
Р, = 45°; •/ — Р = ‘15“. P i = -15®; 5 — точка максимального сближения дробящих конусоо
жения дробящих конусов (координата у) удобней начало коорди­
нат угла а принимать в момент максимального раскрытия раз­
грузочной щели. Тогда координата сближения дробящих конусов
выразится равенством
// = г sin 7 (1 — cos ос).
(5)
Форма траекторий точек рабочей поверхности подвижного
конуса при двух значениях угла
и круговом качании показана
на рис. 1 1 , а.
В общем случае при существовании угловых скоростей
и
при постоянных геометрических размерах подвижного
конуса траектория произвольной точки на подвижном конусе
зависит от соотношений угловых скоростей
или
что то же
самое, от угла р. На рис. 11,6 показаны траектории для трех
значений угла
[) = 135
увлечение подвижного конуса во вращение силами
трения в подвижной опоре его;
15
ft — QD- — силы трения в псподвижиом опоре подвижного ко­
нуса не позволяют вращаться ему вокруг собственно!! оси — про­
исходит круговое качание;
=г 45 _силы трения дробимого материала тормозят дви­
жение подвижного конуса и он вращается вокруг своей оси в сто­
рону, обратную переносному вращению.
При построении этих графиков угол |^, принимался равным
.
§ 2. ИНЕРЦИОННЫЕ СИЛЫ НЕУРАВНОВЕШЕННЫХ МАСС
Неуравновешенными массалн! конусных гирациоиных дро­
билок являются эксцентрик, подвижный конус и противовес экс­
центрика.
Неуравновешенные массы эксцентриков имеют консригураиин,
изображенные на рис. 1 2 ; при этом во всех случаях оси вращения
Ось Вращения
Ось Вращения
Ось вращения
п
-JT
ТТ i
If
dа)
Рис. 12. Схема iieypaBMOBeuiemibix масс эксцемгриков
И рабочих поверхностей эксцентриков лежат в одной плоскости.
Для случая а \\ 6 ось вращения совпадает с наружными цилиндри­
ческими поверхностялш, для случая в ось вращения совпадает
с внутренней цилиндрической расточкой.
Инерционная сила неуравновешенных масс эксцентрика,
в случаях а и б при вращении его с угловой скоростью
равна
по величине инерционной силе фиктивного тела, заполнившего
внутреннюю расточку эксцентрика того же удельного веса и вра­
щающегося с той же угловой скоростью, но направлена в проти­
воположную сторону; для случая « внутренняя расточка соосна
с осью вращения и поэтому велич1т а диаметра ее lie изменяет
пеуравиовешсипо,-,
массс
16
MorjT
быть
"нерииопных сил иеурав.юрешеиных
определены интегрированием элементарных ииер-
ц loifHbix с и л
и MOSfCHTOB э л 0 м е н т а п 11к|у ш п
иолыюи оси, перпенликулярнон оси вращения!” '^"’^^^*’" "
С=
iJC = -!^ujj
8
j
dux\
(6)
Lx dC
L =
(7)
dC
где
p—
dC —
dVx —
Пх —
удельный вес материала эксцентрика;
элементарная инерционная сила;
элементарныГ! объем;
расстояние от центра тяжести элементарного объема
до оси вращения;
Lx — расстояние от произвольно выбранной оси до линии
действия элементарной инерционной силы;
L — расстояние от произвольно выбранной оси до линии
действия равнодействующей элементарных инерцион­
ных сил С.
Расчетные формулы величины и положения инерционных сил
трех вариантов неуравновешенных масс эксцентриков после ин­
тегрирования уравнений (6 ) и (7) принимают вид:
вариант эксцентрика а \\ в фис. 1 2 )
С = - ^ о)?Л/ (/7 -f- т)\
L=
п -Ь 2 т
3 ( т 4- п)
//;
вариант эксцентрика б (рис. 1 2 )
С=
Лр(1)Г/1
48<т
L =
(Зп -{- /;/) -f 2d]d2 (п -f-
-h
-f 'О
d'{ (Зп -f- 2m) -f- d^d.^ (4n + 6m) -\ dj {'Sn + 12m)| fi
dj (Эл -f m) -b Qd^d., (n + m) -f d.j (3/n -b n)
здесь d, d,, d,,
ка (рис. 1 2 );
II,
/«,
/г
— геометрические размеры эксцентри­
fh = /г + ( т — /г)
;
dx =
— (^i — ^ 2) - у •
Для определения инерционных сил подвижного конуса
быть использована в качестве расчетной формула
ского момента. Она ус|втрсвщтает зависимость момента М внеш
к:. •€•-
.J />» grC
cjfT отипсител1.11о меподвпжиом точки, тюбходимого лля соперше.
ПИЯ рег\лярноГ| прецессии, от моментов iiiiepiiiiii тела 116];
^
((.),* (1^)
1
-f
~ ‘
^
J ^_ момент ннерннн тела итноснтельио осп, вокруг которой
coDepHi.'JCTCfl соГ)ственное вращение тела;
MOML-HT инерции тела итноснтельио оси, перпендикулярнон оси, вокруг которой соверншется собственное вран1»-'инс тела, и проходяи1ен через неподвижную точку
тела (в нан1ем случае через точку подвеса).
Дг^нолните п.ным условием справедливости формулы (8) явiHi'FiH ги. что оси собственного вращения тела должна являться
(ГО •»« I.K) сил!метрии. 1^ этом случае моменты У, и ./о будут по( юянны.
AV»M»iiT HH<*pHHfiiiHbix сил подвижного конуса относительно
ючки нодгитп равен гироскопическому моменту и направлен в проIтии|г»л0 и‘иуи) сгиргл1у. Направление гироскопического момента
иирг If им к я 1и*мпри1.1м нроигшеденнем угловых скоростей перешк ИП111 и ( f)6f I iu'HH«)iо вращения конуса ((п, и Юо). Заметим, что
II H.HHiM (.lyMiif, инерционные силы направлены так, что стремятся
I ;Н‘. бы уигличии. угол у.
' иимм 1ИИГ piMiMMiiif уравнении (3) и (8) с исключением пара*
4' ipji и» . |,ц*1 иырлж«ч1и(* момента инерционных cikt подвижного
ifiHV'.i ••мни II и* м.ип ючки И1»Д1и*са в зависимости от величины
11НМГИИ1М iiiK'piiiiii конуса ./, и У , и угловой скорости эксцентрика
•и II'И1 ЦП 1М/К1Ч1ИЯ ммииичитй оси лвижения конуса, характеризуеМИИ1
\| 1ИМ |1.
И
*'1, Hi y|./| (rosy -sill yci^ P ) I-(Jo — yO cosv]*
(9)
llpii M.niiii.i\ ui.i4i4iini\ \ ivia |i, соответствующих полному
\1мгч«н111и ihumi Mini и KniiNca во вращение эксцентриком (р =
iNo ) II 14» Nu I пню ею iip.iiiU'Hini относительно собственнон оси
М'
К »|ч»рм\л.1 1‘. 0 ирниимлет вид:
при \\
1 .НИ
М
‘''islii
yco sy( A
' ~ / i V.
при |\
И - l.»j >1п уУ;.
.....
•I'lin.
К'
сорственнс^ вращения. Поэтому
угловая скорость собственного вращения конуса о>2 при уста­
новившемся движении ((О, = const) не влияет на величину его
инерционной силы. Рассматривая простое вращение тела вокруг
собственной оси симметрии, на основании закона инерции вели­
чину равнодействующей инер­
ционных сил подвижного конуса при установившемся дви­
2
жении и совершении регуляр­
ной прецессии можно опреде­
лить как произведение массы
дробящего конуса т , квадрата
1
угловой скорости переносного
вращения со, и расстояния от
центра тяжести конуса до оси
вращения:
С = тщг,
где г — расстояние от центра
тяжести
подвижного
конуса до оси враще­
ния.
Расстояние от точки подвеса
до линии действия инерцион­
ной силы определяется равен­
ством
L=
(10)
О
30
60
90
120
ISO
Рис. 13. Момент инерционных сил
подвижного конуса дробилок:
/ — крупного дробления (V = 30'):
мелкого дробления (у = 2°)
2 —
и, следовательно, переменно в
зависимости от угловой скорости собственного вращения.
Момент и силу, лежащих в одной плоскости, всегда можно
заменить эквивалентной силой, вследствие чего и возможно урав­
нение ( 1 0 ) без анализа самих инерционных сил, возникающих при
прецессионном движении подвижного конуса.
На рис. 13 показаны графики моментов инерционных сил по­
движных конусов дробилки крупного и мелкого дробления. (Углы
между осями подвижных конусов и дробилок соответственно
равны 30' и 2°.) Как видно из графиков, момент инерционных сил
подвижных конусов во всем возможном диапазоне изменения
параметра р меняется весьма незначительно.
-------------------- ------------------
глава П
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ
И ТЕОРИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
В КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЯХ КОНУСНЫХ ДРОБИЛОК
§ 1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О НАГРУЗКАХ
В КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЯХ ДРОБИЛОК |31|
Нагрузки в дробящем пространстве и кинематическом цепп
привода конусных дроинлок регламентируют надежность работы
дробилки и зависят от большого количества порой малосвязанных
между собой параметров режима работы: производительности,
ситового состава дробимого и дробленого материала, крепости
его, маховых масс и жесткости деталей дробилки, предваритель­
ного усилия и жесткости амортизационной системы и т. п.
-Математическое описание динамических процессов в кине­
матической цепи дробилки формально должно учитывать эти
параметры и поэтому представляет определенную сложность.
Упрощение может быть достигнуто за счет принятия различных
допущений, не снижающих общую точность расчета, но исклю­
чающих из него некоторые малосущественные параметры динами­
ческой системы.
Обоснование тех или иных допущений может быть сделано
на основании экспериментальных исследований режимов работы
в различных условиях эксплуатации.
Характер формирования нагрузок на дробящие конуса
и кинематические параметры подвижного конуса
Разрушение материала в дробящем пространстве происходит
под действием сжимающего усилия, создаваемого дробящими ко­
нусами. Величина сближения дробящих конусов при принятых
параметрах дробящего пространства зависит только от угла по­
ворота эксцентрика и изменяется, как это было показано, цик­
лично, по синусоидальному закону, в функции угла поворота
эксцентрика. Одновременно со сближением дробящих конусов
II сжатием дробимого материала нормальными силами происходит
взаимное проскальзывание дробящих конусов, что сопровождается
20
возникновением сг1Л трен[1 я и поверхностным скалыванием мелких
кусков материала. Величина пути относительного проскальзы­
вания точек рабочей поверхности подвижного конуса зависит от
скорости собственного вращения подвижного конуса относительно
своей оси.
Можно предположить, что суммарный путь проскальзывания
точек рабочей поверхности подвижного конуса при действительных
соотношениях угловых скоростей собственного и переносного
Рис. 14. Диаграммы разрушения кусков материала.
а — куска кварцита; б — трех образцов неправнлыюП формы
вращения оказывается при дроблении минимальным. Однако
этот путь не может стать равным нулю (по физическому смыслу
это величина явно положительная).
Опыты с разрушением отдельных кусков материала были про­
ведены различными авторами. А. К. Рундквист 140], разрушая
отдельные куски материала на прессе Гагарина, установил за­
висимость между усилием сжатия (разрушения)
и величиной
деформации (расстоянием между рабочими плоскостями пресса До)
(рис. 14, а). В первый период деформации куска кварцита раз­
давливающее усилие возрастает по прямой зависимости (уча­
сток А В). После достижения предела сопротивления, по мере сбли­
жения рабочих поверхностей пресса, график сжимающего усилия
приобретает своеобразный и характерный зубчатый вид (уча­
сток ВС). Такой характер изменения усилия объясняется непре­
рывным образованием более мелких кусков первоначального
образца с последующим их раздавливанием и образованием новых,
мелких зерен, которые вновь раздавливаются прессом на еще более
мелкие, и т. д.
21
Kona расстояние между плоскостями пресса уменьшится по
отпошемшо 1C первоначальном) примерно в три раза, процесс
ЙзГшення материала переходит в .|.аз\ снреесовьшания мелких
зерен и осколков в монолитную массу (участок D E). На этом
участке диаграммы усилие оыстро растет, прнблнзител^ьно под­
чиняясь политропнческому закону по уравнению Рщ — ~дГ< в нотором к ^
1,3.
В. Л. Бауманом 13] приведены исследования по разрушению
кусков материала от сосредоточенiioii нагрузки. Для установления
зак0 П0 мер110стс11 разр\н]ення камня пыли поставлешл опыты по
раздавливанию образцов ка.\И1 я на лабораторном прессе между
дв\мя опора\п1 с paзлнмlПJl^пl поверхностями: между цилиндрами
диаметром 6 и 24 .w.u и шарами диаметром 25 мм. Образцы изго­
тавливались в виде параллелепипеда из серого и красного гранита
и мрамора высотой 35, 5 п и 75 мм и имели размер в плане 50^
5<J мм.
При раздавливании прямоугольных образцов между шаро­
выми и цилиндрическими опорами разр1ив камня происходил в пло­
скости действия сжимающих сил.
При раздавливании высоких об))азцов между цилиндpa^пl диа­
метром 6 .U.U в месте контакта образовывалась зона разрушения
структуры камня. Еще в большей мере это наблюдалось при раз­
давливании камня между шарами. Объясняется это тем, что пло­
щадь контакта цил1П1дров малого диаметра и шаров с камнем была
очень мала и контактные напряжения достигали больших зна­
чении.
При раздавливании образцов между цилиндрами диаметром
2А мм зон разрушения структуры камня не наблюдалось, а усилия
раздавливания были пропорциональны площадям, по которым
происходило раскалывание. Это согласуется с положениями теории
упругости о том, что при сжат1ш тела двумя сосредоточенными или
pacпpeдeлeины^ш по ирямол11иеинои образующей сплалп! в нем
возникают в плоскости действия сил внутренние растягивающие
силы.
Опыты по разруи1ен1ио кусков материала небольц]нх размеров
неправильной формы были проведены в Университете дружбы
народов им. П. Лумумбы 137). На рпс. 14, б дана диаграмма разpyujeHHfl образцов неправильной (1)ормы на прессе- осью абсцисс
здесь является относительная дес1юрмацян материала е в про­
центах. ^ а диаграмма во многом напоминает аналогичную диагтгГ'лр,1^^п
без выраженного горпзонтального уча-
на р,,с. 15 показаны кинограммы
рушения (кроме а) куска
структуры материала
Г:Г Г,та:Г'н Х '= .е
Рис. 15. Кинограмма разрушения куска материала
сечению куска (кадр б). В этот перпод нагрузка изменяется не­
много при значительной деформации куска. При дальнейшем
сжатии происходит как бы упрочнение материала до образования
поперечных трещин и последующего разрушения его по несколь­
ким поперечным сечениям (кадры в и г ) . Далее вновь происходит
23
упрочнение материала, понимая под этим его способность вос­
принимать \величивакицуюся нагрузку. Последняя фаза разру­
шения куска показана на кадре д — материал раскололся на мно­
жество мелких к\сков, однако некоторые из них спрессованы
и поэтому воспринимают максимальную нагрузку цикла раз­
рушения. После снятия нагрузки массу, в которую превратился
кусок руды, можно разделить на мелкие кусочки.
Стедовательно, процесс разрушения материала целесообразно
производить последовательно, в несколько ступеней, достигая
по возможности на каждой ступени разрушения кусков по всему
сечению и избегая при этом спрессовывания. Эти вопросы требуют
более подробного освещения в отдельной работе.
Процесс разрушения материала в конусных дробилках идет
непрерывно. В дробящем пространстве дробилки одновременно
находятся куски в различных фазах разрушения. Нагрузка на
подвижный конус образуется от суммарного действия сил дробле­
ния отдельных кусков. Известно 1261, что расход энергии рабо­
тающей дробилкой носит пульсирующий характер. Это позволяет
утверждать, что дробящее пространство дробилки заполнено не­
равномерно и поэтому расчетно-экспериментальное определение на­
грузок на подвижный конус (по диаграммам «деформация — усилие
от отдельных кусков^с последуюилим суммированием этих нагрузок)
имеет иеопределеиность, связанную с учетом неравномерности за­
полнения дробящего пространства и возникающих в нем сил
трения.
. Усилие дробления может быть определено экспериментально
в дробилках с гидропневматической амортизацией. В дробилках
среднего и мелкого дробления, имеющих пологий подвижный
конус, горизонтальная и вертикальная составляющие усилия дроб­
ления близки по своим значениям. Поэтому силы трения в опорах
полвижного конуса при срабатывании амортизационной системы
и нерсмещения подвижного конуса вниз не могут существенно
влиять на величину occBoii реакнии опоры подвижного конуса.
На рис. 16 даны осциллограммы давлений в гидроопорах по­
движных конусов конусных дробилок ККД-1200, КМД-2200 и
КМД-1750-ГРЩ при дроблении материала. Давление имеет ярко
выраженную пульсашио, синхронную с качаниями подвижного
конуса (рис. 1 0 , а), и пульсацию с частотой, в несколько раз пре­
восходящей частоту качаний подвижного конуса (рис. 16, б).
Колебания давления имеют затухающий характер с частотой
возмущений, соответствующих частоте качаний подвижного ко­
нуса. Как показал расчет, эти колебания происходят с собственной
частотой рабочего тела гидросистемы и поэтому следует считать
что и в этом случае возмущение давления происходит также
с частотой качаний подвижного конуса.
Аналогичный характер изменения вертикальной составляющей
усилия дробления был зафиксирован в лабораторной дробилке
й ».м.п (niir 16 в) в этой дроби,пке вал подвижного
Г у 7 ;и Г Г о п о ? ,,,;н а г ч ;я ж ^ ^ ^ ^
в не. на усилие дробления не
" ’’ТдообнлкТх^О Т^^^^ дробления, нмеюн^нх крутой профиль
в)
г)
Рис. 16. Осциллограммы давлений в гидроопоре подвижного конуса
дробилки с гидропневматическон амортизацией:
а — дробилка КМ Д-2200; б — дробилка КМД-1750; о — дробилка КСД-600;
г — дробилка
ККД-1200 при неудачном, нссостоявшемся пуске
гидроопоре П О Д В И Ж Н О ГО конуса при пуске дробилки ККД-1200
ПОД завалом. В первый момент пуска давление в гидроопоре воз­
росло, а потом после неудачного, несостоявшегося пуска, упало
ниже первоначального. Это может быть только следствием зави­
сания подвижного конуса — заклинивания его силами дробления
в опорах.
Таким образом, при составлении расчетной динамической
схемы дробилок необходимо учитывать: а) неравномерное запол­
нение дробящего пространства и переменное значение усилия
дробления за один оборот эксцентрика; б) возможность возникно­
вения колебательного с собственной частотой характера нагрузки
на гидроопоры подвижного конуса; в) зависание подвижного
конуса с пологим профилем в опорах и исключение гидроопоры
в этот момент из расчетной схемы.
Определение усилий дробления в конусных дробилках может
быть сделано на основе экспериментальных данных усилий дроб­
ления в щековых дробилках, имеющих подобный профиль дро­
бящего пространства. Конусную дробилку можно рассматривать
как состоящую из бесконечного количества элементарных щековых
Дро илок, имеющих бесконечно малую длину дробящего про­
странства и сдвинутые по времени фазы цикла дробления.
В
25
Усилил дробления в щековых дробилках можно омредадтть
эксиеримеигальио. по напряжениям в раснориои илм^е. Такую
Ге оди V впервые применил В. А. Бауман 131, установнвшнн,
чго в щековь1х дробилках е просгым качанием щеки равноденстьуюшая усилия дробления расположена на расстоянии U вы­
соты дробящего иространства от его низа,
е. приблизительно
совпадает с положением раснориои плиты. Поэтому можно при­
нять, чго усилие дробления в щековои дробнлке с простым качанием щеки чпслепио равно oceBoii силе в pacriopiioii плите. По-
Рис. 17. Эпюры напряжении в распорных плитах щековои дробилки с простым
качанием щеки
Грешность такого допущения не может быть значительной, так
как расстояние между распорной плитой и точкой подвеса щеки
больше высоты дробящего пространства.
Натурные замеры напряжений были произведены в распорных
плтах щековой дробилки ЩКД-1500Х2100 с простым качанием
щеки и прямолинейным профилем дробящего пространства
(рис. 17). Обработка полученных осциллограмм показала:
а) поперечные сечения распорных плит нагружаются усилием
дробления весьма неравномерно: верхние волокна испытывают
большие напряжения, чем нижние; наблюдается неравномер­
ность напряжений и по ширине распорной плиты;
б) характер формирования напряжений в процессе рабочего
хода подвижной uickh , а следовательно, и распорного усилия,
не имеет строгой закономерности и максимальные нагрузки в рас­
порной плите не всегда возникают в момент максимального сбли­
жения распорных плит. Следовательно, отдельные куски дроби­
мого материала разрушаются раньше, чем подвижная щека д[)0 билки максимально приблизится к неподвижной Об этом же сви­
детельствуют и «всплески» напряжений в рас[юрной плите в про­
цессе раоочего хода, которые совпадают с моментом разрушения
отдельных кусков.
‘ *■
'
26
-===:=S3 | i:s = i
д ро бле. я ^ х ^ о ш с
Е г х 'и Т о Т ; ; " " ; ;
^-^-г-т— т-1—
,еи
П0°
г-гттп
П П Л
WU
360
Г i^- Л
Z/V
>iou
Угол поборота эксцентрика
У гг о
ол
л п
п оо об оо рр оо т
т аа э к с ц е н т р и к а
У
Рис. 18. Эпюры удельных нагрузок на подвижный конус дробилкн кр уп н о!'О
дроблення с прямолинейным профилем дробящего пространства.
1 - деПстиптельиая; 2 - усредисипая;
3 — космиусопдальмаи
ам проксим аиия
ыия обыкновенно принимаются близкими по своим значениям.
Такие эпюры показаны на рис. 18 1261.
В технической литературе рекомендуются различные методы
определения усилий дробления. Л. Б. Левенсри 1191 в качестве
расчетной предлагает следующую формулу работы дробления,
исходя из гипотезы разрушения материала Кика-Кирпнчева:
. _ аЫЮ с{Р‘^ ~сП
\2Е
где
а — нормальные напряжения, возникающие при разруше­
нии, в кГ/см^'
Е — модуль упругости материала в кПслг\
D
диаметр наибольших кусков, поступающих в дробилку
в см\
d — диаметр кусков дробленого материала в см\
с — среднии диаметр дробящего пространства в см
urn по.пх
^
основании проведенных опытов считает
то разрушение материала в щековых и конусных дробилках поосечет,ям и поэтому распретаит, R Л п ^'а'<симапыюго усилия дробления Р в интер­
претации В. А. Олевского 1351 должна иметь следующий ш,5'
Р = 250F т ,
где t — боковая поверхность подвижного коиуса в м \
27
Мз иностранных источников по определению расчетных уси­
лий дробления в конусных дробилках могут быть отмечены работы 1521 и 1541.
Различными авторами определялись предельные усилия дроб­
ления в мощных дробилках крупного первичного дробления. Со­
поставление этих данных, полученных различными методами,
сделано в табл. 1 . Пх противоречивость свидетельствует о слож­
ности определения усилия дробления и необходимости осторож­
ного подхода к определению этих параметров. Сравнительно малое
расхождение данных для одинаковых условий эксплуатации ~
дробления магиетитовых руд (см. таблицу) позволяет рекомендо­
вать эти методы определения усилия дробления для практиче­
ского использования.
Таблица I
Преде.1ьные усилия лроб.пеиия в щекооои дробилке 1500X2100
и конусной дробилке крупного дробления ККД-1500
Апторы II источник
Параметры
Усилие
дробле­
ния в т :
щековой
дро­
билки , . . .
конусной
дро­
билки . . . .
Угол опережения
равнодействующей
усилия дробления,
отсчитываемый
от
плоскости
макси­
мального эксцентри­
ситета
подвижного
конуса
..................
Дробимый
мате­
риал
.....................
Д. и. Бс- в. л. Олеврснов
скиЛ
|24|
Го]
(Г151
2100
2500
1300
1300
750
--
5°45'
45°
с. А. Пан­
кратов и др.
(371
л. Вопwelch
[501
13002800
900
20— 70°
—
Л^агнетито- Магнетитовые руды
вые руды
Первоураль­ Криворож­
ского место­ ского место­
рождения
рождения
Профиль дробяще­
го пространства . .
Прямолинейный
...
Криво­
линейный
—
Как уже отмечалось в гл. I, подвижный конус дробилки имеет
две степени свободы н величина увлечения иодвижиого котуса
во вращение вокруг собственной оси зависит от соотношений
ил трения в его опорах, а также в дробящем пространаГ Со
28
временные конусные дробилки имеют соверше11ные опоры, в ко­
торых потери па трение сведены к минимуму. Поэтому в первом
приближении при количественной оценке величины сил трения
в дробяш.ем пространстве и определении кинематических пара­
метров движения конуса при дроблении можно пренебречь си­
лами трения в опорах. В этом случае равноде/ктвующая сил
трения рабочих поверхностей подвижного конуса о дробимый
материал не должна давать момента относительно оси подвижного
конуса: последний будет находиться под действием нормальных
сил дробления и тангенциальных сил
трения рабочих поверхностей о дро­
бимый материал, а также нормаль­
ных реакций в опорах.
Эпюра удельных давлений на ра­
бочую поверхность подвижного ко­
нуса может быть аппроксимирована
/
1
косинусоидальным законом
а
Р а — Ро
2
(11)
i"'
где P q — максимальное
удельное
давление от усилий дробле­
ния в месте максимального
Рис. 19. Схема нагрузок на
сближения дробящих ко­ подвижный конус нормальными
нусов;
и тангенциальными силами;
а — центральный угол; начало / — ось дробилки; 2—ось подвиж­
3 — эпюра удельных
отсчета угла а — плоскость ного конуса; давленнЛ
максимального эксцентри­
ситета.
Эпюра удельных нагрузок на подвижный конус и косинусои­
дальная аппроксимация ее показаны на рис. 18.
На рис. 19 показана схема действия нормальных и танген­
циальных сил, а также направление вращения эксцентрика. Х а­
рактерной точкой для направления тангенциальных сил является
точка а, в которой тангенциальная составляющая скорости равна
нулю.
Тангенциальные силы слева от этой точки по контуру подвиж­
ного конуса препятствуют вращению эксцентрика, силы спра­
ва — способствуют. Рассмотрим задачу нахождения мгновенной
оси движения подвижного конуса при заданном условии — мо­
мент тангенциальных сил трения дробимого материала о по­
движный конус относительно его оси равен нулю.
Сведем пространственную в данном случае задачу статики
к плоской, считая, что силы трения и равнодействующая усилия
дробления лежат в одной плоскости, перпендикулярной оси по­
движного конуса. Тогда силы трения на рабочей поверхности
подвижного конуса имеют одинаковое плечо относительно его
29
осп. Поэтому угол ct, образованным радиусом в точке а (в KOTopofi
тангенциальная составляющая скорости точки подвижного конуса
равна нулю) н плоскостью максимального эксцентрисптета по­
движного конуса, может быть определен мз уравнения
а
Л
COS
а
COS
da =
а
”
COS
dn =
а
da,
откуда а = 60®.
Угол а соответствует углу р между осью дробилки п мгиооеинои осью вращения, равному 52^^ (В рассматриваемой дробилке
угол Pi конуса был равен 17® 30').
Таким образом, если допустить, что потери трения в дробяш.ем
пространстве будут минимальными, и пренебречь потерями тре­
ния в опорах подвижного конуса, то при дроблении подвижный
конус будет окатываться не по неподвижному, как это принимается
в некоторых работах, а по конусу с б6 льил1м углом конусности,
чем у неподвижного. Это положение хорошо подтверждается
нaтypны^нI наблюдениялн!, результаты которых сведены в табл. 2 .
В таблице даны усредненные углы р за один-два оборота подвиж­
ного конуса вокруг собственной оси.
Таблица 2
По.южснис (усредненное) мгнопенной оси движения конуса
при дроб.1ении (величина угла р)
Oi 2
о (1 = 3
о
г
и о
о
^ С 'о
Лробилк.п
о
-3
ДробимыП материал
5* а
:■
=
Xi С .С .
1
ККЛ-1200 ГРЩ
2
К КД-1500/180
3
КСД-2200
К.\\Д-2200
КАШ-2200
1
5
Штокверковая
руда
Сульфидная
медная руда
То же
»
/Молибденовая
рула
^
о
с *-* о
- U о
е;
О
U.
Углы
5
fi.
x iu
100
20'
0,35
80
20'
0.2
68°
170
220
220
220
2"05'
2 05'
2"05'
4,5
4.8
4
62°45'
61 "30'
65®
50°
50°
50°
17^30'
Одним ИЗ обязательных требований, предъявляемых к совре­
менным конусным дробилкам крупного дробления, является обес*
печение их пуска под завалом, т. е. с заполненным дробящим
пространством. При этом можно рассматривать различные случаи:
1 ) когда заполнение дробящего пространства было произведено
в остановленную дробилку и 2 ) когда остановка ее произошла под
завалом. В последнем случае дробимый материал в части дробя*
30
щего пространства будет находиться в сжатом, зак/шненном со­
стоянии. Остановка дробнлкн под завалом может быть также след­
ствием попадания педробнмого тела в дробя1лее пространство н
заклнннванпя дробящих конусов, отключения питания иртзода
дробилки электроэнергией, возникновения значнтельтлх усил1п‘'|
дробления, превышающих перегрузочную способность привод­
ного электродвигателя и динамическую нагрузку от маховых
масс вращающихся деталей дробилки.
Иногда по производственным условиям возникает необходи­
мость разгрузить предназначенный для дробления материал в не­
работающую дробилку. Разборка дробящего пространства дроби­
лок крупного дробления — процесс весьма трудоелпчнн и поэтому
нежелательный. Во всех рассмотренных случаях, кроме попадапня
недробимого тела, целесообразно пускать дробилку под завалом,
предусмотрев при этом в конструкции ее какие-либо средства,
облегчающие пуск.
Таким простым и широко используемым cpeдcтвo^i является
реверсирование подвижного конуса. При аварийной остановке
дробилки материал в некоторой части дробящего пространства на­
ходится в сжатом состоянии — при реверсе упругие силы этого
материала способствуют страгиванию подвижного конуса. Одно­
временно на рабочей поверхности конуса и его опорах (эксцентри­
ковом узле и верхнем подвесе) возникают силы трения, которые
уменьшают эффективность реверсирования. Соотношение сил
упругости и тренпя предопределяется конструктнвнымн пара­
метрами дробящего пространства и узлов дробнлкн, воспринима­
ющих усилия дробления, а также кинематическими зависимо­
стями между переносным н собственным вращением подвижного
конуса.
Нагрузкой на подвижный конус являются, как это отмечалось,
распределенные по рабочей поверхности нормальные силы дроб­
ления и тачгенциальные силы трения, равные произведению
нормальных сил на коэффициент трения дробимого материала о по­
верхность подвижного конуса. При реверсировании силы трения бу­
дут, естественно, препятствовать страгиванию подвижного конуса.
В первом приближении при оценке эффективности реверсиро­
вания можно не учитывать потери на преодоление сил трения
в верхней опоре подвижного конуса. При этом можно иметь в виду,
что в отечественных дробилках в верхних опорах подвижного
конуса используются подшипники качения, а в нижних (экс­
центриковых узлах) — подшипники скольжения. у\нализ сил
сопротивления, действующих в этих опорах, свидетельствует
о том, что в режиме страгивания подвижного конуса, потерн верх­
них опорах можно не учитывать и э1|х1зективность реверсирования
определять по сопоставлению сил сопротивления в эксцентрико­
вом узле при прямом н обратном (реверсивном) направлении
движения.
31
в
Г)Г)ШСМ виде .111111111 денстппя рав110дсГ|ст1зую1ЦПХ мормалыцд
сил Р от Ncii.iiiii дробления II т п п г е п п п а л ь п ы х с и л трения р,
(рис. 20 ) мог^т быть сведены к двум с к р е щ н в а ю и и 1м с я прямым
В данном с л у ч а е р ассм атри ваю тся д р о б и л к и к р у п н о г о дробления,
iiMeiouiiie KpvToii проф и ль дробящ его п р о с т р а н с т в а , в которое
верти кальн ы е с о с т а в л я ю и и 1е сил д ро блен ия на п о р я д о к меньше
гор и 3011та л ы 1ы X соста в л я ющи х .
Таким образом, коьсМятнент эффективности реверсирования
может быть определен из равенства
^ __
R:ii' bin Ц' -|- / {ffi
Гв) Rs
II
где Рэ и Ry — реакции эксцентрика при прямом н реверсивном
движении;
е — эксцентриситет оси подвижного конуса относи­
тельно оси дробилки, в плоскости которой лежат
си л ы Rs и Ru
Гб ч
— радиусы в н утр ен не й и н а р у ж н о й р а ст о ч к и экс­
центри ка;
— угол о т кло н ен и я равноде11ствуюш.ей р е а к ц и и эксцетрика от п ло с к о ст и , в которой л е ж а т оси дро­
б и л к и и п о д в и ж но го к о н у с а ;
/ — коэффициент трения скольжения рабочих повер­
хностей эксцентрика.
Величина коэ||)(|)ицнента трения скольжения / зависит от
скорости проскальзывания рабочих поверхностей; максимальное
значение / принимает при мииималы101’1 скорости 1181. Поэтому
наибольшими силы сопротивления движению подвижного конуса
будут в момент страгивания его, когда скорости проскальзывания
рабочих поверхностей эксцентрика равны нулю. Для этого мо­
мента II следует определять эффективность реверсирования в соот­
ветствии с уравнением ( 1 2 ).
При принятых допущениях внешние нагрузки на подвижный
конус — Р II Pf должны уравновешиваться реакциями в экснем*
триковом узле, которые состоят из радиальной составляюш.ен кз
и сил трения //?j, линию действия которой условно можно при­
нять перпендикулярной линии действия реакции R^. Внешние
нагрузки на ноды1жны11 конус и реакции в эксцентрике свя­
заны между собой следующими свойствами:
= I
-Ь Я/ COS И ,, + CJ,) I
=
I
1
где /, II /, - плечи сил /?, и Р -f R, cos (а„ + а.) отмосптелыю
верхней опоры подпижмого конуса
лп-лы пт?^и,пргт” ® " " ''
" "Р"^еле11пые ранее расчетные форм>лы при известном законе распределения нормальных сил дроб-
ления по рабочей поверхности подвижного конуса достаточны
пля нахождения реакции /?э и RI, положения мгновенной оси
вращения подвижного конуса и коэффициента эф(1)ективности при
певврсироваинп.
М атем ати чески й
расчет, произведеннын по рассмотренной
методике применительно к дробилкам крупного дробления с кру­
тым профилем дробящего пространства, показал, что при приня­
той косинусоидальной эпюре распределения удельных давлений
сил дробления:
1 ) коэффициент эффективности
реверсирования при пуске дро­
билки под завалом, определен­
ный как отношение моментов
страгивания в прямом и обрат­
ном (реверсивном) направлениях,
равен 2 —3;
2 ) основное сопротивление в
общем балансе энергии при пуске
дробилки оказывают силы трения
в эксцентриковом узле.
Заменой
в
эксцентриковом
узле подшипников скольжения,
имеющих большой статический
коэффициент трения (/ = 0 , 1 1181),
подшипниками качения
можно Рис. 20. Схема равнодействую­
существенно облегчить пуск дро­ щих сил дробления Р и сил тре­
ния P f
билок под завалом. С этой целью
применяют также гидропневма­
тические средства амортизации, позволяющие расклинивать дро­
бящие конуса, и вспомогательные тихоходные гидродинамические
приводы.
Для сравнения этих средств были проведены специальные
испытания конусной дробилки ККД-1200 с гидравлической регу­
лировкой разгрузочной щели, позволившие сделать оценку труд­
ности преодоления завалов, полученных различными способами.
При испытаниях производились неоднократные холостые пуски
и пуски под завалом. Пуски под завалом производились следу­
ющим образом: в остановленную дробилку засыпался материал из
одного или двух 30-тонных самосвалов. Заваленная дробилка
пускалась двумя двигателями, а затем останавливалась и по­
движный конус оказывался заклиненным. Обычный пуск дро­
билки в таком состоянии не получался. После этого опускался
подвижный конус и пуск дробилки происходил легко. Одним при­
водом (при отсоединенном втором) осуществить пуск даже зава­
ленной дробилки не удалось. После подключения второго двига­
теля пуск заклиненной дробилки с использованием реверса также
не удался. После опускания конуса и расклинивания его пуск
2
Ю.
А.
Л\уйземиек и др.
33
был осуществлен без заметного отличия от обычного пуска вхо­
лостую.
Таким образом, эс|х|)ектмв110сть расклтшваипя подвижного
конуса за счет опускания его при пуске под завалом оказалась
очевидной.
На основе материалов экспериментального исследования можно
сформулировать несколько o6 uuix закономерностей процесса пуска
дробилки.
Рмс. 21. Разгон дробилки при различных режимах:
/ — заваленная
дрооилка;
2 — расклниеииая
дробилка; 3 — пуск вхолостую
1.
Максимальные крутящие моменты в приводных валах дро­
билки при однорежимных пусках (вхолостую, под завалом, за­
клиненной дробилки и неудавшийся пуск) имеют большой разброс
значений. Усредненные величины этих моментов (за несколько
идентичных режимов) свидетельствуют о том, что трудности пуска
растут по мере перехода от холостого пуска к пуску расклиненной
дробилки (после опускания подвижного конуса), заваленной и,
наконец, заклиненной после неудавшегося пуска.
В более отчетливой форме эта закономерность проявляется
для крутящих моментов в тихоходных приводных валах (привод*
ных валах дробилки). В такой же последовательности можно
сравнивать эффективность опускания (рас[<лиииваиия) подвиж­
ного конуса, пуск расклиненной дробилки осуществляется легче,
чем заваленной или заклиненной. Об этом же свидетельствуют
л Е
чеГп яг/"'"дробилка разгоняется медленнеи, чем расклиненная и пущенная вхолостую.
2. Расклинивание подвижного конуса за счет его опускания
для облегчения пуска дробилки более эф(1)ективно, чем ее ревер­
сирование. Величина опускания конуса для надежного раскли­
нивания должна соответствовать деформации дробимого материала
в нижней зоне дробящего пространства.
В клиноременном приводе дробилок при неустановившихся
режимах работы под действием маховых масс возн[1 кают значи­
тельные динамические нагрузки. Коэффициенты динамичности
при пуске во многом определяются величиной зазора в конической
передаче. Вследствие произвольного выбора этого зазора, а также
изменения направления вращения конического зацепления при
реверсировании, коэффициенты динамичности при одинаковых
режимах пуска, как это уже отмечалось, непостоянны, а изменение
крутящего момента в приводных валах происходит с частотой
собственных колебаний. Период этих колебаний обычно не менее
чем на порядок меньше периода оборота эксцентрика.
Разрушение кусков дробимого материала происходит за время
поворота эксцентрика более, чем на 60°, и поэтому кратковремен­
ные увеличения крутящего момента не могут существенно повлиять
на разрушение материала в дробящем пространстве. Эффектив­
ность дробления и преодоление сопротивления движению подвиж­
ного конуса со стороны дробимого материала будет зависеть от
среднего значения крутящего момента в приводных валах дро­
билки. Еще в большей степени это может относиться к разгону
дробилки, время которого для дробилок крупного дробления
составляет обыкновенно не менее 5— 6 сек. Поэтому динамичность
пусковых моментов, возникающая вследствие соударения разго­
няющихся масс, будет способствовать только началу движения
всей системы, т. е. преодолению момента страгивания, а в даль­
нейшем — способствовать ненужной перегрузке звеньев кинема­
тической цепи привода.
Срабатывание амортизационной системы
Ранее были получены математические зависимости пути и
скорости встречи дробящих конусов (4) и (2). Если считать де­
тали дробилки абсолютно жесткими и не учитывать зазоры
в опорах подвижного конуса, то кусочки дробимого материала
должны деформироваться за один оборот эксцентрика на величину
б = 2г sin V,
(14)
где г — расстояние от куска дробимого материала до точки под­
веса подвижного конуса;
V — угол между осями дробилки и подвижного конуса.
Если дробилка имеет амортизационную систему, то при возра­
стании усилия дробления сверх допустимого, эта система начнет
срабатывать и величина деформации материала по сравнению
*
35
с
деформацией, соответствующеЛ уравнению (4), окажется меиь-
‘“ ^Зависимость между макспмальноп величиной срабатыва1И1я
амортизациониоГ! системы дробилки, в котором амортизационные
эпементы (пружины, гидро- или пневмоцилиндры) расположены
по периферии; и параметрами дробящего пространства может быть
представлена выражением
2 r/2
Slnv
ЛС050~
где
’
— дополнительная деформация максимально нагруженнои пружины вследствие срабатывания аморти­
зационной системы, во время которого происходит
поворот подвижного конуса вместе с регулирующим
кольцом относительно точки С (рис. 22);
_ расстояния от точки поворота регулирующего коль­
ца до максимально нагруженной пружины и места
захвата недробимого тела;
0 — угол между касательными к траекториям точек
подвижного и неподвижного конусов, в которых
произошло захватывание недробимого тела.
В процессе срабатывания амортизационной системы угол О —
переменная величина. Однако вследствие малости изменения его
для обычных технических р 1счетов можно принять О постоянным.
Уравнение (15) представляет собой в конечном счете выражение
деформации максимально нагруженной пружины за рабочий
ход подвижного конуса, т. е. за время поворота эксцентрика на
пол-оборота; составляющая 2 r s in v является полным ходом
подвижного конуса в месте захвата недробимого тела дробящими
конусами. Если в уравнении подставить вместо 2г sin у выражение
сближения дробящих конусов (4), то получится уравнение де­
формации максимально нагруженной пружины 6 ^» как функции
поворота эксцентрика (угол а):
6
6„
= rsin 7 (l- c o s a )- ^ ^ ^ ^ .
(16)
Вследствие деформации деталей дробилки, непосредственно
участвующих в восприятии усилий дробления, и зазоров в опорах
подвижного конуса, действительная деформация амортизирующих
пружин будет меньше, чем это следует из уравнения (16). Теоре­
тическое определение деформации деталей от усилий дробления
слож?у1п^^п^^^
трудности: корпусные детали имеют
Hvca в ^ ь м я
расчетные схемы опор подвижного ко*
тела
геометрические размеры недробимого
36
Наиболее просто деформатпвпость деталей и недробимого
тела можно учесть введением в уравнение (16) соответствующего
коэффициента деформативности Кд^ который устанавливал бы
разницу между теоретической и действительной дополнительной
деформацией максимально нагруженной пружины амортизацион­
ной системы.
При экспериментальном определении коэффициента деформа­
тивности в качестве недробимых тел использовались стальные
плоские платики различного размера. Испытания проводились на
Рис.
Рлс. 22. Схема дробилки с пружинпои
амортизацией
23. График
срабатывания
амортизационной системы:
/ — теоротическиП 1по ypaniieiimo (-I)];
2 — экспериментальный; 3 — коэффи­
циент деформативности
заводском стенде, где была установлена серийная конусная дро­
билка мелкого дробления КМД-2200, имеющая следующие пара­
метры: г = 1040 мм\ Р = 60°; Y = 2^; oji = 22,8 рад1сек, ширина
разгрузочной щели дробящего пространства на закрытой сто­
роне 5 мм.
На рис. 23 показаны теоретический и экспериментальный
графики срабатывания амортизационной системы, а также сопо­
ставление этих графиков, как отношение экспериментальных и
теоретических данных, т. е. Кв. Эти данные свидетельствуют о зна­
чительной деформативности деталей дробилки и недробимого
тела, что и необходимо учитывать при расчетах.
На основании моделирования корпусов дробилок среднего
и мелкого дробления [29] можно утверждать, что коэффициент,
учитывающий деформацию корпусных деталей серийных конусных
дробилок, не превышает 0,85. Поэтому следует считать, что на
величину общего коэффициента деформчтивности в основном
влияет деформация недробимого тела и местная деформация бро­
ней и дробящих конусов в зоне контакта с недробимым телом. Это
подтверждается также тем, что экспериментальные значения коэф37
сЬицпентов Кд при опытах имели весьма большой разброс
от
0 3 до Об Это является следствием различия условии захвата
н е д р о б и м о г о тела дробящими конусами. В расчетах коэффициент Д
',
может приниматься равным 0,6 0,7.
Нагрузки в приводных валах дробилок
Типичные осциллограммы крутящих моментов в приводных
валах дробилок показаны на рис. 24. На рис. 24, а приведена
осцил lorpaMNja крутящего момента в приводном валу дробилки
среднего дробления при пуске вхолостую асинхронным электро­
двигателем с короткозамкнутым ротором. Изменение крутящего
момента имеет колебательный характер с постоянным периодом,
типичным для собственных колебаний. Величина амплитуды коле­
баний имеет, по мере разгона дробилки, затухающий характер.
Декремент затухання сравнительно большой. Средний крутящим
момент по характеру повторяет пусковую характеристику асин­
хронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.
В приьодных валах некоторых дробилок с приводом от корот­
козамкнутою электродвигателя в продолжении некоторой части
разгона были зафиксированы накладывания момента с собствен­
ной частотой колебания 50 периодов в секунду (рис. 24, б) на
основании колебания крутящего момента. Максимального значе­
ния амплитуды этих колебаний достигали в период прохождения
разгона через зону характеристики электродвигателя, в которой
пусковой момент резко увеличивается с повышением числа обо­
ротов.
При дроблении (рис. 24, в) колебания крутящих моментов
имеют менее упорядоченный характер; с некоторой периодич­
ностью возникают максимальные пики за каждый оборот экс­
центрика. Таким образом, неравномерность заполнения дробя­
щего пространства материалом «чувствуется» и в приводном валу
дробилки.
В некоторых конусных дробилках среднего и мелкого дробле­
ния обнаружены зубцовые колебания крутящего момента, про­
исходящие с частотой вхождения в зацепление зубьев кониче­
ской передачи. Эти колеб ан ия различны по величине. В одних
случаях они имели максимальное значение при минимальном
нагрузке в приводном валу и, очевидно, при отсутствии сколькоиииудь значительных нагрузок на эксцентрик. Сами зубцовые
колебания при этом по сравнению с максимальными колебаниями
невелики (рис. 24. г). Причину их, вероятно,
"ChdPb в больших зазорах эксцентрикового узла и, как
перемеимости зазора в зацеплении. В других случая.х
а ml,“ г.''':
«°^ебаний совпадают с макс,:38
«)
г)
Ня
■
’S даны осциллограммы моментов в приполном валу
П П П Т 1 - 1 1 1 1 И ! в аробящее пространство недроСпми|и
?ГЙ'''Соврёмён,ю записывал,tcb параметры срабатывания амор.
™ a u S шТсистемы и давление в гилроопоре подвижного конуса.
В перво
с v-ae (рис. 25, о) в приводном валу дроб.глки ие заS e S сколько-нибудь зпачительных увели',еннн крутящего момента при прохождении недробнмы.х тел. Такая «безразличностьз
____
ос /-прпгтппрм лемтЬпрующеи спцсобмостп масляDl.c
V___ пТ,
м
S)
Рис. 25. Осциллограммы крутящп.х момсиго» /V] в пртзодных валах
II давления Р в гидроопоре подвижного конуса
ного СЛОЯ между рабочими поверхностями эксцентрикового узла.
На холостом ходу, который предшествовал моменту захватывания
дробящими конусами иедробимого тела, демпфирующая способ­
ность масляного слоя будет максимальной, так как зазоры экс­
центрикового узла выбраны в сторону, противоположную на­
правлению усилия захвата иедробимого тела. При дроблении
демпфирующая способность масляного слоя эксцентрикового
узла, естественно, будет меньше.
Это положение подтверждается результатами 'испытаний дру­
гой дробилки КСД-2200 с гидравлической регулировкой разгру­
зочной щели. Осциллограммы крутящего люмента в приводном
валу и давления в гидроопоре при прохождении единичных педробимых тел даны на рис. 25, б. Результаты испытаний этой
дробилки сведены в табл. 3 .
Таким образом, при неблагоприятном выборе зазоров в экс­
центриковом узле динамичность нагрузки в приводном валу
дрол1лкн резко возрастает. При оценке демпфирующей способ­
ности масляного слоя необходимо учитывать, как это будет по­
казано в следующей главе, конкретные конструктивные naps®
5'<':чентриковогГузла, уравнове­
шивание машины, профиль дробящего пространства ,i т. п.
Таблица 3
Результаты тензометрических замеров при испытаниях
дробилки КСД-2200 с гидропиевматической амортизацией
Номера замеров
Показатели
Предварительное давление в ак­
кумуляторе в am
74
74
74
74
Предварительное давление на пор­
шень аккумулятора в т
13
13
13
113
Размеры недробимого тела в мм
Крутящий момент
валу в к Г 'М
в
приводном
Амплитуда колебаний момента в
приводном валу в кГ-м
Коэффициент
мента
динамичности
мо­
Опрокидывающий момент привод­
ного электродвигателя в к Г 'М
Коэффициент динамики
Срабатывание аккумулятора в мм
Расчетное давление в аккумуля­
торе в момент захвата недробимого
тела в агп
0 80X60
925
0
145X70
3760
3950
3410
1060
1060
1060
3,55
3.7
3,22
49
48
52
77,7
77,5
78
230
,33
1060
Можно сформулировать несколько общих положении о на­
грузках в кинематической цепи конусных дробилок отечественной
конструкции.
1. Время формирования нагрузок в приводном валу и гидро­
системе дробилки среднего и мелкого дробления (с гидропиевма­
тической амортизацией) при захватывании недробимых тел одина­
ково: максимальные нагрузки в приводном валу и гидросистеме
возникают одновременно. Продолжительность формирования этих
нагрузок соответствует примерно V., оборота эксцентрика и со­
впадает со временем захвата дробящими конусами недробимого
тела. Четверть периода собственных колебаний приводного вала
41
1Р0ГМ1Л0К M e iib u ie времепп формирования в исм пагп\ ■.к (П018 II 0 05 шч). Следовательно, динамические нагрузки
в ПРПВП1НЫХ валах не должны иметь превалирующего значения.
1?ГП Ы ТП 11ИЫ Х
2.
При дроблении характер формирования нагрузок в приволном валу остается без качественных изменении.
Аналогичные выводы были получены и при испытаниях дро­
билок крупного дробления [381.
Частные выводы по результатам испытании:
П период собственных колебании приводного вала дробилки
с ппропневматическои амортизацией при пуске вхолостую при
дроблении и при прохождении недробимого тела одинаковый.
Таким образом, стопорен не подвижного конуса как бы не влияет
на частотную характеристику колебаний в приводном валу;
2 ) период колебании гидросистемы меняется в зависимости от
нагрузки на подвижный конус и при больших нагрузках на ги­
дросистему значительно больше периода колебаний приводного
вала: период колебаний гидросистемы 3,5— 14 гц, период колебаний
приводного вала 14 гц.
Некоторые другие экспериментальные данные по нагрузкам
в кинематической цепи конусных дробилок, в целях более про­
стого изложения и увязки с конкретными конструкциями дро­
билок, приведены в последующих главах.
§ 2. ОБ УРАВНЕНИЯХ ДВИЖЕНИЯ И Н АГРУЗКА Х
В КИНЕМАТИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЯХ ДРОБИЛОК
Расчетные схемы динамических систем, на основании которых
составляются системы дифференциальных уравнений движения,
во многих случаях представляются различными комбинациями
сосредоточенных и распределенных масс и связей. Решение си­
стем дифференциальных уравнений, которыми описываются дина­
мические процессы в кинематической цепи привода дробилки,
осуществляется различными методами в зависимости от сложности
и T04H0CTff, с которой необходимо определять искомые параметры.
Простые системы дифференциальных уравнений могут быть решены
аналитическим путем; более сложные решаются с помощью цифро­
вых и аналоговых электромоделирующих машин.
Решение этих вопросов в общем виде разобрано в работах
О. А. Залесова и др. [131 «Применение электронных моделей
для исследования горных машин» и Ф. С. Цзе и др. [481 «Меха­
нические колебания/) и является общеизвестным.
Математическое описание динамических процессов в к о н у с н ы х
дробилках может Оыть выполнено на основании этих работ При
этом должны быть учтены некоторые особенности эксплуатаинп
н режимов работы конусных дробилок. Проблематичными в дан­
ном случае остаются опредепенне Hecvn.Ptt
I
\
дета пей ло о б н л ки и
'енне несущей способности основных
деталей дробилки и peжи^,ы работы, которые следует считать
расчетными для каждого типа и конструктивного исполнения
дробилки. Этих данных в настоящее время недостаточно.
Некоторые соображения о расчетных режимах работы, а также
методиках составления расчетных схем дробилок, конкретные
примеры расчета и параметрических исследований приведены
в следующих разделах.
Элементы расчетных схем дробилок
Конусные дробилки различных конструкцг1Й содержат много
одинаковых элементов (дробящие кон}та, эксцентрик1г, приводы
вала дробилки), поэтому приводимая ниже методика составления
расчетных схем для определения динамических систем во многом
может быть использована для дробилок отечественных заводов
и зарубежных фирм.
В дробилках с непосредственным приводом расчетными мас­
сами являются ротор приводного электродвигателя и эксцентрик.
Моменты инерции их могут быть определены по общеизвестным
формулам. Математические расчеты показывают, что массой
подвижного конуса и неподвижного конуса с регулирующим коль­
цом при составлении расчетной схемы во многих основных рас­
четных случаях можно пренебречь. Подвижный конус при дроб­
лении и попадании недробимого тела вращается вокруг мгновен­
ной оси, положение которой определяется системой уравнений ( 1 ).
Момент инерции подвижного конуса относительно мгновенной
оси вращения определяется формулой эллипсоида инерции, мате­
матическое выражение которого в условных обозначениях, при­
нятых ранее, имеет вид [26]
J =
cos^ (р _ y) -f Уз sin^ (р — y),
где
J i — момент инерции подвижного конуса относительно
оси симметрии;
J 2 — момент инерции подвижного конуса относительно
оси, проходящей через точку подвеса подвижного
конуса перпендикулярно его оси;
Р и Y — см. рис. (2 гл. I).
Кинетическая энергия подвижного конуса, как функция по­
ложения его мгновенной оси (угол р), определяется равенством
г = ^
.
в котором мгновенная угловая скорость подвижного конуса со
связана с угловой скоростью эксцентрика уравнением (1). Жест­
кость приводных валов, соединительных муфт, конического
зацепления, клиноременной передачи определяется общеизвест43
мымн методами, изложепмыми. иапрнмер. в работах В. П. Тер.
""\ Y .S ,a T ii 4 ecKoe omicaime клпморемемиоп передачи имеет „еособейиости. Жесткость k.iiihobi.ix ре.миеи имеет иелиисГ,.
рактерпстику при деформации и ие постоянна по величине,
ПОТОМУ ^ри расчетах правильней брать действительные экспепиме^^льиые данные жесткостей pe^пleм. которыми укомплекто£ ваётся рассчитываемая дробилка. Другой особенностью явiRCTcVпеременность велич1М1ы проскальзывания peNme.i в зав,,.
CHMOCTI, от вели*...... передаваемой нагрузки. При обычных расчетм1.1 '( нагрузках проскальзывание ие велико 1281 и может учитывап.ся или постоянным коэф1|)пцнентом. близким к едптще,
1П 11 пр1м1 иматься равным единице. В аварийных или стопорных
режимах (заклинивание недробимого тела, пуск заваленной дро­
билки) за счет соударения .маховых масс деталей дробилки из-за
патичия зпзоров в кпивмзтических звеньях мог^т возникать на­
грузки. которые клпиоременная передача не сможет передавать.
В этих случаях происходит проскальзывание ремней на шкивах,
которое по экспериментальным данным достигает в крупных
дробилках (ККД-1500) КХ) .w.u. Таки.м образом, при математи­
ческом описании динамических процессов в кинематической цепп
п«мГ1Хо1 имо предусматривать два этапа, соответствующие двум
режимам раГюты клиноременнои передачи: обычному п аварийному
пли стопорному.
Математическое описание жесткости корпусных деталей дро­
бил ки может быть получено на основании .моделирования 1291.
Такое описание представляет значительные трудности и, в связи
с незначительным влиянием жесткости корпуса на нагрузки
в кшч'матическои цепи, учет жесткости корпусных деталей в рас­
четных схемах в некоторых случаях может оказаться малооправдлнным.
Нл корп\с лробилки действует распределенная система удель­
ных сил лроЯтония, мощность которой может быть определена как
произеедемии cili на скорость деформации по уравнеиню
к о т .'
п
ь е
\ p - .K ^ s id F .
Г
(Г |
По инллогии мощность сил трення подвижного конуса отноApoCiiMOlO материл.1 а может быть определена по урзв*
’ t Mil
.v .=
(
(18)
так же, как было показано для дробилок крупного дробления.
Предел 1П1тегрпрован1[я F — площадь рабочей поверхности по­
движного конуса — описывается через координаты а п г (см.
pfic. 1). Коэффициенты Кга и Kfra учитывают деформацию корпус­
ных деталей, подвижного конуса и эксцентрикового узла, неко­
торые соображения об определении которых были изложены выше.
После подстановки в уравнения (17) и (18) выражений (2),
а также уравнения удельных давлений ра [напр1гмер ( 1 1 ) 1 и ин­
тегрирования по параметру дробящего пространства /-величины Np
и Nf окажутся функцией угла а, что позволяет без труда перейти
к параметру coj. После этого можно определить полную работу
сил дробления Ар и сил трения в дробящем пространстве Af
или приведенных моментов к оси эксцентрика:
э. р —
и ^^np.9.f=-^'
(19)
Приведение этих моментов к дpyгн^^ осям может быть сделано
на основашги общ1гх правил пр1[ведег[г[я масс, жесткостей и сил
(моментов).
Частным случаем уравнений (17)— (19) является захват дро­
бящими конусами недробимого тела. Одним из условий движения
подвижного конуса (если пренебречь силами дробления материала,
находящегося в дробящем пространстве) будет отсутствие про­
скальзывания конуса относительно недробимого тела в гори­
зонтальной плоскости (уа = 0). Такое условие вполне возможно
и следует из уравнений (2 ). Положение мгновенной оси подвиж­
ного конуса будет регламентироваться именно этим условием,
определяющим величину и положение вектора угловой скорости
абсолютного движения конуса со и его кинетическую энергию.
Приведение силы сжатия недробимого тела может быть вы­
полнено на основании уравнения
^пр^пр — Р др
»
где Мпр и (jL),tp — приведенный момент и приведенная угловая
скорость;
Рдр — усилие сжатия недробимого тела;
0) — мгновенная угловая скорость подвижного ко­
нуса;
б — плечо силы Рор относительно мгновенной оси
вращения подвижного конуса.
По своему физическому смыслу произведение бо) есть скорость
деформаций, которая, как это было показано в гл. I, не зависит
от положения мгновенной оси вращения подвижного конуса
и при принятых обозначениях соответствует Va45
По аналогии приводится п жесткость корпуса дробилки от
сосредоточенном с и л ы :
рде
Спр — жесткость корпуса, приведенная к валу, име.
ющему угловую скорость (Одр,
Ск — лмнепная жесткость корпуса в направлении успЛИЯ дробления;
= 6о) — скорость деформации.
Так же приводится жесткость амортизац110нной системы. При
этом нужно иметь в виду возможное смещение равноде1ктвующей
амортизационной системы и скорость ее деформации. Например,
для дробилок с пружинной амортизацией равнодействующая
усилия смещается в сторону максимально сжатой пружины на
величину
__
Рк — Рн
2 (р„ +
где
г, — средний радиус 0 кр уж [ 10СТ1г, по которой распо­
ложены амортизирующие пружины;
Рк и Рн — конечное и предварительное сжатие максимально
нагруженной пружины.
Скорость перемещения равнодействующей амортизирующих
пружин по аналогии с уравнением (16) примет вид (см. рис. 7)
_
= 0), г Sin V ■
откуда приведенная жесткость амортизирующих
с ;= с „
где
пружин
СОлр
Vn — средняя скорость деформации пружин амортизирующем
системы, соответствующая скорости перемещения рав­
нодействующей их усилий;
Vn — скорость деформации максимально нагруженной пру­
жины амортизирующей системы;
Сд
жесткость амортизирующей системы (пружин);
Сп
приведенная жесткость амортизирующей системы.
Режимы эксплуатации дробилок и расчетные режимы
билок^^^^^^*^^ следующие режимы эксплуатации конусных дро*
в
дробилки вхолостую, т. е. при отсутствии материала
зывают
Сопротивление разгону дробилки ока­
зывают силы трения в опорах и маховые массы деталей. В про46
цессс разгона происходит выбнрапме зазоров в кннелгатпческой
цепм и поэтому математическое оппсапме динамических процессов
в электромеханической системе дробилки может иметь несколько
этапов.
2. Пуск дробилки под завалом. В отличие от первого режима
в дробящем пространстве находится дробимый материал, который
дополнительно оказывает сопротивление при разгоне дробилки.
Могут быть удавшиеся и неудавшиеся n y c K F f . В первом случае
завал будет преодолен и произойдет полный разгон дробилки;
во втором случае завал не будет преодолен и дробилка остается
застопоренной. В зависимости от условий создания завала дробя­
щего пространства сопротивление дробимого материала при раз­
гоне может быть существенно пЛи нет. По опытным данным наи­
более тяжелым оказывается пуск дробилки, остановленной перед
этим при дроблении. Этот режим работы характерен для дробилок
крупного дробления.
3. Дробление. Дробящее пространство при дроблении запол­
нено неравномерно; непостоянны также и физико-механические
свойства дробимого материала. Хотя процесс дробления в конус­
ных дробилках идет непрерывно, усилия дробления fi сопротив­
ления движению деталям непрерывно изменяются. Поэтому дроб­
ление в конусных дробилках является нестационарным процессом,
при котором происходит накапливание и разрядка кинетической
и потенциальной энергии деталей дробилки.
4. Стопорение подвижного конуса. В практике имеют место
случаи, когда вместе с дробимым материалом в дробящее простран­
ство попадают недробимые тела — металлические части различ­
ных деталей (зубья ковшей экскаваторов, коронки буров, звенья
транспортеров) и т. п. При этом происходит резкое соударение
дробящих конусов, торможение их движения и в некоторых слу­
чаях стопорение конусов. В этом режиме возникают максималь­
ные динамические нагрузки в деталях дробилки.
Перечисленные режимы имеют различную важность с точки
зрения работы дробилок. Пуск вхолостую осуществляется обык­
новенно легко и поэтому не является расчетным. Нагрузки при
пуске под завалом несколько большие. Стремление форсировать
пусковые нагрузки в целях преодоления завалов делает пуск
дробилки под завалом одним из расчетных режимов. Дробление
является расчетным режимом для приводных электродвигателей
по тепловой нагрузке, а также по преодолению максимальных
стопорных моментов.
Наиболее напряженным является режим прохождения через
дробящее пространство недробимых тел. Как у дробилок с амор­
тизационными средствами, так без амортизационных средств,
аварии деталей дробилок происходят наиболее часто именно
в этом режиме.
47
Общие соображения о математическом описании
динамических процессов в приводах дробилок
Режимы работы конусных дробилок могут быть подразделены
также на ускоренные н замедленные. Ускоренные процессы^
пуск вхолостую и под завалом; замедленные — попадание в дробящее пространство недробнмого тела. Процесс дробления следует
рассматривать с этой точки зрения периодическим, ускоренно,
замедленным, так как сопротивление дробимого материала движению конуса непрерывно изменяется. Методики определения
нагрузок в кинематической схеме при ускоренных и замедленных
процессах принципиального различия не имеют.
Расчетная схема дробилки в общем виде люжет быть представ­
лена многомассной многосвязной системой с зазорами, в которой
Рис. 26. Расчетная схема дробилки в общем виде
некоторые элементы могут быть нелинейными. В различных ре­
жимах одна и та же дробилка может быть представлена различ­
ными неэквивалентными расчетными схемами; при этом предпола­
гается поэтапное решение расчетной схемы.
Примем следующие условные обозначения параметров расчет­
ной схемы (рис. 26):
JI
приведенный момент инерции i-i\ массы дробилки;
Cl
приведенная крутильная жесткость i-ii связи;
ф/
обобщенная координата движения /-массы дро­
билки;
Ф/ = 0)1 — угловая обобщенная скорость /-й массы;
^э
приведенный электрический момент приводного
электродвигателя;
'л 1 ‘ I
момент сил трения в опорах;
®
момент сил дробления или сил амортизационной системы.
ставленной расчетно^^^
равенствами:
для первой массы
”
ДВ1г>кения масс дробилки, пред*
^Ьфажаются следующими
для второй массы
Cl
(Ф 1 —
фо) = Лфо
+
Сз ( щ
-
фз) +
Л4^2;
для последней массы
С/1 (фп- 1
Ф«) = «^лфп +
Методика решения этой системы дифференциальных уравнений
во многом определяется коэфф1щиеитом при обобщенных коорди­
натах ф/ и ее производных, а также крутящими моментами
Мт; И Mg, так как приведенные моменты инерции
предпола­
гаются постоянными, в случае, если С/,
и
не зависят
от обобщенных координат ф/, систему уравнений удается свести
к решению линейных однородных или неоднородных уравнений.
В противном случае решения оказываются более сложными.
□
глава I I I
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЖИМ Ы ЭКСПЛУАТАЦИИ
КОНУСНЫХ ДРОБИЛОК
§ 1. ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ
Технологический режим эксплуатации дробилки включает |||
в себя производительность дробилки в единицу времени, физико­
механические свойства дробимого материала, ситовой состав
дробимого и дробленого материала, а следовательно, и степень I И
его сокращения. Параметры режима зависят в основном от про* f ill
филя и размеров дробящего пространства и скорости качаний
подвижного конуса, которые обуславливают определенную энер­
гоемкость процесса дробления. В совокупности все эти параметры
образуют закономерности процесса дробления.
Вследствие большого разнообразия параметров режимов ра­
боты конусных дробилок, которые встречаются в производствен­
ных условиях, и большого непостоянства физико-механических
свойств дробимого материала, закономерности процессов дробле­
ния должны основываться на статистических законах, установле­
ние которых представляет очень сложную и объемную задачу.
В настоящее время закономерности процессов всех стадий,
дроблен11я — крупного или первичного, вторичного (в редукцион/ ных дробилках), среднего и мелкого дробления — изучены весьма
/ поверхност1ю; происходит накапливание экспериментального и
теоретического материала для создания теории закономерностей
процесса дробления.
Конусные дробилки крупного дробления работают, как пра­
вило, под завалом. Поэтому под производительностью их можно
понимать nponycKHyFo способность дробящего пространства, ко­
торая зависит от физико-механических свойств дробимого мате­
риала и параметров дробящего пространства. Регулирование про\ цесса крупного дробления обыкновенно не производится поэтому
\ при изучении закономерностей этого процесса наибольшее знаI ченпе имеет установление зависимостей между производитель­
ностью дробилки, параметрами дробящего пространства числом
J
50
^ завалом. Удельная энергоемкость про-
цесса дробления здесь, как это будет показано ниже, зависит от
производительности; при крайн1[х значениях производительности
удельная энергоемкость процесса дробления увеличивается.
С увеличением производительности при прочих постоянных параметрах режима работы увеличивается вероятность стопорения
подвижного конуса — остановка дробилки под завалом, увели­
чивается нагруженность деталеГ! дробилки и уменьшается их долго­
вечность. Поэтому питание конусных дробилок среднего и мелкого
дробления дозируется загрузочными средствами, а режим эксплуа­
тации должен устанавливаться с учетом физико-механических
свойств дробимого материала.
Из закономерностей процесса среднего и мелкого дробления
наибольший интерес представляют зависимости между ситовым
составом дробленого материала, производительностью и ситовым
составом дробимого материала; зависимость между удельной
энергоемкостью процесса дробления, степенью сокращения и
производительностьго.
В общей форме связь между величиной энергии, затрачен­
ной на дробление, и крупностью разрушаемого материала выра­
жается дифференциальным уравнением [531
tf-«
dx
dE = —c — ,
где E — энергия, затраченная на дробление единицы веса ма­
териала;
с — коэфф11циент пропорциональности;
X — параметр, характеризующий крупность материала;
п — показатель степени.
Это уравнение является обобщением известных гипотез энерго­
емкости процесса дробления Кика-Кирпичева (при п = 1), Бонда
(при п = 1,5) и Риттенгера (при п = 2), дающих близкое совпаде­
ние экспериментальных и теоретических данных соответственно
для крупного дробления, для среднего и мелкого дробления и
для измельчения. По приведенному уравнению удобно сравнивать
крепости различных материалов по энергии разрушения одина­
ковых кусков, условно принимая, что с увеличением крепости
пропорционально увеличивается и энергоемкость процесса дроб­
ления. Для перехода к энергоемкости процесса разрушения гор­
ной массы Ф. Бонд (51) предложил следующий показатель;
г,
lOtt//
\OWi
Е = ■
----квт-ч,
где
Е — расход энергии на дробление 1 т руды;
Wi — индекс работы;
F — размер квадратного отверстия сита, через которое
проходит 80% исходного материала, в мк\
Р — размер квадратного отверстия, через которое про­
ходит 80% продукта дробления, в мк.
51
<
Фнпмой -Аллнс-Чалмерс» (США) на основании многолетней
э к с п л у а т а ц и и своих дробилок составлены таблицы
индексов работы' при дробле.........
материалов и руд,
которые и являются основанием для выоора установочной мощно,
сти прпводных электродигателей.
^
в работе 1 1 1 даются индексы раооты при среднем дробле... .
руд отечественных месторождении.
п о а к п 'к и
Южио-криворожская руда
........................................= 2^.5
Ллтым-топкаиская р у д а ...............................................\ V ' ^ = i 4 i?
Кальмзкырская р у д а .................................................. .....
При выборе установочной мощности приводного электродвигате,1 я по этой метод1!ке необходимо учитывать мехапическип и
электрическни к. п. д. дробилки, что в некоторых случаях затруд.
нитедьно:
где k — коэ(1х|)ициент запаса, связанный с неравномерностыо
поглощения электроэнергии из сети;
Q — производительность дробилки;
— к. п. д. электропривода и дробилки.
§ 2. ДРОБЯЩЕЕ ПРОСТРАНСТВО ДРОБИЛОК КРУПНОГО ДРОБЛЕНИЯ
Требования, предъявляемые к дробленому материалу круп­
ного дробления, не являются с т т ь жесткими, как, например,
ijipH среднем и мелком дроблеш1 П^’Д\аксимальныи размер кусков
конечного продукта дробилок типа К К Д предопределяется по
существу шириной загрузочного отверстия дробилок последующей
стадии.
Основными требованиями, предъявляемыми к профилю дро­
бящего пространства дробилок крупного дробления, является
обеспечен11е их высокой пропускной способности и эффективности
процесса дробления.
Исходя их этих обстоятельств, определился и характер про­
филя дробящего пространства, представляющий собой в основе
крутые конусные поверхности (рис. 27) без калибровочных зон.
Конструктивная степень сокращен11я дробимого материала у этих
дробилок, определяемая от[юшением размеров загрузочного от­
верстия В и разгрузочной щели е, колеблется в пределах:
Для дробилок тппа К К Д ....................................
»
52
^ _
е
5 .g
К Р Д ........................................... =8-4-9,5
^
Фактическая степень сокращеи[1Я, па величину которой оказы­
вают влияние физико-мехаипческие свойства дробимого материала,
значительно ниже конструктивно!! и находится в пределах 2,5-^4.
В табл. 4 приведены значения степени сокращения для ко­
нусных дробилок первичного дробления, рекомендуемые фирмой
«Аллис-Чалмерс» (США). Крупность дробленого продукта дро-
Рис. 27. Профили дробящего пространства
дробилок крупного дробления:
конусных
а — прямолнпсЛныП; б — крнволииеЛиыП «не забнвающпПся»;
а — рсдукциоииыП
билок крупного дробления ориентировочно можно определить
по типовым характеристикам К. А. Разумова [391 (рис. 28). Сред­
ний размер кусков продукта дробилок типа К К Д составляет
— 1,36 е; отдельные куски превышают по размеру разгрузочную
щель в 2 —3 раза, а иногда и больше, что особенно часто имеет
место при дроблении руд, склонных к плитообразоваиню.
В настоящее время в конусных дробилках крупного дробления
применяют два вида профилен дробящего пространства: 1 ) пряТаб.тца 4
Дробимый материал
Крепость
по шкале
М. М.
Прото Дья­
конова
Железистые кварциты
18
Кварц
15
Известняк
12
Фос 1|юрит
2
Степень сокращения
2
2,5
3
•
4
3,5
'
. -
..
■
53
молинеГжый, с постоянным углом захвата по высоте (дробилки
*ирм«Баббитлесс». сКеннедн». «Эш-Верке» (США) (рис. 27, <,)!;
2) кривоаннейиый с переменным углом захвата по высоте |дро.
билки Уралмашзавода. фирмы сАллис-Чалмерс» (рис. 27, б и в)|.
Практика эксплуатации дробилок с прямолинейным профилем
дробящего пространства показьшает возможность забивания его
дробимым материалом в нижней зоне. Причиной этого является
меньшая пропускная способность нижней зоны дробящего про­
странства по сравнению с верх­
ней при прямолинейном про­
филе и постоянном угле зах­
вата по всей высоте профиля.
Стремление избежать подоб­
ного забивания дробилки привело к созданию нового, кри­
волинейного профиля простран­
ства с переменным углом за­
хвата по высоте. Теоретически
криволинейный профиль дро­
бящего пространства обеспе­
чивает
большую производи­
Vi
Крупность в долях ширины тельность, за счет смещения
разгрузочной щели
зоны с наименьшей пропуск­
ной способностью кверху, где
Рис. 28. Типовые
характеристики
производительность выше. Это
крупности дробленых продуктовдро­
свойство криволинейного про­
билок крупного дробления:
филя исключает также возмож­
/ — мягкие руды; 2— руды срсдисЛ тпердостн; 3 — твердые руды
ность забивания дробящего про­
странства в зоне разгрузочного
отверстия. Поэтому этот тип профиля часто называют «незабивающийся». Криволинейный профиль дробящего пространства также
способствует получению более однородного дробленого продукта
с меньшим коэффициентом закрупнения. Износ футеровок конусов
в нижней части дробящего пространства при этом профиле более
равномерен.^
При построении профиля дробящего пространства ширину за­
грузочного отверстия следует принимать
В =
D
0,8 4- 0,85 ’
где D
максимальный размер куска дробимого материала.
Угол захвата ct должен быть меньше двойного угла трения ff», т. е
« < 2 /,
I
коэффициент трения кусков дробимого материала о по­
верхности футеровок.
л. Б. Левенсон 1191 рекомендует принимать / = 0,3.
54
Угол захвата сс в дробилках с прямолине1шым профплелг при­
нимается 22—24°. В дробилках с криволинейным профилем этот
угол в зоне приемного отверстг1 я принимают до 26 с постепенным
уме1гьшением до 0— 10® в зоне разгрузочной щели. При таких
углах захвата выбрасывание кусков материала из дробилки не
наблюдается.
§ 3. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ДРОБИЛОК КРУПНОГО ДРОБЛЕНИЯ
Практикой эксплуатации конусных дробилок установлено,
что, кроме параметров дробящего пространства (размеры разгру­
зочной щели, ход и число качаний конуса и пр.), на производитель­
ность дробилки в зачительной мере влияет крупность загружа­
емого материала, его минерало-петрографический состав и физико-механические
'%
свойства (влажность, степень загрязнен­
ности глинистыми материалами), способы с ШО
загрузки и пр. На рис. 29 показаны гра­ V»
\
SOOO
фики изменения производительности дро­
билок ККД-1500 Уралмашзавода при ра­ 41
I шо
боте их в различных условиях.
Зависимость производительности дро­
билок от величины эксцентриситета под- |
вижного
конуса
(по данным фирмы
2000
«Алли-Чалмерс») приведена на рис. 30.
7
6
[ Существует несколько методов опре­
1000
деления производительности дробилок
300
650
1000мм
крупного дробления; они носят экспери­
Нрупность руды
ментальный характер и дают весьма при­
ближенные результаты. До последнего Рис. 29. Производитель­
ность дробилок ККД-1500
времени наиболее широко применялся при
различных разгру­
метод Л. Б. Левенсона. Сущность его зочных щелях, дробимых
заключается в нахождении минимальной рудах и крупности дро­
бимого материала;
«призмы выпадания» по высоте профиля
1 ,2
н 4 — щель 180 мм
дробящего пространства за каждый обо­ (магнетитовая
руда); 3 —
рот подвижного конуса. Площадь попе­ щель 300 .м.и (магнетитовая
руда); 5 н 7 — щель 219 л л
речного сечения такой призмы (рис. 31) (сульфидные медные руды);
\
I
\
\
tg а , -f- tg
где
»
6 — щель 171 мм (магнетнтовая руда)
F
(I
площадь поперечного сечения;
ширина разгрузочной щели на открытой стороне;
е
ширина разгрузочной щели на закрытой стороне;
S
ход подвижного конуса в рассматриваемом се­
чении;
cci и « 2 — углы между образующими профиля дробящего
пространства и вертикалью.
55
Рнс. 30. Зависимость производительности дробилок фирмы «Аллис-Чалмерс»
от величины эксцентриситета:
1—3 — дробилка 36—50, щслм 1!1, 127 и I 10 ,н.и; 1— 6 — дробилка 42 — G5, щели 127,
НО U 152 мм; 7—9 — дробилка 18-7-1, щоли 110, 152 и 165 млг, Ю—l i — дробилка 60—
80, щели 180, 100, 203, 216 и 2J0 .«.и
Рис. 31. Схема гра­
фического расчета
производительно­
сти конусных дро­
билок:
а — криволинсАпыЛ
профиль
дробящего
пространства;
6—
прямолиисЛный про­
филь дробящего про­
странства;
h — вы­
сота призм
50
Объем призмы
пФср
1? а ,
d-^e
2
рдз
_ средний диаметр сечения рассматриваемого кольца.
Пр1? п качаний подзижного конуса в минуту 1гз дробилки раз­
грузится следующее количество материала в час:
Q = 60fif?l'
После некоторых преобразований формула будет иметь вид
^
tga,+
где р — коэффициент разрыхления материала;
у — насыпной вес дробимого материала в кПм^.
Коэффициент разрыхления fi про(|). Л. Б. Левенсон рекомен­
дует принимать в пределах 0,25—0,50.
Такая методика используется Уралмашзаводом для определе­
ния ориентировочной теоретической производ|[тельности конус­
ных дробилок крупного дробления. При этом коэффициент раз­
рыхления р по практическим данным принимается равным 0,75,
т. е. значительно выше, чем рекомендовано Л. Б. Левенсоном.
Учитывая, что определяемая по рассмотренной методике расчет­
ная производительность дает грубо ориентировочны!! результат,
производительность дробилок уточняется по результатам опытнопромышеленной эксплуатации головных или в некоторых случаях
экспериментальных образцов дробилок^
Для примера в табл. 5 приведены данные по расчетной и факти­
ческой производительности конусных дробилок Уралмашзавода
и некоторых зарубежных фирм. Из таблицы видно, что паспортные
или расчетные показатели производительности в значительной
степени отличаются от фактических, что в основном объясняется
несовершенством методик определения теоретической производи­
тельности дробилок.
Сопоставление данных по производительност!г дробилки
ККД-1500 [261 показывает, что действительная ее производитель­
ность больше расчетной даже при коэффициенте разрыхления
р = 1. Так, Коэффициенты р, определенные как отношение дей­
ствительной производительности к расчетной при условии отсут­
ствия разрыхления, имеют значение 1,47— 1,56 в дробилках
с прямолинейным профилем дробящего пространства и 0,96— 1,0 —
в дробилках с криволинейным профилем. Коэффициенты разрых­
ления, превышающие единицу, противоречат своей физической
сущности и являются коэффициентами уплотнения. Но так как
значительное уплотнение дробимого материала в дробящем про­
странстве невозможно, то сказанным подтвержаётся соображение
о том, что расчетная производительность дробилок типа ККД,
57
•л
:=
Г5
U
ю
<3
_
Й
=
=
5
и
S
о
S
9
S.
о
«
2
м
?:
_
о
ОС
5=
<ь 3
м
•= »
о '-»
О. о
о О.Л
3^ к S
- 2г5
С
"
^ п<
:;£
с;
СЧ
а
О
н
н
гз
i?
0.5
кг
2
I !
<и
о
о.
о
гС
0V3
«<
н
СП
>s
< . -г.
Н (—'
СПСП
о
О
О О LO о 00
Ю
C'J со
с- г^ СГ! t^
ООО о
Ю
Г^СС о
'Х>(о— о
ОС
LOr^
—С1
оо
«оо
ют
О О О
ООО
оо
оо
оо
оо
ю го
о»ю
оо
ою
00
сч
—^
юю
(М(М
1Л ю
<
Н
m
>1
:г
-г.
fП
>>
н
СП
>.
H ffo ro
>ь>.
оо
< < <
н -н н m ro cn
>S >- >5
;s
о
s
о
о
L
O
о
о
L
0
оо
■
ою
о . см
О О О
ю ю о
------ 01
О О О
О О О
(М сч ю
о
О
С'*
о
о
LC
00 00
88
юю
:<
Ч
6
ч
о
—
о
о
C7i
_о
о
ою о
Ю
Юу
о
о I I
С
Т
) о —
ООО
оо
00 00
о о ою
о о C4N
<N— (М-г о>со
— СП
о
о оо
1Л
ю 00 00
——
юю о о о о
<
мсч
о со
t: О
г)
юю
оо
Ю со
о
о
'JJ VJ
о:
о
о
о о оJ
:о .= о tо
й
'I
'X
о
о
со 00
С4CN1Л о ^ о
iiililii
РЗ
Q.
58
оо
оооо
Ю
СО OlO^DO
—а> со'^>юг^
гRе
о
о
о
о
а
Q
.
О
^ CLC.S:
5 о о ч
-2 5*^’sо.Tо "^1 S S г
о D. 0.4/
^ § = Ь Ь 1«:
>
=
5 1
=
;
< <
Q
. о. л
(V
О о 5
С£>
о.
а
с:
и
II
5 =
о
с{
со
4» ^ lO со
о 3
D.
оо
со со
определенная по «призме выпадания», меньше, чем д ей ств ите ль ная .
Это может частично об ъяс ня ть ся т а к ж е наличием мелочи в д ро б и­
мом материале, более продо лж ите ль ны м временем свободного
падения дробимой руды и более зна чительным уменьшением р а з ­
меров кусков за каждое качание подвижного конуса, т. е. отсут­
ствием ра зг р уз к и дробимого м ате риа ла отдельными «призмами
V
выпадания», на чем базируется
рассмотренный выше метод опре­
деления производительности ко­ е
нусных дробилок дл я крупного Г
О“К
дробления. Поэтому в настоящее I т
время в отечественной и з а р у б е ж ­
V
ной практике производительность
w O .
конусных дробилок определяется ■| т
-------- \
в основном
экспериментальным сэ
5т
путем.
D— с
Одним из параметров конус­ I
ных дробилок, в значительной ^ 90
мере определяющим их произво­
70
дительность, является число к а ­
Ш
600
800 1000 то М О мм
Ширина загррочного отверстия
чаний подвижного конуса. В по­
следнее время в мировой п р а к­ Рис. 32. Числа качании п одви ж ­
тике наметилась тенденция уве­ ных конусов дробилок Уралмашзавода ( /) и фирм США «Нордличения производительности дро­ берг»
{2), «Шипбридж» (3), «Баб­
билок за счет повышения числа
битлесс» (4) и «Аллис-Чалмерс» (5)
оборотов эксцентрика. Прини мае ­
мые рядом зару беж ны х фирм (например, «Баббитлесс») обороты
эксцентрика имеют значения выше критических п^р. Последние
определяются из условия равенства высоты призмы выпа дан ия h
и пути S свободного выпадания этой призмы за время /, соответ­
ствующее половине оборота эксцентрика:
л
\
л
к
\
V
К
h=
tg Qi -f- tg 02
= 665 ] / tg Д| + tg
.
Промышленные опыты по увеличению производительности
за счет повышения числа оборотов проводились на конусной дро­
билке КК Д-1 50 0, на щековой д роб илк е Щ К Д - 1200X 1500 и неко­
торых д р уг их др об ил ка х (22). Опыты пок аз али пропорциональ­
ную зависимость между оборотами эксцентрика и производи­
тельностью дробилки. Поэтому на пр ак ти ке при назначении
числа оборотов эксцентрика следует исходить из обеспечения
69
„ялежной работы подшипниковых узлов, в пе рвую очередь эксце,,
т р ^ г о
а также ур_авновешеиности дро бил ки иа фундаменте
''^“ скор"ос?шГха^
совремеииых конусных дробилок
приведены на рис. 32.
§ 4. З А КО НОМЕ РН ОС ТИ П Р О Ц Е С СА С Р Е Д Н Е Г О И М Е Л К О Г О ДРОБЛЕ НИ Я
Закономерности процесса среднего и мелкого дробления изу.
чены мало и носят приближенный и частный хар ак т ер . Приво­
димые ниже закономерности получены при испытаниях дробилок
с современными профилями дробящего пространства и поэтому
справедливы для таких дробилок.
К. А. Разумов 1391 по аналогии с дробилками крупного дроб­
ления дает ситовую характеристику д р 0 б 1ГМ0 Г0 материала в за­
висимости от его крепости в
виде гранулометрических кри­
вых, не зависимых от ширины
разгрузочной щели (рис. 33 ).
По оси абсцисс отложена отно­
сительная крупность дробле­
ного материала в до лях ширины
разгрузочной щелн на закры­
той стороне.
В каталог ах пронзводительность
дробилок
приводится
материалов
Рис. 33.
Типовые характеристики
средней крепости н насыпиым
дробленого материала — продукта дровесОМ 1,6
(ПЛОТНОСТЬ В МОбилок мелкого дробления:
нолнте 2 ,7 т ‘м^) н при усло/ - тверд|^^руди|^2^-^руд^^^
размер нзибольших
кусков в з а г р у з к е равен (0 ,8 —
0,9) В, где В — ширина загрузочного отверстия дробилки. Для
руд с другими физическими свойствами могут быть введены по­
правки иа их крепость (дробимость), насыпной вес, крупность
и пр.
Поправочный коэффициент на дробимость берется по табл. 6 .
Поправочный коэффициент на насыпной вес вычисляется
по формуле
р у д
„
k = —
S
где
1,6 *
насыпной вес руды или материала.
Пользуясь паспортными техническими хар актери стиками дро­
билок и поправочными коэффиц 1!ентами kop и ky,, можно определить
характеристики дробилок, достижимые при э кс пл уат аци и их в ус­
ловиях, не оговоренных в паспорте.
60-
Таблица 6
Поправочный коэффициент на дробимость руды kop
З и ач е и и е k ^ p
Категории крепости
руд
Твердые ............................
Средней твердости . .
М я г к и е ............................
»
.......................
Времен ю с
соиротимлспие
сжатию
0 кГ!см*
К репость
но игклле
Л\. М. Иротодьякоиова
1800— 2000
и более
1400— 1800
1000— 1400
600— 1000
по нормам
института
Л\схаио6р
(пр оек т)
по ф о рм ул е
Л ев е и с о и а К лю спа
18— 20
0.9
0 ,9 7
14— 18
10— 14
1.0
1.1
1.2
1.0
6— 10
1,03
1,08
Г'
^ ^ Н е к о т о р ы е закономерности процесса д ро б л е н и я были получены
при исследованиях на лаб ораторной д р о б и л ке КСД-600, к о т о р а я
имела следующую техническую х а р а к т е р и с т и к у 131J:
Диаметр подвижного конуса по низу в м м ...................................... 600
Число качаний подвижного конуса в м и н у т у ................................. 350
Номинальная степень сокращения
......................................................... 6
Ширина загрузочного отверстия в мм
................................................75
Мощность приводного электродвигателя в к е т
.............................28
Эксцентриситет подвижного конуса по низу в м м ........................14
Профиль дробящего пространства д ро б ил к и КСД-600. по к а з а н
на рис. 34. Ситовой состав дробимого и др обленого м ат ер и а л а
определялся рассевом на си­
тах с квадратными отвер­
стиями 75, 50, 35, 25 и 16л1м.
Энергоемкость процесса дроб­
ления фиксировалась само­
пишущим ваттметром; про­
изводительность
оп р еде ля­
лась по времени дробления
определенного объема дро­
бимого материала. Дробимым
материалом являе тс я доло­
мит различной крупности.
Питание дробилки произво­
дилось ленточным траиспор- ^
тером и было равномерным.-Ьф
Р езуль таты
испытаний ^
графически изображены на
чиня
велисреднего размера дро-
,
34
Профиль дробящ его простран,ства дробилки К С Д-600
61
блеиого материала не зависит от производительности: экспер,,
ментальные данные сгруппировались в три зоны, в зависимости
от размера разгрузочной щели, которая при испытаниях прищ].
малась 28, 21 и \Ь мм.
Разброс экспериментальных данных составляет при раз.
гпузочной щели 15
1 1 %, при щели 21
6 , 6 .о и при ще.ц,
28 им 8 ”и. На ситовой состав дробленого материала на повлияла
мм
мм
------ 11■
е оL /
§
Iе
у
//
yf//,\
>5'
? J2
•Si
•а
I
гв
е
2
J
J
г
i
ь
I
ог
J .
«а.
:з
т
д
«1
10
П
18
п
26 f^/ч
Производительность
о)
•5Э
J6
1Z
(
<
(
г
1S
11
Размер разгрузочной щели
S)
Инн
Рнс. 35. Технологические параметры режима эксплуатации лабораторной дро­
билки КСД-600:
а — влияние производительности на срсдниЛ размер дробленого материала при разгруэочноА щели 28 мм (/), 21 мм (2) и 15 л.и (J) и лри питании дробилки несортированным
матсрнолои (г), и материалом крупностью 50 мм (о»).Ч-25— 75 мм (О и + 5 0 —75 мм |х);
б — влияние размера разгрузочной щели на срсдныЛ размер дробленого материала
И крупность кусков питания: так при щели 28 мм наиболее круп­
ный дробленый материал оказался при питании т а к ж е наиболее
крупным ( + 5 0 —75 .и.и), а при щели 15 мм — наоборот, наиболее
мелким. Поэтому можно считать, что в некоторых случаях ска­
зывается наличие в дробимом материале готового продукта, раз­
мером .меньше ширины разгрузочной щели. Таким образом, эти
опыты показали, что в пределах разброса экспериментальных
данных * с и т о в о й
состав
д р о б л е н о г о
мате­
риала
в
дробилке
среднего
дробления
не з а в и с и т от п р о и з в о д и т е л ь н о с т и и к р у п ­
ности
кусков
питания.
Эти экспериментальные данные позволили получить одно­
значною зависимость между размером разгрузочной щели на за­
крытой стороне н ве,1 ичиной среднего размера дробленого про­
дукта. Такая зависимость графически изо бражена на рис. 35, б,
62
чяштопхована зона ра сс еив ан ия эк сп е р и м е н т а л ь н ы х д а н н ы х ,
я сплошной линией п о к а з ан а зав ис имо сть уср едненных зн а ч ен и и
разг руз оч ной щели от среднего р азм ера д р о б ле но го
ппоГукта
По смыслу эта п р я м а я д о л ж н а пер есе кат ь на ча л о
к о о м н Г а т : при нулевой ширин е щели размер др об ле но го прод укта
З н
быть т а к ^ мин имальным. О д н ак о у р ав н ен и е этой прямой
математически вы р а ж а е т с я у ра вн ени ем
4 ^=
1,2 + 1,236,
в котором свободный член 1 .2 я в л я е т с я средним р аз м еро м д р о б ­
леного продукта при нулевой ш и р и н е р а з г р у з о ч н о й щ ели, а
размер разгрузочной щели.
Т аб лиц а 7
Таким образом, сред­
ний
размер дробленого
Энергоемкость процесса дробления
продукта при изменении
доломита в дробилке КСД-600
величины
раз грузочной
щели
увеличивается
не
а
о >“
о
прямо пропорционально, а
У р ав нение прямой
в
с
пуска*
о
менее интенсивно.
с
На рис. 36, а в коорди­
с ЬШ
натах степень со кр ащ е­
ния S (отношение средних
N c p = 5 ,5 + 2 .0 7 5 (S 1)
12
1
размеров дробимого и дроб­
Л 'г р = 5 . 5 + 2,4 ( S - 1)
17,6
2
Ncp — 5 ,5
2 ,8 (s
1)
20,4
леного материала) — сред­
3
N c p = 5 , 5 + 3 ,4 5 ( s — 1)
4
23
няя мощность
процесса
N c p = 5 , 5 + 5 ,8 ( s — 1)
26
5
дробления
Ncpi точками
нанесены эксперименталь­
^ Мощность дана в кат
ные данные, полученные
при различной производи­
тельности Q. Графически
зависимости между степенью с о к р а щ е н и я и средней мо щ но ст ь ю
при постоянной производительности о к а з а л и с ь пу чк ом п р я м ы х ,
общая точка которых имеет коорд ин ат ы s = 1 и
N^p =
(Njf — мощность холостого хода). У р а в н е н и е этого п у ч к а п р я м ы х
имеет вид
Ncp =
+ 6(5-1),
где Ь — тангенс уг л а на кл о н а п ря м ы х п у ч к а в з а ви си м о ст и
от производительности.
Результаты эк сп ери мен та льн ых д ан н ы х испы тани й л а б о р а ­
торной дробилки КСД-600 сведены в табл. 7.
Д л я выявл ени я кр ит ер и я оптималь но ст и ре ж и м а работы д р о ­
билки с точки з рен ия миним ал ьно го удел ьно го расх од а э л е к т р о ­
энергии необходимо перейти к з ави сим ост ям средней мощности
процесса дробления от производительности N^n = / (Q) при по­
стоянной степени с о кр ащ ен ия s.
63
ч *
о=
й
2:
2 =
I!
= -4
^
с=О. О^
л
5 S
=U
а и
2 Л
а
)
? 32
15
Г 2
лI
-8 | г
§• г I
Q -о- «
О
0^ ? ?
^
? О
о
н
2
Си 2 3
л ч >:
Й g.5
о
Ьй t 2
=
и
(U
2
о .
Q.
^-
О)
о
ь ^S
а
со
и
=
=
с. &
с о
&S
5: е-
G.
u 2«е
>
с(»S
У
i<« 1(П
S а»*
а
показал, что
„ т в н е н п ю п а р а б о л ы ви да
= f (О) соответствуют уравнсни»^
i
(х —а) (// — Р) =
^ л/
в котором л-и у п е р е ^
фпциепты. Д л я н а х о ж д е н н я
кованы 1-е. 3-е и 5-е
для проверки п
пых данн ых с пoлyчeины^
(Из методики подбора
иия
и П ЯСС В и V — п о с т о я н н ы е коэ(|:)ty
^
р „ V были псполь^
уг;авнення —
математическими зави сим остям и,
_ с , q \ с л е д у е т , что поддолжна
Мер = / (Q) при р а з л и ч н о й ст епени с о к р а щ е н и я
s сведены
в табл. 8 .
Таблица Н
Параметры уравнений Ncp =
Степень
сокращ е­
ния
2
2.5
3
3.5
4
f (Q)
Коэффициенты
Уравнения N ^p = f ( 0 )
а
Э
V
28,71
28,71
28,71
28,71
28,71
6,85
7,52
— 12
— 18
— 24
— 30
— 36
8,2
8,875
10,9
(Q —
(Q -2
(Q —
(Q —
(Q —
2 8 ,7 ) {Ncp —
8 ,7 ) ( y v ,p _
2 8 ,7 ) {Ncp —
28 ,7 ) { N c p —
28 ,7 ) { N c p —
6 .8 5 ) = — 12
7 ,5 2 ) = - 1 8
8 ,2 ) = — 24
8 ,8 7 5 ) = — 30
9 ,5 5 ) = — 36
Сопоставление э к с п е р и м е н т а л ь н ы х д а н н ы х с д а н н ы м и , о п р е ­
деленными по у р а в н е н и я м таб л. 8 , п о к а з а л о п о л н о е их с о в п а д е н и е .
Однако ну жн о иметь в виду, что у р а в н е н и я т а б л . 8 я в л я ю т с я
уравнениями системы ги пербол, к о т о р ы е при з н а ч е н и и п р о и з в о ­
дительности ^28,7 т!ч аси мпт от ич еск и п р и б л и ж а ю т с я к е д и н о й
вертикальной прям ой, п о л о ж е н и е кот ор ой не з а в и с и т от ст е п е н и
сокращения s. С др уг о й стороны, г и п е р б о л ы пр и s = 1 не с х о д я т с я
в точку, соо тветствующую м ощ ности хо л о с т о го хода; эт о' противоречит физическому см ыс л у проц есс а д р о б л е н и я . П о э т о м у
airnor.
м ожн о о ж и д а т ь п о л у ч е н и я не со от ве т ст ви и
экс1^рнментальных н расч ет ных д а н н ы х N н Q
поепота^лрия
" S o м .т?
т о п с т м ч р г к ? Т '' "
по л ез н у ю
3
Ю, л. МуПземпек и д р .
про це сса д р о б л е н и я м о ж е т быть
р а с х о д а э л е к т р о э н е р г и и на I
дробстепени с о к р а щ е н и я . П р и s = l
рао о ту сл ед у ет с ч и т а т ь р а в н о й пул ю.
gg
Поэтому критерием удельного расхода электроэнергии может быть
выражение
Xcpi
Q (S —
где / -
I)
fn
*
время в часах дробления Q т материала.
Ппя отыскания экстремальных значении удельного расхода
электроэнергии и подтверждения существования миинмального
значения его приведем исходное уравнение гиперболы (IVср
X
X (Q -
Р) = V к виду
N =
+ 1’»
теперь
4
dQ
Q- (Q _ a) p, — (pQ H- V— 2a) (20 - a)
= d
“ L Q (Q -a )
■ Qj
Q4Q-CC)'
Приравнивая последнее уравнение нулю, получаем уравнение,
из которого может быть определена производительность, соот­
ветствующая экстремальному значению удельного расхода элект­
роэнергии:
откуда
р
а
На рис. 36, Q, б и в (юказаны кривые зависимостей Ncp = /i (Q),
= fz <Q) и
j = /з (Q) при различ 1юй степени сокраще­
ния S.
Полученные экспериментальные данные позволяют сформули­
ровать 1ювые закономерности процесса дробления.
С увеличением производительности при постоянной степени
сокращения s удельный расход электроэнергии сначала умень­
шается, а затем вновь увеличивается, имея явное минимальное
экстремальное значение удельного расхода электроэнергии. При
увеличении s при постоянной производительности удельный рас­
ход электроэнергии yмeиьиJaeтcя.
Увеличение крупности питания дробилки (что может быть
достигнуто более тщательной сортировкой дробимого материала)
и уменьшение среднего размера дробленого продукта (что может
быть достигнуто увеличением калибрующей зоны дробящего про­
странства) должно привести к увеличению степени сокращения
66
дробимого материала. Следовательно, это должно сопровождаться
уменьшением удельной энергоемкости процесса дробления, что
целесообразно.
Наличие минимального экстремума удельного расхода мощ­
ности может быть объяснено следующим образом. При малых
производительностях на удельный расход электроэнергии оказы­
вают большое в л и я 11ие общие noTepif трения в дробилке, опоры
которой нагружены инерционными силами неуравновешенных
масс — подвижного конуса и эксцентрика. По л!ере увеличения
производительности
увеличи­
вается заполнение дробящего ^ср,
пространства и возникает воз- 'Sm
можность частичной или пол­
ной ее запрессовки, что соп­
ровождается увеличением удель­ zoo
ного расхода электроэнергии,
так как в замкнутом объеме,
ограниченном со всех сторон
дробимым материалом, ра зр у­ wo
шение последнего происходит
неэффективно.
Полученные при испытаниях
дробилки КСД-600 закономер­
ности процесса дробления во
zoo
100
300
, Q, Г’А
М1ЮГ0 М были подтверждены при
Рис. 37. Энергоемкость процесса др об­
испытаниях дробилок среднего
ления (s = 3):
и мелкого дробления других
/ — медиоиикслсиых
руд о дробилкстипоразмеров в производствен­ КМД-2200; 2 — сульфидных медных руд о
дробилке
КМД-2200;
3 — сульфидных
ных условиях. Результаты этих
медных руд U дробилке КСД-2200
испытаний графически изобра­
жены на рис. 37—39.
Энергоемкость процесса дробления медноникелевых руд кре­
постью 20 единиц по шкале М. М. Протодьяконова в дробилке
КМД-2200 графически показана на рис. 37 (кривая I). 11спытания были проведены при величинах разгрузочной щели 5,1—7 мм
и производительностях 190—450 т1н (насыпной вес медноникеле­
вых руд V = 1 ,8 т/м^).
Вследствие непостоянства физико-механических свойств дро­
бимого материала, которое имеет место на обогатительных фабри­
ках, экспериментальные данные имели большой разброс и поэтому
обрабатывались с использованием методов математической ста­
тистики.
Влияние производительности на ситовой состав дробленого
материала при постоянной ширине разгрузочной щели показано
на рис. 38. Здесь, так же как и при испытаниях дробилки КСД-600,
не обнаружено сколько-нибудь значительного влияния произво­
дительности на ситовой состав дробленого материала.
/
*
/
67
Энергоемкость дробления сульфидных медных руд крепостью
16 еднннц по шкале М. Л\. П'ротодьяконова и насыпным весом
1 б ш 'л г ’ в дробилках КА\Д-22иО н КСД-2200 показана > а рнс. 37
(кривые 2 и 3). Закономерности здесь не отличаются от рассмотрен­
ных paiiee. Таким образом, оощне закономерносгн процессов
мм
л
/
\
—
1
о
J
1
\
1
------------------
2
_
■
а^
^
----------------------------------------------------------------------- J ___________________
ч
Г
1
ZOO
300
Ш Q ^/ч
Рис. 38. Влияние производительности на ситовой состав дробле 1Юго материала
в дробилках КАШ-2200 при разгрузочной щели 7 мм ( /), 5,4 мм (2) и 5,1 мм {3)
дробления в дробилках среднего и мелкого дробления различных
типоразмеров во многом одинаковы.
Влияние величины разгрузочной щели на ситовой состав
дробленого материала в дробилках мелкого дробления (КМД- 2 2 0 0 )
очевидно из рис. 39: при увеличении щели с 5 до 7 м м содержание
7,0мм
Размер разгрузочной щели
Рис. 39. Содержание класса — 16 мм в дробленом продукте др о­
билки KiMH-2200 при изменении величины разгрузочной щели
класса
16.ил изменилось с 94 до 6 6 %. В данном случае дробилась
медионикелевая руда. При дроблении других руд были получены
другие количествер 1ные зависимости изменения процентного со­
держания Kviacca 16 м м при уменьшении величины разгрузочной
щели. Таким образом, разные руды имеют разную склонность
к разрушению.
На рис. 40 приведены для сопоставления удельные энерго­
емкости—
68
дробления медноникелевых
и сульфидных
медных
руд отечественных месторождений в дробилках КА1Д-2200 при
одинаковых степенях сокращения (5 = 2 , 5 и 3). Несмотря на то,
что сульфидные медные руды мягче медноникелевых, уд ельная
энергоемкость дробления их о ка з ал ас ь больше. Причину этого
можно усматривать в разноГг вязкости руд.
N к$т
0,^^7ч
Рлс. ^0. Удельные энергоемкости медпонпкслевых (/)
и сульфидных медных руд (2) в дробилке КЛШ-^^2 иО
Сопоставление всех результатов испытании позволяет до б а­
вить к ранее изложенным следуюш.ее положение закономерности
процесса среднего и мелкого дробления.
' ^ С увеличением степени сокращения материала (s) про изводи­
тельность дробилки, соответствующая минимальной удельной
энергоемкости, умеиьшается.<Так, при дроблении медноиикелевых руд в дробилке КА\Д-2200 при изменении степени со кр ащ е­
ния с 4,5 до 2,5 производительность дробилки, соответствующая
минимальной удельной энергоемкости, изменяется с 2 1 0 до 270 т/ч.
Это утверждение справедливо при современных профилях д р о б я ­
щего пространства.
Г л а в а IV
КОНСТРУКЦИИ СОВРЕМЕННЫХ КОНУСНЫ Х Д РОБИЛОК
КРУПНОГО ДРОБЛЕНИЯ
§ 1. К И Н Е М А Т И Ч Е С К И Е СХЕМЫ
Кинематическая схема первой конусной дробилки крупного
дробления была предложена в 1869 г. инж. Роттером (США).
За это время разработано значительное количество кинематиче­
ских схем конусных дробилок, различных по исполнению привода
и характеру движения рабочего органа. На рис. 41 приведены
основные кинематические схемы, получившие применение в совре­
менных конструкциях отечественных и зарубежных дробилок
крупного дробления.
Наибольшее распространение в мировой практике получила
схема а — дробилка с верхним жестким подвесом. Подвижный
конус имеет две опоры — верхнюю, воспринимаюш.ую вес конуса
и составляющие усилия дробления, и нижнюю — внутреннюю
расточку эксцентрика. Нижн яя опора воспринимает только гори­
зонтальные нагрузки и допускает осевое перемещение подвиж­
ного конуса. Привод дробилки включает клиноременную и кони­
ческую зубчатую передачи. По такой кинематической схеме вы­
полнены конусные дробилки Уралмашзавода и ведущих зарубеж­
ных фирм: «Аллис-Чалмерс», «Нордберг», «Трейлор» (США), «Дра­
гой» (Франция) и др.
Схема б — дробилка с двойной клиноременной передачей —
аналогична схеме а и отличается наличием второго привода. Оба
привода взаимозаменяемы. Дан ная схема разработана Уралмашзаводом и используется для мощных дробилок с шириной загру30Ч1ЮГ0 отверстия 1200 и 1500 мм. Двухдвигательный привод
применяется также фирмой «Аллис-Чалмерс» в некоторых конус­
ных дробилках, предназначенных для особо т я ж е л ы х условий
работы.
Схема в — дробилка с нижним расположением ременной пере­
дачи. Вертикальный электродвигатель приводит в движение тихоходньп! шкив, непосредственно соединенный с эксцентриком, что
позволяет исключить из кинематической цепи коническую зубча­
тую передачу. Такая схема применима в дробилках с боковой
разгрузкой дробленого материала и используется фиpмa^пl «Кен­
неди» (США), «Шипбридж» (Англия) и «Баббитлесс» (Франция).
70
С
х
е м
а
,
г
лпоб |Пка со встроенным в корп ус з л ек т р о д в п га т едробнл к
/ о т с у т с т в и е м ременной нередачн.
-
.............
1
W
1
/
, f
UJ
а!
I)
Рис. 41. Кинематические схемы конусны х дробилок круп н ого др облен и я
Схема д — др об ил ка с гидроприводом. По т а к о й схеме си ло в о й
поток от приводного эл ек тр од виг ат еля передается к э к с ц е н т р и к у
через гидромуфту и понизительный редуктор. Д р о б и л к и с та к ой
кинематической схемой вы пускают фирмы «Эш-Верке», «Кл оки ерГумбольдт-Дейц» и «Ведаг» (ФРГ).
Схема е — д ро б ил ка с непосредственным приводом. В д р об ил ке
отсутствует ременная передача, приводной вал соединяется муф­
той непосредственно с электродвигателем. Т а к а я ки не м ати че ска я
схема применяется в некоторых конусных д р о б и л к а х сра в ни т ел ь но
небольших типоразмеров.
71
Схемы ж \\ 3 — дробилки с гидравлическим регулированием
разгрузочной щели. Полвижныи коиус имеет н и ж т о ю (схема ж)
или верхнюю (схема з) гидравлическую опору, посредством кото­
рой может перемещаться в осевом направлении, изменяя размер
разгрузочной щели. Дро билки с гидравлическим регулированием
щели выпускают ^'paлмaшзaвoд, (11ирмы «Лллис-Чалмерс», «ЭшВерке.^ и некоторые другие.
Схема и — эксиентриковая дробилка. Оси внутренней и на­
ружной расточек эксцентрика параллельны, поэтому подвижным
коиус имеет одинаковый ход по всей высоте дробящего простран­
ства. Эксцентрик вращается относительно неподвижной оси, за­
крепленной в станине и траверсе дробилки. В Советском Союзе
такие дробилки в настоящее время не выпускаются, а за рубежом
изготовляются фирмами «Телсмит» (США) и «Пегзон» (Англия).
В приведенный перечень не включе 11 ы кинематические cxcmf^i
дробилок, имеющие ограниченное примене 11 ие в силу своей
сложности или замененные в процессе технического развития бо­
лее прогрессивными.
§ 2. К О Н С Т Р У К Ц И И Д Р О Б И Л О К С М Е Х А Н И Ч Е С К И М Р Е Г У Л И Р О В А Н И Е М
РАЗГРУЗОЧНОЙ ЩЕЛИ
Конусные дробилки крупного дробления имеют механическое
или гидравлическое регулирование разгрузочной! щели. В др о ­
билках с механическим регулированием щели подвижный конус
опирается на жесткий подвес и может перемещаться в осевом
направлении 0 т[ 10сительн 0 опоры. В дробилках с гидравлическим
регулированием щели конус опирается на поршень гидроцилиидра,
который воспринимает вес узла и вертикальную составляющую
усилий дробилки.
Рассмотрим современные конструкции дробилок с механиче­
ским регулированием щели. На рис. 42 приведен разрез модерни­
зированной конусной дробилки «Cynepiiop» фирмы «Аллис-Чалмерс» (США), которая выпускает конусные дробилки с 1880 г.
и является 0 Д1ЮЙ из ведущих фирм в области создания обогати­
тельного оборудования.
Корпус дробилки «Супериор» состоит из траверсы 7, средней
части .5 и станины 4. Траверса направляет поток материала в дро­
бящее пространство и представляет собой сложную стальную
отливку. В расточке центрального стакана траверсы размещается
верхняя опора подвижного конуса, закрытая колпаком 8 , пред­
назначенным для защиты от пыли. Ребра траверсы воспринимают
усилия дробления и вес конуса и являются одним из наиболее
нагруженных элементов корпуса. Упрощенная расчетная схема
ребер траверсы представлена на рис. 4 3 ; на схеме
72
Rg
— вес конуса;
II R„ — горизонтальная ii вертикальная реакции верхней
опоры;
М — момент от сил Re и Re относительно оси симметрии
расчетных сечений.
7
♦ Подвод
I масла
Рис, 42. Дробилка «Супериор» фирмы «Аллис-Чалмерс»
Внешние силы
R^, Re и М лежат в плоскости Л, которая
вращается относительно оси машины с частотой к-ачаний подвиж­
ного конуса. Д л я усиления траверсы ребра выполняются зак ры ­
той, коробчатой конфигурации, хорошо воспринимающей изгибиые и крутящие на пря жения, возникающие в процессе дробления.
Аналогичную форму ребер применяют для своих дробилок фирмы
73
-Нордберг», «Трейлор» (США). «Эш-Верке» (ФРГ) и некоторые
другие. Сопряжение ребер с кольцевым ободом выполняется
С плавным переходом элементов конструкции, что существенно
снижает на пряжения в опасном
сечении. Соответствующим обра­
зом профилированы брони обода,
закрывающие место сопряже­
ния (рис. 4^1).
Средняя часть 5 корпуса
(рис. 42) усилена мощными коль­
цевыми ребрами и вместе с под­
вижным конусом ^образует дро­
бящее пространство. Наружные
поверхности футеровок дробя­
щего пространства для повыше­
ния эффективности дробления
Рис. 43- Расчетная схема ребер тра­
имеют в нижней зоне криволи­
версы дробилки «Супернор»
нейные очертания. Брони ниж­
него пояса опираются на спе­
циальное кольцо, установленное между станиной и средней
частью. Такая конструкция исключает возможность раздельной персфутеровки нижинх быстроизнашиваемых поясов и
является недостатком машины. Н и ж ­
няя часть к о р п у с а — станина Услу­
жит основанием дробилки, в кото­
ром расположены эксцентрик 2 с
подпятником скольжения 1 и при­
водной вал 14. Приводной вал вы­
полнен на подшипниках качения с
Рис. \ \ .
Дробилка tCynepnop»
(вид сверху)
Рис. 45. Приводиои вал дробилки
периор»
сСу-
консольным расположением ведомого шкива 15 клнноременной
передачи и помещается в неразъемном корпусе (рис. 45). Верх­
няя опора дробящего конуса — комбинированная и включает в
себя сферический подпятник 11 (рис. 42) для осевых нагрузок
с разрезной гайкой подвеса 9, обойму 10 и цилиндрическую
74
втулку 13, которая контактирует с конусмоп втулкой / i ' траверсы,
воспринимая горизонтальную реакцию усилии дробления.
Корпус подв 11 Жного конуса сопрягается с валом по конусной
посадке, что характерно для большинства зарубежных конструк­
ций. Конусная посадка корпуса не создает концентрации напря­
жений, но требует повышен1ЮЙ точ1юст11 выполнения сопрягае­
мых поверхностей. Пылевое уплотнение 3 подвижного конуса
состоит из двух сферических шайб, верхняя из которых непо­
движна и изготовлена из синтетического самосмазывающегося
материала.
Дробил ка «Супериор» выполнена с центральной ра зг руз ко й и
нР1жним расположением зубчатого колеса эксцентрика. При такой
компоновке дробилки демонтаж эксцентрика возможен только
вниз, посредством специального домкрата с последующей т ра нс ­
портировкой в зону действия крана. Коническая зубчатая пара
для увеличения несущей способности и плавности зацепления
имеет зубья спиральной формы.
Смазка эксцентрикового узла дробилки, зубчатого зацепления
и подшипников приводного вала — ж ид ка я, ц и р ку л яц ио нн ая , от
автоматической станции. Смазка деталей верхней опоры конуса —
густая, периодическая. В качестве приводных электродвигателей
для конусных дробилок крупного дробления в основном приме­
няются асинхронные двигатели с фазовым ротором, позволяющие
форсировать пусковые режимы.
Фирма «Аллис-Чалмерс» выпускает широкий ряд дробилок
крупного и вторичного дробления, данные которых приведены
в табл. 9 и 10. Каждый типоразмер дробилки может иметь не­
сколько исполнений по размерам разгрузочной щели, эксцентри­
ситету подвижного конуса и установочной мощности привода.
Эти обстоятельства позволяют получить по желан ию потребителя
при одном и том же размере машины либо высокую производитель­
ность, либо высокую степень сокращения.
Одна из самых крупных дробилок фирмы размером 60 х
X 109 дюймов, установленная на обогатительной фабрике, имеет
два привода мощностью по 500 л. с. и весит 550 т. После первич­
ной дробилки установлены три редукционных дробилки 750
с приводным двигателем мощностью 300 л. с.
Фирма «Нордберг» изготавливает конусные дробилки к р у п ­
ного дробления с 1951 г. Впервые в зарубежной практике фирма
заменила традиционную боковую раз грузку дробилок крупного
дробления на центральную, которая в последующие годы полу­
чила широкое распространение. Ха рактерной чертой этих дроби­
лок является крепление колец корпуса сквозными болтами 8
(рис. 46), пропущенными от траверсы 6 до фланца станины, что
сводит к минимуму количество резьбовых соединений. Корпус
подвижного конуса соединяется с валом по короткой конусной
посадке, а на остальной высоте в сопряжении предусмотрен зазор
75
о
lO
I I I
2P
СЧ
о
о
*3
Cl
о
о
-£ 1
о
OJ
о
а
ч
<M
о
Б
00
I
I I
o\
o\
I I I
Юо о о о о
--- г lOir: со 3
01 — (М го ю о
--------------------- CSI
ююо о о о
-Г Ю
X о
t O
i O
O
O
O
O
i O
O
O
LO ж X ю
— С ! - г оо
O
O
O
O
XC
оtW
'ОCоJ о
оl —'•
го
-~O
iо
Xо
С
100
о CоJ ю
со о ою ю о о ю о ю о
-г '-П -г о о о 00 т го —<м
Iо <м а> о —
о —
I I
!
2
1
*
^ 1— Z
O C O O O tO C O L O O O iO O O
-г -г о о C l
< 0 lO - г — о 0 0 t o
о t- »
СП о — с о X с г —
0 0 СТ>
1 о
!
*
,
(
!
р I
5 "
•1
"
*
Г1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
м
1
O Ю lЛ O Ю L O O O Ю
1 CD - г — LO - г с о 0^1 с о о
1 1-0 с о
с о X СП о с о X
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
, с Ю с 1-0 в
С1 со ст. — о
• Ю Ю 1Л с о 1 -
1
I
'
, LO Ю
сг- с о
'ю г -
1
1
1
1
1
1
1
,
I Ю
1
1
1
1
1
'
'
1
1
1
1
1
I
1
1
1
1
1
1
1 1
1 1
1
1
1 *л
-г
'u o
1
1
'
'
1
1
1
1
1
1
1
'
■
'
'
'
'
'
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 о о LO о Ю LO
' Cl
с X
-------CJ C l с о г о — С4
1
1
1
М
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
t
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
I
1
1
с LO 1Л о о
С И ------- 1Л
— С1 С1 с о —
'■О I/O
z !2
'л
00
I
1
1
1
1 lO
Cl
' LO
Ю о
11 i r : X - г
1 --------- С1
л
1 LO с
с о го
■ lO t '»
о
Ю Ю
1
1 CO X
O
о
X
1
1
L.O
1-0 о с 1.0 о о о
, 1-0 — - т — о lO O'- 1>- OV
1 С4 с о г : - г C l C l CJ г о 7 0
:
j
'
W
'o
o.
1
с ; о L.O о l o с о l O о
Г". Ю 1 - иО — X с о - г х
'T ir ^ C O - r C I C I C O - T - r
Z
5
5
”
1
1
'О
£
1
1' LO
! X
1
1
I
'
,
1
1
1
1
1
1
1
1
1
(
1
1
1
1
1
1
1
1
t
1
1
1
1
1
,
1
1
1
1
1
1
i
1
1
1
1
1
t
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
'
,
'
1
1 о
'
1
1
1 1
I I
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
i
1
1
1
1
1
1 1
I I
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
O C I L O O O L O O I - O o m o o o c o o o o o o o c o lo
— с^ I - C l го
C l CTi ' T c r. C l X — 1 ^ C l X — I ' . - r о CO CO - r CO
—------------ C l ----------- C l — C l C l C n| C l 'O CO C ^ C l CO CO C l CO CO CO' - r
Ш 0!Ч Q a x ' j o i m i o v v
r-^
1 ^ (>- t ' .
r>- Г'»
lO ю lO lOЮо
xxxxooxx(7>cvaia>oocr/c^cnoa>coco
C
0C
Oо
-rO0-i*
-r
Ю 1.0 1Л t-O Ю iC UO
BL-BU o j r n i i r o o H f j i i
ooiotJngn OLOiih
rt-h' 0
xaiiisiidxii.'iTiJxg
Лхлинп
сэХипм
я
UllHBhBM
O L -Д Н h
п 'и ' a
в их
-3dr»(iiri njmihrif
• A ( J ji? E
X
f-
76
P H H f lM f J ]
,ин
-L M IQ O d tr D M D f f l lll
I
I
L . O iO i. O L . O u O L O iO - T - r - T - r - r - r - r - r T - T - r 'r r - t '
x_lO-r lO
r-~lO-r •in -r uIO
- —-TIlO Л -r Юсг co^-t Ю
— rj
с
l o г “Г U j* — c * 1Л — lO — CO 1-0* —* - r — * iT j — " - f * — ' l o — ' - r 00 c d "o o *
--------- C l ' ^ — ( М С О С ‘ 1 С О С О С | Г О С О - Г « М С О С О - Г '( М С О С О С О - Г С О
lO iC 1.0 1.0 1.0 iC Ю о о о L.O Ю lO Ю Ю lO 1-0 Ю о Q о о о о
I " I '- 1^ I '- 1'
t " LO ю ю г:! со со со со со со со — ^
—о
с
>»
fd
кS
яс
S
о. 2rJ
о с о о р1 с—1—с 1— -t о- о оI ' -оCоl оC l оC оl Cоl оt ' . оI ' -о 1 о ю
ю ю и :)ю
CJ C4 C l C J C J C l
(7-,^7-,ОООС1С1С1С|СОсОСОСОЮ
1П1тОЮЮ о *
са
05 - г;
I.y1Л uo to ip lO1.0 t£>о •£ 1^ r>- !>. I'- 1^ C3000 X CO00 —
о—' оt o оСГ!' ci
'Оd? 'Ь cW^ с^ X 00 00 00 4* -t -t* 4* оо с;
о о о о о
г о с о с о с о ~ г - г - т - г ->• - г - г Ю Ю Ю lO с -о
УЭ Ю с о ',£5
>0
Таб. }и ЦП 10
Техническая характеристика редукцномны* дробилок
фирмы «Аллис-Чалмерс^>_____________________________
о
1
с. 1 =
и
^
«I
- tt
— о.
16-50
16-50
16-50
24-60
24-60
24-60
30-70
30-70
30-70
30-70
я о
m
tог =: о Е '
05а
2^«
аU>•оШ
I-
406
406
406
610
610
610
760
760
760
760
225
225
225
175
175
175
150
150
150
150
лн
о
о
О
Прои зп од ктсл ы ю гть
< со
75
90
110
130
185
220
145
195
240
295
м' ч ||[)11 m i i p i i i i o
рангрузочноЛ шелII иа иткрытоП . т о р о п е в uw
а: t
3 8 .1
=с
3в
о SC
п
С
и«=Са: л
ь о
(Т) о
19.0
25.4
31.7
19.0
25.4
31.7
19.0
25.4
31.7
38.1
85
50.8 63,5 7G.2
140 175
175 200
_ 200 215
130 155 175
185 205 230
235 270
170 200 230
255 285
_
310
—
—
—
110
140
ПО
89
205
220
235
195
250
300
260
310
370
4G0
101. (i 111,3 ГЛ
_
_
_
—
—
—
—
215 235
270 290
330 355
295 325
350 380
425 485
535 605
—
—
—
—
—
355
410
520
Г)70
по
—
—
—
—
—
—
385
440
570
750
ДЛЯ цинковой зал ивк и. Корп ус д о по л н и т ел ьн о з а т я г и в а е т с я г а й ­
кой 4. Д л я повышения эффективности пылевого у п л о т н е н и я в к о л ь ­
цевую полость между станиной и кор пус ом к о н у с а подается
сжатый воздух, создающий избыточное д авл ен ие. В а ж н ы м п р е и м у ­
ществом дробилки я вл яет ся воз мо жно сть р а з д е л ь н о й перефутеровки нижнего пояса средней части.
Д л я механизации кр еп ле ни я к ор п у с н ы х д ет ал ей ф и р м а п р и м е ­
нила гидравлические гайки типа «Пилигрим». К о н с т р у к ц и я гай ки
показана на рис. 47. Пр и з а в и н ч и в а н и и н а ж и м н ы х винтов 1
создается давление в гидра вли че ско й полости, в р е з у л ь т а т е чего
крепежный болт 8 вытя гив ае тся , а ме жд у ко рп у с ом га й ки 5 и
опорной крыш кой 7 образуе тс я заз ор . По сл е в ы т я ж к и бо лта на
определенную величину в заз о р у с т а н а в л и в а ю т с я р а зъ е м н ы е м е р ­
ные прокладки 6 и д авл ен ие снимается. Р а з б о р к а у з л а п р о и з в о ­
дится после повторной в ы т я ж к и болта на б о л ь ш у ю вел ичину.
Недостатком гаики «Пилигрим» следует считать руч ной способ
создания высокого д авл ен ия . По данн ым фирмы время з а т я ж к и
одной гайки составляет 10 мин.
Фирма «Нордберг» вып уск ает д р о б и л к и с з а г р у з о ч н ы м о т в е р ­
стием 760, 1070, 1220, 1370 и 1525 мм. В зав исим ости от к о н к р е т ­
ных условий экс п л у ат ац ии д р об ил ки имеют р а з л и ч н о е исполнение
по прочности и весу ко рп ус ны х дет алей и у ста но воч но й мощ ­
ности (см. табл. 11 ).
Фирма «Тре^'^лор» (США) д л ите ль ное время в ы п у с к а л а д р о ­
билки с боковой р а з г р у з к о й др обленого м а т е р и а л а и пр о м еж у то ч ­
ным стаканом экс центрикового узл а. Т р а в е р с а д р о б и л к и выпо л­
нена в виде отдельной съемной бал ки, неп од виж но з а к р е п л е н iioii
в специа льн ых к а р м а н а х корп ус а. У чи ты ва я вы со ку ю напря77
женность работы траверсы, подобное решение не является перспек­
тивным. В настоящее время фирма выпускает модернизированные
др обилки с центральной раз гру зко й типа «ТС». Конструктивно
Рис. 46. Дробилка 42 фирмы «Нордберг»:
/ — эксцентрик, 2 — подпятник эксцситрнка; 3 — пылевое уплотнение; 4 — гаЛки
крепления корпуса и брбнеП подвижного конуса; 5 — верхний поднес конуса; 6 — тра*
всрса; 7 — подпнжниЛ конус; 8 — болт креплений корпуса
дробилки типа «ТС» аналогичны дробилкам «Супериор» и вы п у ­
скаются семи типоразмеров с загрузочным отверстием от 508
до 1525 мм. Новейшая дробилка 60 ТС, предназначенная для
особо тяжелы.х условии работы (551, весит 465 m и приводится
двигателем 1000 л. с. Высота дробилки 11 м, на ружный диаметр
траверсы 6,4 м.
7Ь
т/
Г к ,р ”
лпихч
питп\’с к а 0 Т д р о б м л к п т и п а «Гирлбсс»,
- » % " к т р о . . . , г , т е л о , (рис. <8) ,, с
р .с р о л о -
жепием клиноременнои передачи. По
^
данным фирмы мощность пр и во дно го
электродвигателя при та ко й к о н с т р у к ­
ции привода можно прини мат ь з н а ч и ­
тельно меньшей, чем при обычных п р и ­
водах с клиноремеиной передачей, что
объясняется фирмой отсутствием з у б ч а ­
той передачи и наличием з иа чит елы гы х
маховых масс размещенных непосред­
ственно на эксцентрике.
По
лицензии
фирмы
«Кеннеди»
английская фирма «Шипбридж» и з го ­
тавливает
ряд
конус ных
дробилок
крупного и вторичного д р о б л е н и я с
Р и с.
47.
Г и др авл и ч еск ая
гайка «Пилигрим»:
боковой ра зг ру зк ой типа «Гирлесс».
/ — пажимпоП оиит; 2 — п л упКонструктивные решения д р о б и л о к
жср; 3 — син т е ти ч е с к ая
рези­
фирм «Эш-Верке», «Клокнер -Гу мб ольд тна; 4 — у п л отн ен и е ;
5 — кор­
пус гаАки; 6 — п р о к л а д к а ; 7 —
Дейц» и «Ведаг» (ФРГ) з н а ч и те л ь н о
оп о р н а я
крышка;
Я — болт
отличаются от выше рассмотренных. Н а
кр еп л е н и я к о р п у с а
рис. 49 показана д р о б и л к а фирмы «ЭшВерке». Аналогичную ко н с т р у к ц и ю имеют и в ы п у с к а е м ы е в н а ­
стоящее время д ро бил ки фирмы « К л о к н е р - Г у м б о л ь д т - Д е й ц » . Д р о ­
билки имеют высоко поднятый сфе ри че ск ий подвес п о д в и ж н о г о
Таблица II
Техническая характеристика дробилок крупного дробления
фирмы «Нордберг»
л
5 .
S
м
5
о
о
а
к
" £
2 о ’
г:
Uа
=
S' я
3
со о
q о н
42
1070
54
1370
60
1525
о ш
2 л
II
600
1680—
2550
о.
L. _
ся ?
Q
S С
= о _
Q .X
S 3> ^
Э Й П
S
о.
м
ь
о
J
'
§ S’«
oS
|§
115
350
150
600
200 —
500
225
■5 ^
г: S
«=
3-
130
ч
»5
о
о.
к
во* с
са а
150
450
80
540
Характеристика
перерабатыпаемых р у д
К р еп к и е гр а ­
ниты и ди ори т
А брази вн ы е
магиетитовы е
руды
М оли бден о­
вая
р уда
из
подзем ны х вы­
работок
* При насыпном весе 1.G mf M*
79
K onvca и рифленые брони др обящего пространства. 11апбольшнй
интерес в
л р о б и л 1<ах представляет прпвод, которым состоит
,13
гидромуфты и поиизительиого редуктора. Таком привод обес^ т в а е т снижение динамических на гру зо к при пуске и д р о б л е ­
нии, Дро билки фирмы «Ведаг» имеют идентичную ко нс тру кц ию .
Фирма «Эш-Верке» реклами­
рует так называемые коиуспощековые дробилки. В этих дро­
билках принципиально по-иовому решен вопрос з а г р у з к и
дробимого материала (рис. 50).
Дробящее пространство с одной
стороны имеет большое з а г р у ­
зочное отверстие и рассчитано
на питание крупным пр од ук ­
том, с другой стороны в него
поступают мелкие куски. Такое
загрузочное отверстие дости­
гается за счет несимметрич­
ного профиля дробящего про­
странства в верхней зоне. В этих
дробилках по зая вл ени ю фирмы
можно достигнуть вдвое бол ь­
шей степени сокращения ку с­
ков дробимого материала, чем
обычно.
Фирма «Баббитлесс» ( Ф ран ­
ция) выпускает конусные д р о ­
билки крупного дробления, в
которых все подшипниковые
опоры выполнены на подшип­
Рис. 50. Конусно-щ ековая дробилка
никах качения (рис. 51). Прифирмы «Эш-Верке»
менениетакой опоры для эксцен­
трика позволило иметь более
высокие числа качаний подвижного конуса, чем обычно. С целью
снижения нагрузок на эксцентриковый узел вал ко ну са у д л и ­
нен. Др уг ой особенностью дробилок фирмы «Баббитлесс» я в л я е т с я
привод, в котором движение от клиноремеиной передачи пере­
дается непосредственно эксцентрику, что предопределяет бо ко ­
вую ра з гр у зк у дробилки.
Фирма «Драгон» (Франция) выпускает конусные др об ил ки
крупного^ дробления с загрузочным отверстием от 2 0 0 до 1 2 0 0 мм
с боковой разгру зко й дробленого материала, по вт оря я известные
конструктивные решения.
Особое место среди конусных д робил ок д л я кр у пн ого др обле­
ния занимают так называемые эксцентриковые дро бил ки, которые
изготавливают фирмы «Телсмит» (США) и «Пегзон» (Англия).
э т и х
81
Э ксп еп тр пк этих дробилок встроен во внутрь подвпжпого конуса
н имеет постоянный эксцентриситет по всей высоте. В результате
этого ось подвижного конуса перемещается не по коиическои
1
7
Рис. 51. Конусная дробилка фирмы «Баббитлесс»:
/ — ведомый i u k h d ; 2 — болт крсплсппя корпуса эксцентрика;
3 — наружииП корпус эксцентрика; 4 — пылсиос уплотнение;
5 — верхняя полоинна корпуса; 6 — пнутренияя опора; 7 — ниж­
няя половина корпуса
поверхности, как во всех рассмотренных выше дробилках, а по
инлнндрической. В связи с этим эксцентриковые дробилки имеют
одинаковый ход подвижного конуса по всей высоте дробящего
пространства, что делает процесс дробления материала в верхней
82
зоне более
ииге„с,ш,м.ш.
/ 1|'у-
является
„'рисммои. о п - м . и о, V0 ',
и
до т >
добпых дробг.лок. слабым местом их
п , ы . 1 '. ИО,
является
э к м .-.г .,,.-•
последнее время, в св я з и с пеобходимост(.к. т и р о к о и
иизацпи и автоматизации производс тв енн ых п|. ои w o p , ^ . н билкам крупного дробле ния п р е д ъ я в л я ю т с я обя'^атс и . . п . : т . . .
вання пуска их под з ав ал ом и р е г у л и р о в а н и я р а з г р у зочной
•
без остановки дробилки. Та к им т р е б о в а н и я м о т веч аю т л р о ... •
С гидравлическим регулированием ра з гр у з о ч н о й 1лели.
§ 3. К О Н С Т Р У К Ц И И Д Р О Б И Л О К с Г И Д Р А В Л И Ч Е С К И М Р Е Г У Л И Р О В А Н И Е М
РАЗГРУЗОЧНОЙ Щ ЕЛИ
В отличие от дробилок с же с тк и м подвесом п о д в и ж н о г о кон;, с^.
в дробилках с ги дравлическим р е г у л и р о в а н и е м р а з г р \ гоч.чо;'
щели подвижный конус опи рае тся на п ор ш ен ь 2 (рис. 52) ги лр оцилиндра У, который воспринимает вес к о н у с а и верти кальну:-с
составляющую усилий д р об лен ия . Г о р и з о н т а л ь н а я с о с т а в л я ? : щая усилий дробления во сп рин има ет ся в е р х н е й о п о р о й о н э к с ­
центриком. М ас л я на я полость межд у пор ш не м и к р ы ш к о й гидроцилиндра соединяется тр уб опроводом с насосн ой у с т а н о в к о й с и ­
стемы рег ули рования щели. И з м е н я я ко ли ч ес т во м ас л а в по ло сти ,
можно регулировать величину р а з г р у з о ч н о й щ ел и, к о м п е н с и р у я
износ броней непосредственно в процессе д р о б л е н и я , что по­
зволяет автоматизировать работу д р о б и л ь н о й у с т а н о в к и , f i i a p o цилиндр 1 монтируется снизу и к р еп ит ся к н и ж н е м у ф л а н ц у с т а ­
нины. Эксцентрик описываемой д р о б и л к и « Ги д р о с е т ■> с о х р а н я е т
принятое большинством ин ос тр анн ых фирм н и ж н е е р а с п о л о ж е н и е
зубчатого колеса и опирает ся через п о д п я т н и к с к о л ь ж е н и я на
кольцо 4. Коль цо п ри ж им ае тс я г и д р о ц и л и н д р о м к ф л а н ц у с т а ­
нины и до полнительно имеет независи мо е бол тово е к р е п л е н и е ,
что позволяет дем онтировать ги др о ц и л и н д р без р а з б о р к и э к с ­
центрика.
'■
Подп ятник 3 подвижного кону са , вследствие не о пр ед ел ен но ст и
его кинематики и неравномерности р а с п р е д е л е н и я у д е л ь н ы х н а ­
грузок по рабочим поверхностям 127], я в л я е т с я одним из са м ы х
на пр я же нн ых узло в машины. П р а к т и ч е с к о е в н ед ре ни е д р о б т о к
с гидравлическим рег у л и р ов ан и ем щели ст ал о в о з м о ж н ы м то л ь к о
nnnf
работоспособных к о н с т р у к ц и й п о д п я т н и к о в ы х
1 . Подпятник д ро б ил ки «Гидросет» состоит из дв у х бр он з ов ых
53
м промежуточного стального дисков. Д л я обеспечения гнрацнонпого движения подвижного конуса верхний диск крепится к торцу
вала и имеет сферическую поверхность, центр которой совпадает
От насосной
ус т а н о вк и
Рис. 52. Дробилка «Гпдросет» фирмы «Аллнс-Чалмерс»
с точкой подвеса. Средни и диск выполнен «плавающим», с пло­
ской нижней опорной поверхностью. Нижний диск подпятника
зафиксирован относителыю поршня гидроцилиндра. Смазочное
масло подается в полость между бронзовыми втулками гидро­
цилиндра, поступает в подпятник и, проходя через систему ра­
диальных отверстий в среднем диске, интенсивно охлаждает
84
опору. Д 0 1 Ю.П111 Г11 '.ММ1ПГ
ствеп'по к np()ii‘W)iu.iM niv.'ii .i4 и'ммм/
Важным |||пм1 мупи‘< ||и»м
ко '
'
слелу^^т с '1 IIг«’|'11| но»мп/|. 11о< 1 1» ) (»*»(>'».
грузочион mt'.Mii ''<'1 ‘■'•«'I опум ;н1 мя
облегчает пос.'к'дук’и'им пум'.
■/
•
чае пуск под запалом огуш'-'пм;м ';
•
вочмои М0 1 ЦМ0 СТП ирмиода по (
- '
подвесом конуса.
Фирма «Аллис-Чалмср^^'/ iu.uijf У'^' '
дробилок крупного II 1Л0рИ'1П0/0
гулировапнем щели. 'Iг'хпм'игкяя - ' •
аналогична дробилкам с
у
(см. табл. 9 и 10). В табл. 12 г '/•
весных деталей и узлои дробилок ■*
лепия.
Для тяжелых условий работы
г*
питов, фирма «Аллис-Чалмерс// ^как и
лор») выпускает дробилки усиле?^*г.
повочпая моилиость которых зиачит^ь. . , о
пых данных.
По свидетельству американской
тельпых фабриках, а также при рекс:-:!^' ;
предприятий, как правило, у с т а н а в л ; ^ в г - ' т i "
лическим регулированием разгрузочное^
с системой датчиков, дистанционно к он т::
.
билки и технологический процесс. C50Z*:t г.
мое количество обслуживающего персона~i ::i.
Одна из конусных дробилок - Гидросег i l - i iv
на предприятии «Кэрол Лейкх- ( Кг игдг гг" " з г
ностыо 700 л. с. и перерабатывает до £’. : 1
*-zi i
~
риие разгрузочной щели 200 мм . С \ т : ч ? 1 i~-".
корпуса крупного дробления составляе" с' ?. 1 ■'- Z * '
_
траверсы от прямых ударов потоком
з :.
:_т ~
НОГО бункера предусмотрен консольный
На предприятии «Хойт Лейкс" перЕ:н 1 Ч " ^ :
т‘
конусные дробилки 1500 с боковой рззг?'* =:.::.
' —
весом дробящего конуса были заменены ~ г х
~ ‘
ческим регулированием разгрузочной шс' У;
приводится одним двигателем мощностью
' ■ ■
- .
руется при величине разгрузочной ще.~.. г-:: ^
170 мм с суточной производительностью S1 .W
~х
.
ных дробилок 1500 установлены по 4 бтог .
дробилки размером 36 дюймов. Kvlждля
- весит 200 т и приводится электродвигателе' '
.ч
Корпус крупного дробления имеет дрл
j ' г
ческих потока, работающих попеременно.
гО_
Cl
Cl
Cl
—
О*
С1
in
1^'
Cl
С1
о
С1
VC
п
-г
С4
сГ
о
о
ю
S
о
Ц
■_»
C l.
о
о
со
С Oi
Си
и
ю
о
00
о С
Qj
Ci*
<U о
> ?Л '-0X =3f'
cr —
Cl о о is о
<»
GJ
a:
X
n
о
lO
о
<£>
т
(U о
о
Q
J to Жс: о
X
r> =:
rz о f"
о
X u:
CQ
r^.
CO*
t£>
Г"
cr.
Cl
<м
С'.
»о
со
ro
C4
1^"
Cl
Cl
r^*
«nl
C
T
—
—
-r*
nc
о
Oi
cn
s
ez
C.
1
ж
C.
b
>.
О
r-~
<со
£>
—
o'
(M
to
I'-'
CO
о
ю
LO
со
СП
го
со
го
С1
а>
го
о
о
С
1
о
С
1
го
ю
С1
I'.
00
со
с-Г
L.O
l!
II
ю
о
|^Si
с;.
о
a.
о
оо
о
о
Q.
0
юU
ш
о
3 L.
a
о
X
u
с
^
H
a
^
_
«
=
ж
u
0/
£
г
ir
tj
^ a r
86
о
с.
2
I
а
о
С
о
m
о.
Н
5.
н
с
о =
1^: ::
с;
гз
н
и
1'J
к:
(Г)
•
•
(U
o.
о
ои
•
•
03
Q.
Ю
о
a.
5
5
о
о.
rf
u
н
o
о *
t-f
и
i>
09
*"
5
о
О
!
~с: Ь
>%
*5
=
о о
D.iC
ct „
s ia
S
3 с
о
о 2
2
По .п.темзиям фирмы «А лл.le-Чалмерс»
пипускаются ЯП011СК11М11 фирмами <'Шсиь-Ху» и «Ко уб Стил».
4 последние годы др об ил к и с ги др а вл ич ес ки м р е г у л и р о в а н и е м
ш е;, “
ет выпускать ряд фирм Ф Р Г : «Эи,-Веркс>. Ж е д а г » ,
Г г ™ ф . |> м У и г с х ю т т е , ,. а т а к ж е ф р а и к о - а м г л и и с к а я ф и р м а . Б а б fiiiTriecc» II шведская фирма «Д\аргардсхаммар.>.
В 1%4 г. фирма «Эш-Верке» изгото вил а д л я / к е л е ю р у д и о г о
предприятия «Боиг Ранге» (Ли берия) ко н у с н у ю д р о б и л к у 6 .:!
крупного дробления с ги дра влическим р е г у л и р о в а н и е м щели со
следующей характеристикой: Н1ирииа з а г р у з о ч н о г о отверг тпя
1600 мм (63 дюйма), производительность 3 0 0 0 —3500 тЫ, вес д р о ­
билки 430 т, вес др обящего конуса 1 0 0 ///, высота д р о б и л к и 1 1 .и,
наружный диаметр траверсы 6,1 м. Пр ив од д р о б и л к и в к л ю ч а е т
электродвигатель моииюстыо 440 квгп, ги дромуфту и п о н и з и т е л ь ­
ный редуктор [601. Д р о б и л к а 63" имеет х а р а к т е р н у ю д л я к о н ­
струкций фирмы «Эш-Верке» вер хн ю ю ш а р о в у ю о п о р у п о д в и ж ­
ного конуса; гидравлическое устройство р е г у л и р о в а н и я ше ли р а с ­
положено в траверсе. Фирма т а к ж е р е к л а м и р у е т в о з м о ж н о с т ь
изготовления конусно-щековых др об ил ок с г и д р а в л и ч е с к и м р е г у ­
лированием н^ели, ранее из го т о в л я в ш и х ся т о л ь к о с ж е с т к и м
шаровым подвесом конуса.
Фирма «Баббитлесс» вы пускает кону сн ые д р о б и л к и в т ор ич но го
редукционного дробления серии 700BS с ги дроопорои, р а с п о л о ­
женной в траверсе. Опоры подви жно го к о н у с а вы п о л н ен ы на
подшипниках качения. Д л я получ ени я ра вн ом ер но го пр о д у к т а
кубической формы эксцентр ик д ро б ил ки имеет повы ше нно е число
оборотов. Каждый типоразмер др об ил ок серии 700B S мо жет быть
приспособлен для крупного, среднего и мелк ого д р о б л е н и я за
счет установки броней соответствующего пр офи ля [571.
Шведская фирма «Маргардсхаммар» в ы п у ск ае т к он у с ны е д р о ­
билки с гидравлическим р ег ул ир ова ни ем р а з г р у з о ч н о й щел и и
пневматической a^юpтизaциeй подвижного кон уса. С х ем ат и че с к ий
разрез дробилки показан на рис. 53. Д р о б и л к а вы п о л н е н а с в е р х ­
ним расположением гидроопоры, ко т о р ая вк л ю ча ет к ол ь це во й
поршень 7 и шаровой подвес 6 под вижного ко ну с а 2 . Подвод
масла в кольцевую полость осущест вл яе тс я через ребро т р а в е р с ы 4 .
Эксцентрик 1 установлен в ш а р и к о п о д ш и п н и к а х . Д а в л е н и е м а с л а
в полости гидроцилнндра сос тавляет 5 0 — 55 к Г см- и пос тоя нн о
прижимает поршень подвеса к р е гу л и ру ю щ ей га й ке 5 , п ол ож ен ие
которой определяет величину р аз гру зоч но й щели. К о л ь ц е в а я
полость гидравлического подвеса соединена трубо про вод ом через
предохранительный кл ап ан 3 с пневматическим а к к у м у л я т о р о м .
На рис. 54 изображена в разрезе одна из при меняемых копструкции ак к у м у л я то р о в дробилок. Г аз ова я полость / а к к у м у л я ­
тора ограничена резиновым баллоном 2 и на по л не н а ин ерт икм
газом — азотом. Д ав ле н и е азота превышает рабочее длвление
в масляной системе, обеспечивая стабильность пол о же н ия п л \ ч -
жера гидронилимлра. При резком возрастании давления в системе
н момент прохождения недробнмого тела масло через предохра­
нительный клапан частично выжимается в аккумул ятор и подвиж­
ный конус дробилки опускается вниз; при этом увеличивается
разгрузочная шель. После прохож­
дения недробнмого тела избыточное
давление га ^ав акк умуляторе во шра[цает подвижный конус в исходное
Рис.
53.
Коиструктииная схема дробилки
фирмы ^.Маргардсхаммар»
Рис.
54.
Пиевматпчсскии
аккумулятор дробилки
положение. Дробилки имеют трехлапую траверсу и могут быть
использованы, главным образом, для вторичного дробления.
Восемь конусных дробилок 600 фирмы «Маргардсхаммар»
длительное время эксплуатируются на шведском руднике Кируна,
где они установлены во второй стадии после щековых дробилок
AR 1800 1400 с величиной разгрузочного отверстия 400 мм и
подготавливают руду перед загрузкой в скипы 158].
Как видно из рассмотренных конструкций дробилок, гидрав­
лическая опора подвижного конуса может иметь нижнее или
верхнее расположение. Каждая схема компоновки имеет свои
преимущества и недостатки. Верхнее расположение гидроопоры
обеспечивает удобство монтажа и обслуживания узла, но при
88
, . е . » , и . а . о т с » г . б .р - т »
ухудшаются условия
.. "
течек к о л п а к п ц е п т р а л ь п ы п
Грузке посредством читателе гпм
^
потока. В этом
Рис. 55. Верхний
подвес подвиж ного
«Трейлор»
конуса
фирмы
можем ПО специальному проходу после п е ре к ры т ия р а з г р у з о ч н о г о
проема, что у сл ож ня ет ко нф и г ур ац ию фунд аме нта и о б с л у ж и в а н и е
дробилки.
Попытки создания простых и н а де ж ны х ги д р а в л и ч е с к и х опор
подвижного конуса пр е дпр ин им ал ись многими ф ирм ами , од на к о
большинство разрабо танн ых к о н с тр ук ц и й в си лу своей с л о ж ­
ности не было доведегю до производства.
В 1931 г. фирма «Трейлор» [621 п р е д л о ж и л а к о н с т р у к ц и ю
гидравлической опоры с кольцевым поршнем 4у ра сп ол ож ен н ы м
непосредственно в конусной вт ул ке 3 (рис. 55). В расточ ку по рш ня
заходит раз р ез н ая гайк а 5 подвеса подвижного к он у с а I. Пр и в р а ­
щении эксцентрика ги др ав лич еск ая опора сов ер шае т ги рационное
движение совместно с подвижным конусом. К о н с т р у к ц и я опоры
в целом работоспособна и обеспечивает постоянство точки подвеса
89
при регулир ова ни и разгрузочной щели. Спабым местом коиструкции яв ля ет ся узел подвода масла в гидравлическую полость,
С0 СТ0 Я1ЦИ11 из гибкого трубопровода и вертлюга 6 . В гидравли­
ческих системах высокого давлеиия, работающих в условиях
постоянных вибрации, предпочтительнее неподвижные фланцевые
соединения.
Рис. 56. Гидравлическая опора конструкции Д\ак-Лауда
Интересную конструкцию гидроопоры предложил в 1955 г.
А\ак-Лауд 1641 (рис. 56). Во внутренней расточке эксцентрика
дробилки установлен стакан 6 , который является корпусом гидро­
цилиндра. Стакан опирается через подпятник скольжения I на
эксцентрик 5, передавая последнему и его опорам 2 усилия дроб­
ления и вес подвижного конуса. Хвостовик вала 7 подвижного
конуса имеет уплотнения и одновременно является поршнем
гидроцилиндра. Зубчатое колесо 4 соединяется с эксцентриком на
шлицах и имеет независимые опоры скольжения 3. Подвод масла
90
в подвижную п о л о т . rn;iponn.'imi;i|»?.
вертлюг п гпГжпп т|»уГм)Пргм»о;| По <
.
бплками raGcipiiTbi мпппши по и ь к о к
щепия эксцептрпкл п
i млропп »ми,1ра ;
Фирма «БабОптлесс/) otk^iзалась
от
трад пц иоп по ю
«оппраипя» подвижного иопуса па под[ 1Ятппк и предло­
жила подвесить подвижный
конус / (рис. 57) за тягу :i
к гидравлическому д о м кра ­
ту 4 , установленному в т р а ­
версе 2 1671. Тяга имеет
сферические шарниры и кре­
пится к валу на уровне
точки подвеса, где качания
конуса минимальны. Подвод
масла к неподвижному гид­
родомкрату не представляет
трудности. Центр качания
конуса в процессе р е г у л и р о ­
вания щели остается неиз­
менным, что т ак ж е является
положительной стороной кон­
струкции.
§ 4. Н А Г Р У З К И В О П О Р А Х П О Д В И Ж Н О Г О К ОН УС Д
Д л я прочностного расчета детален л р о б н л к
чественная оценка усилий, в о з н и к а ю г ш х
усилия могут быть определены, исходя ез :
активных и реактивных сил, приложенньс: к
При установившемся режиме p a o o i i j - e i r i .
крутящий момент в первом прибли жен ии \ г :
ментом сопротивления от реакции э к с и е н т г . ч
трения в опорах; поэтому справедливо Г 2 =е-:
Подвижный конус рассматриваем клк
собственным весом и равнодействующеА ci:.'
чвероятно, что равнодействующая сил
- -г
расстоянии одной трети высоты к о р п \ с л чо-лс/.
и направлена под углом 2 0 —;4V\
'.vv.v
трицитета 15]. Схема на грузок и реакций с ' о л
- '
в котором использован коническии полгч\\ ч'ч.- *, / •.
•V'
/MoMfiir сопротивления и моменты сил трения от реакции R
веса экс ц ентрика Gj определяются по соотношениям
= Rje sln rx ;
= ^ э /i (^ + /?) +
где
„
(21 )
(22 )
е — среднии эксцентрицитет внутренней расточки в пло­
скости приложения реакции;
“ /г — коэг| 4 )ициенты трения в опорах;
^'^тр — радиус трения в подпятнике эксцентрика.
Р еш ая в ы р аж ен и я (2 0 ), (2 1 ) и (2 2 ) относительно R 3, получим
h
П _
— GafjRniP
,oqv
г sm а Н- /, (г + R) *
Усилие дробления и его составляющие определяются следую­
щими очевидными равенствами:
Рв = Рг Ig ‘Г;
— 6 к (fj
/| *г '1 {ч -г ^l) *
Rjl
р.
р =
где
СОЗф
’
Рг и Рв — горизонтальная
н вертикальная составляющие
усилия дробления Р\
Gk — вес подвижного конуса;
/ и /, — плечи сил и реакции.
Реакции верхней опоры У?,,* и
определяются по усилию
дробления из условия равновесия сил.
В случае применения комбинированного верхнего подвеса,
включающего сферический подпятник для восприятия вертикаль­
ных нагрузок или шаровой опоры, схема реакции опор будет иной
(рис. 58. и и в). Уравнение (23) сохраняет свою справедливость,
а горизонтальная составляющая усилиУ) дробления определяется
выражеине.м
Д л я дробилки с гнд|)авлическим регулированием щели схема
реакций опор конуса приведена на рис. 58, г. При определении
усилий дробления и реакций опор дополнительно используем
соотношения
Р-2а —
Рт р=
{Gк
+
Рв\
Р а ) [з\
Рг, = ^"2. t 6 V ^ 0 ,
92
леиия
^
I I(
h)
tg q-(/^3-h
рде
_
коэ(1х1)11 Цмеит трепмя в пижисм опоре.
I
'J t ^ f T
Я ,^
/t-4
!)
дксиент рин
Р ис. 58. Схема реакций оп ор п о д в и ж н о го к с а ;.с з .
п
^
°/
аа —
— верхниЛ конический подвес; б — кон Сивиро£а^^а»£ ы.~т.ниП подвес; в — ш аровая опор а;
г — н и ж н я я с ф в р 2 »ес»"a-f
опора дробилки с ги дравлическим рсг>'л нровгьксл
Дал ь не йш ий ход о пр е деле ния р е а к ц и и а н а л о г и ч е н Б ы т е и ^ , ' : женному.
Представляет интерес поведение э к с ц е н т р и к а на х о л о с т :i t
ходу дробилки. В режи ме холостого хода си лы дроблен!»я стс^-тствуют и положение эк с ц е н т р и к а о п р е д е л я е т с я со от но п -ен ге '!
инерционных сил конуса и э к с ц е н т р и к а С и Сэ и весом nczHii.r:ного конуса G^.
Методика расчета сил инерции н е у р а в н о в е ш е н н ы х мзсс r i : смотрена в гл. I.
Ввиду сложности к о н ф и гу р а ц и и п о д в и ж н о г о к о и л сл . o : : r ^ z r ление его силы инерции требует т р у д о е м к и х в ы ч и с л е н и и . cccf»eb:>:'
в части расчета моментов инерции У, и J
П о д Б И т 1г^чп к с н \ с
условно разбивается на элементы ц и л и н д р и ч е с к о й фop^'Lч «г ч'
и момент инерции J ^ опр е де ля ет ся с у м м и р о в а н и е м MvnieHro? : . i ? '
ции всех элементов:
•^2 — S
i=\
(Ji +
где Ji — момент инерции элемента относительно оси Л'/, прохо­
дящей через центр тяжести и параллельной оси Л'.
Ось Л' проходит через точку подвеса и перпеидикуляриа
оси конуса;
— масса элемента;
// — расстояние от центра тяжести элемента до точки под­
веса.
Рис. 59. Схема
разбивки
конуса на элементы для
определения
равнодеиству*
юшей инерционных сил
Рис. 60. Схема
нагрузок
н реакций опор подвижного
конуса и эксцентрика
на холостом ходу
Д л я цилиндра высотой hi и радиусом
момент инерции
Д л я полого ци л 11ндра
л = ^ ( 3 г ( + 3/?/ +/ ! ? ) .
где /?/ и Г/ — радиусы наружной и внутренней поверхностей.
Д л я случая применения конического верхнего подвеса конуса
характер системы С11л, действующих на эксцентрик на холостом
.ходу, представлен на рис. 60. Из равенства моментов сил относи94
телыю точки подвеса определим р е а к т г ю наружном поверхности
эксцентрика
Gk (а "Ь '(“ Cjl — CL
Rэ =
I
При положительном значении реакции Rj экснентр 11к приж и­
мается к втулке станины «толстой» стороной, при отрицательном
значении реакции — «тонкой» стороной. В свою очередь, хвостовик
вала подвижного конуса обыкновенно контактирует с образующей
внутренней расточки на «тонкой» стороне эксцентрика, так как
влияние инерционной силы С превышает момент от веса конуса.
Конструктивное исполнение опор подвижного конуса влияет на
поведение эксцентрика на холостом ходу. ripFf использовании
комбинированного или шарового подвеса вместо конического вер­
тикальная реакция опоры проходит через точку подвеса и вос­
станавливающий момент от действия веса конуса уменьшается,
что увеличивает вероятность контактирования эксцентр[ 1ка «тон­
кой» стороной.
§ 6. К О Н С Т Р У К Ц И И Э К С Ц Е Н Т Р И К О В Ы Х У З Л О В
Эксцентрик является наиболее напряженным узлом дробилки,
определяющим ее работоспособность. Конструкция эксцентри­
кового узла большинства дробилок иностранных фирм идентична.
На рис. 61 показан эксцентрик конусной дробилки «Супернор»
фирмы «Аллис-Чалмерс». Эксцентрик состоит из стального кор­
пуса с напрессованным коническим зубчатым колесом и плоского
опорного подпятника. Внутренняя расточка корпуса выполнена
с угловым эксцентриситетом относительно наружной поверхности
и определяет траекторию движения оси подвижного конуса. З у б ­
чатое колесо может располагаться сверху или снизу относительно
шестерни приводного вала, что предопределяет способ монтажа
эксцентрика. В мировой практике получили распространение
эксцентрики с нижним расположением зубчатого колеса, х а р а к ­
терные для дробилок с боковой разгрузкой. С появлением дроби­
лок с центральной разгрузкой большинство фирм сохранило
принятую конструкцию эксцентрикового узла. Верхнее положе­
ние зубчатого колеса позволяет монтировать эксцентрик посред­
ством крана и принято Уралмашзаводом и фирмами «Телсмит»
(США) и «Пегзон» (Англия).
Представляет известный интерес эксцентрик конструкции МакЛ ау да [64], в которой зубчатое колесо сопрягается с корпусом
посредством шлицевого соединения и имеет независимые опоры
ско льжения, что исключает влияние значительных радиальных за­
зоров в эксцентриковом узле на работу зубчатого зацепления.
Внутр ен ня я и на ру жн ая рабочие поверхности эксцентрика
воспринимают значительные радиальные нагрузки и выполняются
95
по тип> опор сколь жен ия или качения. Последние имеют ограни­
ченное применение в крупных машинах. Д л я зал ивк и эксцентрика
применяется высококачественный баббит. Вну тренняя расточка
эксцентрика имеет круговую баббитовую зал ивк у, а наружная
заливается по луге 240—270 . Неполная зал ивк а баббитом наруж1ЮЙ HOBepxifocTH улучшает условия прокачки масла и выпол­
няется в случае, когда равиодеиствуюш.ая инерционных сил экс­
центрика и дробящего конуса
на холостом ходу прижимает
эксцентрик «толстой» стороной
к втулке станины. При соот 1юшенни инерционных сил, вы­
зывающих на холостом ходу
контактирование
эксцентрика
«тонкой» стороной, применяет­
ся круговая заливк а наруж­
ной поверхности, а необходимое
сечен не для прохода масла обес­
печивается увеличением диаме­
трального зазора или выполне­
нием специальных каналов.
Радиальные зазоры эксцен­
трика (особенно в сопряжении
с валом подвижного конуса)
достигают 3—5 мм и значитель­
но превосходят зазоры, реко­
мендуемые
для
подшипников
Рис. 61. Эксцентрик дробилки «Супериор! фирмы «'Аллис-Чалмерс»
жидкостного трения. Принятые
зазоры должны обеспечивать
которая
слу жит одновременно
обильную смазку эксцентрика.
его охлаждением. Фирма «Аллис-Чалмерс» вместо баббитовой
заливки поверхностей трения эксцентрика применяет сменные
бронзовые втулки. Отечественная практика и большинство ино­
странных фирм отдают предпочтепие баббиту, который обладает
большей пластичностью и «прирабатываемостью» в условиях
кромочных контактов.
Рядом фирм предпринимались попытки повысить работоспособ1юсть эксцентрикового узла за счет исключения перекоса подшип­
никовых опор. В дробилке фирмы «Кеннеди» (см. рис. 48) корпус
эксцентрика имеет сферический шарнир и промежуточный стакан.
Это позволяет самоустанавливаться внутренней и наружной опо­
рам. Внутренняя опора зафиксирована от вращения относительно
корпуса специальными болтами.
Фирма «Трейлор» вместо разъемного корпуса эксцентрика со
сферой применила неразъемный корпус с промежуточным стака­
ном (piic. 62). Промежуточный стакан позволяет фиксировать по­
ложение реакции эксцентрика за счет салюустановки х в о с т о в и к а
96
вапа подвижного конуса
” ^ ' | | т ^ ' ' в ™ о о т в е т с т в у ю щ | | м паз
Г ь и а я часть ^ “«‘^ ^ “ ^ ' ' ^ ^ е ^ Г о е у ^ в л п е т с л в з а . ш м а п ф и к с а ц и я
!Г ? т С :Г и е Т р Г т с т " ;ю .а ^
их с а м о у с т а и о в к е .
Р ис. 62. Д р обил к а фирмы «Трейлор»
Вторым на пр ав л ен ие м п о в ы ш е ни я р а б о т ос по с о бн о ст и э к с ц е н ­
трикового уз л а я в л я е т с я пр и м ене ни е п о д ш и п н и к о в к а ч е н и я вместо
опор с к о л ь ж е н и я . Ф р а н ц у з с к а я ф ир м а « Б аб би тле сс» д л и т е л ь н о е
время изготовляет д р о б и л к и с пр им ене ни ем п о д ш и п н и к о в к а ч е н и я .
Корпус экс це нтр ик а у этих д р о б и л о к в ы п о л н е н из д в у х частей
с горизонтальным разъемом д л я об есп ече ни я д о с т у п а к вн утрен4 Ю. А. МуЛземнек н др.
97
нему сферическому подшлпиику fcM. рис. 51). Конструкция внутр<.'ииеги подшипника д о п \ ск ае т перекос обоим, раЬиыи углу
гираиии подвижного конуса, что исключает оозможиость уста­
новки сдвоенных подшипников для увеличения грузоподъемности
внутренне!! опоры без введения дополнительного шарнирного эле­
мента. Эксцентрик смазывается густой смазкой один раз в три
месяца и является минтажиин еднницен. В целом эксцентриковый
узел >1робилкн ||знрмы ■
’ Баббитлесс» сложен, требует повышенной
точности изготовления и сборки сопрягаемых деталей.
и]ведская ([зирма ' Л\а[)гардсхаммар» применяет подшипники
качения в дробил ках 6 U0 и 9U0 (см. рис. 5 3 ), сохранив неразъем­
ную конструкцию корпуса эксцентрика. Французская фирма
'Ненре> применила комбинированный эксцентрик, в котором
вн уг рен ня я опора выполнена по типу скольжения, а на ружная —
на подцшпннках качения. Так ая комбинация подшипников позво­
ляет получить достаточно компактную и технологичную констр\ книю.
CymecTBefiiibiM недостатком конструкций эксцентриковых узлов
на подшипниках качения является высокая стоимость необходи­
мых крупногабаритных подшипников и однократность их исполь­
зования при эксплуатации, в то время как периодическая местная
наплавка поврежденной баббитовой заливки не представляет зна­
чительных труд 1юстей. По указанным причинам эксцентрики на
подшипниках качения не получили широкого распространения,
несмотря на значительное количество предложенных конструкций.
§ 6. К О Н С Т Р У К Ц И И В Е Р Х Н И Х ОПОР подвижного К О Н У С А
Верхние опоры подвижного конуса менее разнообразны и на­
считывают несколько KOiicTpyKTHBHbix исполнений, получивших
распространение в мировой практике.
На рис. 63 приведен конический подвес типа Мак-Кулли, ши­
роко применяемый в конусных дробилках крупного и редукцион­
ного дробления в силу своей простоты и надежности. Конический
подвес состоит из неподвижной цилиндрической втулки /, распо­
ложенной в расточке центрального стакана траверсы, плоской
опорной Н1айбы 2 и конусной втулки <5. Соединение вала конуса
с конусной втулкой осуществляется гайкой 5. Гайка 5 выпол­
няется разрезной с целью исключения подвижности в резьбовом
соединении и сопрягается с обоймой 4 по конусной посадке.
В свою очередь, обойма связана с конус 1юй втулкой шиповым
соединением, что исключает проворачивание и износ опорной
шейки вала.
Боковая поверхность конусной втулки перпендикулярна опорHoii торцевой поверхности и выполнена с конусностью, равной
углу прецессии. Так ая ([зорма рабочих поверхностей конусной
втулки обеспечивает ее обкатку (с некоторым скольжением) по
9а
шайбе II цилиндрическом втулке с линенным контактом сопрягае­
мых поверхностен в процессе дробления 1301. На практике при
определении геометрии конусной втулки следует учитывать з а ­
зоры в эксцентриковом узле и возможную несоосиость опор, по­
этому принимаемая конусность боковой поверхности несколько
превышает теоретический угол прецессии.
Под влиянием силы ннерц[ 1н на холостом ходу конусная втулка
прижимается к цилиндрической своей «тыльной» стороной, в ре­
зультате чего линейный
контакт образующих пере­
ходит в точечный. Д л я
исключения образования
задиров кромка пересече­
ния опорных
поверхно­
стей втулки плавно скруг­
ляется радиусом 8 — \Омм.
Детали подвеса
изгото­
вляются из специальной
подшипниковой
стали и
имеют высокий класс чис­
тоты обработки. Твердость
сопрягаемых рабочих по­
верхностей после термо­
обработки должна быть в
пределах 47— 52 и 53— 58
единиц по Роквеллу. Д е ­
тали конического подвеса
работают в режиме полу­
сухого трения и испыты­ Рис. 63. Коническии подвес подвижного
конуса
вают значительные кон­
тактные напряжения. Наи­
большее давление по плош.адке контакта цилиндрической и
конической втулок определяется по формуле контактных давле ­
ний между двумя цилиндрами 142]:
9 о = 0,591
где р —
Е —
Dy —
Do—
D[ ■Do
удельная нагрузка по длине контакта в кПсм\
модуль упругости в кГ1см^\
внутренний диаметр цилиндрической втулки в см\
средний диаметр боковой поверхности конусной втулки
в см.
Контакт торцевой поверхности втулки может быть рассмотрен
как сопряжение цилиндра с плоскостью. За радиус расчетного
цилиндра принимается радиус кривизны конической опорной
поверхности в плоскости, перпендикулярной образующей конуса
и проходящей через середину линии контакта.
Производя сечение конуса плоскостью, перпендикулярном об­
разующей, получаем эллипс, радиус кривизны в BepujHue которого
определяется по формуле 171
где а и Ь — полуоси эллипса.
Наибольшее давление на площадке контакта определяется по
([юрмуле
</„ = 0.591 У - ^ .
Недостатком конического подвеса является трудность раз­
борки конусного сопряжения разрезной гайки с обоймой и необ­
ходимость установки сменных конусных втулок при использова­
нии эксцентриков с различным углом прецессии. Шаровой подвес
(рис. 64, а) не чувствителен к изменению эксцентриситета и обес­
печивает высокое положение центра качания конуса и эффектив­
ность дробления в верхней зоне дробящего пространства. Шаровой
подвес широко применяется в конструкциях дробилок «Эш-Верке»,
«Клокнер-Гумбольдт-Дейц» и «Ведаг» (ФРГ). Промежуточное по­
ложение между этими кoнcтpyкция^ПI занимает комбинированный
подвес конуса фирмы «Аллис-Чалмерс» (рис. 64, б). Аналогичный
подвес применяется также фирмой «Трейлор» и в некоторых дро­
билках фирмы «Кеннеди».
Известны конструкции опор подвижного конуса, выполняю­
щие одновременно функции амортизаторов динамических нагру­
зок, возникающих при попадании недробимых предметов. Про­
стейшими из них являются пружинные амортизаторы, срабаты­
вающие в осевом направлении и представляющие пакет тарельча­
тых или винтовых пружин (рис. 65,а). Пружины могут быть предва­
рительно напряжены (рис. 65, б) для исключения подвижности
конуса в процессе дробления и срабатывания только при аварий­
ных перегрузках. Недостатками пружинных амортизаторов яв­
ляются большие габариты узла при использовании винтовых пру­
жин, повышенная жесткость и ограниченный ход срабатывания
тарельчатых пружин.
§ 7. П Р И ВО Д
В мировой практике наиболее широко используются следую­
щие типы привода конусных дробилок крупного дробления:
1) п ри вод е клиноременной передачей и встроенной зубчатой кони­
ческой парой; 2 ) непосредственный привод, в котором приводной
электродвигатель соединяется эластичной муфтой с приводным
валом; 3) привод с применением гидравлических муфт и транс­
форматоров с пс'низительной зубчатой передачей.
100
i)
Pile. 64. Верхние опоры подвижного конуса:
а — шароноЛ ггодпсс конуса фирми «Эш-Веркс»; б — комбгшироианиыП Dcpxiiufi поднес; / — подпижиыП конус; 2 — конус­
ная втулка; 3 — сфернчсскиП подпятннк
S)
Рис. 65.
Пружинные амортизаторы подвижного
билки фирмы «Кеннеди»;
конуса
дро­
а — с тарельчатыми пружинам»; б — с ииигоиымн пружинами
101
Д л я крупных конусных лробнлок наибольшее примененне на­
ходит привод с клиноременнои передачей. Он состоит из прнводного вала с малой коннческон шестерней, смонтированного в от­
дельном (цельнолитом или разъе.\пюм) корпусе и встроенного
в одни из боковых патрубков станины, клиноременнои передачи
и приводного электродвигателя. Ведолнэн'| гикив ременной передачи
устанавливается ко иситыю на приводном валу или на иромежуточном валу на д в \ х собственных опорах. В этом случае промежу т о ч 11ын вал соединяется с приводным с помош.ыо эластичнои
или зубчатой муфты. Та к ая установка ведомого шкива исполь­
зуется на к р \ п н ы х д[)обилках с целью разгрузки приводного вала
от действия изгибающего момента, создаваемого усилием натяже­
ния ремней и веса шкива.
Достоинством привода с клиноременнон передачей явтяется
простота ко нс тр \к ци н и высокая надежность в эксплуатации.
Денст вит ель 110, обрыв или вытя жка отдельных ремней не нару­
шают нормальной работы дробилки, так как обычно передача
рассчитывается на работу ^/, числа ремней. Недостатком привода
с клиноременной передачей являются большие маховые массы
шкивов, которые способствуют возникновению значительных дина­
мических нагрузок. Наибол ьнл 1е нагрузки возникают при за кл и­
нивании подвижного конуса при попадании недробимого тела,
которое сопровождается в некоторых случаях поломками деталей
дробилки (в иснов 1юм малой конической шестерни). Поэтому при
применении такого привода следует использовать шкивы с воз­
можно меньшими маховылш массами.
К приводу с клиноременной передачей относится так называе­
мый двухдвигательный п р 11вод, применяемый на мош.ных дробил­
ках (рис. 6 6 ). Такой привод состоит из двух независимых приводов
с клиноре\генной передачей, каждый из которых передает движе­
ние на з\б чатое колесо эксцентрика через свой приводной вал.
Таким образом, пусковой момент, необходимый для пуска з а к л и ­
ненного рудой подвижного конуса, делится на два потока, что
позволяет применить обычную клниоременную передачу и обес­
печить нормальную работоспособность зубчатой конической пере­
дачи. При установившемся режиме работы второй привод мол<ет
быть отключен путем отсоединения муфты.
Опыт эксплуатации и проведенные промышленные испытания
показывают, что п р 11менение двухдвигательного привода в основ­
ном обеспечивает пуск дробилки под завалом, что является его
бесспорным достоинством. Однако, наряду с этим, эксперимен­
тальные 11сслед 0 ва и 1гя двухдвигательного привода в различных
режимах работы выявили ряд отрицательных качеств [12]. При
пуске, дроблении и холостом ходе приводы дробилки работают
несинхронно, что способствует образованию зазоров в конической
передаче и приводит к повышению динамических нагр уз ок в при­
воде.
102
Непосредственный привод обычно применяется на дробилках
сравнительно небольшой мощности. Достоинство этого привода
состоит в отсутствии шкивов клиноремеиной передачи, облалаюш.их
большил 1и маховыми массами, в малом весе и малых габаритных
размерах. Однако отсутствие ременной передачи является одно­
временно и недостатком, так как требует более квалифицирован­
ного монтажа и ухода при эксплуатации (нарун 1ение центрирога-
Рис. 66 . Дробилка ККД-1500/180 Уралмашзавода с двухдвигательиым приводом
иия приводного вала с валом электродвигателя приводит к выходу
последнего из строя). П ра кт ика показала, что применение непо­
средственного привода при существующих конструкциях муфт
требует создания специальных электродвигателей на подшипниках
скольжения, так как электродвигатели на подшипниках качения
в короткий срок выходят из строя из-за разрушения подшипни­
ковых опор. В качестве соединительных муфт обычно применяются
эластичные муфты, снижающие динамические нагрузки в привод­
ном валу за счет уменьшения жесткости последнего.
. Гидропривод с применением гидравлических муфт показан на
рис. 67. Этот вид привода нашел особенно широкое распростране­
ние в ФРГ (фирмы «Клокнер-Гумбольдт-Дейц», «Ведаг»).
В Советском Союзе гидропривод для дробилки ККД-1500 был
создан институтом ВН ИИ М ЕТ М А Ш и Уралмашзаводом. Экспери­
ментальные исследования этого привода показали ряд его преиму­
ществ по сравнению с рассмотреннылш выше 127]: 1) уменьшение
103
Рис. 67. Гидроди­
намически li привод
коиусмой дробилки
Топ ст ат ора
CpaSambiSaHue защиты
■
м
Рис. 68. Осциллограмма крутящих моментов и приводных валах дробилки
ККД-1500 с клииоременным (а) и гидравлическим (б) приводами при пуске:
Л1 TI и Л1 Т2 — моиеиты пальи прнподои ЛЬЛ'» I и 2; Лд и л , — чисяо оборотои дпигителя
н гидромуфты; Л1 — момент на валу дьигателя
104
л т 1а м 11ческлх нагрузок npjf пусковых режимах; 2 ) обеспечение
защиты деталей дробилки при перегрузках, например, при попа­
дании недробимых тел; 3) возможность замены асинхронного
электродвигателя с фазным ротором более дешевым асинхронным
с короткозамкнутым ротором. Запис ан на я в процессе испытаний
гид|)опривода осциллограмма крутящего момента на приводном
валу показывает статическое изменение момента при пуске
(рис. 6 8 ), в связи с чем отпадает необходимость в создании макси­
мального крутящего момента в начальный период; это позволяет
использовать асинхронный короткозамкнутый электродвигатель.
Проведенные исследования также показал!!, что для обеспе­
чения надежного пуска дробилки под завалом требуется создавать
крутящий момент, равный 6 — 8 -кратному номинальному моменту
электродвигателя. Д а ж е для кратковременной передачи такого
значительного момента необходимы гидромуфты недопустимо боль­
ших размеров. Поэтому на практике применяют гидромуфты
меньшей мощности, не всегда обеспечивающие пуск дробилки под
завалом, но являющиеся надежным предохранительным звеном
при перегрузках.
Кроме рассмотренных типов приводов конусных дробилок
крупного дробления, некоторые зарубежн!^ 1е фирмы применяют
и другие приводы, не имеющие широкого распространения. Из
них отметим клиноременный привод, применяемый фирмами
«Баббитлесс» и «Кеннеди», в котором исключена коническая пере­
дача и движение от клиноременного привода передается непо­
средственно эксцентрику. Конкретных данных о работе таких
приводов не имеется, однако, расположение большого шкива
в нижней части под дробилкой считается неудачным, так как
в современных дробилках с центральной разгрузкой он попадает
в разгрузочную зону, что практически !1сключает его применение.
□
глава
V
КО НСТРУКЦ ИИ СОВРЕМЕННЫХ КОНУСНЫ Х ДРОБИЛОК
СРЕДНЕГО И МЕЛКОГО ДРОБЛЕНИЯ
§ 1. К Л А С С И Ф И К А Ц И Я
В иснооу классификации дробилок среднего и мелкого дроб­
ления могут быть положены такие признаки, как конструкция
подвижного конуса, профиль дробящего пространства, кинема­
тическая схема привода, конструкция амортизирующих средств
It некоторые другие.
По профилю дробящего простра 1гства дробилки классифици­
руются на дробилки среднего и мелкого дробления. Эти профили
отличаются в основном длиной параллельной зоны, в которой
осуществляется калибровка дробимого материала. У дробилок
среднего дробления длина параллельной зоны меньше, чем у дро­
билок мелкого дробления.
Существенным при оценке конструктивных особенностей дро­
билки оказывается решение подвижного конуса. Наиболее рас­
пространенные современные дробилки по конструкции подвиж­
ного конуса могут быть объединены в следующие группы
(рис. 69—72):
а) с консольным валом подвижного конуса;
б) с верхней опорой подвижного конуса;
в) с консольной осью подвижного конуса;
г) с вращающи.мся валом;
л) прочие дробилки.
В дробилках / (рис. 69) с консольным валом подвижного
кииуса, пружинной амортизацией и сферической опорой подвиж­
ного ktHiyoa центр С(1)сричсской опоры совпадает с точкой пере­
сечения 1>сей дробилки и подвижного конуса.
Д'ч»билка 2 отличается от предыдущей тем, что сферическая
оП1»рл подвижного конуса покоится на плоскости и, таким обра­
зом. реакция с 1|юричсской о 1юры совпадает с осью дробилки, так
как сил%1\Н1 трения на плоской опоре можно пренебречь.
> дриоилки .7 вертикальная опора вала подвижного конуса
представлена с 1|)с'ричсским И1арниром с малым радиусом и плоской
рабочей поверхностью; разгрузочная щель регулируется при по106
мощи проставочных шайб, устанавливаемых между неподвижным
конусом и фланцем корпуса дробилки. Детали дробилки от дина­
мического действия вращающихся масс при стоиорении подвиж-
Рис. 69. Дробилки с консольным валом подвижного конуса
ного конуса предохранены ограничивающей муфтой, расположен­
ной в шкиве приводного вала клииоремеиной передачи.
Д р о б и л ка 4 предложена К. А. Рундквистом 141 |; в ней под­
вижный конус в осевом направлении опирается через подвижJ07
иыи стакан на гидравлическим иилиидр, с помощью которого
рсг\ тируется пазгрузочмая щель; прецсссиоииое движение подсижиоги 1;оиуса осуи 1ествляется двумя шатуииыми мcxaиIlЗмa^мl, кцисматически связанными между собой.
У дробилки 5 опоры подвижного конуса вместо с эксцентри­
ком и приводным валом образуют блок, опирающийся на гидравлическии цилиндр; с помои 1ью этого блока регулируется разгру­
зочная И1ель и ог[)аничиваюгся динамические нагрузки на детали
дробилки 1631.
В гиросфернчески.х дробилках 6 рабочая поверхность подвиж­
ного конуса либо сферическая, либо очень близкая к сферической.
В опорах этих дробилок используются роликовые подшипники
качения.
В дробилках 7 хвостовик подвижного конуса развит в цилин­
дрическую часть, охватывающую неподвижный дробящии конус.
Хвостовик пидвижгюго конуса входит во внутреннюю расточку
эксцентрика, установленного на сферических подшипниках каче­
ния. В Bepxireii части наружный стакан подвижного конуса подве­
шен на сферической опоре. Р аз гру зка дробленого материала осуще­
ствляется под дробилку, внутри хвостовика подвижного ко­
нуса [661.
Дробилки 8 \\ 9 среднего и мелкого дробления с верхней опо­
рой подвижного конуса (рис. 70) отличаются по конструктивным
признакам от дробилок крупного дробления, которые были рас­
смотрены в гл. III, профилем дробящего пространства. Эти дро­
билки изготавливаются американскими фирмами «Аллис-Чалмерс»
и '^Трейлор».
Подвижный конус дробилки 10 опирается на гидроцилиндры,
расположенные по окружности вокруг вала подвижного конуса
[651. Привод к эксцентрику — от вертикального электродви­
гателя и клиноременной передачи. В схеме П статор приводного
электродвигателя установлен на нижней крышке корпуса, а ро­
тор — на эксцентрике.
У дробилки 12 (рис. 71) в центральный стакан корпуса запрес­
сована ось, на которой вращается эксцентрик, передающий кру­
говое движение подвижному конусу. Динамические нагрузки
амортизируются предохранительными пустотелыми чугунными
шайбами, расположенными по окружности на корпусе. Оси дро­
билки и подвижного конуса принимаются либо параллельными,
либо образуют небольшой угол.
В дробилке 13 вертикальная сферическая опора подвижного
конуса расположена непосредственно у его вершины и опирается
через шток на гидравлический цилиндр, соединенный с пневма­
тическим.
Система плоских тормозных шайб, расположенных между
с([)ерической опорой и подвижным конусом, препятствует увле­
чению его во вращение на холостом ходу [451.
108
о
о.
о
с
о
<и
X
о.
(U
m
о
о
о.
6
о
Q.
о
о
а
и
S
а
||
||,
«1н
1
109
в лро^^плке 14 эксцентрик вращается на оси, запрессовапнон
в 11см1Т[)альиыи стакан корпуса; опора подвижного конуса —
сфорическая, с центром в точке гирации. у\мортизация осуще­
ствляется пневматическими цилиндрами, расположенными вокруг
корпуса дробилки.
В дробилке 15 (рис. 72) вращающийся вал соединен с эксцен­
триком. на который насажен нодвижныи конус, опирающийся па
нодтинники качения. В осевом направлении неподвижный конус
амортишруе-тся гидропиевматическими цилиндрами, в радиаль­
ном - у п р у г и м и шаибами, расположенными но кольцу вокруг
корпуса д[)оби 1КИ.
15
16
Рис. 72. ДроГшлки с гфащающпмся валом
ДроГ)Илка 1G — с вращающимся валом, на эксцентриковый
кон».*и к п 1и|»г)го на ггодшипниках качения насажен подвижный
конус. Другой опорой подвижного конуса является сфера, центр
кп|с|рой находится под конусом.
§ 2. СИЛОВОЙ А Н А Л И З Н А Г Р У З О К В Д Р О Б И Л К А Х
С КОНСОЛЬНЫМ ВА ЛОМ П О Д В И Ж Н О Г О К О Н У С А
11аиГ»().1сч* pacfipocTpaiieiiHbie дробилки этого класса имеют
нружпннуи» амортизацию неподвижного конуса и переменный по
m.M'nir i;nop It эксцс*нт|)иковом узле. Общий вид такой дробилки
пок.'или на рис. 7.'3. Рассмотрим некоторые особенности дробилок
тик» К.1.1ССП.
Нагрузки в деталях при дроблении
и холостом ходе
Р.ктмогрим два режима работы дробилки: дробление и хологи>|| \()д и установим аналитические зависи\юсти между инерiuioHm.iNHi сил; 1ми неуравновешенных масс, усилием дробления и
poauuMM.NHi в опорах подвижного конуса и эксцентрика. Неуравновоиюнныли! массами являются подвижной копус, эксцентрик
111)
„ противовес эксцеитрмка, который \-сп„п„
веммшаш.я эксцентрика „ дробплк ,
а /'"*’"""''
УРэвмоподвиж ного конуса я в л т о т с я сфеш,. ,./^, '•'>'''Дамемте. Опопч м.
расточка эксцентрика, опорам,, . « ц е п р'.ка Г ' " ’" " “"VTpem яя
расточка центрального стакана к о р Г ^
«"утрен^я^
'
II система
Р и с. 73. Дробилка с консольным валом Уралмашзавода
плоских шайб, расположенных под
возникают реакции, соответствующие их коиструк
Внешними нагру зка ми на подвижны!!
ЯВЛЯЮТСЯ усили е дробления, силы трения в др
>У
стве л пагрузкм в комическом зацеплении. В некоторых расчетпых режимах, как это будет показано ниже, необходимо учитывать
веса деталей (подвижного конуса и эксцентрика).
Усилие дробления является равноденствуюихен распределен­
ных сил дробления и сил трения по рабочей поверхности подвиж­
ного конуса. Пример методики определения этих сил был дан
в гл. II. В отличие от дробилок крупного дробления, имеющих
крутой профиль дробящего пространства, в дробилках с пружин­
ной амортизацией можно учитывать силы трения подвижного
конуса о дробимый материал, возникающие при срабатывании
амортизационной системы. Формально такие силы трения воз­
можны и без срабатывания амортизационной системы, если обра­
зующая подвижного конуса не проходит через точку подвеса —
точку пересечения осей дробилки и подвижного конуса, но в этом
случае они менее существенны.
Усилия дробления уравновешиваются реакциями в опорах
подвижного конуса. В с(|х?рической опоре возможно наличие нор­
мальных сил и тангенциальных сил трения. Кинематический ана­
лиз, проведенный на основании зависимостей гл. I, показал, что
скорости проскальзывания контактирующих деталей сферической
опоры при небольших скоростях увлечения подвижного конуса во
вращение эксцентриком (которые имеют место в действительности)
невелики и поэтому условия создания гидродинамического слоя
смазки в сферической опоре отсутствуют. Экспериментальные ис­
следования,
проведенные на серийной конусной дробилке
КЛ\Д-2200 Уралмашзавода, в сфернческо!! опоре которой была
прг1менена пара трения ст ал ь—бронза, показали, что коэ(]х|)ициеит трения в такой опоре [^ф ^ 0,03 1281 и может применяться
при расчетах. Распределенные по сферической поверхности силы
трения имеют направление против скорости точек дробящего
конуса, величина и направления которых могут быть определены
по формулам гл. I.
Величина С11л трения без учета кривизны сферического диска
равна произведению реакции на коэффициент трения сферического
диска:
^1сф —
но равнодействующую сил трения по этой формуле определить
нельзя, так как элементарные силы трения частично могут взаимно
уравновешиваться.
Данное равенство справедливо при круговом качании, когда
скорости всех точек подвижного конуса направлены в одну сто­
рону, перпендикулярно плоскости, в которой лежат оси дробилки
и подвижного конуса. Линия действия силы трения будет совпа­
дать с направлением скорости точек подвиж[юго конуса и прохо­
дить через точку пересечения линии действия нормальной реак­
ции с рабочей поверх 1юстью сферической опоры.
112
.. .........................................: s : ; r i K
? r ;;::o r r ;r v ? o " ? ^ ;
roM зависиг от вели чи ны
^ эксцентриковых узлах
ценных д р о б и л к а х
с к о л ь ж е н и я тактах ж е
........ .
болынимн,
^
ра б о ч ей п о в е р х и о с т н — б о л е е
„диаметров
1аметров. а чистоту
^
значительной скорости и
||113Ком. Несмотря ' ' % м а з к | Г ‘к о т о р а я п р о к а ч и в а е т с я ч е р е з подбольшого количества
м о ж и о с ч и т ат ь , что р е ж и м р а б о т ы ралппппк под давлением,
эксцеитрика б у д ет
граничным
ил и
дпальных подшиппиков
жидкостным, т. е. та ким, при ко то ­
ром имеется г и д р о д и п а л т ч е с к и и слон
масла, раз деляющий т р у щ и е с я поверхности.
Как известно, п р т ш п п работы
подшпппика жи дкос тного т р е н и я з а ­
ключается в следующем. П ри о п р е ­
деленной скорости в р а щ е н и я в а л а
находящаяся в з а з о р а х с м а з ы в а ю щ а я
жидкость увл ека етс я во вр а щ е н и е
валом. ЛАежду рабочими п о в е р х н о ­
стями вала и под 1иипн ика об р а з у е т с я
масляный слои, в котором в о зн и­
Р и с. 7*1. П о л о ж ен и е пяла в п о д ­
кает гидродинамическое д ав л ен ие ,
ш ипнике и эпю ра удел ь н ы х д а в ­
вследствие чего этот слой об ла д ае т
лении в м асляном сл ое
определенной радиа льн ой гр у з о п о д ъ ­
емностью. При увеличе ни и
ради­
альной на гру зк и т о л щ и на м а с л я н о г о с л о я у м е н ь ш а е т с я ,
ра­
бочие поверхности ва ла и п о д ш ип ни ка с б л и ж а ю т с я и м о ж е т н а с т у ­
пить разрыв м асляной пленки: вместо р е ж и м а г и д р о д и н а м и ч е с к о й
смазки будет происходить по л у су хо е или с у х о е т р е н и е п о в е р х ­
ностей вала и подшипника.
Эпюра давлен ия в м ас ля ном слое при г и д р о д и н а м и ч е с к о м р е ­
жиме смазки п о ка з ан а на рис. 74. М и н и м а л ь н ы й з а з о р в по д­
шипнике устан авл ива ет ся под не которым у гл ом а (см. рис. 7 4 ).
Этот угол в данном сл у ч ае я в л я е т с я уг л ом о п е р е ж е н и я р е а к ц и и
эксцентрика относительно плоскости э к сц ен т р и с и т ет а (пло ско сть ,
в которой л е ж а т оси в ал а по дви жно го к о н у с а и д р о б и л к и ) . П р и
вращении силы Р, к а к это имеет место при д р о б л е н и и , будет
вращаться и плоскость, в которой л е ж а т с и л а Р и ось подвгтжного
конуса, при этом величина у г л а а будет с о х р а н я т ь с я постоя нн ой.
Ра диа ль ны й подшипник жи д к ос тн о го т р е н и я о б л а д а е т м а к с и ­
мальной грузоподъемностью при це нт р ал ь но м н а г р у ж е н и и . Г р у ­
зоподъемность половинного под ш ип ни ка ж и д к о с т н о г о т р е н и я в ы ­
ражается уравнением [171:
_________________ 2 . 0 4 f l - ( l - x ) 4 i _______________
\4il
. i.
(I - ■ / ) {l - f
/ d \
^ ^
10,12 +
2, 31 (1 - x ) l | ’
113
где
Ф=
Р — ра диа льн ая нагрузка на подипшник;
d — диаметр вала подшипиика;
ft
----- относительный диаметральный зазор;
6 — диаметральный зазор;
У. —
2с
------относительный эксцентриситет;
€ — эксцентриситет положения вала во вкладыше под-
иитника;
fi — вязкость масла;
и — ок р у ж н ая скорость вала;
/ — длина подшипника.
Х арактер изменения давления в половинных и полных под­
шипниках жидкостного трения может быть принят одинаковым.
Уравнение (24) предполагает подобный характер изменения давле­
ний в гидродинамическом слое смазки в поперечных сечениях под­
шипника. Поэтому под радиальной нагрузкой Р на подшипник
можно понимать грузоподъемность единицы длины подшипника
или сумму проекций удельных давлений в масляном слое на ли ­
нию действия нагрузки.
В целях уменьшения габаритов эксцентрикового узла хвосто­
вик вала подвижного конуса и внутренняя расточка эксцентрика
делаются коническими, а для обеспечения линейного контакта по
образующей внутренней расточки эксцентрика и хвостовика вала
подвижного конуса зазор при 1тм ае т ся переменным, т. е. конус­
ности хвостовика вала подвижного конуса и внутренней расточки
принимаются различными.
В реальных подшипниках жидкостного трения конечной длины
для учета влияния торцевого истечения масла на изменение давле­
ния в масляном слое накладывается дополнительное условие —
параболический закон изменения максимальных давлений в попе­
речных сечениях подшипника.
Таким образом, с учетом принятых положений, принимая во
внимание действительные зазоры во внутренней расточке эксцен­
трика, конусность хвостовика вала и конусность расточки, можно,
пользуясь уравнением (24), получить эпюры реакций по длине
эксцентрика в двух предположени^ 1х: постоянном и параболиче­
ском изменении максимальных давлений по длине подшипника.
Д\асштаб эпюр в данном случае не имеет значения, так как постав­
лена задача найти положение равнодействующей реакции вну­
тренней расточки эксцентрика.
О кр уж ная скорость хвостовика вала и прямо пропорциональна
его диаметру; параболический закон изменения максимальных
давлений в поперечных сечениях подшипника может быть учтен
в уравнении (24) дополнительным множителем
114
в котором
Й Гш Гк" с
,т .г о , р . . » , , и е (24) пр,.обретает . . . .
____________ [1 + (1 —
_____ .
(25)
( , _ Х ,{1 + ( - ^ ) ' | 0.12 + 2 . 3 1 ( 1 - Х ) | ) й ‘
(26)
Я' =
Л-'
Нахож дени е по ло же ни я р а в н о ­
действующей д ав л ен и я в м а с л я ­
ном слое сводится к решению р а ­
венства
I
Р х dx
(27)
L =
Pdx
которое наиболее просто осу щ ест ­
вить методом графического инте­
грирования.
Н а рис. 75 по ка з ан ы эп юр ы
удельных давл ен ий в мас л я но м
слое внутренней расточки э кс ц ен ­
тр ика дробилки КМ Д-2 20 0 У р а л машзавода, полученные на осн о­
вании ур авн ений (25)— (27). Р а з ­
меры 960 и 1090,
являЕощиеся
координатами
центров
т яж е с т и
эпюр, огр аничивают возмож ное
положение равнодействующей вн у ­
тренней
расточки
эк сц ен тр ик а.
Р ис. 75. Эпюры удельн ы х д а в л е­
Незначительное раз л ич ие в по ло ­
ний
в коническом
подш ипнике
ж и д к остн ого трени я
жении
центров
т яж е ст и эпюр
давлений в м асляном слое под­
шипников, определенном при д в у х в ы ш е у к а з а н н ы х п р е д п о л о ж е ­
ниях о в л ия ни и торцевого истечения, по з в о л я е т не д е л а т ь более
детального уточнения.
Внут р ен ня я расточка це нт р ал ь но го с т а к а н а к о р п у с а п н а р у ж ­
ная расточка эк сц ен т р ик а в ы п о л н яю т ся цилнндpичecкп^пI, н по­
этому можно ставить целью обеспечивать п о л о ж е н и е ре ак ц и и це н­
трального ст ак ан а ко р пу са по середине его высоты.
IJ5
Вращение эксцентрика происходит под действием усилия в ко­
ническом зацеплении. Сопротивлением движению будут реакции
в опорах и на грузки на эксцентрик, возникающие от усилии дроОления и инерционных сил неуравновешенных масс. Своеобраз­
ными в данном случае являются: 1 ) постоянство положения состав­
л яю щ их полного усилия в зацеплении конической передачи (осе­
вая, о к р у ж н а я и радиальная составляющие) от 1юснтелыю дро­
билки и 2 ) постоянство положения нагрузок на подвижный конус
и положения неуравновешенных масс (эксцентрика и подвижного
конуса) относительно плоскости, в которой лежат оси дробилки
и оси подвижного конуса и которая вращается вокруг оси дро­
билки с угловой скоростью эксцентрика. Имеется в виду зависи­
мость величины и положения этих сил от положения эксцентрика,
а не постоянство самих величии.
Соотношения между окружным усилием в зацеплении, осевой
и радиа лы юн составляющей определяются элементарными зави­
симостями
р =
Ucp
; r = P l g a c o s 6 ; /l = P l g a s m 6 ,
где
Р — окружное усилие;
^^Ккр — крутящий момент на валу;
Dtp — средние диаметры начальных конусов;
Т — радиальная составляющая усилия зацепления;
Л — осевая составляющая усилия дробления;
а — угол зацепления;
Л — угол начального конуса конического колеса.
При принимаемых в конических передачах дробилок углах
6 = 6 0 -г-70' и углах зацепления а = 2 0 ° радиальная и осевая
составляющие всегда будут меньше окружного усилия и поэтому
при оценке влияния на реакции опор эксцентрика составляющих
усилия в зацеплении конической передачи в первую очередь не­
обходимо учитывать окружное усилие.
Оценка влияния окружного усилия на реакции в эксцентрике
может быть сделана из сопоставления реакции эксцентрика и ве­
личины окружного усилия:
P - ^ ^ = M , ^ „ = R \ e s \ n a + f{r„ + r„)].
(28)
Это уравнение не учитывает влияние окружного усилия Р на
реакцию в эксцентрике R, так как предполагается, что крутящий
момент Мокр является парой сил, а реакция эксцентрика R опре­
делена в соответствии с силами, действующими в дробящем про­
странстве.
Коэффициент трения / рабочих поверхностей эксцентрика
в соответствии с теоретическими 141 и экспериментальными дан­
ными [281 может быть принят равным 0 , 0 0 2 , угол а = 30°, эксцен116
трпсмтет ^
дробилок КДЩ и КСД-2200) и /laKoifPir
'' ^ 319 мм. г„ = 196 мм II
= 112U мм
’ "акоиец,
" После подстановки в уравнение (28) числовых зпачеппм пхп
д я т и х величин, получается, что реакция эксцентрика ир,шер.ю
и 90 раз больню о кру жн ого усил 1т , которое преодолевает c Z o
тивдение этой реакции. Таким образом, в первом приближении
усилие в за ц епл ен ии конической передачи при определении оеак
U1III в экс це нтр ик е может не учитываться.
'
Еще в большей степени это справедливо в тормозных, замед­
ленных д в и ж е н и я х всей кинематической цепи дробилки (попада­
ние недробнмого тела, увеличение сопротивления движению
подвижного конуса вследствие увеличения усилия дробления
„ т. п.), когда инерционные силы эксцентрика способствуют преодо­
лению сопро тив лен ия движения эксцентрика. Наоборот, в уско­
ренных ре жи ма х, особенно при раз­
гоне на холостом ходу, когда реак­
ции в эк сц ент рик е незначительны
и момент приводного электродви­
гателя уве личивает
кинетическую
энергию в р ащ аю щ и х ся деталей, уси­
лия в зац епл ен ии и реакции эксцен­
трика могут стать взаимно соизме­
римыми, что и необходимо учиты­
вать при расчетах.
Режим холостого хода.
Уравновешивание эксцентрика
и дробилки
Инерционные силы подвижного
конуса (Сдр) и эксцентрика (Сэ), схема
действия которых показана на рис. 76,
направлены в разные стороны. Эти Рис. 76. Схема ннершюнных
силы
воспринимает
сферическая сил неуравновешенных масс
опора подвижного конуса
и II реакций в опорах подвижного
конуса и эксцентрика
расточки экс ц ентрика — внутренняя
и н а р у ж н а я {RI и r I). Инерцион­
ные силы подвижного конуса стремятся при принятой на ри­
сунке схеме сил повернуть конус по часовой стрелке вокруг
точки пересечения оси дробилки и оси конуса; эта точка сов­
падает с центром сферической опоры. Инерционные силы эксцен­
трика и его противовеса, размещенного на коническом колесе,
стремятся повернуть конус в противоположную сторону.
В зависимости от соотношения и положений инерционных сил
неуравновешенных масс возможны два варианта выбора радиаль­
ных зазоров в эксцентриковом узле на холостом ходу: 1)^ когда
реакция внутренней расточки эксцентрика от инерционнои силы
117
подвижного конуса больше сумм миернионмых cfj.t противовеса
и эксцентрика и 2 ) когда эта реакция меньше указанной суммы
сил. В первом случае зазоры во внутренней расточке эксцентрика
и центральном стакане будут выбраны плево и эксцентрик будет
прижат к центральному стакану корпуса тонкой стороной, в другом случае зазор в центральном стакане эксцентрика будет выбран
вправо и эксцентрик будет прижат толстой стороной (рис. 77, а и б).
О
202
га,
S)
Рис. 77. Схема зазоров эксцентрикового узла при различных ре­
жимах работы и вариантах уравновешивания:
а м О — холостоЛ ход; в — дробление
Равнодействующая инерционной силы и веса подвижного ко­
нуса уравновешивается реакциями в опорах Rcф и Ra. Ранее,
на основании гидродинамической теории масляного слоя было
определено положение линии действия реакции Ra. Из условия
равновесия подвижного конуса линии действия нормальной реак­
ции сферы Р ф которая проходит через ее центр, реакции эксцен­
трика /?э и равнодействующей веса G^p и инерционной силы Сзр
подвижного конуса должны пересекаться в одной точке. Д л я гра­
фического нахождения реакций R ^ и R^ нужно разложить равнодействущую Одр и Свр в точке пересечения ее с линией дей­
ствия реакции R^ по правилу параллелограмма. Аналитическое
выражение этих параметров имеет вид:
Rs = C dp Ldp
Gop
118
где li,p -
р а с ст оя гш е от линии лействия iiiiepi.Moiiimil силы С.
ДО ТОЧКИ подвеса;
р а с с т о я н и е от лпиип деГ|ствия резкими R\ до точки
по две са ;
р — угол между осью дробилки и линией действия реакции
сферы Rt;,p.
Эксцентрик иаходится иод действием реакций виутреиией и
„а р у ж и о и расточек, собственного веса, реакций плоской шайбы,
в о с п р и н и м а ю щ е й вертикальные нагрузки, собствешюй ииерциоииой силы и инерциониой силы противовеса. Усилия в зацеплении
не учитываем, что, как это было показз 1ю ранее, правомерно.
Силы трения и эксцентрич 1юсть приложения реакщн! /?' относи­
тельно оси враш.ения эксцентрика (ось дробилки) уравновеши­
ваются о к р у ж н ы м усилием в зацеплении.
Вес экс це нтр ик а и противовеса может восприниматься только
плоскими шайбами, р а с п о л о ж е т 1ыми под эксцентриком. Линии
действия реакции и веса при этом должны совпадать. Линии дей­
ствия остальных на грузок и реакций горизонтальны и уравнение
суммы проекций сил и реакций, действующих на эксцентрик, и
суммы моментов их относительно произвольной точки, имеют вид:
Ra
LnpCnp —
Cj
Спр =
I
, ^
'
—
LjCg -}- L 3R 3 — L^Ra»
(29)
Противовес эксцентрика должен выбираться таким, чтобы
отсутствовал перекос эксцентрика в центральном стакане, т. е.
линия действия реакции наружной расточки эксцентрика про­
ходила через середину ее высоты. Таким образом, в системе урав­
нений (29) оказ ыва ет ся три параметра: R 3, Lnp и Спр, различные
комбинации которых должны удовлетворять поставленному усло­
вию — определенному положению линии действия реакции на­
ружной расточки эксцентрика. Остальные параметры: Са^, Ldp,
Gop, R's, L 3 , Сэ и 1 э определяются по существу конструктивно.
При R'y — С 5 > Спр расположение зазоров в эксцентриковом
узле будет соответствовать схеме рис. 77, а, а при Ra —
<i
— схеме рис. 77, б.
Совместное решение системы уравнений (29) с исключением
параметра R^ позволяет получить новое уравнение, в котором
неизвестными оказываются два параметра: величина и положе­
ние инерционной силы противовеса
LnpCnp = -
и С э -h С (Rl - С э - Спр) -
lX
= const.
(30)
Это ура вн ен и е гиперболы. Таким образом, существует бесчис­
ленное количество комбинаций произведений величины С^р и по­
ложения Ln,n инерционной силы противовеса, удовлетворяющих
119
поставленному условию. В действительных конструкциях конусных дробилок не предоставляется возможным широко варьпровать положением противовеса по высоте и приходится выбирать
единственную комбинацию
и
отвечающую условию (30).
Инерционные силы подвижного конуса и эксцентрика создают
неур авн ове 1ненную силу и неуравновешенный момент этих сил
oтнocитeлbflo ф\ ндамента.
Величина неуравновен 1еннои силы
— ^f}p
Сз
C,ip.
Величина неуравновешенного момента
где Li — плечи инерционных сил неуравновешенных масс С,-.
Неуравновешенная сила передается на фундамент дробилки
и является поэтому расчетной нагрузкой для фундамента.
Режим дробления и зазоры эксцентрикового узла
При расчетных режимах работы, когда усилия дробления
достигают предельных з н а ч е т 1и, близких к нагрузкам при сраба­
тывании а,\юртизациониой системы, инерционные силы неуравно­
вешенных масс с т а 1ювятся, по крайней мере, на порядок меньше
усилий дробления и их реакций в опорах. Поэтому в перву[о оче­
редь необходимо учитывать нагрузки от усилий дробления. Зазоры
в эксцентриковом узле будут при дроблении выбираться вправо,
как это показано на рис. 77, в.
Зазоры в эксцентриковом узле принимают такими, чтобы при
дроблении и при работе на холостом ходу в предельном положеtniH зазора, т. е. в момент начала контактирования рабочих по­
верхностей и П0 Л1ЮГ0 разрушения м асл я 1юго слоя, существовал
линейный контакт поверхностей. В этом случае опоры эксцен­
трикового узла подшипника жидкостного трения будут иметь
максимальную грузоподъемность,
Пнернионные силы неуравновешенных масс лежат в пло­
скости, проходящей через оси дробилки и подвижного конуса.
Если условно принять, что угол опережения р а в 1юдействующей
усилия дробления относительно этой плоскости
равен углу
опережения реакции эксцентрика относительно той же плоскости
(угол а на рис. 74), то зазоры в эксцентриковом узле при дроб­
лении и работе на холостом ходу будут располагаться в одной
плоскости, совпадающей с осями дробилки и подвижного конуса.
3)то положение требует дальней|иего уточнения, но при этом нужно
иметь в виду, что угол опережения равнодействующей усилия
дробления относительно плоскости осей дробилки и подвижного
конуса является в процессе дробления переменной величиной,
120
зависящей от характери стики дробимого материала и произооди*
тельиости. Поэтому эксцентриковый узел должен обладать не ко ­
торой устойчивостью при ILiMCIKMIHH угла |м.
Д л я выполнен и я условия сохран ени я л и не Гию го контакта
в эксцентриковом узле при дроблении и (работе на холостом ходу
должны припиматься следуюиию соотно 1иення за^орг.в в нилиидрической втулке 2с, верхнем и 1П[жнем сечении коническои р а с ­
точки эксцентрика 2а^ и 2а., (рис. 77):
для у р а в п 0 вец]иваиия по схеме рис. 77, а
(2(1-2 ~h
для уравновешивания по схеме рис. 77, б
Конусность хвостовика вала подвижного конуса об ыкн ов енн о
выбирается по сообр аже ния м обеспечения м ин им аль ног о р азм ера
наружного диаметра эксцентрика. Поэтому к р а й н я я о б р а з у ю щ а я
конус 1ЮЙ части расточки эк сц ент рик а с тонкой стороны п р и н и ­
мается параллельной наружно!! образ ую ще й. Т а к а я ко н ф и гу р ац!!я эксцентрика и соответствующего ей хво сто ви ка в а л а подв! 1жиого конуса обеспечивает простой м онт аж и дe^!oнтaж подв!1Жного конуса.
Зн ая з а з о р ы в э к с ц е н т р и к о в о м у з л е , нетруд!Ю о п р е д е л и т ь и
к он у с н о с т ь х в ос т о в и к а в а ла п о д в и ж н о г о к о н у с а и ц е н т р а л ь н о й
расточки э к сц е н т р и к а .
При регул!!ровке величины ра з гр у з оч но й щели д р о б и л к и необ­
ходимо учитывать размеры з азо ро в эксцентр!!кового у з л а и схему
урав но веш ива н 1!я. Размер ра з гр уз оч ной щели обы кно ве нно о п р е ­
деляют по толщине сви!!цового к уб ик а, пропущен!Юго через
дробилку, работающую на холостом ходу. Н е у р а в н о в е ш е н н ы е
инерционные силы подвижного конуса зн а чи те ль но пре вос хо дят
силы деформации свинцового куб ика , i! поэтому при з ам ер ах
разгрузочной щели зазоры эксц ент рик ово го у з л а будут соответ­
ствовать схеме зазоров на холостом ходу (рис. 77, а и б). Ус!1Л1!Я
дробления, наоборот, обычно значите льн о превосходят н е у р а в ­
новешенные инерционные силы подвижного конуса. Поэтому np!i
дроблении величина раз грузоч ного отверстия на з ак ры т ой сто­
роне по сравнению с ее величиной при холосто.м ходе увел!!чится
примерно на величину 2 а 2 + 2с для дроб!!лок, у рав но веш енн ых
по схеме рис. 77, а, и на в е л 1!чину 2оо при у р а в 1!0 в е ш и в а н н !1 по
схеме рис. 77, 6.
Схема нагр узо к и реакций опор регул!!рую щ его к о ль ц а ,
подвижного конуса и эксц ентр ик а при дроблен!И! п о казан а на
рис. 78 и 79. На регулиру!ощее к о л ь ц о действую т равнодействую ­
щая С1!Л ДроблеН!!Я Pofj I! СИЛ т р е н и я от уСИЛ1!Й Дробле1!!!Я
которые у рав1!0вешиваются уС!1Л1!еМ ПруЖ!!Н !I Д0П0Л!1!!ТеЛЬ!10И
\'2\
реакцией регулирующ его кольца \\ корпуса дробилки. Если пренебречь равиодеГ(ств\ ющей составляющих сил треиия подвижного
конуса о дробимый материал, которые у|)авиовешиваются силами
треиия хвостовика вала подв1!Ж1юго конуса в эксцентрике, то
полная сила дробления будет
Рдр::: = РдрУ • "Ь
где / — коэ([х|^ициснт трения подвижного конуса о дробимый ма­
териал.
Рис. 78. Схема нагрузок и реакции
опор регулирующего кольца и под­
вижного конуса при дробленин
Рис. 79. Схема нагрузок и реакum'i опор
подвижного
конуса
и эксцентрика
Сила /Рдр возникает ири срабатывании амортизационной си­
стемы.
Взаимосвязь между усилиями дробления и пружин в началь­
ный момент их срабатывания устанавливается на основании урав­
нения момента сил относительно точки поворота регулирующего
кольца С (рис. 78):
В процессе срабатывания амортизационной системы равно­
действующая пружин будет, вследствие дополнительно неравно­
мерного их сжатия, смещаться в сторону максимально нагружен­
ной пружины:
РдР^^\ = \Рпр(^ "f"
+ G] Ln,
где /-, — илечо равнодействующей сил дробления Pgpv от 1юсительио точки С;
— равнодействующая усилий иружин;
/.J — расстояние от оси дроб«каки до точки С. Принято, что
это расстояние равно среднему радиусу окружности,
по которой расположены амортизирующие пружины
вокруг корпуса дробнлки, что обычно имеет место в ко­
нусных дробилках;
122
k — относительное смещение paBHOAeiicTnvin,,,»иоснтельно осп дробилки;
Ующеи пружин отo' — вес регулирую щ его кольца.
Величина равноде|'|ствующей пружнн
Pnn = Vt,bn{p„ + р , ) ,
где
и ч е с т в о пружнн амортнзацнонион смете,мпр. II />,« - -к о лпа^м
ы ю е и i, o i» .ii„ усмли, . п ю | „ , . , „ " ,
Смещение равноденствующен усилия пружнн, опредепениое
в нредположенин лнненного изменения деформации их пГлма
метру,
/е =
~ Ри
^ (Рк Н- р н ) '
Зависимость меж ду усилием дробления и реакцией эксцентрика
определяется на основании уравнения момента этих сил относи­
тельно точки подвеса (пренебрегая в данном случае силами тре­
ния в опорах подвижного конуса):
— RjLs.
(Момент реакции сферы относительно точки подвеса равен
‘
Величина реакции сферы
нулю).
Rcф
= У P w sin^ р + (Pdpi. cos р — /?э)";
tgPi =
Pdpv cos ^ —Яэ
Р(ipVsin p
(31)
где p — угол между линией действия силы Рдр и горизонталью;
р 1 — угол между линией действия реакции Rcф •• вертикалью.
Аналитические зависимости (31) очевидны и дополнительных
пояснений не требуют. Графическое построение и нахождение их
элементарно.
При изменении положения равнодействующей усилия дробле­
ния по высоте дробящего пространства положение реакции эксцен­
трика Rs не изменится, а реакция сферической опоры Неф будет
изменяться весьма незначительно (см. два варианта разложения
Pdpi. на рис. 79). Такое сравнительно постоянное полол<ение
реакции опор подвижного конуса при произвольном по высоте
положении равнодействующей усилия дробления исключает пере­
косы э кс ц ент рик а в центральной расточке корпуса дробилки
” перекосы вала в эксцентрике, что предопределяет при точном
изготовлении на дежную работу эксцентрикового узла.
§ 3.
силовой
АНАЛИ З НАГРУЗО К В ДРОБИЛКАХ
О КОНСОЛЬНОЙ ОСЬЮ ПОДВИЖНОГО КОНУСА
П р и и и и п и а л ы ю е устроиство конусных дробилок с консолмюм
осью было разобрано ранее (см. рис. 12— 14). Эти дробилки имеют
два ис пол 1И.ния: 1 ) с onopoii подвижного коиуем, воспринимающем
только вертикальные нагрузки и 2 ) с onopoii подвижного конуса,
которая воспринимает на гру зку , имеющую горизонтальную и
в е р т и к а л 1>н\ ю составляющие.
В первом случае опора подвижного конуса представляет собой
плоскую шайбу, являю щу юся упорным подшипником скольже­
ния, или же сферическую ujaihjy, которая опирается на плоскую,
называемую свободиин. Во втором случае одна из опор подвижн«>го кинуса выполняется в виде сферы, не имеющеи свободной
плоскости. Эти конструктивные исполнения опор подвижного
к о н \ с а предопределяют необходимые зазоры в эксцентриковых
узлах и нагру жен ие оиор подвижного конуса. Действительно, при
наличии в сферическо('| опоре свободной плоскости реакция такой
опоры, если не учитывать силы трения на рабочих поверхностях
ее, до лж на быть перпендикулярна плоскости и проходить через
центр сферы. Этим двум условиям отвечает только равнодей­
ствующая, линия действия которой совпадает с осью дробилки.
Таким образом, в этих дробилках фиксированным оказывается
положение вертикальной составляющей реакции опоры. Поло­
жение горизонтальной реакции, возникающей в эксцентрике,
при изменении положения усилия дробления но высоте дробя­
щего пространства может также изменяться. Это необходимо учи­
тывать при назначении геометрических пара.метров эксцентри­
кового узла и взаимного расположения опор подвижного конуса.
При изменении режима работы и выбнранин зазоров в эксцен­
триковом узле дробилки, у которой опора, воспринимающая вер­
тикальные нагрузки, имеет свободную плоскость, подвижным
конус б \д е т не поворачиваться вокруг центра сферы, как это про­
исходило в рассматриваемых ранее дробилках с консольным
валом, а перемещаться параллельно самому себе. Поэтому зазоры
в эксцентриковом узле должны П1)иниматься постояннылш по
высоте. На рис. 80, а дана схема инерционных сил неуравновешен­
ных масс — подвижного конуса и эксцентрика дробилки с кон­
сольной осью КСД-22П0-ГРГЦ.
Инерционные силы подвижного конуса С^р и эксцентрика Сэ
на правлен 1>1 в одну сторону. Противовес эксцентрика в данном
случае целесообра:ии) размещать по возможности выше, макси­
мально сближая линии действия инерционных сил, уменьшая
том самым их iieypaBHOBCHieimi.iH момент. В дробилках рассматриBacMoii конструкнии такому ппвьннеиию положения противовеса
в некоторых случаях препятствует нодвижнын конус и его уплот­
нения. Поэю.му оказывается, что равнодействующая инерционных
1L4
сил всех неуравновешенных масс нахоп
речной плоскости внутремнен расточю
попевнутренне!! расточ!<,! Э!<сцс,1тр„ка о д , , „ а к о в ? ' п п Р < ^ а к ц , ш
Ж6 ! ! ! ! . 0 равноде! 1ствую!це,-, всех 1!нерц„о'Гьи “
" поло
см ещ е!.!!.. равноде.!ству 1ощеЛ ..мерц„о„ны с,' "I!:’ "
пр,!
+
____
'
"*>'Равнове!ленных
О
W го зон„лн
о ом ом 1М^,'тм
«
i c„„j
о
S
19 Си,т
S)
Рис. 80. Схема (а) п диаграмма (б) инерционных сил подвижного конуса и экс­
центрика дробилки с консольной осью:
Сц — равнодействующ ая ииерцноипых сил; С^,р — ииерцнонмая сила противовеса;
Л1ц — момент инерционных сил относнтельно фундамента,
— момент ннерцнонных
сил относительно среднеП плоскости внутренней расточки эксцеитрнка
масс относительно середины высоты внутренней расточки эксцен­
трика последний будет перекашиваться на оси, что неблагоприятно
сказывается на работоспособности эксцентрика.
На рис. 80, б показана диаграмма инерционных сил [С^р +
+ СэСпр), инерционная сила противовеса (С„р) и неуравно­
вешенные моменты всех инерционных сил (C„p, Сэ, С^р) относи­
тельно середины высоты внутренней расточки эксцентрика (yVla)
и фундамента дробилки (Л'1,/). Диаграмма построена при постоян­
ном положении линии действия инерционной силы противовеса,
по оси ординат отложены координаты положения равнодействуюЩей всех ннерцнонных сил — равнодействующей реакции внут'ренней расточки эксцентрика.
125
Из диаграммы следует, что при увеличении ииерциоинои силы
противовеса Спр равнодействующая инерционных сил С„ умень­
шается, но при этом линия действия ее перемещается вверх;
неуравновешенный момент увеличивается, а неуравновеше 1И1ыг1
момент инерционных сип относительно фундамента
умень­
шается. Таким образом, увеличение противовеса сопровождается
улучшением уравновешенности дробилки иа фундаменте, одмаки,
npi! этом увеличивается перекос эксцентрика на оси. Поэтому
величину противовеса для исключения эксцентричного нагруже­
ния внутренней расточки эксцентрика целесообразно назначать
минимальной из условий уравновешенности дробилки иа фунда­
менте.
Более полное уравновешивание деталей дробилки этой коиструкции и машины в целом можно достичь применением допол­
нительного противовеса в нижней части эксцентрика, инерцион­
ная сила которого совпадает по направлению с инерционнымн
силами подвижного конуса и эксцентрика 1331. В этом случае
при добавлении второго противовеса равноде11СТвующая инер­
ционных сил увеличится, но линия действия ее поднимется вверх
и неуравновешенный момент Alj уменьшится. Увеличивая одно­
временно и основной противовес, можно добиться существенного
уменьшения неуравновешенности дробилки и эксцентрика (Д1„
и
Д л я определения нагрузок на сферическую опору и внутрен­
нюю расточку эксцентрика от усилия дробления достаточно раз­
ложить равнодействующую усилия дробления в точке пересече­
ния линии действия ее с осью дробилки на горизонтальную состав­
л яющую и составляющую, совпадающую с осью подвижного ко­
нуса. Первая сила будет реакцией эксцентрика и вторая — реак­
цией сферической опоры. Расстояние реакции эксцентрика от
точки подвеса находится из равенства моментов усилия дроб­
ления Р^р и реакции эксцентрика относительно точки подвеса
Р др^1 —
Из ЭТОГО равенства следует, что при изменении положения
равнодействующей усилия дробления по высоте (точки пересе­
чения линии действия усилия Р^р с осью подвижного конуса)
будет изменяться и положение реакции внутренней расточки
эксцентрика. Это может повлечь в дробилках данной конструкции
перекосы эксцентрика при дроблении, так как положение и вели­
чина усилия дробления при работе дробилки изменяются.
Влияние сил трения и усилий зацепления в конической пере­
даче ^южeт быть учтено по аналогии с дробилками с консольным
валом.
126
^ 4 КОНСТРУКЦИИ ДРОБИЛОК СРЕДНЕГО И МЕЛКОГО ДРОБЛЕНИЯ
Г временные конусные дробилки средпего и мелкого дроблетпнчаются большим разнообразием конструктивных решет и п о р а з м е р о в и профилей дробящего пространства. Из дро^ консольным валом могут быть отмечены гиросферические
ПКИ фирмы «Телсмит» (США), по лицензиям которой анало­
гичные дробилки выпускает английская фирма «Пегзон» (рис. 81).
Рнс. 81. Гиросферическая дробилка фирмы «Телсмит»
Основными конструктивными
подвижного
ляются сферический профиль рабочей пов Р
^ крупноконуса и применение в качестве опор конуса ”
^
рода
габаритных роликоподшипников, которые
_^^прленных у с т и й
с в о б ^ о й плоскостью. Линии действия
дробления пересекают ось дробилки в одной то
’
э,^сценл ^ е н а примерно в середине высоты Рабочих поверхнос^^^^^^^^
трика. Этим создаются условия для централ
’
при
нагружения экс ц ентрика и упорного
усиизменении величины и характера распреде
У конуса измеЛИЙ дробления на рабочей поверхности
^ верт 1П<альной
няются соотношения и величины^горизонта
л!шии
составляющих равнодействующей усилия др
действия их остаются постоянными.
Вследствие больших радиальных размеров упорных ролико­
подшипников, очевидно, допустима и некоторая эксиснтрнчиость
их на гр у ж ен и я. Фланец ^эксцентрика, расположенньи’’| между
упорными подшипниками, является диском-клином, за счет кото­
рого и создается прецессионное движение подвижного конуса;
при этом зазоры в эксцентриковом узле могут прнн1ьматься по­
стоянными но высоте.
Английская фирма «Шипбридж» изготавливает по лицензии
фирмы «Кеннеди» (США) дробилки тонкого дробления с диаметром
подвижного конуса 20 дюймов (508 мм) (рис. 82). Конструктивные
решения отдельных узлов этой дробилки (рис. 82, а) отличаются
своеобразием. Подвижный конус в осевом направлении опирается
на радиально-упорныи роликоподшипник; эксцентрик в корпусе
дробилки установлен на двух сферических бочкообразных под­
шипниках качения; вал подвижного конуса в радиальном направ­
лении опирается на два подшипника скольжения. Такая комбина­
ция подшипников позволяет разместить эксцентриковый узел
под подвижным конусом и упростить монтаж и демонтаж эксцен­
трика.
Д л я уменьшения неуравновешенности дробилки на фунда­
менте эксцентрик снабжен противовесом. Вращение эксцентрик
получает от клиноременной передачи, оси шкивов которой вер­
тикальны. Тихоходный шкив имеет автоматическую гибкую предо­
хранительную муфту типа Twiflex. Эта муфта предохраняет
эксцентриковый узел от перегрузок, возникающих при попадании
в дробящее пространство недробимых тел. Регулировка разгру­
зочной щели производится соответствующим подбором толщины
проставочных шайб между фланцами неподвижного конуса и кор­
пуса дробилки. Стопорится неподвижный конус в корпусе клино­
вым кольцом.
К недостаткам конструкции этой дробилки следует отнести:
а)
статическую неопределенность опор подвижного конуса.
Радиально-упорный подшипник подвижного конуса является
третьей опорой в радиальном направлении и поэтому неточности
монтажа и изготовления опор могут вызвать перераспределение
нагрузок между опорами; сами опоры чувствительны к перекосам.
Расчетная схема такой опоры дана на рис. 82, б. Математические
зависимости между реакциями и нагрузками на опоры следующие:
/?1 -f- У?о -}- ^ 3 “
^дг
Р»
с/?з = b R , -h ( b - h а) R^.
Своеобразием расчетной схемы следует считать расположение
радиальной реакции радиально-упорного подшипника — выше
самого подшипника. Э^'о создает некоторую устойчивость под­
вижного конуса при изменении положения равнодействующей
усилий дробления по высоте дробящего пространства;
128
Рис. 82. Дробилка фирмы «Шппбридж» (а)
и ее расчетная схема (б)
129
5
Ю А. МуПземпек и Др.
б) значительную высоту самом дробплкп н боковую разгрузку
дробленого материала;
в) сложность регулировки разгрузочной июли и ввод смазки
под давлением во вращаюид>юся деталь (эксиситриковыи вал).
Наиболее простой по конструкции дробилкой с консольной
осью является дробилка фирмы «Телсмит» (США). Эти дробилки
не получили nufpoKoro распространения; в настоящее время они
изготовляются двух сравнительно небольших типоразмеров —
с подвижным конусом диаметром по низу 457 и 711 мм.
Своеобразием отличаются дробилки мелкого дробления «Джайроднск» (рис. 83) фирмы ^'Нордберг» (США), по лицензии которой
аналогичные дробилки выпускает фирма «Крупп» (ФРГ). Д р о ­
бимый материал в этих дробилках периодически подвергается удар130
пому действию; при этом материал п лробянюм пространстве дви­
жется песколькплт слоями, всл 1*лствие чего достигается высокая
степень дроблеппя. Паиоолее V(|i;lw.M<TnBiio п|)оизволится лроблеппе мелкого сортироваипого мате 1)иала размером 15—25 им/, кото­
рый, постепеппо продвигаясь по пологому подвижиому конусу,
дробится до размеров О— 3 мм и 0—5 мм при зиачитслыю б6 льп 1их
размерах разгрузочной и^ели. Загружаемый в дробилку материал
хорошо смешивается в результате сложного движения загрузоч­
ной тарелки — врап 1ення и качания. Это достигается примепепием шестеренчатых передач, которые расположены внутри под­
вижного конуса и получают движение от эксцентрика. В качестве
алюртизирующих средств использованы пневматические цилин­
дры, рабочие полости которых соединены между собой. Регули­
ровка разгрузочной щели — резьбовая.
В расчетном отношении дробилка «Джанродиск» в некоторых
положениях не отличается от своих прототипов — дробилок с кон­
сольной осью. Инерционные силы подвижного конуса и эксцен­
трика здесь направлены в одну сторону. Наличие некоторых дета­
лей подвижного конуса над точкой подвеса снижает расположе­
ние равнодействуюш.ей инерционных сил подвижного конуса
относительно его центра тяжести. В результате дробилка и эксцен­
трик хорошо уравновешиваются высоко поднятым противовесом.
Комбинация сферической опоры и радиальных опор эксцентрика
требует применения переменных зазоров в эксцентриковом узле,
а распределение нагрузок в опорах подвижного конуса и эксцен­
трика аналогично распределению нагрузок в дробилке с консоль­
ным валом подвижного конуса.
Дробилки с верхней опорой подвижного конуса являются наи­
более старым типом дробнлок среднего дробления. Многие з а р у ­
бежные фирмы и особенно американские, продолжают придержи­
ваться этой конструктивной схемы, ставя под сомнение необхо­
димость делать загрузочное пространство свободным от элемен­
тов траверс для обеспечения равномерного износа дробящего
пространства. Изменению подвергались лишь амортизационные
средства: различные пружинные a^юpтизaтopы подвижного конуса
заменяются гидравлическими и пневматическими, которыми в не­
которых случаях осуществляется также и регулировка разгру ­
зочной щели.
Дробилки с верхней опорой подвижного конуса являются,
как правило, машинами с определенной статической расчетной
схемой.
Дробилки среднего и мелкого дробления «Коп-o-matic» фирмы
«Кеннеди» (рис. 84) имеют гидропневматическую амортизацию
и регулировку разгрузочной щели и снабжены автоматическим
устройством «Positго1», благодаря которому при попадании недробимого тела в дробящее пространство подвижный конус опу­
скается и недробимое тело выпадает из дробилки; после этого
*
131
величина
разгрузочноГ! щели
автоматически
восстанавли­
вается 1651. Амортизационные средства расположены в траверсе
дробилки и состоят из нескольких гидравлических цилиндров,
соединенных между собой. Горизонтальные нагрузки от усилий
дробления воспринимаются конической втулкой траверсы, верти­
кальные нагрузки передаются на
гидравлические цилиндры через
Рис. 84. Дробилка tK o n -o -m a lio
фи р.мы €Кеннеди»
Рис. 85. Дробилка «Гидрокон» фирмы
«Аллис*Чалмерс» для среднего дробления
шаровую опору и стакан, входящий в центральную направляю­
щую расточку траверсы. Привод дробилки — бесшестеренчатый,
с клиноременной передачей.
Дробилка «Гидрокои» фирмы «Аллис-Чалмерс» (рис. 85)
имеет следующее принципиальное устройство: вал подвижного
конуса опирается в осевом направлении на сферический диск,
который имеет опорой поршень гидроцилиндра, наполненного
маслом, находящимся под давлением. Регулировка разгрузочной
щели достигается изменением количества масла в гидроцилиндре
с помощью насоса, масляного бака, обратного клапана и регуля­
тора подачи. В случае попадания в дробящее пространство недробимого тела часть масла выдавливается из цилиндра в сосуд
с резиновым баллоном, наполненным инертным газом. После
выпадения из дробилки недробимого тела газ в резиновом баллоне
вытесняет масло обратно в цилиндр и восстанавливается перво132
начальный размер разгрузочной щели. Верхняя опора вала под­
вижного конуса воспринимает радиальные нагрузки и не препят­
ствует перемеш.ению подвижного конуса в осевом направлении.
§ 5. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ И РАСЧЕТА УЗЛОВ
Многие узлы дробилок среднего и мелкого дробления имеют
свои аналоги в дробилках крупного дробления, которые были
рассмотрены ранее. Ниже, поэтому, рассматриваются только неко­
торые особенности узлов дробилок среднего и мелкого дробления.
У дробилок с клино^
ременным приводом тихо­
ходный шкив иногда уста­
навливается на приводном
валу консольно. В этом
случае соотношения между
нагрузками на опоры и
силами, вызываюш.нми их
(усилие зацепления и на­
тяжение ремней передачи),
зависят от направления
враш,ения, что необходимо
учитывать
при
расчете
В т'
г\
__
опор и к. п. д. привода.
Схема действия нагрузок ^
Рис. 86 . Схема нагрузок и реакций опор
и реакций на приводной
приводного вала дробилки
вал для двух вариантов
компоновки привода дана
на рис. 86, где приняты следующие условные обозначения:
Яз — окружное усилие в коническом зацеплении;
—
окружное усилие клиноременной передачи;
и ^ 2 — полные реакции опор / и I I {R\ = /?„, + R 3 ,
R 2 = R m "Ь Rs)'
Реакции опор в первом случае будут
V'
\
Г
а во втором случае
R i= P s ^ - - я , „ А
„
Очевидно, в первом случае величина реакций опор существенно
больше, чем во втором случае. Выбор оптимальных соотношений
межцентровых расстояний между опорами
/о и 1^) и нагруз^ Осевая и радиальная составляющие усилия
не рассматриваются.
.пления в данном случае
133
ками з аг ру лие н отсутствием прямо nporiof)iuioim.ibiion завпспмоf гп мсжлу силами А',,, и h'j, так как к л иио ре ме ии ая пе ре да ча имеет
ирсмьарительиое и а т я же и ие , с ои з м е р и м о е с рабочим окружным
усилием Р, .
Оиыг -эксплуатации мощных к ои уси ых д р о б и л о к с коисольиым
1ИКИВ0М клииоремеииои ие 1 1 сдачи, уст аиовле ииым иа приводпом
вал>, показал о пр ед е ле нн ые преимущест ва к о н ст р ук ц ий , в кото­
рых ириводнои вал д р об ил к н имеет третью в ын ос н ую о п о р у или
где шкив является отдельным уз л ом со своими дв умя опорами
и с ое дин яетс я с приводным валом с о е д н н и т е л ы ю н муфтой.
Амортизационные средства могут быть классифицированы гю
месту их установки и по конструктивному исполнению. Они
устанавливаются в приводных валах дробилок, в подвижном и не­
подвижном конусах.
Наиболее распространена в дробилках среднего и мелкого
дробления пружинная амортизация неподвижного конуса: комп­
лекты амортизирующих пружин располагаются по периферии
корпуса дробилкн, прижимая неподвижный конус к корпусу.
В некоторых современных дробилках пружинная амортизация
неподвижного конуса заменена пневматической (вместо пружин
установлены пневматические цилиндры). Принцип работы се
остается тем же. Такая амортизация имеет ряд преимуществ:
I) простоту регулирования предварительного прижатия дробящих
конусов; 2) простоту расклинивания дробящих конусов при попа­
дании недробимого тела или при забивании дробящего простран­
ства дробимым материалом; 3) меньшую жесткость пневматиче­
ского амортизатора по сравиению с пружинным.
Последнее требует некоторого поясиения. Деформации пру­
жин и величина ходов поршней пневматических цилиндров амор­
тизационной системы при ее срабатывании одинаковы, и поэтому
в данном случае можно сравнивать жесткость пневматического
цилиндра и пружины.
Жесткость пружины выражается равенством
Г —
^ ~ 8D^z ’
где G — модуль упругости второго рода;
d — диаметр проволоки пружины;
D — средний диаметр витков пружины;
Z — число витков пружины.
Сжатие рабочей среды в цилиндре подчиняется адиабатиче­
скому закону, т. е. будет справедливо равенство
( PhY —
\Рк)
где
134
~
Vh ~
Iih ’
и рк — начальное и конечное давление в цилиндре;
и
— начальный и конечный объем цилиндра;
— начальная и конечная рабочая длина цилиндра.
Жесткость пиевмоцплинлра
г
_
— Рн
•
Расчет по приведенным формулам показывает, что при одина­
ковых первоначальных усилиях прижатия дробящих конусов
жесткость пружинной амортизации по конструктивным соображе­
ниям принимается больше пневматической.
Рис. 87. Амортизаторы:
и — пружнлныП; б — писвматичсскиЛ
На рис. 87 показаны узел амортизирующих пружин (а) и про­
дольный разрез пневмоцилиндра (б). По идее автора этой кон­
струкции (О. Грюндера) рабочие полости пневмоцилиндров должны
быть соединены между собой. К фланц> / корпуса дробилки при­
креплен цилиндр 2, рабочая полость 3 которого имеет кольцевую
форму. В нее входит кольцевой поршень 4. В цилиндры подается
под давлением газ. Благодаря сферической форме опор соедини­
тельного болта 5 при попадании в дробящее пространство иедробимого тела регулирующее кольцо дробилки имеет возможность
повертываться. При этом величина разгрузочной щели увели­
чится.
Несмотря на то, что давление в пневмоцнлиндрах невелико
(10— 12 ати), наличие двойной посадки поршня в цилиндре (вну­
тренней и внешней) вызывает значительные сложности при изго135
товленип. В последних образцах дробилок «Нордберг» (США)
поршни цнлнндров соединены коромыслом попарно и соедиимтельные болты перенесены из цилиндров в коромысло.
Оригинально решена конструкция амортизанионнои системы
дробилки фирмы Ведаг^> (ФРГ). Дро билка имеет комбинироваиную амортизацию: в горизонтальной плоскости — систему комп­
лектов тарельчатых пр\/кип, 1)асг10 Л0 жениых по окружности
снар>жи корпуса дробилки, в вертикальной плоскости — си­
стему соединенных межд) co6oii гидроцилиндров, подсоединенных
к пневматическому цилиндру. Регулировка разгрузочной щели
может осуществляться при помощи гидроцилнндров или стяжных
гаек штоков их поршней.
Потери от утечки рабочей жидкости из гидравлическои системы
ко.мпенсируются автоматически. Установка величины разгрузоч­
ной щели производится механическим или гидравлическим спо­
собом по указателям.
Амортизационные средства подвижного конуса можно разде­
лить на две группы — с нижним и верхним расиоложением; есть
также дробилки, у которых подвижный конус опирается непосредствен [1 0 на амортизационную систему. Такую конструкцию приме­
няют фирмы 'Кеннеди» (с винтовыми пружинами) и «Трейлор»
(с тарельчатыми пружинами). Принципиальным отличием амор­
тизаторов дробилок фирмы «Кеннеди» является предварительное
натяжение пружин. Пружинные амортизаторы имеют значительно
больший ход, чем тарельчатые. В последней конструкции дро­
билки (см. рис. 84) 165] этой фирлюй реализованы те же идеи,
но в несколько ином виде.
Известны конструкции дробилок среднего и мелкого дробле­
ния без верхней опоры подвижного конуса, который опирается
непосредственно на гидравлическую опору. Уралмашзаводом по
проекту инженеров Д. П. Беренова и А. В. Лобанова были изго­
товлены конусные дробилки, в которых подвижный конус опи­
рается в осевом направлении на гидроцилнидр через сферическую
опору, расположенную внутри подвижного конуса, и шток, про­
ходящий через консольную ось. Гидроцилиндр дробилки соеди­
нен с пнев.матическим цилиндром, как в дробилках «Гидрокон».
Фирма «Гумбольдт// (ФРГ) изготовляет дробилки среднего
и мелкого дробления, в которых подвижный конус опирается на
комплект кольцевых пружин, расположенных центрально и имею­
щих предварительное натяжение. В таких конструктивных схемах
для регулировки разгрузочной щели предусмотрены дополни­
тельные средства, позволяющие взаимно перемещать подвижный
или неподвижный конус по высоте.
Известны конструктивные решения амортизационных средств,
в которых подвижный конус опирается на систему гидроцилиндров, расположенных вокруг эксцентрика 134], или на кольце­
вой гидроподпятник, имеющи 11 внутреннюю и на р уж ну ю посадоч-
пые поверхности [611, выполненные, как у пневмоцилнндра
Грюндера.
Предохранительные средства против перегрузки в большин­
стве случаев устанавливаются в приводе дробилки — в валах
н шкивах. Если в качестве предохранительных звеньев исполь­
зуются срезные пальцы в шкивах, то в случае превышения допу­
скаемой нагрузки, которая передается от привода к эксцентрико­
вому узлу, пальцы срезаются и таким образом приводной вал
дробилки не перегружается.
Опыт эксплуатации дробилок со срезными пальцами показал,
однако, весьма небольшую эффективность такого метода. Дело
в том, что пальцы при работе постоянно испытывают переменную
нагрузку, вследствие чего материал их постепенно устает и по
мере эксплуатации дробилки разрушается от различных нагрузок.
Изменение относительной величины разрушающей нагрузки может
характеризоваться отношением временного сопротивления мате­
риала пальца к пределу усталости при пульсирующем цикле
(конусные дробилки являются npir обычной работе нереверсивНЫЛП1 машинами). Это отношение для некоторых наиболее употре­
бительных сталей равно 1,5— 1,6, и таким образом при такой кон­
струкции предохранительных средств приходится мириться с пере­
грузкой, связанной только с характеристикой материала. В дей­
ствительности эта перегрузка оказывается несколько больше,
так как может сказаться возможный разброс механических свойств
материала, точность изготовления и т. п.
Б. А. Морозов и А. С. Ефимов на основе исследований кон­
струкции срезных пальцев предохранительных муфт рекомен­
довали оптимальную форму пальцев — без проточки, но зак лю ­
ченных в две втулки с небольшим осевым зазором, в котором
и происходит срез пальца. В качестве критерия эффективности
было принято отношение предела усталости на базе 10^ циклов
к статическому разрушению. Это отношение при оптимальной тер­
мической обработке может достигать 0,68.
В расчетных схемах предохранительные средства люгут быть
представлены предельной нагрузкой, которую они мог>т пере­
дать. Это справедливо для шкивов со срезными пальцами и для
гидравлической амортизации, в которой увеличение давления
в гидроцилиндре сверх установленного предотвращается предохра­
нительным клапаном. При этом необходилю иметь в виду, что
направление усилия дробления, как первопричины появления
предельных нагрузок в кинематической цепи дробилки, не совпа­
дает с направлением амортизации, и поэтому при расчете необхо­
димо усилие дробления разложить на направление амортизации
и направление реакций в опорах, в которых происходит переме­
щение подвижного конуса и связанных с ним деталей, сопрово­
ждающееся поглощением работы трения.
--------------- ----------------
глава
VI
КОНУСНЫЕ ДРОБИЛКИ УРАЛМАШ ЗАВОДА
Развитие отечестсснмого производства крупного дробильного
оборудования неразрывно связано с Уралмашзаводом, которьм!
первым в стране освоил его изготовление. В настоящее время в сериГж\ю номенклатуру завода входят конусные дробилки крупного
дроб 1 ения с приемным отверстием от 500 до 1500
редукционные
лpoJИЛKИ КРД-900 100, 700/75, 500'б0 и дробилки среднего и мел­
кого дробления с диаметром основания конуса 1750 и 2200 лм/.
Рассмотрим конструкции и отличительные особенности дро­
билок Уралмашзавода.
§ 1. ДРОБИЛКИ КРУПНОГО ДРОБЛЕНИЯ
Первая отечественная дробилка крупного дробления была
изготовлена в 1935 г. Она имела приемное отверстие 300 мм.
В последующие годы было освоено производство ряда конусных
дробилок с приемным отверстием от 400 ди 1500 мм. Дробилки
имети характерную для того периода боковую р аз гру зк у дроб­
леного материала, прямолинеГшые очертания дробящего про­
странства и, за отсутствием собственного опыта, конструктивно
во MFioroM повторяли известные зарубежные образцы. Техническая
характеристика дробилок с боковой
разгрузкой
приведена
в табл. 13. Наиболее «ходовыми» типоразмерами явл яли сь дро­
билки ККД-500 и ККД-900, как наиболее отвечающие в то время
потребностям обогатительной промышленности и средним масшта­
бам строящихся предприятий. В 1938 г. Уралма шза вод изгото­
вил конусную дробилку ККД-150:) (рис. 88). При ее проекти­
ровании и изготовлении был решен ряд сложны х технических
вопросов, обусловленных высок 11ми требованиями на изготовле­
ние крупногабаритных деталей и узлов машины. Высота дро­
билки над подошвой фундамента составляет 8390 мм, наружный
диаметр броней траверсы 5800 мм и вес 500,3 т.
Корпус дробилки ККД-1500 по высоте состоит из пяти частей,
скрепленных болтами. Первое и второе кольца корпуса образуют
ни/кнюю часть дробилки или станину /, имеющую два наклонных
лотка для разгрузки дробленого материала и патрубки для воз138
3
о
о
о
<м
о
о
о
о
о
lO
о
о
о
о
ю
о
о
о
о
ю
1
1
о
00
г
01
1
1
00
г
о
с
т
>
ю
2
§
ол
о
с
00
о
ю
о\
1
1
о
о
х>
ГЗ
ej
о
О
ш
л
м
Э
rt
Z
е
?
се
Q.
ч
о
о
ю
г
>
-
о
о
а
>
о
с.
о
ю
о
'S>
ю
to
(М
ч
СП
о
о
C^J
о
го
го
00
со
о
ю
О
•X.
м
>1
о
U..
п
«
о
.
’
о
ю
о
:
i
:
о
о
П
С
[
и
:
о
о
ю
о
о
'
Т
о
о
г
о
(N
с
о
г
05
(М
С
^1
о
(У>
о
ш
о
10
со
о
о
LD
г
>
.
УЭ
с
о
С
т
)
г
о
:
о
сг>
с
о
С
1 00
on
СГ>
X
и
>
=
:
ю
о
о
.
е
<
о
о
с
о
о
.
X
о
2
ю
о
о
.
f=i
СЗ
i£
н
U
Б
.
н
а
о
.
X
о
;
СЗ
ж
и
о
X
S
X
CJ
н
а
к
(
•
а
Q.
(U
а
н
о
Г
)
W
L.
0
1
—
о
.
с
г
з
с
.
3
с
00
1
1
о
ю
о
г
с
;
ZZ •
I
та
•
f- •
с
с
а.
о
Ь
5 •
о
•
о
..
о
п
с
ч.
Q.
J3
•
о
'S
г
а
Si
X =i
CQ
СП
о
о
о
г
~
II
£•■
&
по
г
а
о
.
CLс
г
а
к
= н
D-3
3 и
^
2^
3 .
оо
со
ю
г
>
-
г
”
о•
"
Л•
ОО
Э t
;
3*
го
*
Е^
—
3
с
о
ю
Oi 2
л
С
”га
? ’0 -
5 ®
оS
3
1^
ZZ Э
Q.?
"1
J}
и о
о =
Е3*
Л О
4» ^
ь
S
ш
§
Q.
н
X
<и
«>
<
Т
>
о
U
0
1
а
Q.
с
5
о
о
О.
1_
Pt У)
ог
а
09 Q.
m
= й
>
О
Е
Q. =
Се
3
§5
3®
о_
WS
W—'
о.
о
(U
C
Q
f-
139
можиостм установки приводного вала с правой или левой сто­
роны в завмспмост!! от компоновки фабрики. Д ва верхних кольиа
составляют средгпою часть 2 корпуса дробилки. Все кольца пред­
ставляют собой массивные крупногабаритные отливки сложном
Цементная
за л и в к а
Цинно8ап
заливка
3300
-ЮОО-^
Рис. 88 . Дробилка КК Д-1500 с боковой разгрузкой (первый образец)
конфигурации, имеющие мощные фланцы толщиной до 400 мм,
усиленные ребрами жесткости. Д л я возможности изготовления
и транспортировки по железной дороге, кольца корпуса выпол­
нены разъемными. При монтаже кольца соединяются посредством
болтов, а также анкеров 4 и скоб 5, устанавливаемых с натягом
по прессовой посадке. Все кольца сопрягаются по цилиндриче140
ским посадкам п фиксируются итк[)там 11. Для дробллок меньших
типоразмеров принято соединение корпусных детален по конус­
ным посадкам. Траверса 3 дробилки для уменьшения габаритов
выполнена с отъемными боковыми балкам!!.
Средняя часть корпуса зафутерована пятью поясами непод­
вижных броней. Брони первого пояса опираются на выступ ста­
нины. Пространство между бронями и корпусом з а л 1[вается цемен­
том. При надлежащей расклинке броней цементная заливка обес­
печивает их неподвижность до износа. Брони подвижного конуса 6
заливаются цинком и затягиваются гайками. Пылевое уплотне­
ние 7 конуса состоит из двух сферических колец, опирающихся
на опорную шайбу станины. При подъеме конуса в процессе
регулирования разгрузочной щели устанавливается сменная шайба
соответствующей высоты. Н а р у ж н а я баббитовая заливка эксцен­
трика 8 выполнена заподлицо с «тонкой» стороной корпуса эксцен­
трика, а проход масла обеспечивается в основном за счет верти­
кальных каналов. Аналогичные каналы в 1эГполнены также в ненагруженной зоне внутренней расточки эксцентрика. При такой
конструкции обеспечиваются малые диаметральные зазоры (1 — 1,5
и 1— 1,4 мм соответственно для наружной и внутренней поверх­
ностей).
Эксцентрик опирается на подпятник скольжения 9, состоящий
из двух стальных и среднего бронзового дисков. Верхний диск
связан дюбелем с эксцентриком, нижний диск неподвижен. Демон­
таж эксцентрика осуществляется вниз посредством специального
механического подъемника. Ведомый шкив 12 выполнен разъем­
ным и посажен на трехопорном валу с выносным подшипником
скольжения И .
Смазочное масло подается снизу дробилки через подпружинен­
ный штуцер 10 во внутреннюю полость эксцентрика, поднимается
вверх по зазорам и каналам и переливается вниз, омывая на руж­
ную поверхность эксцентр! 1ка и коническое зацепление. Масло
для смазки дисков подпятника эксцентрика поступает через не­
большие радиальные отверстия в штуцере и сливается в общую
ванну.
Первая дробилка ККД-1500 эксплуатируется с 1940 г., пере­
рабатывая ежегодно 10— 11 млн. гп сульфидной руды крепостью
6 —8 единиц по шкале ^\. ^\. Протодьяконова. Многолетняя
экс плуатация дробилки дала материал для совершенствования
отечественного_дробильного оборудования.
h 1954 г. Уралмашзавод изготовил второй образец дробилки
ККД-1500 (рис. 89). В этой дробилке перереботаны узлы корпуса,
подвижного конуса, эксцентрика и приводного вала, что в сово­
купности позволило устранить большинство недостатков машины
первого выпуска. Существенно переработана конструкция под­
вижного конуса 3. Точка подвеса конуса поднята на 170 мм, что
в сочетании с измененной конфигурацией траверсы 1 обеспечи14 1
;
i
• !. M
ЛГ,
oiHniHJf' Й
// ,U m J '
r kA ^
А'л ja^UJt'Ci и* 2^/; J4JH й Г-.
.
'..•-( |.:г
<;й
Р
».
■‘ , <‘,1ЛЧ
li
7'/ н iUi:or'-v
» л nUi4»< г. р/»^//Г< l:fy*
tLnn^jSKA!
Н /
i’J li/.i'.tft* I.'t, Ы ' S»
vj K K jI l5iX' с (4.>KOBCb разгрузке A (второй обрАЭсп)
Погч'|\чч‘ V л KOHcTp\Kuiis пилсвого чплотнення 4. Уплотн^'мио i4 л й 1о>ч*1й^ r|4‘V4 c^x'THWiVKi'M ! шлГкчп»!!. р а с п а ’.0 женныл 1н
I
I
K .w x i-i.
I lj'.i
r.o.ib cvc
K0:.\CJ
средняя
n :jH 6 d
nepeve-
шастся oTiiociiTO.ii.iio пгулкп Г,
..........
nvimiiin в
Цпжиян
yii.KiiiKMiiiii имггуи.им ii.iч шрпом k,, hv,.;i ц щпл '
шш ше тся p y i o ii при ш ц п р п п т к с .......................
ц
ц ц,',.
СЛСЛуЮии1Х ДробпЛКПХ ИМ.'И'ИНС VII liirm-llllc Пм.'Ш »v ШИ юпи- |||>
внутрь конуса.
Средняя часть 2 корпуса з.'и^утором.иш могмрьмя нчжмми г.рп
нем. Брони нижнего нояса оппраюгси n.i r>\ рт гт.мтпн.!, г.роми
верхнего кольца Г1одве1нот^ на спсчта.п.нмч питах, «a\«ii4iiui\
в котьцевую прогочку ко[)пуса. I акоо кроп.'к’ппс* hpdncii поmo.nii'i
производить независимую nepei|)yгероику каж омо ко н.ца.
Ведомый шкив 7 выполнен пе.’1 ьп().1 пт1 .1 м п погаж 1 'п па 'иппном
трехопориом валу для возможпигтп дгмопгажа прппо нюго илла 9
совместно со шкивом. IIJkhb имеет cpe.ini.io пр(‘Ч1 »храппгс.п.пы»'
пальцы 8 для защиты привода при лак/нпин^аппм ipofjii.iivn щ»
дробимым телом. Эксцентрик /6* дробилки т.пюлпоп
пор гика/п.*
ных смазочных каналов и имеет уве.'тмепт.ю Mac.ijmi.u» <a.»opi,i,
составляющие 1,09— 2,07 и 5,21— 6,08 м.и соотпетстпеппо по наруж­
ной и внутренней поверхностям. Монтаж экспсптрпка п|)ои:и«однтся с помощью гидравлического подъемипка, замепптиого
недостаточно надежный механический нодъелнтк.
Техническая характеристика гидроподъемника
Грузоподъемность и кГ
. ’ .........................................................‘Л
Рабочий ход плунжера в м м ....................................................
Диаметр плунжера в м м .............................................................
Рабочее давление жидкости в к П с м - ...................................Г>
Объем масла для рабочего хода плумжера п .»/■* . . . .
Время подъема в мин ..................................................................
Вес подъемника в л:г
.................................................................. Ifi
(ИИ)
1ПП0
К(И)
fi.f)
2,1
2D
Г20
Гидроподъемник (рис. 90) состоит из иилиплра 2, полою
плунжера У, который при нагнетании масла от насосной устаиомкп
смазочной станции дробилки поднимает плат(|)орму 7 соим^гию
с нижней крышкой станины и эксцентриком в. При ;llJllЖ^•lmм
платформа опирается лапами па боковые папрагзлиюпгис 5, уи|и'гг*
ленные на стенках фундаментного проема. Мапраи.ингяппе раз­
гружают уплотнеипя цилиндра от воздейст[Н1я ра; 1иал 1»т*1Х iiaipyзок. Платформа снабжена роликовым поворотным Kpyi'^M 7 л-ти
центрирования эксцентрика. Гидроиодъемиик раОотао! иал^'/ии^,
но его установка связана с дополпитсл 1.пым 'ил'лублопм' м Ф>и,|я
мента: отметка низа приямка гидроп(г' 1,1.емпика '{аглуб.и'иа по
отношению подошвы с т а и и т .1 па 1()Г)П0 мм.
Описываемая дробилка ККД*1'^0() с И)5Г; г. yrianou.ifMia иа
комбинате ЮГ ОК и персрабатьпь'н'т ежегодно 12 I'i млн. ш
высокоабразпвных магнетнтов1)1Х poroiwiKoii кр^мюсп.ю М 1о
единиц по шкале Д\. М. Протодьякоиоиа.
Стремление уменьишть габарип .1 .чроПплкп и мсключ1 П 1 . no;i
прессовку дрг^бя1 цего иростраисгиа при игрсрабо!!<«• илажпмх,
Рис. 90. Гидро­
подъемник
эксцентрика
дробилки
ККД-1500
144
гпязмсммых ру л п р и в е л о к созланлго эксцент рик овы х л р о ^ л л о к
U пис 91 из о б ра же на э к с ц е н т р и к о в а я д р о б и л к а 500 УрапмашИвода. Д р о б п л к а имеет н и з к у ю станину / с це нтр альной разгруз!nii дробленого м а т е р и а л а и ос ь 2, относительно которой вращается
эксиентр1Пч S. О сь з а к р е п л е н а в ст а н и н е и тр аверс е 4 посредством
Р и с. 91. Эксцентриковая дробилка 500
^
удобства разборки узлов при релюнтах
OTHoc^Hj^f
эксцентрика параллельно CMeLaena
^^^усбим^^
др об илк и, поэтому подвижный
^ов'ерхно
^^^'гояниый по высоте эксцентриситет, равный 12 .им.
®Ь1сокоопп^^^ "^режгл э к сц ен т р ик а имеют бронзовые втулки пз
«^«тся
б р о н з ы ОС 8-12 или ОС 8-21. Эксиеитрик нах(
подпятником скольжения 7. Эксцентрик имеет независ[ 1мым под.
пятник скольжения 9.
Ввиду ограниченной грузоподъемности подшипников эксцен­
трика If трудности обеспечения эффективной смазки узлов трепип
эксцентриковая дробилка 500 может перерабатывать только по­
роды средней крепости типа известняков, сланцев и т. д.
Техническая характеристика эксцентриковой дробилки 500
Ширина приемного отверстия в мм
.............................................. 500
Наибольший размер кусков питания в м м ................................ 400
I Ь-минальная ширина разгрузочной июли в фазе раскры­
тия профилей в м м ......................................................................... 75
Производительность при номинальной 1иирине разгрузоч­
ной щели в W, ч *
......................................................................... 180
Число качаний конуса в минуту
...................................................140
\\й 1цность привода в к е т ..................................................................... 75—90
Вес дробилки в ш
.................................................................................. 37,6
Подвижный конус эксцентриковой дробилки не имеет верти­
кального перемещения, что исключает регулировку разгрузоч­
ной щели по мере износа броней.
Эксцентриковые дробилки не получили распространения в оте­
чественной и мировой практике и сохранились только в номенкла­
туре фирм 'Телсмит» и «Пегзон».
Эксцентриковая дробилка 500 послужила переходной сту­
пенью к современным дробилкам с нижней разгрузкой. Конусные
дробилки с боковой разгрузкой просты по конструкции, но
склонны к подпрессовке при дроблении влажных, глинистых руд,
поэтому требуют постоянного контроля за непрерывностью раз­
грузки и, при необходимости, ручной шуровки течек. При под­
прессовке конуса руда через пылевое уплотнение попадает в масло
и может вывести из строя подшипники эксцентрика и приводного
вала. За.мена боковой разгрузки нижней, центральной позволяет
улучшить условия прохождения дробленого материала, отказаться
от гидравлического подъемника эксцентрика и значительно уменьHjHTb габариты и вес машины. Достаточно сказать, что дробилка
ККД-1500 с нижней разгрузкой на 100 т легче и на 800 мм ниже
дробилки прежней конструкции.
Первые дробилки с нижней разгрузкой были изготовлены на
Уралмашзаводе в 1954 г. с загрузочным отверстием 500 мм.
Позднее, в 1956— 1957 гг., были освоены дробилки ККД-900 и
ККД-1200.
В 1956— 1957 гг. дробилки с нижней разгрузкой были модер­
низированы с целью повышения про 1гзводительностн, надежно­
сти и удобства эксплуатац 11н, а также обеспечения пуска дробилок
ККД-1500 и ККД-1200 под завалом. На рис. 92 изображена модер­
низированная дробилка К К Д -1 50 0/ 180. В отличие от дробилок
• На руде с нюыпным весом 1,6 т/м^.
146
i5 4 I i.1 i
nЭ-X'o 5a: ^
I
^
|.-E§S5
*й1О
о,
к
..
,d
0l к Кс
s •= i—
я 5 Xi г
" "1 I s i iо
I в I ® f-
2^
rto а I ?
о с5
=
I N. с >>
н 3*^ я * 6
0 >V Sac “
1оbisя о0..5
со 2
Н7
ККД-1500 с боковой разгрузкой станина 1 и иижиее кольцо сред,
нем части корпуса 2 выполнены цельнолитыми. Неразъемная
конструкция станины гарантирует герметичность масляной ванны
экснентрика и упрощает ведение монтажа. Вер.хнее разъемное
к«льцо корпуса имеет промежуточный фланец, через который
пропущены удлиненные болты; при такой конструкции строитель­
ная часть приемного бункера не мешает з а т я ж к е гаек крепления
траверсы S. Ребра траверсы П-образной 1|юрмы и зафутерованы
бронями на всю высоту. В дробилках первых выпусков боковые
поверхности ребер траверсы не футеровались и подвергались
иитеисивиому износу в процессе эксплуатации. Диаметр нижней
брони подвижного конуса 8 увеличен до 2520 мм, что в сочетании
с криволинейным профилем дробящего пространства в зоне раз­
грузки обеспечивает повышение производительности до
Эксцентрик 10 имеет верхнее расположение зубчатого колеса
и залит слоем баббита Б83 толщиной 12 мм. Д л я надежного сцеп­
ления баббитового слоя со стальной основой в корпусе эксцен­
трика имеется система кольцевых и продольных пазов в форме
'ласточкина хвоста» и сквозных отверстий, соединяющих наруж­
ную и внутреннюю заливку. Качество сцепления баббита с осно­
вой контролируется ультразвуком. Смазочное масло подается
в нижнюю крыи 1ку центрального патрубка станины и подни­
мается по внутренней и наружной поверхностям эксцентрика,
омывая полпят 11ик ii зубчатую передачу.
Эксцентрик закрыт патрубком пылевого уплотнения (рис. 93).
Патрубок 1 имеет обработанную цилиндрическую поверхность,
по которой при регулировке разгрузочной щели перемещается
среднее кольцо 2 пылевого уплотнения подвижного конуса. В про­
фильную выточку среднего кольца заложен уплотнительный рези­
новый шнур 3 диаметром 30—35 мм. Отбойник 4 предотвращает
'^всплывание» эксцентрика при повышении давления смазочного
лгасла или в результате местного нарушения геометрии баббито­
вого слоя («натягах») после прохождения недробимого тела.
Верхнее кольцо .5 подпятн[|ка крепится болтами 6 с потайной
головкой If имеет специальные пазы для прохода масла, посту­
пающего по н а р у ж 1юй поверхности эксцентрика. Аналогичные
пазы выполнены в отбойнике. Нижнее кольцо подпятника непо­
движно и фиксируется двумя штифтами 7.
Д л я обеспечения аварийного пуска под завалом дробилки
ККД-1500 и ККД-1200 снабжены двухдвигательным приводом.
В 1962 г. головной образец модернизированной дробилки
КК Д- 1 50 0/ 180 был подвергнут всесторонним технологическим
испытаниям на Южном горнообогатительном комбинате (Кривой
Рог) и принят Государственной комиссией в качестве базовой
модели. Про1гзводительиость дробилки при ширине разгрузочной
щели на отрытой стороне 178 мм составила 2500 т!ч при крупно­
сти питан[гя 52% минус 750 мм. Количество кусков размером
148
больше 1500 мм не превышало I / o . Ситовая ха рак тер 11стпка
продукта по ряду замеров приведена в табл. 14.
Н ар яду с проверкой паспортном характерист 11кн производи­
лись многократные пуски машиг 1ы под нагрузкой в следующих
режимах: 1) в остановленную дробилку з агр у жа ло сь 150 т руды
и дробилка пускалась от двух приводных электродвигателей;
2) дробилка останавливалась под нагрузкой и вновь пускалась
в работу; 3) в остановленную под нагрузкой дробилку дополни-
Рис. 93. Пылевое уплотнение
тельно з аг р уж а ло с ь 300 m руды, после чего дробилка пускалась
в работу. Попытки пуска дробилки под завалом однилг приводным
электродвигателем мощностью 310 квгп оказались безуспешными.
Д р о б и л ка К К Д - 1200/150 конструктивно аналогична базовой
дробилке К К Д - 1500/180. Корпусные детали дробилки, включая
траверсу, — цельнолитые и соединены по конусным посадкам
с за т я ж к о й болтами. Габариты корпусных деталей и подвижного
конуса приняты с учетом возможности транспортировки по шахт­
ным выработкам для установки в подземных условиях (рис. 94).
Из конструктивного ряда дробилок крупного дробления выде­
ляются дробилки ККД-500/75 и ККД-1500/300.
Дробилка
ККД-500/75 имеет консольно расположенный ведомый шкив
с предохранительными срезными пальцами и электродвигатель
с выносным подшипником и ведущим шкивом.
Корпусные детали дробилки ККД-1500/300, включая станину,
для возможности транспортировки по железным дорогам, выполН9
ТаГмицп I I
Ситовые характеристики продукта дробления
дробилки К КД - 1500 180
Проба S i I
Пробп № 2
к ласси
в мм
Средипп
5ЯП
200
140
90
G2
25
12
- 6
-6
Итого
240.2
ЛН7,Л
342.:i
1Л0.4
140,0
78.7
30.0
75.0
16.8
27.1
23.0
9.1
9.8
5.5
2.5
5.3
284.7
390.3
220,1
108.5
110.7
75,3
58,9
70,1
18.9
27.9
22.9
7.8
7.9
5.1
4.2
5,0
290,3
420.7
300,2
18,5
26,9
19.2
18,1
27,3
1С)0.8
1 0.2
149.7
84.3
70.3
90,2
9,0
5.4
4.5
5.7
9.0
9.2
5.4
3.7
5.4
1429,9
100,0
1398.9
100.0
1566,5
100,0
100,0
22,0
мены разъемными с толщином стенок до 200 м, усиленными реб­
рами жесткости.
Нижнее и верхнее кольца корпуса соединяются анкерамн
с натягом по прессовой посадке. Станина соединяется бол­
тами А\130, установленными с подогревом до температуры ПО—
120 С. Траверса крепится длинными болтами M l 30, пропущен­
ными через фланцы верхнего кольца станины. Д л я обеспечения
герметичности масляной ванны эксцентрик помещен в специаль­
ный цельнолитой стакан весом 22 т , расположенный в разъемной
станине. Дроби лк а приводится двумя двигателялп! мощностью
по 400 кет.
Диаметр брони нодвнжноги конуса по низу 32 50 лм1 , вес конуса
132,5 т. Общий вес дробилки 610 ш. Дробилка ККД-1500/300 —
одна из самых крупных, известных в мировой практике. Она пред­
назначена для комб|[натов производ 1гтельностью 30—40 млн. т
в год при четырехстадийной схеме дробления в сочетании с редук­
ционными дробилками КРД-900/100.
Параметры дробилки ККД-1500/300 можно сравнить с дробил­
кой 1500 фирмы «Трейлор» (США), установленной на дробильной
фабрике компании «Эри Майнинг». Эта дробилка выполнена с
боковой разгрузкой \\ имеет следующую техническую характери­
стику:
Ширина приемного отверстия в мм
............................................. 1525
Но.миналы 1ая ширина разгрузочной щели па открытой
стороне в м м ...................................................................................... 300
Диаметр ос 1ювания подвижного конуса в мм
....................... 3050
Число приводных эл ек тр одв и гател ей ..............................................
1
/Мощность приводного электродви!ателя в л. с............................ 900
Вес в m .........................................................................................................570
Производительность (ориентнроиочно) и т / ч ............................ 4000
150
Pile. 94. Установка дробилки
ККД-1200/150 в подземных условиях:
/ — MOCTOuoft кран; 2 — рсмоптпыП стенд; 3 — кругопоП опрокидынатсль;
4 — К0Л0С11ИК0ПЫ|| грохот; 5 — дробилка; 6 — смазочная установка
151
в комплексе с дробмлкоП 1500 па фабрике установлены четыре
редукппонных дробилки 900 с ширипоИ разгрузочном щели
120 мм производительностью до 1000 т/и с приводнои мощностью
400 л. с. Фабрика рассчитана на переработку 63— 66 тыс. т руду
в сутки или 22,5 млн. т в год. Б ли зки е размеры имеет дробилка
60— 109 «Супериор» фирмы «Аллис-Чалмерс».
Производство дробилок К К Д - 1500/300 имеет единичный харак­
тер.
С целью повыилеиия падежиости и удобства эксплуатации
верхнее разъемное кольцо дробилки К К Д - 1500/180 было заменено
транспортабельным цельнолитым, что упростило его изготовление
и люнтаж. Вес кольца снижен на 13 т. Внедрены марганцовистые
футеровки станины и нижнеи части центрального стакана с надеж­
ной защитои маслопроводов от износа потоком падающей руды.
Усилена конструкция корпусов подвижных конусов и траверс.
С целью повышения усталостной прочности вала подвижного ко­
нуса введено упрочнение галтелей и несущих поверхностей обкат­
кой роликами. Д л я снижения динамических нагрузок в приводе
значительно снижены маховые массы шкивов, а зубчатые муфты
приводного вала заменены эластичными.
Рас:мотрениые BbiHje конструкции конусных дробилок имеют
механическое регулирование велнч 11ны разгрузочной щели с при­
менением разрезной гайки, 11авиичиваемой на вал подвиж 1юго
конуса. В процессе эксплуатации, под воздействием веса конуса
и усил 1гй дробления разрезная гайка «закусывается» на конусной
посадке в обойме, что затрудняет последующую разборку этих
деталей.
В дробилках с гидравлическим регулированием щели положе­
ние конуса при эксплуатации определяется подвижной гидравли­
ческой опорой.
На рис. 95 изображена конусная дробилка К К Д - 1500/180
с гидравлическ 11М регулированием щели (ГРЩ). Дроби лк а выпол­
нена на базе серийной машины с верхним подвесом подвижного
конуса и отличается от последней наличием нижней гидравличе­
ской опоры. Подвижный конус 5 через «опорный вал» — «пест» 12
опирается на поршень I I гидравлического цилиндра 10^ который
воспрнни\!ает вес узла и вертикальную составляющую усилия
дробления. Конструкция пестовой опоры была предложена
в 1959 г. 1361 для редукционной дробилки КРД-900/100 и позднее
была применена в дробилках крупного дробления с гидравличе­
ским регулированием разгрузочной щели. При номинальном поло­
жении подвижного конуса, соответствующем паспортной вели­
чине разгрузочной щели при новых бронях, под поршнем сохра*
ияется слои масла высото 11 70— 105 мм в зависилюсти от величины
дробилки. По мере подъема конуса для компенсации износа броне1| в процессе эксплуатации высота масляного слоя у в е л и ч и в а е т с я
и достигает 250 — 300 ,ч.ч. Масляная «подушка» поршня позволяет
152
Гпть з а ж а т и е кусков руды в дробящем пространстве, опустив
осдзои
облегчения последующего пуска дробилки под
1<онУ^
недробпмого тела и впезаппои остановке дрогласиа) возрастает давление в гидросистеме и масли из-пид
билкм рез ки D I
Рис. 95. Д робилка
К К Д -1500/180 с гидравлическим
•
^
t _ оспхияя опора конуса,
/ — станина; 2 — средняя часть
f-.TTp/т^^^^’эксцснтрик; в — приводноП иа^
б — подвижный конус; 6 — пылевое уплотиенн
попшсмь— опорныП пал. 13
поршня частично вытесняется через
500/75).
в бак-отстойник (или в аккумулятор у дро "
„а^ометр гидроПри з а к л и н и в а н и и дробилки
^ „ . . о г о электродвигасистемы дает импульс на отключение пр»
предусмотрен
теля. Д л я м онт ажа и обслуживания гидроци
перекрывающей
рельсовый путь с выдвижной
потная тележка 13.
разгрузочный проем под дробилкои, и транспортная
^
)
/
I
'
I
/
>
\
По tjK0H4anMH монтажных пли ремонтных работ рельсовый путь
п тележка убираются в спецнальнын проем (|пидамента, а ремонт­
ный проем изолируется от разгрузочного пространства под др^.
билкон.
В отличие от рассмотренных конструкции, в дробилках с гид­
равлическим регулированием и1ели масло для смазки узлов тре­
ния поступает по трубопроводу н системе отверстии неиосредственно в’ подвижиыи nopnienb н далее поднимается вверх по зазо­
рам эксцентрикового узла.
Дробилки ККД-{)Г)и 13и-ГР1Д и ККД-5011'75-ГРЩ имеют пне­
вматически li а к к у м ул я то р .
Эксплуатация первых образцов дробилок с гидравлическим
регулированием щели подтвердила работоспособность опор ко­
нуса и эффективность применения гидравлики, особенно при
пуске под завалом. При испытаннях на Южном горнообогатитель­
ном комбинате в 1965 г. дробилка ККД-15и0/180-ГРЩ хорошо
пускалась под завалом от одного приводного электродвигателя
мощностью 400 кет, вместо двух двигателен по 320 кет, необхо­
димых для аналогичных условии пуска дробилки с жестким под­
весом.
Аналогичные исп 1)1тания дрооилки ККД-1200/150-ГР1Д были
проведены в 1966 г на рудах крепостью 8— 12 еднннц по шкале
Л\. А\. Протодьяконова.
Эксплуатация первых дробилок ГРЩ выявила также ряд их
отрицательных факторов, обусловленных нижним расположе 1Н1ем
гидроопоры: ускоренный износ фланца станины и корпуса гидро­
цилиндра, трудность монтажа и демонтажа гидроцилиндра посредством винтовых домкратов, h3 fioc подводжцих трубопроводов.
В последующих конструкциях дробилок ККД-1500/180-ГРЩ
и К К Д - 1200 150-ГРЩ вопросы защиты от абразивного износа
и повьииения удобства эксплуатации были решены положительно.
Низ центрального стакана станины и корпуса гндроцнлиндра был
зафутероваи сменными бронями из марганцовистого литья, а наружная разводка трубопроводов заменена системой сверлений
непосредственно в корпусе цилиндра. Вместо ручных винтовых
домкратов предусмотрен гидравлнческ 11Й подъемник, встроен­
ный в траспортную тележку П1 I. Все гидравлические дробилки
приняты в однодвигательном нсполненнн.
Техническая характеристика модернизированных конусных
дробилок крупного дробления с механическим и гидравлическим
регулированием щели приведена в табл. 15.
С 1967 г. в номенклатуре завода преобладают дробилки с гид­
равлическим регулированием щели как наиболее отвечающие
современным требованиям обогатительной промышленности.
Одним из последних конструктивных ран ений являются дро­
билки с верхним гидравлическим подвесом конуса (ГВП) 1491.
В дробилках ГВП гидравлическая опора подвижного конуса
154
?
A8
^ «
?S2
иал-о^и/г^м^м Л
О
•о
t- о 2
2= ! sS X^
s Xa о
X^ et ‘^
(О
ш
О
о
а
к
>>
U_
'5 ^ 5
о
о
пя.1-ое1/(Ю!;'1-тгм>1
о
о
сч
СЭ
I-
о
с.
о
с
о
Tndj*oei/oo3i*1/M>i
р
|§
rnd.I-09l/00Sl-ir>lM
о
C
'l
о
о
о
- Iс
с:
ос
m dj-oei/oo6-ir>i>i
о
о
сл
о
ю
к
TndJ-Si/OOS-tr.MM
с
о
ш
о
о
ю
ooe/oosi-tr>i>i
о
о
ю
о
о
сч
о
о
го
091/0091-ir >1)1
о
о
1Л
о
о
<м
о
00
0Sl/005l*tr>l >1
о
о
о
о
о
ю
si
S’s
о
о
Z3
*
^°
Ш>4
COCL
C. l_
tt<*J
•3 я
L. c.
я-
ii
5
о
о
о.
X
■
=
i
о
а
о
о.
X
&
с;>
о
о
Q
.
=с
ч
U=
£5
:=3
II
I?
о
X
с
D
.
:ie
:с
о
2
5
о
Q
.
е(
Я
X
Н
"
C
J
а.
V
н
ж
«а
о.
са
i U
|
X
<ия
(П
.. О
.
М
!
2
о
0
01
сС
о
п
OCl/OOG-tTM >1
о
о
ю
о
о
’t
о
U .
о
т
о
п .
>ч—•
ГГ) с
га
D .B3
сг
S
О- 2
1_
га
X
па
с; С
=
ж
U
V
т
X
X
=5
о. t;
= а.
Эё
:й
Н
ё
га вэ
iо sо
га
X
< С
1.
(U
ю
га га
•
5 -е- 0»
ч
с. а S •
з;
-0о
3
о.
1
в;
с
га 3
X
к ’
J9 О X ,
н
Ч
га 3" 2 .
S о о.
2 (П и:
>ч и
о С. га
X п Сга
о . го 33
155
?h
1И1 I
|
Л
о1Л
\'яя
—Г) -г
м^:
m Ш -
г«
IIH
V-
ООО
оог
'Л %
о
<
м
о
ю
о
о
о
'
■
о
о
C
V
J
с
о
!
^О
(N
о
г
с
о
о
о
о
tc
о
ю
Ю
с
ч
о
о
о
о
•п-
>1я
о
111.I I ((в1/(Ю‘Л*'1/'>1>1
ОС
aP-
■
&
о
CJ
111(1 |*0'Л/ООГЛ-1/'М>1
lll«l l-nl l/iWUMM
1 1 1 .II ‘Л/(Ю У-1/\-> 1
dOi’Awwi-l/MM
00
ю
<м
if
Z
у
1>»
о
ас
L- a
о
ю
со
X
с
ч
aс
Ш
к=
о
о
<
м
О
я ы
*к
*■
s
9 “■
•»ei '0 « 5 - t r N M
о
L
~
'O O S-l'M .M
—
г: >,
156
о
04
1|Л
5
X
сч
о
IT
С|
с
г:
—
1
Л
с
ч
расположена непосредственно в трзвепгр ч ,
о б с л у ж и в а н и е п исключает . i e o 6 x o , , U e T ' ' ' ' - что оа,сгчает
в фундаменте. Узел верхнем гидравлм4ско«
проех"
гоплунжерныи б л о к „ стакан 5 с
влда
''01‘Уса 7.
ее
-1
:
Г
ж
Рис. 96. Д робилка
f? T ///////7 7 ^ ^ > * /7 /,
//
К К Д -1500/180-ГВ П
с верхним гидравлическим noflBecoN^
/ - с т а н и н а ; 2 — ср едн яя часть “ Р"У”
стакан; 6 — плунж ер; 7 — подвижный конус, о
^ ?ц е|,тр й ; 7 - ' ' н а с о Ж
эксц
р
Гидравлический блок состоит из корпуса 4 , °
ферии ра сп ол ож ен ы гидравлические цилиндры,
масляную полость. Подводящий масляный
^
раз.
линейный компенсатор длины. Уплотнения
погположегружены от гор изонтальной реакции опоры. В Р'
Р манжет
ние уплотнений позволяет легко регулировать
J подвижили производить их замену без разборки узла тр
Р
ного конус а в слу ч ае выхода из строя одного из гидроцилиндроз
плунжер последнего может бьгть извлечен через сопрягаемое отоерстпе в пидвижнпм стакане, а полость цилиндра заглушена герме­
тичной КрЫИ1К0Н.
В гидравлический блок запрессованы две неподвижные ко­
лонны, которые являются стопорным устройством от проворота
стакана вокруг оси. При иагнетаини масла в полость гидравличе­
ского блока плунжеры 6 поднимаются вверх, одновременно под­
нимая стакан с опорой подвижного конуса. При вытеснении масла
из гидроблока в бак насосной установки 9 стакан опускается вниз
и опирается на торцы фланцев стопорных колонок. В нижнем поло­
жении стакана плунжеры [)азгружсны от осевых усилии и сво­
бодно опираются на дно масляной ванны гидроблока.
В табл. 16 приведена характеристика гидроцилиндров различ­
ных исполнении дробилок ККД-1500 н ККД-1200 с гидравличе­
ским регулированием щели.
Таблица 16
Характеристика цилиндров дробилок ККД-1500 и ККД-1200
с гидравлическим регулированием щели
дробилки с нкжисП гидраплнческиЛ опорой
3
а
С
са
й
g
i
й
8Ю
§1
С
S
10
оо
ж
'X
3
с.
Параметры
1-
Л
Диаметр гидроцплиидра в .if-H
.......................
Вес подвижного ко­
нуса в т
.......................
Давление в цилиндре
при холостом ходе в
к Г ’с м - ................................
Дробилки с перхннм гид­
равлическим подвесом
с
а
U
950
850: 540
10X 180
8X 140
80
42
82
45
М.З
7,4; 18
32
36
Расчетное рабочее давление в цилиндрах дробилок ГВП в за­
висимости от крепости и вязкости руды составляет 50—80 кГ/слг
с «пиками» при заклинивании конуса до 200— 250 к П с л г . У п л о т н е ­
ния гидроцилиндров и трубопроводов выбраны с запасом в рас­
чете на постоянное давление 320 кП см^ . Д л я обеспечения усл ов и и
загрузки при увеличенных размерах центрального стакана тра­
версы точка подвеса конуса в дробилках ГВП поднята по ср а в н е­
нию с одноименными машинами. За счет этого увеличился ход
подвижного конуса по верху зоны при сохранении величины
эксцентриситета но низу баббитовой заливки. В существующих
158
дробил кзх вследствие ограниченного хода конуса по верху куски
предельных размеров дробятся неэффективно. Для сравнения
в табл. 17 приведены эксцентриситеты подвижных конусов дро­
билок крупного дробления.
Т а б л и ц а 17
Эксцентриситеты подвижных конусов конусных дробилок
крупного дробления
Относитель­
Tim дроби лки
К К Д -500/75 ............................
К К Д -900/130 ............................
К К Д -1 2 0 0 /150 .......................
К К Д -1200/150-ГВ П
. . .
Номинальное полож е­
ние ................................
В ерхнее
предельное
положение
. . . .
К К Д -1500/180 .......................
К К Д -1500/180-ГВП
. . .
Ломииальиос полож е­
ние ................................
Верхнее
предельное
положение
. . . .
К К Д -1500/300 .......................
ный лКСЦСН-
Расстояние
от точки
подвеса до
дробящеП
зоны U мм
Эксцентри­
ситет по
верху д р о­
бянке Л зоны
U мм
триснтет
конуса на
единицу ши­
рины загр у­
зочного
итперстия
555
750
780
4,55
4.5
4,76
0,009
0,005
0,004
20 ' 02 "
1080
6,24
0,0052
19'15"
19'
1280
980
7.12
5,36
0,006
0,0035
17'49"
1380
7,12
0,00475
17'15"
18'
1580
1080
7.9
5,66
0,00525
0,0038
Угол
иаклонл
оси
конуса
28'
21 '
21 '
Д ро бил ки ККД -1 200 и ККД-1500-ГВП за счет установки смен­
ных броней нижних поясов корпуса могут иметь по три исполне­
ния разгрузочных щелей. При изготовлении дробилки комплек­
туются бронями на номинальную щель 150 и 180 им/; специальное
исполнение оговаривается условиями поставки. Д л я расфутеровки
изношенных нижних поясов корпуса предусмотрено специальное
гидравлическое устройство.
Д ро бил ки ГВП имеют централизованный подвод густой смазки
в пылевое уплотнение конуса, а также встроенные гидродомкраты
для монтажа и делюнтажа приводного вала. Д л я разборки конус­
ного соп ряж ен ия корпусных деталей предуслютрены посадочные
места для установки стандартных 100—200-тонных гидродомкра­
тов с подводом питания от насосной установки дробилки.
§ 2. ДРОБИЛКИ ВТОРИЧНОГО КРУПНОГО ДРОБЛЕНИЯ
В последнее десятилетие в отечественной практике, в связи
с бурным ростом объемов перерабатываемых руд и созданием
крупных гориообогатительных комбинатов с четырехстадийными
159
схемами дробления, появились конусные гирационные дробилки
для вторичного крупного дробления. Внедрение их вызвано
необходимостью повысить производительность каждой стадии
дробления за счет снижения стенени сокращения, а т ак же целе­
сообразностью иитания дробилок среднего дробления более однородным продуктом.
В технологической цепи обогащения эти дробилки устанавли­
ваются после первичных дробилок — во второй стадии, выпол­
няя роль додрабливающих машин, но прн соответствующих раз­
мерах загружаемых кусков могут устанавливаться и в первой ста­
дии. В этих случаях дробилки вторичного дробления предпочти­
тельнее первичных, так как обладают более высокой производи­
тельностью при большей степени сокращения и малой разгрузочной
щели, а благодаря специалыюй форме дробящего пространства,
имеющем в разгрузочной части криволинейный профиль и неко­
торое подобие параллельной зоны, способны выдавать более одно­
родный продукт, хороию принимаемый дробилками среднего
дробления.
ГОСТ 6937— 62 для удовлетворения потребностей горно-обо­
гатительной промышленности предопределяет наличие трех вто­
ричных додрабливающих дробилок, получивших в практике
название р е д у к ц и о и и ы х, а именно: КРД-900, КРД-700
и КРД-5ГЮ (рис. 97, 98 и 99).
Наиболее эффективными следует считать установку дробилки
КРД-900 после дробилки ККД-1500А (четыре на одну), дробнлкн
КРД-700 после дробилки ККД -1 500 Б (три на одну) и дробилки
КРД-500 после дробилки ККД-1200 (три на одну). На некоторых
гор 1юобогатительных комбинатах дробилка К РД -9 00 установлена
после дробилки ККД-1500Б (две на одну). Возможны и другие
схемы установок. Например, на Норильской дробильной фабрике
дробилки КРД-900 установлены после щековых дробилок ЩКД
2 1 00 .'1 5 00 (одна на одну).
Редукц1!онные дробилки впитали в себя опыт эксплуатации
дробилок первичного дробления, заимствовав их положительные
качества. Как и дробилки первичного дробления, редукционные
дробилки выполняются с массивным двухопорным валом под­
вижного конуса, верхняя опора которого располагается в тра­
версе, а нижняя — в станине. Если ве рхн яя опора у дробилок
КРД-900 и КРД-700 является неподвижной и относительно ее
может перемещаться подвижный конус, то в дробилке КРД'^О^
перемещение подвижного конуса возможно только совместно с опо­
рой. Редукционные дробилки практически могут перерабатывать
породы любой KpenocTff. При дроблении загряз нен ных пород
с повышенным содержанием влаги производительность этих дро*
билок падает, а глинистые руды перед дроблением требуют про­
мывки. Это необходимо учитывать при проектировании дробиль­
ных предприятий.
160
Рнс. 97. Дробилка КРД-900
161
®
Ю. А. МуПзсмнек н др.
s
uСЧ
:
VC’
О
с
.
ci
СП
и
а.
оо
hа.
TZ
•л
оО
D-
об
Ст)
и
а
дрибмлкн имею1 криволинейный профиль дро­
бящего пространства и нижнюю разгрузку дробленого материала.
Они оснан 1ены устройствами Л 1я гидравлического регулирования
разгрузочной щелн. а дробилки КРЛ-700 и КРД-500. кроме того,
ги'фопневматимескими амортизато|)ами для сглаживания ударных
нагрузок при попадании недробимых тел и частичного их пропу­
ска без п р е кр ащ ен и я процесса дробления.
Р е д у к ц и о н н ы е дробилки устанавливаются на массивные л1[тыо
(|)ундаментные плиты, что придает им устойчивость на фундаменте
и ’облегчает проведение ремонтных работ и замену машин.
Впервые редукциопные дробилки КРД-900 были спроектиро­
ваны с OHopoii вала подвижного конуса на плунжер гидравличе­
ского ци линдра через трехдисковый подпятник скольжения по
типу дро бил ки «Гидрокон» фирмы «Аллис-Чалмерс» (США). ПспыlaHFfH т аки х подпятников на дробилках КРД-900 в различных по
нагрузкам ус л ови ях не дали положительных результатов. Под­
пятники о к а з а л и с ь недолговечными, их диски прижигало, коро­
било, что вело к nporpeccHBFf OMy износу рабочих поверхностей
и засорению смазочного масла. В связи с этим для дроб 11Лки
КР Д-900 была создана опора вала подвижного конуса на поршеи!.
гидравлического цилиндра через так называелн>|й п е с т (наклон­
ный промежуточный валик) [36] с конусными торцевыми поверх­
ностями, воспрн ни мающ 11ми вертикальные составляющие усилия
дробления и вес подвижного конуса. Пестовая опора (рис. 100)
в дальнейшем была принята на оснащение всего ряда дробилок
крупного др обления с гидравлическим регулг 1рованнем разгрузоч­
ной щелн.
Опыт экс пл уатации дробилок КРД-900 подтвердил такие положчтельные качества гидравлической пестовой опоры подвижи^^го
конуса, как поддержанне разгрузочной щели в необходимых пре­
делах, надежный пуск под завалом и освобождение от недробимых
тел путем частичного опускания подвижного конуса. Основной
рабочий орган гидравлической опоры — пест 8 (рис. 100) изготозляется из высококачественной вязкой легированной стали
с твердостью рабочих поверхностей H R C 40—50. От износа вала
подвижного конуса и поршня гидравлического цилиндра, изготовляе,\Пэ1х 113 про::тых углеродистых сталей, на их торцевые и боко­
вые поверхности соприкосновения с пестом устанавливаются
толстостенные шайбы / и 5 и втулки 2 \\ 4 из высококачественной
легированной подшипниковой стали ШХ15СГ с твердостью рабо­
чих поверхностей H R C 56—62. Испытывая значительные кон­
тактные давл ен ия , рабочая пара сталь—сталь с твердыми закален*
нылш поверхностями работает, однако, по нескольку лет без за­
мены.
Рабочие поверхности качения (опорные верхняя и нижняя
конические поверхности песта — шайбы) и скольжения (наружные с(()ерические поверхности песта — цилиндрические втулки)
Р едук ш ю н н ы е
163
с\!азываются тем же маслом и через тот же подвод, который в обыч­
ных конусных дробилках с жестким верхним подвесом предназна­
чен для эксШ'мтрикового узла. П<'»даваемого свежего масла вполне
хватает для \носа тепла, выделяемого при трении обработанными
с высокой точностью рабочими поверхностями пестовои опоры.
Пестовая опора не имеет прецедента в мировой практике,
поэтому приведем сравнительный поверочный порядок определе­
ния контактных давлений на опорных поверхностях песта дро­
билки КРД-900, исходя из примененных диаметров его сфериче­
ских поверхностей — 500 и 350 мм.
В качестве расчетной схемы для определения нагрузок при­
нимаем стержневую систему (рис. 101): расчетная ось одного
стержня (подвижный конус) проходит через точку подвеса и точку
контакта на верхнем торие песта, расчетная ось второго стержня
(пест) проходит через точку контакта по верхнему и нижнему
торцам. Считаем, что контакт по верхнему торцу песта может
занимать три расчетных положения: 1) по внутренней кромке;
161
2 ) по всем д л ин е образующей п 3) по наружное кромке. Для всех
спучаев ко нта кт а по верхнему торцу песта принимаем по нижнему
торцу то л ьк о к он т ак т по всен длине, т. е. приложение равнодей­
с т в у ю щ е й посредине образующем, как это гюказаио на рнсунке
Рис. 101. Схемы к расчету пестовои опоры:
CL — оснооная схема; 6 — силооыс многоугольники; а — схема контактированнл цилиндр—плоскость: г — схема определения радиуса криоизны; /,
2 и 3 — расчетные положения; 4 — холостоО ход; 5 — рабочая нагрузка;
6 — максимальная нагрузка
Из СИЛОВЫ Х многоугольников определяем боковую поддержи­
вающую силу F и торцовую силу Р в функции нагрузки Q, пере­
даваемой валом подвижного конуса:
F
_
Р
^
Q
sin (а -|- р) ~
sin (90" — а)
F
sin ( а - f Р)
Ю. А. МуЛземнск и др.
Р
siii (ЭО^' — Р) ’
Q .
165
/г _ Q
•
cos(^.
P = Q
’
cos a
co s(i
В рассматриваемом сл>чае контакта (конус с плоскостью) дл^
определения контактных давленнн применима формула для слу­
чая 'щилиндр— плоскость», где цилиндр имеет условный радиус^
равный радиусу кривизны песта в рассматриваемой точке
фис. 101, в).
Определим р ад и \ с кривизны песта в точке контакта в плоско­
сти, иерпендикулярной образующей конуса. Радиус кривнзмы
в точке Л/ (//, г) (см. рис. 101, г) определяется rio формуле
3
-
2*
i/г
1 н-
t/л-
R =
(32)
dx^
Д л я определения первой и второй производных, входящих
в эту формулу, решим совместно уравнение конуса для нашего
сличая if уравнение плоскости, перпендикулярной образующем
конуса, относительно z и возьмем производные первого и второго
порядка по Л'.
^'paвнeниe кииуса второго порядка в нашем случае имеет вид
^
- 4
=
О'
с-
0
.
где а — радиус основания конуса;
с = а ify ч — высита конуса.
^'равнение плоскости, перпендикулярной образующей конуса,
' ' + 4^1 = 1.
!/|
где //, ^ ОВ; г, = 0/1 (см. рис. 101, г).
Определим отрезки
и 2 ,, отсекаемые на осях у и
известные величины i и ^\:
I
i
cos Ф ’
^
2
, через
sin ([> ’
где i — текущая ордината длины образующей опорного конуса
песта.
Подставляя эти соотношения в уравнение плоскости, находим
у cos «I
t
г sin (р _
'
I
.
~
'
Таким образом, имеем систему уравнений
А- 4- (/" =
// cos^f^
166
г SI1I ф
‘Г ’
Из в т о р о г о у р а в н е н и я системы находим
cos fj'
П одставляя это зн ачени е в первое уравнение системы, нахо­
дим г через .г;
^.2 , Л - г sin <1 у ^
‘ V
Г-»
СОБф
/
II
i s in •« Ф _
1» 2
COS‘-J|>
К <- cos- <(^ -f- Л-* cos 2«г (g 2ф
2
*
Так как при малом (р г > О, то
отсюда
i/г
-V sin 2ф
dx
ff’z
^
2 l/"t- cos- fp -1- Л- cos 2f(' ’
_
~
sin 2ф */“ c o s - Ф
2 (f'2 СОБ^Ф -j- Л-- cos 2ф)
JT'
^
По дст ав ляя найденные значения производных в формулу (32),
находим
D _
2[/^ cos^ Ф - f Л-- (cos^ ф — sin - Ф)] ^ ^
/2sin 2фС05-ф
’
^1
А= 0
1—
jp •
Контактные д ав л ен и я определяются по формуле Герца 142]
<7„ = 0,591 ] / ^
кГ! см\
где р = -2----- погонна я нагрузка в кПсм;
Q — в е р т и к ал ьн ая нагрузка на пест в к Г ;
L — д л ин а контактной линии в см\
D = 2R =
sm ф
см — диаметр
условного
цилиндра
в точке контакта;
£■ = 2 , Ы 0 ‘* кГ/см- — модуль упругости стали.
Тогда
Q sin ф
Яо = 605 у — J J - •
!б7
Влияние длины песта на величину контактных давлений по
ее торцам видно из этой формулы, если учесть, что
sin q- =
»
где е = const — эксцентриситет по верхнему торцу песта;
Н — высота песта.
Окончательно
q„ = 605 ] / ^
,
(33)
откуда следует, что при заданных Q, L, i и е контактные давления
обратно пропорциональны корню квадратному из высоты песта Н.
Максимально возможная высота песта при заданных осталь­
ных параметрах определяется конструктивными соображениями
(возможностью размещения боковых опор) и величинои допускае­
мых контактных давлений.
Из формулы (33) следует, что
„
_
36.5 1 0 * Q f
где 1^7о1 — допускаемые контактные давлен ия дл я данного мате­
риала в к Г 1см‘^.
Допускаемые контактные давления If/ol определяются анало­
гично зубчатым зацеплениям | 1 5 | :
1^/о1 —
где
— минимальная твердость поверхности качения песта
по Бринеллю;
П — коэффициент, учитывающий совокупность факторов,
влияющих на предел выносливости.
Д л я машин типа конусных дробилок крупного дробления
П ^ 0,65; следовательно,
Ш ^23НВ
mln*
Принятая твердость рабочих поверхностей песта составляет
Н^т\п = 375, тогда
= 23. 375 = 8625 к Г / с м \
Результаты расчета контактных давлений в пестах с диаметром
сферических поверхностей 500 и 350 мм дробилки КРД- 90 0 све­
дены в табл. 18. При этом приняты следующие на гр уз ки на пест:
холостой ход, Q 2 = 140 т — рабочий ход и Q 3 ==
= 230 т — максимальная перегрузка.
168
IV
З а г р у з к а , дробление и раз­ 00
грузка
редукционных дроби- а=г
лок про изводятся непрерывно. 2
»о‘
Д л я нормальной работы макси­ К
мальные размеры кусков дро­
бимого мат ери ал а, поступаю­
щего в д р о б и л к у , не должны
превышать 80% ширины заг ру ­
зочного отверстия.
Основными частялп! конус­
ных др обилок вторичного дроб­
ления с двухопорным валом
(см. рис. 97) являются; стани­
на /, ср ед н яя часть 3, тра­
верса 5, подвижный конус 4,
эксцентрик 2, приводной вал Р,
пылевое уплотнение 7, подвес
или опора подвижного конуса^
н 8, гидравлическое устрой­
ство,
смазочная
установка,
электрооборудование.
Станина
/,
являющаяся
нижней частью корпуса дро­
билки, устанавливается на фун­
даментные
плиты и служит
базой д л я монтажа узлов дро­
бильной чаши (по чертежам
У ра лм ашз ав од а
называемой
средней частью корпуса), при­
R*
Н
водного вала и эксцентрика.
U
о
Вну тр ен ня я поверхность ста­
X
X
о.
нины защ ищ ен а от износа спе­
циальными футеровками. Д р о ­
о2
с •*;
бильная чаша или неподвижный
1®
др обящий конус 3 устанавли­
вается на станине. Корпус дро­
=г
бильной
чаши
выполняется
о©
t- ю
целой отливкой и представляет
о =
=и
н
собой усеченный полый конус,
R О
S
Z
усиленный по верхнему и ниж­
X X
V Cl
нему торцам кольцевыми жест­
«
CQаз
я о
костями; внутри дробильная
п с
чаша зафутерована бронями,
« SS
которые и образуют рабочую
is
поверхность.
т
Подвижный дробящий ко­
нус 4 состоит из литого сталь-
О О О
п
c^i -t ic
оою
(J‘ -г
c l го -t
о
'о
' Г'
-г «5
CTi О) со
ООО
со
(N-г
-г hю
шюо
ООО
со I'- о
1соГ50>
00
Uj h.
ООО
ЮЮX
ООО
о -г О
-г го о
—сч со
О О О
о t'. 00
со —
—*Cl сч
ООО
со о о
ст.
чa “«ч ..
23 a"
— го
hX XS
ООО
о о ю
<£)
о X
X D.
-г
— сч го
uI l .
>e
« I-
ООО
00
о 01
ТГ (N со
1Л
с ..
ООО
ccs
ЕЕ
яs
«.
I *-
—о о
со ст> о
см го
е
о о
о
со
ю — <м
..c
Ce-i
п
ООО'
rl
169
ного корпуса ii вертикального вала, изготовляемого из каче­
ственной кованой стали. Н а р у ж н а я поверхность подвижного ко.
Hvca зафутерована бронями из высоко.марганцовнстой стали. Эта
же сталь идет и на футеровки дробильной чаии 1.
В дробилке КРД-900 впервые применено ориги нальн ое устрой,
ство креп лени я броней узла подвижного конуса без резьбы на сю
валу 114 1, отсутствие котором значительно повысило прочность
вала. Вместо резьбы крепление броней подвижного конуса выпо,;няет закладное разрезное кольцо, помещаемое в вытачке шейки
вала. Такое К1)епленне распростра­
нено на весь ряд дробилок .крупного
первичного н вторичного дробле 1П1я.
На рис. 102 изображено описы­
ваемое устройство в разрезе. На
вал / насажен корпус 2 подвижного
конуса с бронью 3. На шейке вала
помещена втулка 4, упирающаяся
выступом в закладное кольцо 5, со­
стоящее из двух частей и уложен­
ное в выточке на шейке вала. Закладно!! шпонкой 6 втулка удер­
живается от вращения на валу. На
резьбу втулки навинчена зажимная
гайка 7, опи раю щ аяс я на опорное
Крепление броней
Рис. 102.
кольцо 8, расположенное
сверху
подвижного конуса
брони. При перефутеровках кольцо 5
разрезается огневой резкой по пери­
ферии, чем снимается напряжение с резьбовой пары втулка —
заж и \ш ая гайка и облегчается их развинчивание. Сверху нарезка
закрыта пылевым уплотнением 9, состоящим из войлока и нажим­
ного диска. Завинчивание гайки 7 на втулке создает распорное
усилие между опорным кольцом 8 и закладны м кольцом 5, затя­
гивающее элементы брони 3. Направление резьбы на втулке
выбирается так, чтобы гайка в процессе работы дробилки самозавинчнвалась, что обеспечивает надежность крепления брони и
исключает необходимость в стопорном устройстве для нее (при
правой резьбе приводной вал должен вращать ся против часовой
стрелки).
В отличие от дробилок крупного первичного дробления наруж­
ные поверхности эксцентриков редукционных дробилок имеют
непрерывный кольцевой баббитовый слой. Подпятник эксцентрика
образован набором из трех колец; среднее кольцо выполняется
или из высокооловянистой бронзы, или стальным с наплавкой
баббитом. Биметаллические стальные с баббитовой наплавкой
кольца в эксплуатации более надежны, так как избавлены от
прижогов, а поэтому не выводят из строя верхнее и нижнее
кольца.
^
170
Приводиом вал 9 (см. рис. 97) установлен па подшипниках
с к о л ь ж е н и я н помещен в стальной корпус, расгюлагасмый в гори­
зонтальном па тр уб ке станины. На один конен приводного вала
„ а с а ж е н а по прессовой посадке коническая шестерня, входящая
в з а ц е п л е н и е с зубчатым колесом экхцентрика. Другой конец
прнволного ва л а посредством эластнчнон или зубчатой муфты 10
соединяется с валом электродвигателя (в дробилках КРД*7Г)0
„ КРД-500) или с промежуточным валом, necymifM ведомый шкив
(в дроб илк ах К Р Д - 9 0 0 ) * . Промежуточный вал устанавливается
па подшипниках качения. Ведомый шкив приводится во вращение
ог ротора эл ект р о д ви га те ля через клиноременную передачу. Вал
ведущего шк ива соосен с валом электродвигателя и соединяется
с ним посредством эластичной муфты.
Трущиеся поверхности эксцентрикового узла, а также зубья
конической передачи, омываемые маслом, закрыты сверху па­
трубком упл отнения. Между цилиндрической частью патрубка
и корпусом подвижного конуса установлены три сферических
диска, обеспечивающих уплотнение при движении подвижного
конуса. Средний сферический Д1гск имеет внутреннюю выточку,
в которую встав ля етс я упругое кольцо из прорезиненной ткани,
заполняющее заз о р между диском и патрубком уплотнения.
Подвес подвижного конуса наряду с функцией регулирования
разгрузочной щели воспринимает вертикальную и частично гори­
зонтальную сос тавляющую усилия дробления, а также вес под­
вижного конуса.
Не отв ергая достоинства пёстовой опоры подвижного конуса,
следует отметить ее недостатки. Подвес подвижного конуса на
пестовой опоре требует наличия тяжелого гидравлического цилин­
дра в зоне р а з г р у з к и , где этот цилиндр подвергается интенсивному
износу дробленым материалом и поэтому требует специальной за­
щиты. Опер ац ии ремонта гидроцилиндра трудоемки, поэтому
дробилку обычно целиком снимают с фундаментных плит и ре­
монтируют гидроцилиндр на ремонтной площадке. С целью устра­
нения этих недостатков гидравлический подпятник подвижного
конуса дро бил ок КРД- 70 0 и КРД-500 размещен вверху, над тра­
версой, под ее защитным колпаком (см. рис. 96 и 97). В этих маши­
нах ги дра влические полости регулирования разгрузочной щели
связаны с гидропневматическими аккумуляторами, выполняю­
щими т а к ж е роль алюртизаторов, что позволило пропускать недробимые тела значите*тьных размеров, не прекращая процесса
дробления.
На одном из горнообогатительных комбинатов в 1965 г. при
нспытаннн д роб илк и КРД-700, оборудованной гидропневматиче*
екои а\юр ти зац и о ин ой системой, при разгрузочной щели 75 мм
не
Зубчаты е муфты приводов дробилок КРД-900/100 п настоящее время
•применяются ввиду сложности изготовлеиии. иастроики и ухода.
171
на открытоГ! стороне и 35 мм на закрытом стороне дробящее про­
странство успешнс» пропускало He,ap«)6H\Hjie тела. В дробилку
забрасывали мелющие т а р ы диаметром I2D— 130 мм, кувалду
80 80 120Л1Л1 и отрезки крх глоп» проката диамегром 100лм/и дли­
ной 120— 170 мм. После про­
пуска недроПимых тел подвиж­
ный конус возвраи 1ался в пер­
воначальное ноложение. Амортизаторы этих дробилок скон//
струированы таким образом, что
максимальные усилия,
кото­
рые могут возникнуть в дробя­
щем пространстве при пропуске
недробимых тел,
превышают
номинальные на 25—30%.
А\юртизаторы 5 дробилки
КРД-700 (рис. 103) встроены в
один блок с гидроцилиндрами,
так называемый гидропиевматическии блок регулирования
разгрузочной щели 121 I, Порш­
ни 2 пгдроцнлиидров блока
неподвижны в вертикальном
положении, как и качающаяся
втулка У верхнего подвеса под­
вижного конуса, на которую
эти поршни опираются. Регу.шрованне разгрузочной ш,ели
производится
путем закачки
масла в расположенные над
поршнями полости 3 гидравли­
ческих иилиндров или слива
его, благодаря чему гидропиевматический блок с закреплен­
Рис. 103. Гпдропиевматическпй блок
ным в нем подвижным конусом
может нодниматься или опу­
скаться. Подвод масла может осуществляться снизу через цен­
тральное отверстие в валу подвижного конуса или сверху через
траверсу в верхний торец корпуса блока
В момент прохожде­
ния недробимого тела, ввиду резкого возрастания вертикальной
составляющей усилия дробления, масло из полостей регулиро­
вания 3 перетекает в полости амортизации через отверстия 6', сжи­
мает имеющиеся там резиновые баллоны, наполненные газом (азо­
том или воздухом) до давления, достаточного для нормального
' В обоих случаях подводи выполняются из груб с вертлюгами и компепса
торами вертикальных перемещений (см. папример, поз. 4 на рис. 103).
172
дробления. Подвижным конус npir этом опускается, пропуская
недробнмое тело. После пропуска недробнмого тела избыточным
давлением газа подвижный конус возвращается в первоначаль­
ное положение.
Амортизатор (аккумулятор) дробилки КРД-500 вынесен за
конструкцию дробилки и связан с масляной полостью цилиндра
регулирования разгрузочной щели толстостенной трубой боль­
шого сечения, достаточного для мгновенного пропуска большого
объема масла.
Все редукционные дробилки, помимо гидравлических подвесов
подвижного конуса, оборудованы жесткими подвесами, которые
можно использовать как для постоянной работы, так и при ре­
монтах гидроопор.
Гидравлическое устройство редукционных дробилок успешно
используется при регулировке из разгрузочной щели, облегчает
расклинивание дробящих конусов при заклинивании их недробнмым телом и гарантирует пуск дробилки под завалом в случае
запрессовки его рудой. Пуск облегчается частичным опусканием
подвижного конуса и соответствующилг расклиниванием дробя­
щих конусов.
Редукционная дробилка имеет систему жидкой ir густой смазки
и npFi6opbi контроля поступления масла к узлам трения и его
слива. Смазочная установка ^южeт быть индивидуальной — для
смазки одной дробилки, и групповой — для нескольких дро­
билок.
Густая смазка подшипников качен 1гя привода осуществляется
автомат 11чески через дозирующие питатели, а узел подвеса конуса
и пылевого уплотнения смазываются вручную, открыванием
соответствующих вентилей на смазочном трубопроводе. Подача
густой смазки производится-от станции с пневматическим или
электрическим приводом, а у дробилок КРД-500 — насосом с руч;
ным приводом.
Д л я контроля за поступлением в дробилку минимального
количества масла, обеспечивающего -нормальную работу узлов
трения, в маслопроводе на сливе у каждой дробилки установлен
сигнализатор расхода масла.
Д л я привода конусных дробилок устанавливаются электродви­
гатели переменного тока, асинхронные, с фазовым ротором. На
масляных насосах, фильтрах смазочных станций устанавливаются
электродвигатели переменного тока, асинхронные, с короткозам­
кнутым ротором. Схема управления приводами предусматривает:
автоматическое поддержание постоянства температуры масла
в пределах 35—45® С; автоматическое включение резервного масля­
ного насоса при неисправности основного; пуск главного привода
дробилки только при нормальном уровне масла в сливных тру­
бопроводах и отключение привода, когда ни основной, ни резерв­
ный насосы не обеспечивают нормальной работы масляной системы.
173
Состояние прмволов дробилки п масляной системы контрол1груется системой сигнализации.
В табл. 19 приведена техническая характеристика релук*
иионных дробилок Уралмашзавода.
Таблица 19
Техническая характеристика релукциоиных дробилок
Дробилки
Параметры
Ширина
D .м.м
загрузочного
КРД-50(1
КРД-7(М1
К РД-9П0
500
700
900
400
550
750
60
75
100
145
135
110
200
200
200
200
400
550
210
250
400
490
490
590
3000
6000
3000
6000
3000
6000
92
138
278
отверстия
............................................
Рекомендуемый наиболыиии раз­
мер загружаемых кусков в мм
Номинальная ширина разгрузоч­
ной щели в фазе раскрытия про­
филей в мм
.................................
Число качаний подвижного конуса
в минуту ...........................................
Допускаемый подъем подвижного
конуса от номинального положения
до износа броней в м м ..................
Производительность в м'Чч при
номинальной ширине разгрузочной
шели при дроблении кристалличе­
ских руд средней крепости
. . .
Мощность приводного электродви­
гателя в к е т ................................
Число оборотов приводного элек­
тродвигателя в минуту
..............
Рабочее напряжение приводного
электродвигателя в о ..................
Вес дробилки с системой смазки
(без электрооборудования и смазоч­
ной станции) в m
.........................
§ 3. ДРОБИЛКИ СРЕДНЕГО И МЕЛКОГО ДРОБЛЕНИЯ
Первые отечественные конусные дробилки среднего и мелкого
дробления с консольным валом и пружинной амортизацией были
разработаны и выпущены Уралмашзаводом в 1935 г. В настоящее
время завод является единственным поставщиком в стране дро­
билок с диаметром подвижного конуса 1750 мм и выше. Основ­
ными достоинствами выпускаемых машин является их большая
производительность и равномерность выдаваемого продукта. Пред­
приятия. производящие в больших количествах дробленые ма­
териалы размерами от 50—О до 5—О мм, предпочитают конусные
дробилки среднего и мелкого дробления другим дробильным
174
Д ля среднего дробления матеппа,па
v
дробилки КСД-2200А <рпс
Уралм аш запод
KCR-iT^OB, для мелкого дроблемпя лппли
^СД‘2200Б п
К А Ш - 1750 (рис. 105 и 106).
ДРобплкм КЛ1Д-2200 „
мамтпам.
„з г о т о в л я е т
Рис. 104. Дробилка КСД-2200А;
/ — присммап коробка; 2 — загрузочное
'I ~ стопорнос*'^строПстпоГ S —
4 - колонка; 5 - к о ж у х ; 6 - иеподвпжиыП конус; 7
опорная чаша;
опорное кольцо; 9 — пружины; Ю —
„ ’ ^.„чсская ’ птулка; /5 - озл-экс12 — станииа; 13 — цилиндрическая втулка. 14
,^,^0 конуса; 18 — футероака
цснтрик; 16 — подпятник эксцентрика; /7 — вал
_ рсдпцжиыП конус;
неподвижного конуса; /9 - футеровка
с поотнвовесом; 2J - коническая
...-
Размеры конусных дробилок среднего н
нотехарактеризуются д и а м е т р о м основания подвиж
рын указывается в миллиметрах в
-птов,,яа дробилки
Продолжительное время
были
среднего и мелкого дробления 1650 и ziuu.
к
m
О
с
о^
ю2
«ч
5
Vо
O
C l,
's>
о
о
а
'■-Л iI \
\G
W/
1
\Н
(4
?
П
\:
т
1
176
м а л о п р о и з в о д и т е л ь н ы , fl пвпду IKVIOCT^^ m h o i .,
д р о б я щ и х к о н у с о в п, c/HvionaKviMir»,
д р о б л е н и я , не м огли riepcf)a6niы в а гь крснк!:*
р уд ы , б ы с т р о в ы х о д я в этом случае* II J строя.
в 1955—1960 гг.
и;
-» "
У р а л м а 1Н'{аводом б ы т ра
^ /
/-
; :
изготовляться более мощные м нрон вводим лuiyr
пего и мелкого дроблення с диаметрами нольил).' ;/
2200 и 1750. Дробилки 2200 изготовлялись в '1И 1лр<-/ nrnfjin
два — для мелкого дробления с усилием прижатия ;а; ]и
600 т и два — для среднего дробления с ^arpy-joinujMH 'лич-' п ,
350 и 275 мм и разгрузочными щелями 30-60 и 10 30 мч •v/ m-.
ственно. Опыт эксплуатации показал, что дробилки ’г.'>.ого
дробления 2200 с усилием прижатия чаи]и 400 т ytntinno < >
лялись с переработкой руд любой крепости. В лальиейп^(:м ;,ги.1и^
прижатия чаши было уменьшено до 332 т Было и'1меи#гио
прижатия чаши и в дробилках среднего дробления 22^)0, а также
в дробилках среднего и мелкого дробления 1750 (табл. 20).
Таблица 20
Усилие прижатия чаши дробилок среднего
и мелкого дробления
Усилие
прижатия
чаши D т
дробилки
среднего дробления
..................
К С Д - 2 1 0 0 ..................
КСД-1750Б
...............
КСД-2200А
...............
КСД-2200Б
...............
к е д - 1650
* Д робилки
К М Д -2200.
Было
Стало
156
240
250
156
240
220
292
292
Усилне
приждтня
чяшн D т
Дробилки
j\\e.iKoro дробления
КА\Д-И)50.................
КД\Д-2100.................
КМД-1750
.............
КА\Д-2200-400 * . .
КД1Д-2200-600
КМД-2200-400 п дальнеПшем
стали
. . . .
Сили
Стлло
1.56
240
300
240
250
400
600
332
600
1Г/>
нусноваться дробилками
Дробилки 2200 и 1750 постоянно модернизируются с целью
улучшения эксплуатационных показателей. Так дробилки 2200
имеют теперь непосредственный привод от короткозамкнутого
тихоходного асинхронного двигателя вместо клииоремеиной пе­
редачи от более быстроходного электродвигателя. Шкивы клпиоременной передачи являлись добавкой к маховым массам при­
вода. В дробилках с клиноременной передачей при перегрузках
(например, при попадании недробимых тел) часто происходили
поломки зубьев конической передачи и втулок привода, а также
некоторых других деталей.
Техническая характеристика конусных дробилок среднего
и мелкого дробления Уралмашзавода приведена в табл. 21. Ука
Т j 'jauuh 21
7аргя«геригтнка unnyrntjt лр'/ж.юк
и mejmritn д{и^|^ь»^иия
,1
/1гн
. я ■г^>'^мнА
/1р-»<|Илк1г мелкого
'*^ния
У^-'Л
КМД-lTSrj К Л и -2200
ГТ»р»м»т м
К' J Г/'. I.
Л
11<. 1И1М1.;'|4Й ли.|м*т|1
I- ( '. ) | . ц ; м я
|1 'М (!И / Г I lf i i м
V•«) , ,1 h Vи
Ш ирин.I |,|| }1\ 1Г>'(11ИГ(|
^*П'.М''Тия и ии
I
П.ШИК
|М »М« I»
h • г».|| 11ИГ.ИИИ1 и ич
220П
22f)0
1750
2200
2.V)
275
350
100
130
21Г)
250
300
85
100
2Г>-(;0
10-30
30—Г,О
5— 15
5— 15
215
224
224
245
224
100—300
120— 340
340— 580
40— 120
75— 220
1Г,0
250
250
1G0
250
735
490
490
735
490
380— 500
3000—
3000-
380— 500
30006000
Л и ,т .! tMii ||( I улирпц.!ини |*.1II (|\ im
iMiiM ИИМ
П
t! ф,| к гЛ. мил мин 11р(к|)И.1
1II tl И
.и
. . .
Чи' .ю K.i'i.imm Kmiyc.i
П MMIINту
. . . .
I IfiiiH июлиiiMi.nom. п
ни [ly.iL* срелнсп
тпсрл'" тп при рлПотс I»
откригом цикле D ЛПУПаюис регулирования ширипы р,'1НГруЗОМИ0 И июли
/MnmiiofTb приволпого
элсктр«>лвигатсля п кот
Число оборотов приполиого электродвигате­
ля о минуту
. . . .
Рабочее напряжение
приводного электродви­
гателя в б
................
Вес дробилки с систе­
мой смазки (без электро­
оборудования и смазоч­
ной станции) в т
. . .
Количество подаваемо­
го в маитну масла и
циркуляционнон системе
смазки в j/muh
. . . .
G000
GOOO
47
82
82
47
83
70
125
125
70
125
заимая в таблице производительность дробилок действительна
при переработке сухих кристаллических пород средней крепости.
Однако все дробилки практически могут перерабатывать породы
любой крепости, несколько загрязненные, с повышенным содер­
жанием влаги и мелочи, но при этом производительность их сни­
жается. При наличии отклонений от «средних» условий эксплуата­
ции производительность дробилки устанавливается в зависимости
от физико-механических свойств перерабатываемого материала
178
усаовпя падвжпоп работы дробилки. В зависимости от услоэксплуатаа'п! производительность может меняться в весьма
оких пределах. Комкуюи 1иеся и глинистые породы nepej
бпеиием должны подвергаться промывке.
На рис. 107 изображены типовые характеристики крупности
ппобаеиого продукта конусных дробилок среднего и мелкого
либления при работе па сухих кристаллических рудах средней
т^пдости. Близость типовых характеристик крупности дробленого
продукта дробилок К А Щ - 2 2 0 0 и К С Д - 2 2 0 0 А объясняется оди­
наковыми в некотором приближ еи и и степенями сокращения их
д р о б ящ и х пространств. Так. дро­
билка КМД-2200 имеет макси­
мальную конструктивную степень
сокращения 26 (130 : 5), а дро­
билка КСД-2200А-27.5 (275:10).
Эксплуатация серийных дро­
билок КМД-2200 показала, что
сии выдают грубый продукт дро­
бления, требующий перед измель­
чением эффективного грохочения
f,£>
2,0
3,0
If,о
5,0
и последующего додрабливання
Кр!/пность dpc>{ffreNi}ef rtpotfs/f^ma
в до/!йх щели
верхнего продукта, что создает
значительную
циркуляционную
нагрузку, снижающую произво­ Рис. 107. Типовые характеристики
дробленого продукта
дительности дробилок по готовому крупности дробилок:
классу. Для снижения, а в неко­
/—дробилки КСД-22П0Б к КСД-1750Б,
торых случаях и полного исклю­ 2 — дробилка КСД-2200Л; 3 — дро­
билки КМД-2200 м КЛ1Д-1750
чения циркуляционной нагрузки,
на Уралмашзаводе было спроек­
тировано дробящее пространство мелкого дроблеи1гя повышенной
производительности, в котором уменьшена конструктивная сте­
пень сокращения. Новая форма дробящего пространства, полу­
чившая название «Т» (тонкая), имеет для дробилок КМД-2200
конструктивную степень сокращения 18—20.
В табл. 22 результатов испытаний при различиf^ix размерах раз­
грузочной щели и различных дробимых материалах видна разница
в ситовых характеристиках продуктов дробления дробилок
КМД-2200 с бронями серийного производства и с бронями типа «Т».
Испытания показали высокие технологические характеристики
броней типа «Т». Например, при производительности 150 nrV*/
и щели 5 мм дробилка выдает в открытом цикле на медной руде
ДО 98% годного продукта класса минус 20 мм. Выход годного
продукта ниже 90% не падает.
Близость характеристик дробленого продукта дробилок с )[Ю
Иями типа «Т» и характеристик подрешетного продукта подска
зывают возможность работать в открытом цикле.
17П
Таблица 22
Гранулометрический состав питания и продуктов
дробления дробилок КМД -2200
Продукт дробления
Питание
С брбиями
сериПмоги
Пр0И380ДСТП||
Класс
П'
V f>
—
гО
С брбиямн
типа «Т*
0»
0
V
Класс
в-
С брбнями ссриПиого
произподстп.»
"^0
*- 0
2 :%
С брбнями
типа «Тэ
%
2%
Железная руда
75
.50
25
2.8
2.8
2.9
25,0
.36,5
27,8
64,3
84.9
94.9
21.6
20
12
-12
20,6
75
50
25
8,5
31,2
47.9
9.5
2.9
Ю.О
5,1
20
— 20
100.0
.50,5
17.4
4.2
3.4
2.9
24,5
75,0
92.4
96.6
25
20
12
5
-5
PUV = 7,2 лш
8.9
8,9
13,8
22.7
31,1
53.8
85.7
31,9
14,3
100,0
Р Щ = 6,8 мм
1.6
1.6
4.2
25.4
38.5
30,3
5,8
31,2
69,7
100,0
100,0
8.5
.39.7
87.6
97,1
10,5
31,2
51.0
6.0
10,5
41.7
92.7
98.7
100,0
1.3
100,0
25
20
10
5
—5
РЩ ==
9.3
14,4
43.7
17,2
15,4
6.3 мм
9.3
23.7
67,4
84,6
РЩ = 8,2 мм
1.3
1.3
6.0
4.7
31.0
40,0
.38,2
78.2
100.0
21,8
100,0
Медная руда
75
.50
25
22.6
20
— 20
27,7
30.1
4.1
15,5
4,1
19,6
42.2
69.9
100,0
5.5
15,8
19,4
37,0
22,3
5,5
21,3
40,7
77.7
100.0
25
20
12
8
-8
5
—5
75
50
35
— 35
М .6
.36,0
47,1
5.3
50
35
25
16
— 16
15,7
13,6
18,1
16,9
35,7
И .6
47,6
94.7
100,0
19,1
44,2
.32.7
4.0
19,1
63,3
96,0
100,0
15.7
29.3
47.4
64.3
14,8
18,9
18.1
10,1
14,8
33,7
51,8
61,9
100,0
.38,1
100,0
‘ Р Щ - разгрузочная |цель.
1
180
20
12
8
—8
25
16
12
10
8
6
—6
Р1Д == 6.0 мм
3,0
.3.0
14,5
11,5
—
—
53,4
32,1
100,0
67,9
—
—
—
—
Р Щ = 5,45 мм
5,8
29,4
23,4
5,8
35,2
58,6
—
—
24,0
17,4
82,6
100,0
РЩ == 5,4 мм
13,0
13.0
39,7
26,7
65,4
25,7
100,0
34,6
Р Щ ==5 мм
9,4
9.4
18,9
28.3
23,8
52,3
47,8
100,0
Р Щ == 6,5 мм
6,5
6,5
15,4
21,9
11,0
32,9
18,9
51,8
10,4
62,2
70,7
8,5
29,3
100,0
Р Щ = 6,5 мм
0,4
0,4
3,2
2,8
5,8
9,0
18,2
27,2
11,3
38,5
53,7
15,2
100,0
46,3
[Хробилки Уралмашзавода унифицированы. Различными v mo
билок одного размера являются узлы, образующие дробящее
п р о с тр а н с тв о машины.
Дробилка (см. рис. 104, 105 и 106) состоит из загрузочного
у с т р о й с т в а , регулирующего и опорного колец, подвижного ко­
нуса с распределительной тарелко!'}, сферического подпятника
пружин, конического зубчатого колеса, станины, вала-эксцен­
трика, коническои шестерни, приводного вала, опорной чаши,
гидравлического уплотнения, CMasoiHioi’f установки и электро­
оборудования.
Материал, подлежащиГ! дроблению, из приемноГ! коробки /
поступает на распределительную тарелку 3, расположенную над
подвижным конусом 20. При качании тарелки, которая закреп­
лена на валу 17 подвижного конуса, загружаемый материал
ссыпается в дробящее пространство дробилки, где он дробится
поверхностям!! футеровки 19 подвижного и футеровки 18 непо­
движного конусов.
Эксцентрик 15 вращается в цилиндрическои втулке 13, запрес­
сованной в центральный стакан стан!1ны 12, и опирается на под­
пятник 16, состоящий из набора бронзовых и стальных дисков.
Такая конструкция подпятника уменьшает относительную ско­
рость вращения трущихся поверх!Юстей дисков, а следовательно,
их нагрев и износ.
Подвижный конус неподвижно укреплен иа валу 17. Вал
своим хвостовиком сидит в конусной втулке 14 эксцентрика.
На верхнюю часть станины дробилки установлено опорное
кольцо 8, притянутое к станине болтами через амортнзащ!онные
пружины 9. Опорное кольцо имеет внутреннюю упорную резьбу,
в которую ввернуто регулирующее кольцо (неподвижный конус) 6,
подтягиваемое стяжными колонками 4 к кожуху 5 с тем, чтобы
выбрать осевой люфт в упорной резьбе. Регулировка размера
выходящих кусков продукта дробления производится изменением
размера разгрузочной щели путем вертикального перемещения
регулирующего кольца по резьбе опорного кольца.
Для предотвращения попадания пыли и мелких частиц дро­
бимого материала между подвижным конусом 20 и опорной ча­
шей 11 встроен гидравлический затвор 10, в ванне которого непре­
рывно циркулирует жидкость (вода или отработанное масло).
В гидравлический затвор (рис. 108) через подвод 2 подается
вода или отработанное смазочное масло, в зависимости от местных
условий. Жидкость заполняет ванну 5 опорной чаши 1 до опре­
деленного уровня, определяемого порогом 8, через который посту­
пает в кольцевую спускную канавку 3 и, забрав осевшую пыль,
через отвод 4 сбрасывается в канализационную сеть или специаль­
ную емкость для отстоя. В ванне купается воротник 6 дробящего
конуса Р, тем самым отгораживая пыльную зону от внутренней
полости дробилки. Пылеотбойи(^ кольцо 7, прилегающее к ворот
нику дробящего конуса с зазором 1,5—2 и/.w, уменьшает до мц.
ппмума количество пылп, нропнкающеп в затво[).
На рис. 109 изображена дробилка КД\Д-22П0 с непосредствен­
ным приводом, вытеснившая дробилки с клиноременным приводом.
Верх дробилки герметично закрыт кожухом большого объема,
11меющим патрубки, которы\и1 он присоедштется к системе вы­
тяжной вентиляции с целью снижения выделения пыли дробилкой
в атмосферу цеха.
Рис. 108. Гидравлическим затвор
Дробилки среднего и мелкого дробления имеют сравнительно
небольшие разгрузочные щели и требуют поэтому предохранения
от поломок при попадании иедробимых тел. Надежным предохра­
нительным устройством служат амортизационные пружины, рас­
положенные вокруг станины. При перегрузке дробилки пружины
сжимаются и приподнимают верхнюю часть дробилки, увеличивая
разгрузочную щель для пропуска недробимого тела. Затяжка
предохранительных пружин должна быть равномерной и нахо­
диться в пределах, обеспечивающих необходимое усилие дроб­
ления.
Дробилки среднего и мелкого дробления имеют систему жид­
кой циркуляционной смазки подшипников приводного вала,
эксцентрикового узла, сферического подпятника и конической
зубчатой передачи. Поступление масла к узлам трения и его слив
контролируются приборам!!. Смазочная установка может быть
индивидуальной — для смазки одной дробилки и групповой —
для обслуживания нескольких (от 3 до 9) дробилок.
В зав!1симости от типоразмера и количества дробилок, сма­
зочные установки для индивидуальной и групповой смазки имеют
182
производительность В уол
в огстош.мке может подогреваться эл е °а п т,
.контроля за поступлением в Дроб.глку
м асла, обеспечпваютего пормильпую р а б П ‘
с.юпроводе па сливе масла у каждом
^
р азл и чн ую
„„г о р
л.асло
Д ля
'‘«-^"чества
премия г.
Р .С Л О ;.. „ а с ™ ,
Рмс. 109. Дробилка КМД-2200 с иепосредстпсииым приводом
билки при недостаточности его. Контроль за
и охлаждающей воды осуществляется
гюгометром. Конния и магнитоэлектрическим
ах смазочной
троль за давлением масла и воды в различ '
назначения,
установки осуществляется манометрами раз^
смонтированными на общей панели.
пппбпения устанаДля привода дробилок мелкого и ^Реднего ДРоблени^^^
вливаются электродвигатели
„ насосах, фильтрах
с короткозамкнутым ротором. И а
электродвигатели
смазочных станций устанавливаются
«оямкнутым ротором,
переменного тока, асинхронные с
автоматическое
Схема управления приводами предусма р
• пределах 35поддержание постоянства температуры м ^ ..оспяного насоса
С ; автоматическое включение
ппивода дробилки
при неисправности основного; пуск главного привода
только при нормальном уровне масла в сливных трубопроводах;
отключение привода в случаях, когда нн основной, ни резервный
насосы не обеспечивают нормальной работы системы смазки.
Состояние приводов дробилки и системы смазки контроли­
руется системой сигнализации.
Дробилки с гидравлическим регулированием разгрузочной
щели и гидропневматической амортизацией
Описанные вын1е дробилки среднего и мелкого дробления
с консольным валом и пружнинои амортизацией, получивише
расиространеине благодаря высокой производительности и рав­
номерному кубообразному продукту дробления, сложны по кон­
струкции. чем затрудняется их изготовление и вызываются не­
поладки в работе. Пружинные дробилки не способны без поломок
пропускать или задерживать в дробящем пространстве крупные
недробнмые тела, они не имеют простого устройства регулирования
разгрузочной наели. При пропуске, а чаще всего при заклинке
дробилок нeдponимы^нl телами, в деталях и узлах машин создаются
недопустимо высокие напряжения, пр11водящие к поломкам и
простоям оборудования. Настройка необходимой разгрузочной
щели путем поворачивания дробильной чаши в резьбе опорного
кольца требует значительных затрат небезопасного ручного труда,
а также специальных механизмов, не предназначенных для этих
целей (лебедок, тракторов и т. п ).
В 1950 г. конструкторы Д. П. Беренов и А. В. Лобагюв пред­
ложили ко11струкцию дробилки среднего и мелкого дробления
с консольной осью с гидравлическим регулированием разгрузоч­
ной щели и пневматической алюртизацией, менее жесткой, чем
пружинная 161. Дробильная чаша новой маш1Н1ы неподвижна;
подвижный конус имеет возможность опускаться при попадании
в дробяи1ее пространство недробимого тела.
Привод дробилки осуществляется от асинхронного электро­
двигателя через упругую муфту с мягкой характеристикой,
защищающую электродвигатель от воздействия ударов. Привод1юй вал дробилки (рис 110) передает вращение через коническую
передачу эксцентрику 2, вращающемуся вокруг оси /, запрессо­
ванной в центральный стакан станины. Стакан имеет наружную
цилиндрическую поверхность, ось которой наклонена на некото­
рый угол к оси внутренней расточки. На наружную поверхность
эксцентрика надевается подвижный конус 3, который в верти­
кальном направлении через верхний подвес опирается на плун­
жер 4 гидроцилиндра дробилки. При вращении эксцентрика
подвижный конус, опираясь на сферический подпятник 5 верх­
него подвеса, совершает качания относительно центра сферы,
производя при этом дробление материала в дробящем простран­
стве.
184
оваипе разгрузочной щели производится закачпвайхояимого количества масла пол поршень гпдроцплипдра
„нем 1"^°° гидравлическим масосом.
Рис. ПО. Опытная дробилка 2100 с гидравлическим регулированием разгр>зоч
НОИ 1Делп
Для амортизации при перегрузках
мулятором (рис. 111), который
леииых между собой плунжером 3. полост
9
-
раздезаполиеиа маслом,
н пологи. У — гязом (а-^ото'.!) При увеличении усилия дробления
ПМ1М^‘ [>абом^го мрг‘л»‘ла плуижер аккумулятора сжимает допол­
ни i<iijio ia$, огвоГю/кдпя тем самым оиъем для перетекания
ми^ ла и 1-иод порнтя дрооилкн, в результате чего происходит
онугканиг- iKjjriH/KHOfо конуса.
li \ЧГ)Г) г. Уря 1манмавг|;клм Оыли спроектированы и изготовМ’иы
д|>оГи1,1ки 22П0 < i нлравлическнм регулированием разгру ючно!) |целн в исполнении для
мелкого дробления (рис. 112).
/
М дробилках КА\Д-2200-ГРЩ в
мерхнюк» часть плунжера -/ установ.’юна
мощная
с([)ерическая
опора 2, которая вместе с встро­
енным в верхннн подвес тормоз­
ным уст[)ойством 3 создает доста­
и
точный момент, противодеиствуюH iH ii увлекающему моменту эксцен­
трика 7. Дополнительный тормозHf)ii
момент создается набором
стал1.ных и бронзовых дисков,
'_Л
одна часть которых удерживается
л
:
неподвижно на плунжере, а дру%
гая часть связана с подвижным
конусом через специальный кар­
данный ме.чанпзм 1 1451. ДвоГшой
тормоз устойчиво удерживает под1 ! '/
пнжньн!
конус от вращения,
1>и.б.'ьчгодаря чему возникли условия
Ill
I in(|iiiiiiii‘iiM.iiimicKim
. | 1 . К \ М У - 'И 1 | и Ц
холостого хода, идентичные с пруЖНННЫЛМ1 дробилками.
1и (рощинп 1р pel улнр(»м.1ння разгрузочной щели размещен
и ри»ючкг ннм оси нрооилкн. Rep шкальные составляющие уси.ИИ1 |ро(* КЧИИ1 о| но 1т 1жн«»го кон\са перелаются па поршень 6
I и ipoHii.mn ip.i ч«‘рг I С(|к‘рнчоск\lo опору 2, пл\нжер 4 , спеин.гм.нмо mi.HiiN
сиоГиино пставлепную сверху в расточку
№
Ш И
1рО(*Н
ИчИ
новую модернизацию дрооилок
более равномерных давлении иа
1И \ 1КИ
•KCIUMI I Р И К О Ш 'П * \ \.\л. тч^ыоить толгсвечиость подпят­
ник.! »кг11«‘1ир|1к .1 и \л\4111нгь прогипопылевые устройства, >’ралM.miMMoi iMioionii.i \or,Hioiui4H\ю п.ipnno дробилок с гидравлиЧ1Ч КИМИ |чм \ nipoHjiMicM р.пгр\ зочной щели: КЛ\Л-2200-ГРШ.
М
и KN\ I I7Г>0 ГГмц.
Члрлки ри1 1ИК.1 ^ги\ м.пннн пришмоиа в табл 23.
Опыг iKciMN.мании и iobi> iku дробилок '2200 и 1750 с гидравлммгх кмм рпл лироп.ипк \» р.мгр\'.очной щели п пневматимескоЛ
.iNioi'nn.nuuMi
. c ie wh'MUic и\ по ло ж игелы и качества.
I I ринг AVI
и I
II
1‘ М>2
с щмыо
п.
1обнгьсч
0 д етм и лрпбмлок просты в /г.чгототе,,,,,,.
„ р азв,,р а,о тТ '
с минимальними затрлтамм ручного труда■^crм,
31 регулирование разгрузЬчпоП щеп, л,мм
2 , дро-.млм. соомраются
D процессе лробле.п.п
С К О РО
времени;
„е rpefiver
•
4) дробилки свободно п р о п ускает
т а я процесса дробленпя; перегрузки
'-n4iiia.n,iioro техпологпче
^
"
"рекраэтом не велпкн-
Рис. 112. Дробилка КМД-2200 с гидравлическим регулироплнием разгрузочной щели
5)
гидравлическая система дробилки устонч.шо
настроенную разгрузочную щель, но
'
.„„ц ,.
дробилок с npy/KHHHoi’i амортизацией увелич!
с
!n.-Tin готоНИН нагрузки, чем ухудшается граиулометрнческ
t
Т плТн ен ия
поршня гндроцилиидра работают надежно н
" ''Т х о т я ’ вибрация дробилок 2200 и 1750 у п.Д1пшличоск,.|^
регулированием разгрузочио1| щели вьине
I ' ,,
ной амортизацией, одиако она не гф^^ьнипот >ст
нормы, в связи с чем данные машины м(1жио и .
типовые фундаменты для серийных драГ)Н.П(Н\.
п.ч-\ н»пп
Основным недостатком дробилок с гид|)М11ЛП‘ич ч . 1
ва;1ием разгрузочной щели является M.'bTJi» ^
‘
эксцентрикового узла. Втулки
^
усилия дробления и быстро изнатии:н(»ия. к\\ •
иоичмм
этих машин является проннкнопсмпи.* и дроои.мк) »
•
1^
Таблица 23
Техническая характеристика дробилок 2200 и 1750
с гидравлическим регулированием шели
дробилки
3
й.
L.
Параметры
й
%\
п
3
0.
U
g
С)
сч
■г
и
Диаметр основания подвижного
конуса в . и м ....................................
3
с.
U
о
ю
2200
2200
1750
350
130
100
Рекомендуемый наибольший раз­
мер загружаемых кусков в
. . .
300
100
85
Рекомендуемая ширина разгру­
зочной щели на закрытой стороне
в .м.и
.................................................
30— 60
5— 15
5— 15
Число качании подвижного конуса
в минуту ...........................................
217
217
245
Наибольший ход поршня гндроиилиндра вверх для компенсации
износа броней в им/
..................
230
230
200
Наибольший размер в мм недробимого тела, пропускаемого дробил­
кой без заклинивания при минималь­
ной ширине разгрузочной щели . . .
75
75
75
Наибольшее рабочее давление в
гидросистеме в начале амортизации
в к Г / с м '^ ...........................................
210
210
120
Производительность в мУч при
дроблении кристаллических пород
в рекомендуемом диапазоне измене­
ния ширины разгрузочной щели
(ориентировочно) .............................
340— 580
75-220
4 0 -1 2 0
Мощность приводного электродви­
гателя в к е т ....................................
2G0— 280
2 6 0 -2 8 Э
160
Вес дробилки в сборе (без аккуму­
лятора. гидроп1стемы, смазочной
станции и электрооборудования) в т
77,5
73,5
39,5
Производительность системы смаз­
ки узлов трения (жидкая циркуля­
ционная от отдельной смазочной
станции) в а !м и н .............................
125
125
70
Производительность вентилятора
пылевого уплотнения (с водяным за­
твором, пневматическое) в м'^1ч . .
3000
3000
1500
Ширина
в м.и
88
загрузочного
отверстия
.....................................................
ппая па трущиеся поверхности чкспс т р и к о в о г о vi.ta, ус ко*
пзпос втулок. Дробилка очсш, -lyiici
ичмс*
'’рмню' коаффпииемта трепия сколь-.ямшх
I |i ..игпипммкл
vBi;'in
4 enne коаффициепта треиия и парс иаружи;
■■
"''H'pylK»!!.
VBl-.iii-'----ксиептрика — втулка модиижпот Kfinyca прниолпт с бипроч.
vnnewennio подвижного конуса во вранм пис, чю т.юм;,. mv-,'
К оме того, разработка це11трал 1>кого ciaKaii;j п ; j,j и(1»к.о
Сложения нагрузок па центральную OCI. JfK )6 lllK H
niliT^'ibMoro, трудоемкого восстановительного pi-моита.
С целью устранения указанных недпстатков пн Уралмат
с о зд а ю тся дробилки с ж е с т к и м и опорами [юдвижною yjjiiyH
и а м о р т и з а ц и о н н о й системой, размещенной на верхней мзгти
д р о б и л к и и состоящей из расположенных по периферии пневма­
ти ч е с к и х амортизаторов. В этих дробилках внедряется бечре^.ьбовое гидравлическое регулирование разгрузочной и1ели. По
д а ш ю й схеме и з г о т о в л е н опытный образен дробилки мелкого
дробления с диаметром подвижного конуса 2500 мм и разработай
проект еще более мощной дробилкн, с диамет[)Ом полвижного
конуса 3000 мм. Характеристика этих маишн указана в табл. 24.
Дробилка КААД-2500 (рис. 113) не имеет перечисленных недо­
статков дробилок среднего и мелкого дроблен 1гя с гид()авлмческом
ТиГиица 21
Характеристика дробилок КМД-3000 и КМД-2500
>Ч||(1Г>11ЛКм
Параметры
Диаметр основания подвижного конуса
в .им
.................................................................
Ширина загрузочного отверстия в м.и . .
Наибольшнн размер кусков питапия в.и.и
Диапазон регулирования ширины разгру­
зочной щели в мм в фазе сближения профи­
лей дробящего пространства
..................
Число качании подвижного конуса
. .
Л\ощность приводного электродвигателя
в квгп ..................................................
Усилие прижатия чаши в т ...............
Производительность в лгУч на руде сред­
ней прочности в открытом цикле, в диапа­
зоне регулирования ширины разгрузочной
щели (ориентировочно)
.............................
Вес дробилки (без смазочной станции и
электрооборудования) в т
......................
Производительность смазки узлов трения
(жидкой циркуляционной от отдельной сма­
зочной станции) в л/мин
.....................
Насход воды на пылевое уплотнение
(гидравлическое, по типу дробилок с пру'Киннои амортизацией) в л/мин
................
КМЛ-2Г|0и
:зооо
150
125
2500
180
150
6 -2 0
3-15
185
200
400
450
250
400
180—(300
95-280
235
140
200
125
40-50
30-40
1Ь0
амортизацией. 1идравлическое устройство регу^шроваимя раз­
грузочной щели здесь разгружено от рабочих нагрузок и не влияет
на гранулометрический состав продукта. Подвижный конус
вертикально неподвижен и оперт на мощный с(^ерическнй под­
пятник, что обеспечивает возможность перерабатывать породы
высокой крепости. Амортизация осуществляется путем подвижек
опорного кпльиа, что, благодаря лучшему распределен ню сил,
Рис. 113. Дробилка КА\Д-2500 иа испытательном стенде
повышает чувствительность амортизационного устройства. По­
следнее отделено от гидравлического устройства регулирова­
ния щели.
В отличие от конусных дробилок с иружинио!! амортизацией,
опорное кольцо и подвижный конус дробилки КД\Д-2500 не имеют
упорной резьбы и регулирование разгрузочной щели произво­
дится не за счет вращения подвижного конуса, а путем его верти­
кального перемен1.ения в расточке опорного кольца с помощью
специальных вертикальных гидроцилиидров. Фиксирование в опре­
деленном положении подвижного конуса, настроенного на необ­
ходимую разгрузочную щель, производится: в вертикальном
направлении — механическими зажимами и, дополнительно, от­
сечкой подъемных цилиндров от напорной и сливной магистра­
лей; в радиальном ианравленни — с помощью восьми гидравли­
ческих установок клинового зажима.
Необходимое усилие дробления обеспечивается chctcmoi'i пнев­
матической амортизаш»!!, которая одновременно является предо­
хранительным органом дробилки от чрезмерных перегрузок.
Система амортнзацш! состоит из шестнадцати пневматических
190
цилиндров /, корпуса которых чакы
стаиины 6, а поршни 2 iietiei Гт:,,. "
создают необходимое прижатие oiiomi'/'r?
Полости амортизаторов заполнен! i с I - т
S
^
3
.
i'lOTOM !|pi'
но 85 опт. Занолпенне амортн.атопгт ,
113 балломоп носрелстоом гибкого
тили «баллона, 11анбал|,|1И1й ко,,)г|,„,|„е,
TH'iecKOH амортизации счкчавлиег i -
6
г,
^П р О' И ^ -Г
7 и л
'1 С Г . , ' '
1
г
^
7
Рис. 114. Приьоднои вал дробилки КЛШ-2500 в сборе
I
В дробилке КМД-2500 своеобразна конструкция узла привод­
ного вала, предложенная А. П. Барыкиным (рис. il4) 121. На
передний фланец корпуса приводного вала надета составная
цанга У, что облегчает монтаж и демонтаж узла. Наружная по­
верхность фланца коническая, с вершиной в сторону приводнои
шестерни 2. Цанга соединена жестко с цилиндрическим кожу.хом
сцентрированным по скользящей посадке на наружной поверх­
ности корпуса приводного вала. Кожух имеет фланец 4, через
который цаига 1 может перемещаться влево болтами 5 и вправо —
отжимными винтами, ввертываемыми в средний фланец 6 корпуса
приводного вала. Наружный диаметр цанги в свободном состоя­
нии меньше на I — 2 мм диаметра боковой расточки станины дро­
билки. Перед установкой собранного узла приводного вала в дро­
билку цангу сдвигают вправо отжимными винтами так, чтобы
се комическая внутренняя поверхность не касалась коническои
наружной поверхности переднего фланца корпуса приводного
вала.
Подвешенный на крюке крана приводной вал в сборе свободно
заводится в расточку сташ ты дробилки. Затем болтами
цаига / перемещается влево и плотпо без зазоров заклинивает
передним фланец 4 в расточке станины.
Для снятия узла приводного вала с дробилки или для регу­
лировки зазоров коническои зубчатой передачи и установки до­
полнительных прокладок между средним фланцем корпуса при­
вода и торцом боковой расточки станины достаточно сдвинуть
цангу вправо с П0 М0 Н1Ы0 отжимных винтов и закрепить болтами 5.
Такое устройство улучшает условия работы конического зубча-
Рпс. 115. Дробилка КМД-3000
того зацепления, так как корпус приводного вала жестко фикси­
руется в расточке станины без зазора, что обеспечивает надежное
центрирование приводного вала 7 и посаженной на него привод­
ной шестерни 2.
Дробилка К.МД-ЗООО (рис. 115) по конструкции механизмов
регулирования разгрузочной щели, фиксации дробильной чаши
и амортизации принципиально не отличается от дробилки
КМД-2500. В ней лишь более удобно размещены пневматические
амортизаторы /, которые опущены вниз и опоясывают станину 2
нижней части Tcik, как пружины в дробилках с пружинной аморти­
зацией. Узлы нижней части, приводного вала 5, опорной чаши 4,
подвижного конуса 5 и загрузочного устройства 5, как и в дро­
билке КМД-2500, выполнены аналогично подобным узлам дро­
билок с пружинной амортизацией. Имеющиеся конструктивные
отличия носят лР1бо технологический характер, либо связаны
с удобством эксплуатации и повышением долговечности деталей.
В связи с уникальными размерами машины, все основные
корпусные детали (станина, корпусы дробильной чаши, подвиж*
192-
о
конуса, опорного п регулирующего колец) выполнены со„ыми с последующей электро 1нлаковои пли электродуговоп
сваркой, что значительно упрощает нзготовлонне корпусных
^‘"^^3 ^‘дробилке КМД-3000. в отлнчне от дробплкн КМД-2500.
обящее пространство 7 выполнено с учетом современных ре­
комендаций, обеспечивающих получение наиболее равномерного
по гранулометрическому составу продукта и минимальный износ
броней. Эффект уменьшения износа является следствием совмеще­
ния вершины конуса параллельной зоны с точкой подвеса, что
обеспечивает минимальное скольжение конуса относительно руды
и увеличивает срок службы футеровок 8 и 11.
Наиболее нагруженным узлом дробилки КМД-3000 является
эксцентриковый узел, на втулках 9 и 10 которого имеют место
высокие скорости скольжения и удельные давления. Для надеж­
ной работы эксцентрикового узла в него введен узел самоустаиовки, обеспечивающий правильную работу наиболее нагружен­
ных подшипников дробилки даже при значительных технологи­
ческих погрешностях изготовления. Конструктивно узел самоустановки выполнен с самоустанавливающейся втулкой//7, BCTpoeifной в эксцентрик. С введением указанного компенсатора в узел
эксцентрика условия его работы становятся статически определимы^н^, что дает возможность уменьшить зазоры во втулках
эксцентрикового узла н увеличить тем самым их гидродинамиче­
скую грузоподъемность.
Однако вследствие высоких скоростей скольжения и соответствешю удельных работ на втулках эксцентрикового узла (ско­
рость до 11 м/сек, удельная работа до 212 кГм1см'^ ^сек), в приводе
дробилки предуслютрена возможность регулирования скорости
на 20% ниже поминала (до 150 качаний конуса в минуту), что
позволяет создать обкаточный режим с уменьшенныьт инерцион­
ными нагрузками холостого хода, а также определить влияние
числа оборотов на производительность дробилки и качество ее
продукта. Д ля возможности непрерывной регистрации фактиче­
ской скорости привода дробилки предусмотрена установка тахогекератора, приводящегося с помощью клинового ремня от ведо­
мой полумуфты приводного вала.
29ПП
Дробилка 3000, имея по сравнению с дробилкой
вдвое большую производительность, позволяет значительно
упростить компоновочное решение крупных дробильных фабрик
с общепринятым в мировой практике. Так, четырех^^^ма дробления может быть заменена трехстадийной
лок
двукратном сокращении количества дробпсреднего и мелкого дробления.
Глава VII
ЭЛЕКТРОПРИВОД
КОНУСНЫХ ДРОБИЛОК
УРАЛМАШЗАВОДА
И ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ ЕГО РАБОТЫ
Электропривод конусной дробилки выбирается в соответствии
с ее типажом и условиями работы, которые отличаются большим
разнообразием. При выборе приводного двигателя необходимо
руководствоваться некоторыми o o iu h n h i д л я конусных дробилок
особенностями их работы. Прежде всего это — отсутствие необ­
ходимости регулирования скорости вращения, а с другой сто­
роны — изменение нагрузки при дроблении и под завалом в весьма
широких пределах, определяемых рядом факторов. Наконец,
эксплуатация приводных двигателей нередко происходит в усло­
виях повышенной запыленности и влажности. Режимы работы
конусных дробилок крупного, среднего и мелкого дробления
имеют свои особенности, во многом определяющие выбор типа,
мошности и характеристик приводного двигателя.
§ 1. О РЕЖИМАХ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДРОБИЛОК
КРУПНОГО ДРОБЛЕНИЯ
В соответствии с существующей практикой эксплуатации
конусных дробилок крупного дробления следует рассматривать
два основных режима работы их электропривода: пусковой и ре­
жим дробления. Каждый имеет ряд особенностей.
Пуск дробилки приходится осуществлять как вхолостую —
без руды в дробящем пространстве, так и под нагрузкой — с ру­
дой в дробящем пространстве. Последний пусковой режим разде­
ляется H .i: 1) пуск под нагрузкой, с рудой, загруженной в дро­
бящее пространство при остановленной дробилке; 2) пуск с пред­
шествующей ему остановкой дробилки, загруженной рудой. Эти
пусковнс режимы получили название п у с к а п о д з а в а л о м .
Наряду с основным режимом дробления могут иметь место
периоды работы дробилки вхолостую, при отсутствии руды.
Кроме этого, встречаются случаи попадания недробимого тела
FMH ж е п о д п р е с с о в к а дробилки, которая приводит обычно
к ее остановке.
Нормальными эксплуатационными режимами следует считать
пуск дробилки вхолостую и последующая ее работа под нагруз1П4
При пускс дробилки вхолостую Пез рулы в дробяи1ем про­
момент сопротивления механизма незначнтелеи н вся
полезная энергия по существу затрачивается на разгон маховых
масс.
Две первых отечественных дробилкн ККД-1500 имели одиопрнводное исполнен не. В качестве приводного использовался
а с н н х р о н и ы н двигатель с ф азн ы м ротором типа Ф А Д \С О 158-10
иомннальной мощностью 400 шп. Опыт эксплуатации показал,
что одиодвигательнын привод обеспечивал нормальную работу
дробилки. Устойчивая работа привода и отсутствие значитель­
ных «пиков» мощности при дроблении объясняется в определенной
мере наличием больших инерционных масс механизма, выпол­
няющих роль маховика. Тем не менее, за исключением двух пер­
вых дробилок 1500/180, все последующие машины этого типа для
обеспечения пуска под завалом имеют двухприводное исполнение,
поскольку одиодвигательнын привод при существовавшей кон­
струкции дробилки не гарантировал преодоление даже сравни­
тельно легких завалов.
Таким образом, обеспечение пуска под завалом являлось
определяющим требованием при выборе типа и мощности двигателя.
K O ii.
стр ан стве
§ 2. ТИП, МОЩНОСТЬ И ПУСКОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПРИВОДНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ДРОБИЛОК
КРУПНОГО ДРОБЛЕНИЯ
С учетом уже изложенных особенностей работы конусных
дробилок, применение в их приводе двигателей постоянного
тока нецелесообразно. Наиболее полно основным требованиям
в приводе этих дробилок удовлетворяет асинхронный двигатель
с фазным ротором.
Выбор мощности приводного двигателя дробилки и его харак­
теристик во многом затруднен из-за широкого диапазона измене­
ния момента сопротивления механизма.
Экспериментально установлено, что, если в остановленную
дробилку попадает несколько кусков руды, такой завал является
легким и свободно преодолевается приводом. Значительного уве­
личения момента сопротивления не наблюдается н в тех случаях,
когда в остановленной дробилке дробящее пространство полностью
заполняется рудой. Объясняется это тем, что в подобных слу­
чаях не происходит сильного закл 1н1ивання дробимым материа•^ом подвижного конуса.
Наиболее тяжелые условия нуска возникают после внезапной
остановки дробилки, заполненной рудой: происходит сильное
заклинивание подвижного конуса, что приводит к значительному
увеличению момента сопротивления.
Следует иметь в виду, что, если при нормальной работе дро­
билки в дроблении участвуют движущиеся массы, кинетическая
195
энергия которых способствует выравниванию нагрузки, то при
пуске дроби.1КН пнкн нагрузки це.шком преодолевают приводом.
С целью преодоления завалов дробилки первичного крупного
дробления с величиной приемного отверстия 1200— 1500 мм
имеют двухпрнводиое иснолнеине с асннхр0 нпы\н1 двигателями
с фазным |кпором.
Основные парамет[)ы приводных двигателей некоторых дро­
билок крутюго дробления представлены в табл. 25.
Таблица 25
Технические данные приводных электродвигателей
дроби.юк крупного дробления
IS*h
Дробилки
о
X
R
С.
Тип электро-
дuнгJтeля
л
о
ь
о а
о
с.
о к
^ =
S
ККД-500/75
к КД-1200/150
ККД-1500/180
К КД-1500/300
Л-10,3-8
Л К З 12-42-10
Л К З 13-42-10
А К З 13-52-10
125
200
320
400
0,38
6
6
6
а
ь
X
0
1
=
:си
СП г;
t)
с Ь
со «а
о =
590
590
590
2.2
1.9
1.8
Как видно из таблицы, все указанные дробилки, за исключе­
нием ККД-500/75, имеют по два приводных электродвигателя.
Одиоприводиое исполнение дробилки с мощностью электродви­
гателя, равной суммарной мощности двух двигателей, ограничи­
вается прежде всего перегрузками в зубчатом зацеплении.
Для обеспечения пуска дробилки под завалом необходимо
на первой пусковой ступени создавать максимальный пусковой
момент, а в течение первой половины пуска средний пусковой
момент должен быть по возможности большим. Выполнение этих
требований определяется правильным выбором пусковой диа­
граммы и величины внешнего сопротивления, методика расчета
которых изложена в работах (8, 461. Основные положения этой
методики изложены ниже.
Для расчета пусковых характеристик необходимо пользоваться
методами, учитывающими криволинейный характер зависимости
/V/ = f (s) в зоне моментов, близких к критическим (s — сколь­
жение).
При повороте конуса в обратном направлении происходит
частичное расклинивание руды в дробящем пространстве. Это
приводит к снижению момента сопротивления механизма и созда­
нию благоприятных условий для пуска дробилки. Поэтому, кроме
обеспечения необходимых пусковых характеристик, в приводе
должна предусматриваться возможность его оперативного ревер196
сировапия. II, макопеи, в случае наиболее сильного заклинивания
руды однократное реверсирование привода может ие дать же­
лаемых результатов. Приходится осуществлять несколько вклю­
чений двигателей в обоих направлениях вращения.
Таким образом, электропривод конусных дробилок крупного
дробления должен удовлетворять следующим требованиям, ис­
ходя из условий обеспечения пуска дробилки под завалом: 1) при­
водные электродвигатели должны иметь высокую перегрузочную
способность в диапазоне 2,0—2,5; 2) схема включения элеКтрЛдвигателен должна быть реверсивной, рассчитанной на нес1<олько
включений подряд; 3) при расчете пусковых характеристик не­
обходимо обеспечивать максимальн1,1Й момент дв11гателя на первой
пусковой ступени,
§ 3. РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ПРИВОДНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ДРОБИЛОК КРУПНОГО ДРОБЛЕНИЯ
Для успешного пуска дробилки под завалом приводные элек­
тродвигатели должны обеспечивать максимальный момент на
первой пусковой ступени, что может быть обусловлено правиль­
ным расчетом пусковой диаграммы и величины внешнего сопро­
тивления г„ц
которое необходимо включить в цепь ротора для
получения максимального момента на первой ступени.
Известно, что уточненное уравнение механической характе­
ристики асинхронного двигателя может быть представлено вы­
ражением
/И=
,
(34)
’ + ^ + 2в
где
М и S — текущие значения момента и скольжения;
Мк и Sk — критический (опрокидывающий) момент и соот­
ветствующее ему скольжение.
Величина е может быть получена из выражения
где
и г'^ — активное фазовое сопротивление первичной
обмотки и приведенное к статору сопротивле­
ние вторичной обмотки;
-|- JCg — реактивное сопротивление короткого замы­
X =
X 11
^
кания;
— реактивное фазовое сопротивление первичной обмотки и приведенное к статору сопро­
тивление вторичной обмотки;
5^^ — критическое скольжение на естественной ха­
рактеристике.
Величина критического момента может быть получена из вы­
ражения
mU'i
Л1.=
2"Vi ( I
i-де
''i
'’i)
— фазовое напряжение статора;
m — число фаз;
u)„ — синхронная скорость.
Для естественной характеристики
При отсутствии данных по параметрам обмоток ман1ин можно,
пользуясь выражением (34), производить приближенные расчеты
на основании каталожных данных. Поскольку в каталогах па
двигатели значения критического скольжения не приводятся,
можно, принимая
и к =
получить
2Л1к ( I
М=
При /VI =
будет
Sifji
и
S =
8ц
Skc)
величина
Ки + 1' К +
критического скольжения
(^.и — О ~ '
ли
= -гг ~ кратность максимального момента электролвиМц
гателя.
Получение искусственных характеристик обеспечивается вклю­
чением симметричных, активных сопротивлений в цепь ротора г',^.
,\\ожно показать, что при Мк = const и е = const для двига­
теля равенство моментов для естественной и искусственной ха[)актеристик возможно, если
где
S/с.-
Ski,
(.36)
Для искусственной характеристик!!
^ки — ~
где
196
-I
— активное внешнее сопротивление, приведенное к ста­
тору.
выражение
па вы-
ражен не (35) и заменив г' и
и л
получим
Г2-f Ген
^ки
^ке
Разд ели в
это
на
.HHNoXtf
а
гг
3
о
1^
М ЭЛПМ Л, I
I/£)
ф|.||
•1гшльэи,!
Г. ,
-г с 1 £
I ^ С - .-----
— — СЧ (М
с-с’о с
tr.
Таким образом, подставляя в вы­
ражение (35) 5к», наГшенное по по­
следней формуле, и величину ь\
можно рассчитать соответствующую
искусственную характеристику. Для
определения вненл1его сопротивлеччя 1'ны. м при страгиванин принимаем
Sk„ = 1. Путем несложных преобра­
зовании получим
с-4 с 'Г 'Г
-г*!/:--Г
Г С С | с-1 С |
(Г
. 1-1X X (N C 4
р . Si
паи 'у
г,н. м = Гг[ — — \
учитывая выражение (35), находим
для расчетных параметров электро­
двигателя
П’ОН г.^.
С4
а
ст.
tr: с -f -г
с ооо
X с т .---С
4со-г-г
ЮЮiClO
-гЮIX) о
и II
= г.
-----
--- см с-1
(37)
О С-м
Сопоставление величин сопроти­
влений
применяемых для элек­
тродвигателей
привода
конусных
дробилок крупного дробления, с
рекомендуемыми
значениями (см.
табл. 26), показывает их существен­
ное различие, что приводит к непол­
ному использованию возможностей
электродвигателя.
Расчет искусственных характери­
стик, необходимых для построения
пусковой диаграммы асинхронного
двигателя, выполняется по естествен­
ной характеристике с учетом выра­
жения (36). Однако такой способ
расчета характеристик более трудо­
емок по сравнению с методом луче­
вых диаграмм, обеспечивающим не­
обходимую точность.
На рис. 116 приведен пример
построения искусственных харак­
теристик
графическим
способом.
Сначала строим естественную харак-
(С
U IO S II
П ОН ,
а
оос о
о (Nс с:
СЧ 7 0 -г
с ооо
еа
=
;
о
Q.
Н
SC
V
m
X
с; ш
сч
•ч-счю
СЧ со 00 со
оогооого
<<<<
2
X
e
t
О
СО
о с о _
lO 00 о о
----- со со
ос о^
о ооо
2
Q.
Н
V
7.
Л
а
се
с
C
SJю—
юо
о>
--'
199
термстпку и участок от Л/„ до
на оси абсцисс разбиваем
на несколько отрезков, ордннаты которых проводим до пересече
ПИЯ с естествеииой характеристикой. Затем через точки пересе­
чения и точку с координатами
и Зкг проводим отрезки до
пересечения с прямой s = О (точки /~5) Далее проводим пря­
мые через точки /—5 и точку с координатами AU- и s = 1. Пере­
сечение этих отрезков с ординатами моментов дает точки 6— 10
искусственной характеристики. Участки характеристик от М = О
до М
можно считать прямолинейными.
а^
Рмс. 116. Графическое построение
кусственных харг1ктеристнк
ис­
9
J
/ 1 .2 J
и
Рнс. 117. Диаграмма трехступеичатого пуска
При расчете пусковой диаграммы приводных электродвигате­
лей следует иметь в виду, что дробилки крупного дробления
являются механизмами без строгого ограничения по длительности
пуска и, кроме того, расчетные значения динамических нагру­
зок выбираются с определенным запасом, поэтому не обязательно
обеспечивать равенство пиковых переключающих моментов. Ис­
ходя из этого, значение пиковых моментов можно принимать в пре­
делах 0,85—0,95 Мк.
Экспериментально установлено, что поскольку после перво­
начального страгивания подвижного конуса люмент сопротивле­
ния, как [фавило, резко снижается, то для большинства дроби­
лок крупного дробления можно ограничиться тремя ступенями
пуска.
На рис. 117 приведен пример расчета диаграммы пуска гра­
фическим путем. Сначала строим естественную и искусственную
характеристики (точки 5—8) с максимальным моментом при тро­
гай ни. Затем задаемся величинами моментов yVIj и
и проводим
прямую аб, после чего точку в соединяем с точкой г, через кото­
рую, в свою очередь, проводим прямую га. Подобным же образом
200
находим точки е и з. Для построения характеристик второй и
третьей ступеней пуска через точки 5 \\ в проводим отрезок до
пересечения с прямой s = О в точке 9, Проводя прямые 9ж и 9и
до пересечения с ординатой из точки 5 , получим точки 10 и 11.
Получение точек 7; 7'; 7"; 8\ 8'\ 8" и построение характеристик
не вызывает затруднений.
Активные внешние сопротивления в цепи ротора определяются
графическим путем, исходя из соотношения
где Su и Sg — произвольные скольжения на искусственной и
естественной характеристиках при одинаковых мо­
ментах электродвигателя.'
Удобно пользоваться отношением критических скольжений.
Например,
тогда активное сопротивление первой ступени
. 10-5
'’ic — '*2 1_ 12 •
Следует отметить, что на практике установленные сопротивле­
ния обычно отличаются от расчетных, поэтому при подготовке
дробилки к пуску необходимо привести их в соответствие с ра­
счетными значениями. Для выбора яш.иков сопротивлений по току
необходимо знать ток ротора, который определяется по формуле
у
2
2.92(г,„+Го)-
Эквивалентный ток ступени определяется по формуле
/1 э к в_— 11 // ” ------------+ ^2--"1
"
------------- J
где /j и /2 — токи в начале и конце участка.
Для определения эквивалентного тока двух ступеней приме­
няется формула
.
где
_л/~
V
+ ^2+
^ + (^3+^4 + ^3^|) ^2
3(/i + /7)
’
и /4 — токи в начале и конце ступени;
и ^2 — время разгона на первой и второй ступенях.
Подобным образом можно определить ток при i ступенях
пуска.
7
'
/3
Ю . Л, МуПземиск н др.
201
Е ‘ лм HiBfcT'-ii ъкиивалеитпый ток за время пуска, можно
ofi|j<vr 1ИИ, 11[»1111<л= iiiii»ni пусковом ток, который, протекая^ по
coMpoiми I' Iiiimj в li 'u.iiис.'д.'штсмыюго вpe^ttип, вызывает таком же
ii;ii|i« B,
м vKBiiiia;n мтмым fiycKOBOM ток. Этот ток должен
6uiii M' lii.Mii' ,1 iin»MiiMo ломустммо!о тока ЯН1МК0 В сопротмвлеммя.
I
|рм I-р,'1 [ i:oBp<**.iciiiioM [)»./КМме («аооты, характерном для пуска
KMHV' III.IX дроонлок, г1р1111'*д^‘1П1ым ток 011ределяется по формуле
I.II* / - ;|'1ИMVII.MOCTI. iiycKc'j;
Т
ммстянная в|>(-‘мснм uaipCBa сопротивления.
§ 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
И ЛНУХДВИГАТЕЛЬНОМ ПРИВОДЕ ДРОБИЛОК
КРУПНОГО ДРОБЛЕНИЯ ПРИ ПУСКЕ
ПОД ЗАВАЛОМ
I
lyt’K iip(i(»iijiKii крупною дрооления под завалом сопровож/1.М
слпжнымн нгрсхиднымн нрпцсссами в ее приводе. Учет
ря,1.1 «|MUi"p(.ii, нлиякинмх на переходные процессы, приводит
ь и1.1Ч11м*Л1.и|.1м 1|)удносгям II усложняет сам расчет. Поэтому
Piu- 11^
(
, _
jMxt u vv'’
»•
.ч .'
с\о\и привода дробилки
К К 1-151X1300;
'. 1.1 IT-.-'..
— под\чц»11
o iK U s :
-• — K-TUHO-
4J.11, i
lukiii»: i — пиохсшый 9хл;
V - , -,..rN.t4
-ус; V* —
д .»м :>»ипгрид.1, J — ас л:'
Ч0.4ус
;о:*> ;о=’нм. направленных на упрощение расчет-
^ iiS •.'лл.м:\1 K.niC' jT :” еская схема ~p:i50~a
Л\ ч i
'■ ' • S?ч. ''.vV*
о V ч'v ' ‘ vV
:'сгя:л er кпнемллки.
."V
' 0И •;
X чГЛч ;> o.L:ne
ч'': ч\ч^'V
к
:cv\
I'.I'IiiH
h2
?2:чет-
■! ---?4.f - JJIFHJ
суммарные моменты нперцпп ротора пер­
вого и второго электродвигателем н веду­
щих шкивов с муфтами;
»/jO II l/oo - моменты ннерцнн ведомых шкивов;
момент ннерцин ьксцентрика с подвижным
конусом;
fl2 II C’^2 - жесткости клнноременнои передачи при­
водов;
II
C03
---жесткости
приводных валов дробилки;
13
^3j — эквивалентная жесткость системы подвиж­
ный конус -- дробимый материал — кор­
пус дробилки;
6 j II 6 0
зазоры в зубчатой передаче;
условный зазор между подвижным конусом
6^
и дробимым материалом;
пусковые
моменты электродвигателей;
11
Л^З'2
моменты, учитывающие затухание энергии
M a, M,2 и M ,l
в системе.
Рис. 119. Расчетная схема дробилки ККД-1500/300 при неудавшемся пуске ее под завалом
При составлении расчетной схемы были приняты следующие
допущения:
1) пусковые моменты электродвигателей равны и постоянны;
2) маховые массы ротора двигателя, муфты и ведущего шкива
(для каждого привода) представлены одним элементом с суммар­
ным моментом инерции;
3) ремии в клиноременной передаче натянуты равномерно,
без слабины;
4) зазоры в зубчатой передаче равны между собой (6, = бо).
Представленная на рис. 119 расчетная схема является много­
массной, многосвязной, включающей нелинейности. Каждый нз
ее элементов в определенной степени влияет на качественную
и количественную картину нестационарных процессов в режиме
203
rryf
k ;i
;if» o r> n .iK ii
rio ;i
t a ria .io M .
' 1 [ » о | | » г ( ч м { 11[»11м»11Итс.'м,11о к
М атем атическое
расчетной
схеме даио
описание
этих
ниже:
Л 1*Г| I ^ М\п ~ Л'/^j,
(38)
^2|Ч'21 “Н ^^^21 ~
(39)
Л / Г | 2 " Ь ^ ^ 1 Н " '^ Ь Ч =
(40)
/02^( 22
(41)
^аЧ':»
^^^£2 ~f~ ^ ^ 2 3 —
h
+
/V^i2 =
(42)
/ ^ г з ‘>
(43)
^'i2 ( ‘ Г п
(44)
Лloo = Coo (фо, — фоо);
(45)
6 i3 =
/ (Д ф 1 з ) ;
Ф12 — М'з —
^13 —
е,
О
Ф12 —
Фз +
е,
Д ф 1з =
(46)
Ф 12 — Ф з ;
при
Ф12 — Ф я > е 1 ;
при
|ф ,2 —
при
Ф12 —
Ф з1<е1;
Ф з < —
ef,
(48)
^^23 — ^23^'^J3*
623 =
f (А ф о з);
Дфоз =
(47)
Фгз —
Ф з;
(49)
‘ Тгз — Фэ — Вл при <Ггп — Ф : ) < е 21
О
^23 ■
—
при I сргя — Фз I < 8„;
(50)
Фгз — Ф'з + «2 при ф'23 — ф’з < — 8г;
^^■^34 = ^34®iul
вз| = /(Дф’31);
ДФ34 = ФЗ'.
(51)
(52)
ф 'з - ®3 при Ф з > е з ;
634
о
—
при |<ь1<ез;
(53)
Фз + 8з при Ф з < — e,;
(54)
Ма = *i2'Cij; Мег = *22ф2г1 М,, = *зфз,
A'fi2l A^21^ ^13<
/Иоз и /Из,
— крутящие моменты в соответствующих упру­
гих связях;
Ф’И» Ф21» Ф 22*
Ф12 ” Фз — угловые перемещения соответствующих вра­
щающихся масс;
ki2\ k-22 » ^3 — коэффициенты, определяющие величину мо­
ментов сопротивления, аналогичных вяз­
кому трению;
^1з1 ^23
^34 — деформации при наличии зазора величиной
2 e i;
•204
2 б 2 и 2ед.
в представленной системе уравнении рассеяние энергии движуш.ихся масс, имеющее место в реальных конструкциях привода
дробилки, учитывалось введением моментов сопротивления Л'!^;
Мс2 ”
пропорциональных угловым скоростям вращающихся
масс, аналогичных моментам сопротивления от вязкого трения.
Решение представленной системы уравнений аналитическим
путем представляет сложную задачу. Поэтому для оценки влияиия
различных парамеров кинематической схемы привода дробилки
при их вариации используется метод математического моделиро­
вания.
§ б. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Математический анализ электромеханических переходных про­
цессов даже при упрощенном их рассмотрении достаточно сложен.
Возможности для вариации отдельными параметрами в эксплуа­
тационных условиях весьма ограничены. Многие из этих трудно­
стей преодолеваются при использовании методов математического
моделирования, основные поло­
жения которых изложены в ра­
ботах [13, 161. Структура мо­
дели подбирается так, чтобы
происходящие в ней процессы
подчинялись аналогичным ма­
тематическим уравнениям, опи­
сывающим процессы, исследуе­
мые в приводе.
Динамические процессы в
электрических и механических
Рис. 120. Динамические системы:
системах описываются идеиа — механическая; б — электрическая
тичными
дифференциальными
уравнениями. Так, например, движение зарядов в цепи с сосре­
доточенными параметрами L, /? и с (рис. 120, б), к которой при­
ложена электродвижущая сила Е (/), описывается уравнением
Lq + Rq + - Lq = E (t),
где q — электростатический заряд.
Динамический процесс в механической системе (рис. 120, а)
при мгновенном приложении силы F и наличии сил сопротивле­
ния, пропорциональных первой степени скорости деформации
пружины, описывается дифференциальным уравнением
тх + Ьх -\-сх = F,
где т —
{у —
Q—
X—
масса груза;
коэффициент пропорциональности;
коэффициент жесткости;
деформация пружины.
Сравнение двух последних уравменнм показывает их идентич­
ность. Это обстоятельство при соответствующем подборе постоян­
ных ко'г^ффнцнентов позволяет изучать нестационарные процессы
в механической системе на электрической модели. Такой способ
является моделированием на основе прямых аналогий.
Наряду с этим способом применяется моделирование с помощью
аналоговых вычислительных машин, выполияюиа.их математиче­
ские операции сложения, вычитания, умножения, деления, диф­
ференцирования и интегрирования на основе отдельных реша­
ющих элементов. Они отличаются от ^юдeлeй, выполненных на
основе прямых аналогий, отсутствием прямой физической анало-
Рис. 121. Основные счетно-решающие элементы
ГИИ между величт 1ами, характеризующими изучаемое явление,
и величинами, получаемыми в результате выполнения отдельных
математических операции. Аналоговые вычислительные машины
являются математическими люделями, в которых физические вели­
чины моделируемой системы оригинала представляются в виде
пропорциональных им величин (электрических напряжений),
являющихся неременными напряжениями модели. Необходимыми
условиями решения задачи моделирования являются: 1) тожде­
ственность уравнений, описывающих моделируемую систему (ори­
гинал) и модель; 2) постоянство масштабов, которые связывают
между собой переменные величины оригинала и модели.
Эти условия на аналоговых вычислительных машинах непре­
рывного действия вьнюлияются автоматически, поскольку при
но.мощи выбранных мас1Игабов описывающие оригинал уравнения
преобразуются в уравнения, описывающие модель, а по ним
осуществляется набор задачи на машине.
Рассмотрим метод решения дифференциального уравнения
с помощью установки, состоящей из отдельных решающих эле­
ментов. Примем условно их обозначение таким, как это показано
на рис. 121. Рассмотрим, например, как набирается с помощью
подобных решающих элементов дифференциальное уравнение
(\ = /VI — /2ф;
_<десь /VI и п — заданные величины;
Ф — искомая зависимая переменная величина.
206
Из этого уравнения видно, что для определения (р необходимо
дважды проинтегрировать сумму /И — /кр и помножить резуль­
тат па ( 1). Слагаемое (—/?гр) может быть образовано путем пере­
множения величины (р, полученной после двухкратного in iT e rp n -
Рис. 122. Схема соедипепмя счетно-решающих элементов
рования и умножения на (— 1), на коэффициент (—/г). Слагаемое
(— я(р) с помощью обратной связи подается на сумматор (рис. 122).
Указанные математические операции могут осуществляться
на аналоговой вычнслительЕюн машине. Весь процесс реи]ения
задачи на ней можно разбить на четыре операции:
1) приведение
уравнения,
описывающего оригинал, к виду, Ui
-0
удобному для моделирования
Lq
на машине;
- 2) выбор масштабов и пре- ^
JKU8X
образование уравнения, описы­ о—(
вающего оригинал, в уравне^
ние, описывающее модель (ма­
шинное уравнение);
Up
3) коммутация (включение)
вычислительных блоков модели,
необходимых для воспроизведе­ Рис. 123. Структурная схема решаю­
щего усилителя
ния решения машинного урав­
нения;
4) регистрация решения машинного уравнения, переход при
помощи масштабов от моделирующих переменных к моделируе­
мым и анализ решения задачи.
Основным блоком вычислительной машины, осуществляющим
операции суммирования, умножения на постоянный множитель,
интегрирования и дифференцирования, является решающий (опе­
рационный) усилитель постоянного тока. Принципиальная схема
решающего усилителя с отрицательной обратной связью приве­
дена на рис. 123.
Выходное напряжение
усилителя определяется решением
системы уравнений, описывающих его равновес1юе состояние;
и вых — —
t i t .
•
^
h — i-i
к= \
•
.•
~
.
/ __
~
zk
'
207
где U k — входное напряжение;
Zk — сопротивление входной /с-й цепи;
— сопротивление цепи обратной связи;
k — коэффищ1ент ус 11ления без обратной связи;
— напряжение на входе усилителя;
1к — ток ^•-й входной цепи;
/'о — ток в цепи обратной связи;
г„ — сопротивление нагрузки;
igx — входной ток усилителя (рис. 123).
Решая эту систему уравнений, получаем соотношение между
выходной величиной У^ых и входными величинами U k-
и.
Zk
и ... = k=i
Zk
В ЭТОМ выражении членом
/;=1
Zk
ввиду большой величины коэффициента k можно пренебречь.
Тогда
п
и,
и.
Zk
/;=1
В ТОМ случае, когда в качестве Zq включается активное сопро­
тивление 2 о = /?,„ а 2к = Rk, блок осуществляет суммирование
и усиление входных величин:
и шх
В частном случае, при 2 ц = /?„; Zk =
няет масштабное преобразование;
= О, блок
выпол­
и
— — о и
^ оых—
а при /?о =
а
208
— инвертирование:
В том случае, когда в качестве 2q включается емкость С,
— активные сопротивления, операционный усилитель вы-
2^
полняет оперзцию интегрирования при одноврсме1июм суммиро­
вании нескольких величин:
и аых -—
---- “‘т г
V7 ---- »
РС jL J Zk
k=\
соответственно
t
С
п
(J к = \
где E q — заданное начальное значение.
I)
Р»с. 124. Схема электронной модели зоны нечувствительности
Для построения схем специальных нелинейных зависимостей
в электромоделях предусмотрены диодные элементы и потенцио­
метрические схемы для задания напряжения необходимого знака,
а также сопротивления, емкости и усилители постоянного тока.
Такие нелинейные характеристики, как зона нечувствительности,
люфт, сухое трение и другие воспроизводятся на модели путем
различных сочетаний вышеуказанных элементов с усилителями
постоянного тока.
Для воспроизведения нелинейности типа зоны нечувствитель­
ности (рис. 124, а) в модели используются два диодных элемента,
включенные последовательно с входными сопротивлениями сумми­
рующего усилителя. При этом величина напряжения отпирания
диодов (Xj и Хз) устанавливается с помощью потенциометров.
Углы наклона прямой
и а , соответственно будут
cci = arctg
а, = arctg
,
где pj и Ро — коэффициенты, учитывающие сопротивление после­
довательно включенного с диодом потенциометра
(после отпирания диодного элемента).
209-
Крутизну иарастапия напряжения на выходе схемы (рнс. 124,6)
можно изменять, меняя сходные сопротнв^пення /?, н
Кроме этого, в электрических моделирующих установках
имеются специальные блоки нелинейности и другие преобразо­
ватели, позволяющие моделировать различные функциональные
зависимости.
В инженерной практике моделирования, наряду с другими
типами машин, используется электронная вычислительная ма­
шина МН-7.
§ 6. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
В ПРИВОДЕ ДРОБИЛКИ ККД-1500.300 В РЕЖ ИМ Е
НЕУДАВШЕГОСЯ ПУСКА ЕЕ ПОД ЗАВАЛОМ
Схема набора уравнений (38)— (54) на моделирующей уста­
новке (с учетом решающих возможностей модели МН-7) представ­
лена на рис. 125. Эта схема построена по структуре задачи. Де­
сять интегрирующих звеньев |уравнеи11я (38)— (42)] соответст­
венно воспроизводятся решающими усилителями У 5, 6, 7, 8,
15, 16, 5\ 6', Т и
три нелинейных звена зазора |функциоиальиые зависимости (46), (49) и (52) I — усилителями 13, 14 и 13'
с диодами во входной цепи, четыре суммирующих звена — усили­
телями 2, 3, 4, 2' и три звена перемножения — усилителями 10, 1
и 10\ Одно звено инвертора воспроизводится усилителем 3'.
При включенном положении тумблеров Г.з, Г., и
моделируется
работа привода с выбиранием зазоров 6 ,, 6 о, 6 3 , при включенном
положении тумблеров Г ,, Го, T q — работа без соответствующих
зазоров.
Исходные данные, принятые при моделировании за расчетные
номинальные значения, таковы:
У ц =* /-2 1 = •^расч.н —
J J2
22
н
=
12 расн~
Л =
£*12
— £-22
^13 ~
^23 “
^31 “
^12 расч- н
^13 расч.
^3J расч.
1 ■10* К д 'М "',
1
•1 0 ^ Кб •Л1^,
кг’М^\
5 •1О
н = 3,5 • 10^'
н = 5 • 10^
Н 'М ,
Н ' М\
Н ' М,
Л/^1 = Мдг = Мл = 3,2-10‘‘ н-м.
Основной нелью моделирования нестационарных процессов
в приводе дробилки ККД-15(30/30(3 при неудавшемся пуске ее
под завалом является определение влияния зазора между по­
движным конусом II дробимым материалом (рудой) 6 3 , зазоров
в зубчатом зацеплении Л, и iSo и жесткости руды
на величину
динамических нагрузок в отдельных элементах кинематической
цепи. В соответствии с этим проводится широкая вариация
210
ю
00
со
0
1
X
а
та
а.
>>
о
с
а
CJ
C
J
<
и
о
о
о.
I
C
CV
SIJ
>
»«
1^ Со
X
2
5
о
X
а
с.
&
|
с
С<
4
4s
1
ч>
н
О
зог)
со
с.
R
§
га
S
X
и
ю
сч
и
£i
21
величшг Л,, f)n,
II Гз,. Остальные параметры книематнческои
цепи привода дробилки остаются иеизмеппыми и равными ис­
ходным расчетным величинам.
Спедует отметить, что в ходе эксплуатации дробилок измене­
ния претерпевают обычно зазоры и жесткость руды, поскольку
остальные параметры привода определены конструкцией.
^ —
/)
К -
///
1/
0.07
0,0г
0,03
0,0^(fj,pad
0,01
0.0Z
0,0JiPj,pad
о)
Рис. 126. Графические зависимости Я = / ( 63):
а — при с,. =
б — при
2) б, = б , = 0,01 рад, 3) 6 i = 6 , = 0.02 рад; 4)
5) 6 , = б а = 0,01 рад
/) б, = Л, = 0;
6 i = б , = 0,03 рад',
Вариацию зазоров 6 ,, 6 о и 6 .^производим в пределах О—0,04рс^
в различном их сочетании. По результатам моделирования по­
строены графические зависимости:
I = f (6 3 ); I = /( 6 ,;
6 0 );
т = / (бз); т = / (6 1 ; бо).
Принятые здесь обозначения А, и т в относительных единицах
имеют следующий смысл:
Х=
где
2Л/ав. п
_ ^^13
т^ =
^ дв. п *
А/з, — крутящий момент в упругом элементе системы по­
движный конус— руда— корпус;
yVIi3 — крутящий момент в приводном валу;
j^ha.n — пусковой момент двигателя.
Графиками на рис. 126 иллюстрируется зависимость динами­
ческих нагрузок в руде К в функции величины зазора между
подвижным конусом и рудой 63 для различных значений
бо и С34. Сопоставление этих графических зависимостей позволяет
оценить степень взаимного влияния указанных параметров на
величину К.
При изменении 63 величина К во многом определяется значе­
нием жесткости Сз4. Так, при Cgj = с^^ра,ч.н.
= 60 = 0,04 рад
с увеличением 63 нагрузки в руде достигают значений, равных
212
10,5. Наиболее интенсивно X возрастает при изменении 63 от О
до 0,01—0,02 рад. При дальнейшем увеличении 63 нагрузки
в руде возрастают не столь значительно. При уменьшении же­
сткости руды в пять раз влияние зазоров
6 .,; 63 иа величину
динамических нагрузок проявляется в меньшей степени, а /. до­
стигает своего максимального значения, равного 4,95. Однако
и в этом случае нагрузки в наибольшей степени возрастают также
при изменении 6 ., от О до 0,01—0,02 рад.
Эта особенность формирования динамических нагрузок в руде
в переходных режимах пуска дробилки под завалом позволяет
сделать вывод о суш.ественном влиянии зазора 63 на процесс пер­
воначального страгивания подвижного конуса.
На рис. 127 приведены зависимости Л = / (б,; 6 о). Их анализ
показывает, что величина "к в большой мере определяется значе­
ниями зазоров 6 1 и б о. Во всем рассматриваемом диапазоне их
увеличения нагрузки в руде суш,ественно возрастают, однако,
при уменьшении жесткости С3., влияние зазоров
и б.> на вели­
чину \ снижается.
Приведенные результаты моделирования показывают, что
динамические нагрузки в руде при пуске дробилки под завалом
могут изменяться в весьма широком диапазоне. Их максимальные
значения определяются соотношением величин зазоров 6 1 , 6 , и 6 3 ,
а также жесткостью С34.
Зависимости т = f (6 3 ); т = / (6 j; 6 0 ) даны на рис. 128 и 129.
Анализ этих зависимостей показывает, что в иccлeдye^юм пере­
ходном режиме неудавшегося пуска под завалом при вариации
указанных ранее параметров, динамические нагрузки в зубчатом
зацеплении конических шестерен т могут принимать весьма разно­
образные значения. Так, при 6 j = 6 ., = 0,04 рад\ 63 = 0;
C3.J = ОЛс^^расч.ю
= 2,55; с изменением 63 до 0,04 рад т =
= 4,55.
Влияние жесткости Сз, на формирование нагрузок в привод­
ных валах определяется соотношением зазоров б,, б^ и 63 в кине­
матической цепи привода. При их вариации в диапазоне от 0,01
до 0,04 рад при С34 =
не наблюдается значительных
изменений т. При 6 1 = 6 ., = 0,04 рад и Г34 = ЬОгз^р^,^.^ и
вариации 6 3 от О до 0,04 рад, т соответственно изменяется от
3,55 до 3,9. Д ля Сз1 =
при тех же значениях 6 1 ,
6 о и 6 3 величина т изменяется от 2,5 до 4,6. При 63 = О влияние
жесткости руды, в особенности в диапазоне изменения 6 j от О
до 0 ,0 1 рад, незначительно.
Сопоставление этих результатов моделирования показывает,
что в зубчатом зацеплении конических шестерен с эксцентриком
в переходном режиме неудавшегося пуска под завалом динами­
ческие нагрузки могут изменяться в довольно широком интервале.
Их величина при прочих равных условиях определяется соотно­
шением параметров б^, 6 2 , 63 и С34.
213
к
2
i 1
V-
О
0,01
0,02
0,03tfuPad
5)
а)
Рис. 127. Графические заипсимостп ^ = / (^ 1; бо):
а — при с,« =
О — при с,, = \,0сз1рас‘{. «•
б, = 0,01 рад; 3) 6 j = 0,02 рад. 4) 6 , = 0,03 рад\ 5) 6 j = 0.01 рад
5 «
J^
1
а)
5)
Рис. 128. Графические зависимости т = / (63):
а — при с,4 = I.O fj 4pQ^;,| ц’, б — при Cj, = ^.-Сцрасч. н>
61 = 62 — 0 ;
2} 6 , = 6 j = 0.01 рад. 3) б, = 63 = 0.02 рад\ 4) б, = б , = 0,03 рад\
5) 0| = ба = 0,01 рад
а)
Рис. 129. Графические зависимости
S)
б.^):
а - при
Сз. = \.^с^храсч. ,0 ^ ~ прч Cj, = 0 , 2сз,р^,^,,
/) 63 = 0 ;
2) 6 j = 0,01 рад\ 3) б, = 0,02 раО; -I) 63 = 0,03 рад; 5) 63 = 0,01 рад
214
На основании результатов моделирования можно сделать
следующие выводы.
1. Неудавшиися пуск конусной дроОнлки крупиоги дробления
под завалом сопровождается повышенными динамическими на­
грузками в упругих элементах пр1гвода.
2. Имеющиеся в кинематическо!) цепи привода дробилки
зазоры оказывают существенное влияние на величину динамиче­
ских нагрузок в дробимом материале (руде) и конической пере­
даче.
3. Образование условного зазора 6.^ между подвижным ко­
нусом и рудой при определенных соотношениях параметров при­
вода вызывает значительное увеличение динамических нагрузок
в руде.
4. Величина эквивалентной жесткости системы дробящий
конус— руда— корпус оказывает большое воздействие на форми­
рование динамических нагрузок в отдельных элементах кине­
матической цепи привода дробилки.
§ 7. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИВОДА ДРОБИЛОК
КРУПНОГО ДРОБЛЕНИЯ ККД-1500 И ККД-1200
Задачами
промышленных
нсследований привода дроби­
лок К К Д , проведенных на различных горно-обогатительных ком­
бинатах, являлось: 1) определение возлюжности пуска дробилок
крупного дробления под завалом в различных эксплуаташюнных
условиях; 2) оценка эффективности реверсирования привода при
преодолении завала; 3) оценка эффективности гидроопоры в ре­
жиме пуска под завалом; 4) исследование нестационарных про­
цессов в приводе дробилки во всех испытуемых режимах.
При проведении испытаний создавались наиболее тяжелые
условия для преодоления завала. Во всех случаях, с использо­
ванием тех или иных мероприятий, завал удавалось преодоле­
вать электроприводом.
Методика промышленных исследований заключалась в сле­
дующем. Перед началом каждого испытания проверялась раз­
бивка пусковых сопротивлений по ступеням, а также состояние
щеточного контакта. Запись крутящих моментов на моторных
и приводных валах производилась методом тензометрирования.
Сигналы тензодатчиков регистрировались усилителем типа ТА-5
(или специальным полупроводниковым восьмиканальным усили­
телем) и осциллографом типа МПО-2 (с записью на пленку),
Н-700 или К-9-21 (с записью на фотобумагу). Для тензометрпрования крутящих \юментов датчики наклеивались под углом 45
к оси вала. Сигнал от датчиков к усилителю передавался с по­
мощью специальных кольцевых токосъемников. Схемы монтажа
тензодатчиков, их соединения в рабочую схему, а также устрой­
ства токосъемника, показаны на рис. 130.
215
Всличима крутящего момента \\а приводном валу определяется
по (|юрмуле
Л1к^ = 0,2d^T,
где d — диаметр вала;
т — касательное напряжение.
- fS
7
о)
Рис. 130, Схема расположения п соединения тензодатчиков для записи крутя­
щих моментоп (а ) и схема кольцевого токосъемника (б):
I — пал; 2 — 113олируюи;сс колы ю ; .? — токосъсмиыс провода; 4 — кабель; 5 — изоля­
ционная планка; 6 — пружина
Для регистрации токов статора, а также активной мощности,
потребляемой двигателем из сети, использовались вибраторы
типа Д\ОВ, схема включения которых показана на рис. 131.
Промышленные испытания выполнялись в следующем по­
рядке: 1) производился пуск дробилки вхолостую, а затем ее
остановка; 2) в дробящее
пространство остановлен­
ной дробилки загружалась
руда; 3) производились
пуски (неудачные) и оста­
новки заваленной дробил­
ки; 4) с применением мер,
описанных ниже, произ­
водился пуск дробилки
под завалом.
Многочисленными экс­
Рис. 131. Схема включения вибраторов для
периментами было уста­
осциллографирования мощности и тока ста­
новлено, что пуск дро­
тора:
билки, даже после пол­
т о — токовая
обмотка
онбратора
мощности;
ного заполнения ее дро­
О Н — обмотка напряж ения онбратора мощности;
Ш Л 1 — пнбратор для записи тока статора
бящего пространства
в
остановленном положении,
незначительно отл 11чался от пуска вхолостую. Объясняется это
тем, что в пoлoбf^ыx случаях, как правило, не происходит за­
клинивания дробимого материала и, следовательно, момент
сопротивлен1гя возрастает не столь значительно. Пики крутя­
щих моментов в приводных валах незначительны. Наиболь216
шими являются обычно первые пикм крутящих моментов, ве­
личина которых обуславливается соотношением параметров
кинематической цепи привода и пусковым моментом электро­
двигателей. Затем нагрузки довольно резко снижаются.
На рис. 132 приведены осциллограммы переходного процесса
при пуске дробилки под завалом. В одном случае загрузка руды
'em
Рис. 132. Осциллограммы пуска дробилки под завалом при загрузке материала
в остаповлеииую дробилку:
а — загр узка до */i объема дробящего np o cT p a itcrn a ; б — полная за гр узка дробящего
пространства; / с т — ток статора элсктродпигателя; Af t — крутящ иП момент в тихоход­
ном валу
производилась до
объема дробящего пространства, а в другом —
до полного его заполнения. Пусковые сопротивления подбира­
лись так, чтобы обеспечивался максимальный момент на первой
пусковой ступени. Из осциллограмм видно, что в обоих случаях
после включения двигателей происходило страгивапие дробящего
Рис. 133. Осциллограммы крутящих моментов п тихоходном налу дро­
билки ККД-1500/180 при страгиваиии ее с помощью крана
конуса. Это повлекло за собой возрастание нагрузок в приводных
валах. Несмотря на это, и в том и другом случаях завал успешно
преодолевался приводом.
В ряде случаев момент сопротивления меха[1изма в первона­
чальный момент пуска имеет повышенное значение, что и обусла­
вливает формирование повышенных пиков нагрузки сразу же
после выбирания зазоров в кинематической цепи.
Д ля оценки характера изменения момента сопротивления
при страгиваиии с места подвижного конуса дробилки с рудой
в дробящем пространстве был использован мостовой кран, к крюку
которого подвешивался динамометр. На рис. 133 представлены
217
KpifBbic крутящего момента Д/ в прмводпом валу для двух слу­
чаев меудавтегося страгпвання с помощью крапа. При таком,
почти статическом приложении движущего момента, по мере
просорачпвання ведомого шкива момент сопротивления возра­
стал. Его величина во всех случаях превышала суммарный мо­
мент, который могли бы обеспечить оба двигателя при полном
нспотьзовании их перегрузочной способности.
Анализ результатов моделирования пуска дробилки под зава­
лом показал, что за счет максимального пускового момента двиr a T e i e i i и зазоров в кинематической цепи в заклиненной руде
создаются повышенные днналшческие нагрузки, способствующие
страгнван1но подвижного конуса. Это нашло свое подтверждение
при проведении эксперимента пуска дробилки с помощью при­
водных двигателей после того, как страгиванне подвижного
конуса с по\ющью крана оказалось безуспешным.
После установки на первой пусковой ступени сопротивления,
обеспечивающего максимальный момент двигателя, был осуще­
ствлен успешный пуск дробилки под завалом. Было установлено,
что основной задачей для успешного преодоления завала является
первоначальное страгиванне подвиж1юго конуса, после чего
люмент сопротивления механизма резко снижается. Форсирование
с этой целью .максимального момента электродвигателей на первой
пусковой ступени приводит, естественно, к увеличению динами­
ческих нагрузок в отдельных элементах кинематической цепи.
При проектировании привода дробилки крупного дробления и
расчете характеристик его электродвигателей необходимо учиты­
вать такую возлюжность возникновения повышенных динамиче­
ских нагрузок.
Таки.\г образом, наличие максимального момента на первой
пусковой ступени, является необходимым условием, которому
должен удовлетворять электропривод конусной дробилки круп­
ного дробления.
Большое значение для успешного пуска дробилки под завалом
имеет одновременность включения масляных выключателей обоих
двигателей. На рис. 134 показаны осциллограммы неудавшихся
пусков дробилки под завалом при неодновременном включении
двигателей. Запаздывание пуска одного из них (на 0,67 сек) спо­
собствовало ухудшению условий преодоления завала. Переходный
процесс в пр11водном валу дробилки в этом случае имеет ярко
выраженный колебательный характер с апериодической соста­
вляющей. В кр 11вой крутящего момента М для обоих случаев
пуска имело место люфтообразование. Рисунок хорошо иллюстри­
рует переходный процесс в приводных валах дробилки при неудавшемся ее пуске под завалом.
В практике эксплуатации еще нередки случаи, когда пуск
дробилки с максимальным моментом двигателей н при одновре­
менном их включении не удается. Это объясняется тем, что при
218
попытке стронуть дробящий конус вращением его в прямом
направлении закли 11ивание дробящих конусов рулой вызивает
весьма значительный момент сопротивления. При страгиванин
подвижного конуса в обратном направлении, путем реверсировгния привода степень заклинивания может быть меньше, благо­
даря чему появляется возможность преодоления завала.
Для оценки эффективности реверсирования привода при пуске
дробилки под завалом производился специальный эксперимент
на дробилке К К Д - 1200/150. С целью быстрого переключения двиfcm
ГТТТП“ПТПГ»Т777Л
M hliniU lLlllJLU lM
A/f
Мт
Рис. 134. Кривые крутящих моментов
в тихоходных валах дробилки
К К Д - 1500/180 при неудавшемся пуске
ее под завалом
Рис. 135. Осциллограммы пере.ходного
процесса в приводном валу при не­
удавшемся пуске дробилки
К К Д - 1200/150 под завалом:
Ic ffi — ток статора; Л1 j и Л1, — крутящие
моменты D тихоходных валах
гателей для вращения в обратном направлен1ги на дробилке была
собрана схема оперативного реверсирования привода. Для обеспе­
чения высокой степени заклинивания подвижного конуса и,
следовательно, повышенного момента сопротивления механизма,
дробилка была остановлена с рудой в дробящем пространстве.
Затем производилась попытка ее пуска с пониженным моментом
электродвигателей
= 0,8 М„. Пуск не состоялся. Колебания
крутящего момента в приводном валу обусловлены проскальзы­
ванием ремней вследствие слабого их натяжения. Последующггй
пуск с максимальным пусковым моментом оказался также неудач­
ным (осциллограмма на рис. 135). Это свидетельствовало о высо­
кой степени заклинивания подвижного конуса.
Интересно отметить еще одну особенность переходного про­
цесса в приводном валу, показанного на рис. 135: здесь не наблю­
дается затухания колебаний крутящих моментов в приводных
валах; наоборот, амплитуды колебаний постепенно возрастают.
Причиной этому является слабое натяжение ремней и их проскаль­
зывание. Такой факт особенно необходимо учитывать персоналу,
эксплуатирующему дробилки.
После неудачного пуска дробилки с максимальным моментом
в рабочем направлении вращения через несколько секунд после
отключения двигателей было произведено их включение в оорат219
ном направлении. Подвижный конус легко стронулся и пуск
состоялся. Затем дробилка была остановлена с рудой в дробящем
пространстве и вновь успешно пущена. При таком пуске в обрат­
ном направлении создались благоприятные условия для страгивания подвижного конуса.
В
.ходе промышленны.х испытаний конусной дробилки
К К Д - 1500 300 создались особо тяжелые условия для преодоления
завала. Рассмотрим результаты этого эксперимента. После одной
из остановок с рудой в дробящем пространстве последующие
т
II
А/;
Mz _______________
^l^l/VWvvv^^
\/W-
IV
Рис. 136. Кривые переходных процессов
в приводе дробилки К К Д - 1500/300 при пуске
с применением реверсирования:
/ — / / / — нсудаишнсся пуски; IV — удапшиПся
М2
пуск; Л1, и
J — крутящие
ходных иалах
моменты в тихо­
П О П Ы Т К И пуска дробилки как в том, так и в другом направлениях
вращения оказались неудачными. На рис. 136 показаны осцилло­
граммы переходных процессов для этих режимов. Для преодоле­
ния столь тяжелого завала потребовалось произвести 12 неудач­
ных включений с чередованием в обе стороны направления вра­
щения. При 13-м включении дробилка пустилась. Этот режим
показан на осциллограмме IV .
Анализ экспериментальных данных позволил установить, что,
по мере включения электродвигателей в прямом и обратном напрг )лениях вращения интенсивность заклинивания подвижного
конуса уменьшается. Сравнение удачного (13-го) включения
с остальными показывает, что при использовании неоднократного
реверсирования привода увеличился условный зазор между
подвижным конусом и рудой, что способствовало преодолению
завала. Как только осуществилось страгивание подвижного ко­
нуса, момент сопротивления механизма существенно уменьшился.
Экспериментальные данные, а также опыт эксплуатации, по­
казывают, что важным мероприятием по обеспечению успешного
пуска дробилки под завалом является создание конструкции,
220
позволяющей легко ii быстро расклинивать подвижный конус.
Этому требованию в значителыюй мере отвечает опытная
дробилка
с
гидравлической
опорой
дробящего
конуса
ККД-1500/180-ГРЩ. Для выявления э(|х1зективностн гидроопоры
в тяжелом режиме пуска дробилки, путем нескольких последо­
вательных включений и отключений приводных двигателей, было
создано такое заклинивание подвижного конуса, при котором
попытка пуска дробилки двумя электродвигателями оказалась
безуспешной. Затем было осуществлено опускание подвижного
конуса и последующий успешный пуск дробилки под завалом
одним двигателем.
Таким образом, можно утверждать, что опускание подвиж­
ного конуса с помощью гидроопоры способствует расклиниванию
дробящих конусов рудой, что приводит к значительному снижению
момента сопротивления механизма.
Резюмируя изложенное, можно сделать следующие выводы.
1. Характер переходных процессов в приводе дробилок первич­
ного крупного дроблен1[я и величина момента сопротивления при
пуске под завалом определяются в значительной мере степенью
заклинивания подвижного конуса рудой.
2. Для существующих конструкций дробилок крупного дроб­
ления необходимо максимально использовать установленную
мощность приводных электродвигателей при обязательном обеспе­
чении их максимального момента при страгивании.
3. Характер и величина динамических нагрузок в приводе
дробилки в значительной степени определяются зазорами в кине­
матической цепи.
4. Опускание подвижного конуса с помощью гидроопоры
способствует снижению момента сопротивления механизма.
5. Учитывая большое разнообразие условий пуска дробилки
под завалом, наряду с применением гидроопоры, в схеме электро­
привода следует предусматривать возможность оперативного его
реверсирования и разбивку пусковых сопротивлений, обеспечи­
вающую максимальный пусковой люмент на первой пусковой
ступени.
Применение указанных способов, несмотря на очень широкий
диапазон изменения момента сопротивления механизма, позволяет
во многих случаях успешно преодолевать в дробилке весьма
тяжелые завалы.
§ 8. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ДРОБИЛОК СРЕДНЕГО И МЕЛКОГО ДРОБЛЕНИЯ
Решение вопросов рациональной загрузки приводных электро­
двигателей и правильный выбор их мощности имеют важное зна­
чение. Применительно к электроприводу дробилок среднего и
мелкого дробления следует рассмотреть два основных режима
работы: пуск и дробление.
221
Пуск дробилок среднего и мелкого дробления осуществляется
вхолостмо, без материала в дробящем пространстве, поэтому
практически весь момент электродвигателя используется на раз­
гон маховых масс механизма. Каких-либо иных требований в этом
режиме работы не предъявляется. Естественно, что выполнению
этих условии вполне удовлетворяет асинхронный короткозамкну­
тый двигатель.
На рис. 137 представлена кривая мощности, потребляемой
двигателем из сети при пуске дробилок KOT-22rjO. Время разгона
составляет 2,0 сек. Очевидно, что пуск происходит легко, мощ­
ность холостого хода равна 30—
50 кет.
В более сложных
условиях
работает электропривод в режиме
дробления. Представление о сте­
пени загрузки приводных двига­
телей по нагреву дают графики
нагрузки. На ряде горно-обогати­
тельных комбинатов производи­
лись исследования с целью полу­
PiiL. 137. Кривая пускоиой мощ­
ности N дробилки КСД-2200
чения таких графиков. Счетчи­
ком регистрировалось потребление
электроэнергии. Его показания фиксировались через каждые
30 мин в течение 20—25 рабочих смен. По расходу активной элек­
троэнергии определялась средняя потребляемая мощность элек­
тропривода дробилки за каждые 30 мин ее работы.
Па каждой испытуемой машине производилось измерение
ОС н1)оизводнтельности и регистрация ширины разгрузочной щели.
По сведениям геологических отделов принималась характеристика
РУД1Л.
Па рис. 138 приведены графические зависимости Р = f (/).
По графикам нагрузки для рассматриваемого отрезка вре­
мени определяется значение среднеквадратичной мощности по
формуле
кет,
S 'где Л/ — средняя мощность в кет, потребляемая за промежуток
времени // в ч.
Анализ экспериментальных данных показал, что величина Р^к
составляет 0,3—0,6Я„ (Р„ — номинальное значение мощности).
Для изучения режимов работы электропривода в определенных
условиях были проведены эксперименты на дробилке при поддоржаннн U заданных пределах величины разгрузочной щели
и производительности дробилки с регистрацией параметров,
характеризующих нагрузочный режим и гранулометрический
состав дробилюго материала.
Рс.к =
ООО
Дробмлка КАШ-2200 работала с определенной производитель­
ностью в теченне 3 мес., после чего про||зводите.1ьмост|, менялась
н дробилка снова работала 3 мес. Прн этом помержнвалась'uhiрина разгрузочной щели 5 мм. Каждую рабочую смену фикси-
16
Рис.
138.
Графики нагрузки Р = f (t) для дробилок
и КМД-2200; Р — мощность из сети
t.4
КСД-2200
ровалась величина электроэнергии, потребляемой приводным
электродвигателем, и время работы дробилки. По этим данным
определялась в течение года средняя потребляемая двигателем
мощность за смену при работе дробилки с различной производи­
тельностью: 84;
105; 126;
146,5 и 168 м^/ч. Значение
номинальной производитель­
У
ности при щели 5 мм при- юо
пято Qn = 84 м^!ч.
/
При работе со всеми ука­
занными значениями произ­ 100
водительности самопишущим
ваттметром в определенные
промежутки времени фикси­
о
0,5 1,0 1,s 2.0
ровалась величина потребляе­
мой электродвигателем мощ­ Рис. 139. Графическая зависимость Р =
ности, а также производилось
взятие проб и проверка по
- ' Ш ним ситового состава дроби­ / _ по статистическим данным; 2 — по пока­
заниям самопишущего ваттметра
мого материала.
Было установлено,
что
даже при работе с определенной производительностью вели­
чина мощности меняется в широких пределах.
На рис. 139 (кривая 1) приведена графическая зависимость
средней потребляемой мощности Р от производительности дро­
билки Q, полученная на основании обработки эксперименталь­
ного материала с использованием методов математической ста
тистики.
223
Из графика видно, что до значения Q = \А2 м^!ч имеется
прямая зависимость между производительностг^ю дробил1<и и
мощностью, потребляемой ее приводным двигателем. При даль­
нейшем увеличении производительности мощность возрастает
более интенсивно.
Анализ статистических данных показывает, что средняя
величина мощности, потребляемой двигателем за смену, может
колебаться в довольно широких пределах для всех исследованных
значений производительности. Так, при Q = 84 м^!ч этот диапа­
зон равен 70— 130 кет, при Q = 168 м^!ч мощность колеблется
///
//
130квт
±
35квт
IV
ЛЛА/'.
__________________ I 220t\6m
250н в т
Рис. 140. Диаграммы моишостн, потребляемой двигателем дробилки КМД-2200;
/ — холостой ход:
// — при Q = 84
/// — при Q = 126 .«*/'<:
= 168 .«■/'<: I' — при Q = 181 м*л
/V — при Q =
70 до 220 кет. Такой широкий разброс в значениях средней
потребляемой мощности, даже в условиях одного предприятия,
обусловливается влиянием ряда факторов, главным из которых,
очевидно, является различие физико-механических свойств дро­
бимого материала.
Помимо сбора и обработки статистических данных, в течение
нескольких часов самопишущим ваттметром производилась за­
пись мощности. Характерные участки ваттограммы показаны
на рис. 140. По средним значениям мощности, полученным на
этих участках, построена зависимость Р = f (Q) (рис. 139, кри­
вая 2). Величина мощности по кривой 2 несколько выше для тех
же значений производительности (кривая /), полученных по ста­
тистическим данным. Одной из причин такого отклонения в резуль­
татах является то, что показания самопишущего ваттметра при­
нимались в расчет за сравнительно непродолжительное время,
когда физико-механические свойства дробимого материала не
могли претерпеть сколько-либо существенных изменений.
На pirc. 141 представлены осциллограммы мощности, потреб­
ляемой двигателем 1гз сети в режиме дробления. Кратковременное
увеличен11е нагрузк 1г, не оказывая заметного влияния на нагрев
дв[ггателя, может влиять на устойчивость его работы. Дело в том,
что при дроблении могут быть случаи, когда момент сопротивОТ
224
леиия механизма будет превосходить величину максимального
момента двигателя. Тогда устойчивая работа привода зависит
от динамических свойств двигателя и исполнительного механизма.
Очевидно, что при определенных соотношениях величины мо­
ментов сопротивления, маховых масс и механической характеpncTHKff электродвигателя будет гарантироваться его устойчивая
работа.
Для оценки этого необ­
ходимо выполнять расчет
на динамическую устойчи­
вость. При преодолении
пиковых моментов сопро­
тивления двигатель может
работать на нелинейной
части характеристики, что
следует учитывать
при
расчете. В основу расчета
II
может быть принята мето­
дика, предложенная в ра­
100к6т
ботах [9, 101.
350 к в т
Рассматривая
специ­
^у\л^МлДллУ
<
A
/\m /\/\a /\/W\^\aa^
фику
работы конусных
т
дробилок среднего и мел­
кого дробления,
можно
заметить, что пики момен­
та сопротивления, превос­
ходящие
максимальный
момент двигателя, сравни­
тельно редки и носят оди­
ночный характер. Однако
при определенных усло­
виях работы дробилок не Рис. 141. Осциллограммы мощности, потреб­
ляемой двигателем из сети при дроблении:
исключена
возможность
/ — / / — для дробилки КСД-2200 с разлнчноЯ
появления друг за другом вязкостью дробимого материала; ///, (V vi V —
КМД-2200 при се работе с различнескольких
пиков
на­ для дробилки
ноЛ пронзиодителыюстью
грузки.
Расчеты показывают, что привод дробилки способен устойчиво
преодолевать кратковременные пики нагрузки, превышающие
величину максимального момента электродвигателя. Несколько
иной характер нагрузки возникает при дроблении достаточно
твердых и к тому же вязких пород. Осциллограмма // на рис. 141
иллюстрирует этот режим работы. Хотя здесь и сохраняется пико­
образный характер нагрузки, однако ее минимальное значение
возрастает.
Осциллографирование мощности при изменении производи
тельности дробилки (осциллограммы ///, IV ” W
’
что с увеличением производительности возрастает и ср д
величина минимальных значений мощности, что объясняется,
по-видимому, увеличением энергоемкости процесса дроблеиия.
На некоторых участках, соответствующих производительности
126 и 168
при неизменной велич11не разгрузочной щели,
циклнчнын характер чередования пиков мощности нарушается
(осциллограммы /V' и V'). Подобный же характер мощности,
потребляемой из сети при дроблении, был отмечен при переработке
весьма вязких руд дробилкой КСД-1750.
Исследования работы электропривода конусных дробилок
мелкого и среднего дробления свидетельствуют о том, что при
дроблении руд высокой твердости (14— 17 единиц по шкале
Д\. Д\. Протодьяконова) \югут кратковременно возникать значи­
тельные пики нагрузки, успешно преодолеваемые приводом.
При дроблении же весьма вязких пород или при повышении
производительности могут быть случаи, когда нагрузки не имеют
пикообразиого характера.
При определенных условиях двигатель дробилки работает
в режиме, близком к критическому. В подобных случаях для
предотвращения завала дробилки необходимо, если позволяют
технологические условия, предусматривать защиту двигателя от
относительно продолжительных перегрузок, или же работать
с пониженной производительностью. В связи с этим заслуживает
внимания применение схем автоматической регулировки загрузки
дробилки 143, 471. Регулировка процессов дробления может осу­
ществляться по постоянству питания дробилки, по постоянству
потребляемой мощности при дроблении и другими способами.
При автоматической регулировке загрузки конусной дробилки
по постоянству потребляемой мощности можно обеспечивать ма­
ксимальную производительность при данном гранулометрическом
составе дробимого материала и его физико-механическим свой­
ствам.
Заслуживает серьезного внимания применение в приводе
конусных дробилок среднего if мелкого дробления синхронных
двигателей. Расчеты показывают, что даже в наиболее тяжелых
условиях работы дробилок среднего и мелкого дробления двига­
тель будет работать устойчиво, не выпадая из синхронизма.
Определяющими в решении этой задачи являются вопросы обес­
печения простоты обслуживания, надежность в эксплуатации.
Для этого должна быть разработана людифнкация синхронного
двигателя на базе существующих серий, пригодного для работы
в условиях дробильных цехов горнообогатительных комбинатов
II дробильно-сортировочных фабрик.
Не менее важное значение имеют вопросы комплексного технико-экоиомического сравнения применения в приводе дробилок
асинхронного или синхронного двигателя.
Л И ТЕРАТУРА
^
^
'
I
^
'
I
^
j
I
^
1.
А к к е р м а и Ю . Э., 3 в е р е в а Т. В. и К а з е н н о в Т В З ш симость между показателями дробления и индексом работы. ЮОсгсш^н?*^
1967, № 6 .
2. Б а р ы к и и А. П. Опорный узел приводного вала конусной
Бюллетень изобретении. Авторское свидетельство Хе 178666 Класс Б-^ ¥х
2о1, 1966. № 3.
3 . Б а у м а н В. А. Некоторые результаты нсс-1едования шековь.1 ;;-сбилок. «Механизация строительства», 1954, № 7.
4. Б е р е н о в Д. И. Дробилки, мельнииы, питатели. М., Машгиз.
*у/ 5. Б е р е н о в Д. И. Дробильное оборудование обогатительных и i ; >
бильных фабрик. М., Металлургиздат, 1958.
6 . Б е р е н о в Д. И. и Л о б а н о в А. В. Гирацнонная дробилка. Bjg.:летень изобретений. Авторское свидетельство № 93125. Класс 50с, 2oi, 1951, >h 12.
7. Б р о н ш т с й н И. Н. и С е м е и д я е в К. А. Справочник по математике. М., ГИ Т Т М , 1957.
8 . В е ш е и е в с к и й С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе. М., «Энергия», 1966.
9. Г е й л е р Л . D. Новый метод расчета электроприводов прокатных
станов. Труды Н Т С В Н И Т О Э по электроприводу. Л., 1951.
10. Г е й л е р Л . Б. Электропривод в тяжелом машиностроении. М..
Машгиз, 1958.
11. Г о р и и Е . Л ., Т о л с т о в С. Г. и К о ч е т о в Е. В. УстронстБО
для монтажа, демонтажа и транспортировки гидроцилиндра конусных дробилок.
Бюллетень изобретений и товарных знаков. Авторское свидетельство Л« 209195.
Класс В,,,с, 50с, 2щ, 1968, № 4.
V 12. Е г о р о в М. В . Динамические нагрузки в приводе конусной дро­
билки ККД-1500/180. Труды У Д Н . Т. 12, вып. 1. М., 1966.
13. 3 а л е с о в О. А. и др. Применение электронных моделей для иссле­
дования горных машин. М., «Недра», 1966.
^4. К а л ю н о в Г. А. и Л е в и ш к о А. А. Устройство для крепления
брони на дробящем конусе конусной дробилки. Бюллетень изобретений. Авторское свидетельство № 181974. Класс ВцоС. 50с, 2oi, 1966, № 10.
15. К и с т ь я и Я. Г. Методика расчета зубчатых зацеплений на проч­
ность, М., Машгиз, 1954.
16. К о г а п Б. Я. Электронные моделирующие устройства и их применечие для исследования систем автоматического регулирования. М., Пзд-во физикоматематической литературы, 1963.
17. К о д и и р Д. С. Расчет грузоподъемности подшипников скольжения.
Труды Ц Н И И Т М А Ш , кн. 13. М., Машгиз, 1948.
^ ^
18. К р а г е л ь с к и й И. В. и В и н о г р а д о в а 11. Э. Коэффициенты
трения. М., Машгиз, 1962.
227
19. л е D е н с о н Л. Б. и П р е и г с р з о и Г. М. Дробление п грохочение
полезных ископаемых. А\., Гостопиздат, 1940.
20. Л о и ц я н с к и й Л. Г. и Л у р ь е Л. 11. Курс теоретическом меха­
ники. Т. 1 и 2. Л\., Гостехиздат, 1946.
21. jM а с л е и н и к о D В. .Л., К а л ю н о о Г. А. и П а к Б. Р. Конусная
дробилка. Бюллетень нзобретспни. Авторское свидетельство № 132944. Класс
50с, 2о1. I960, Л'о 20.
V/ 22. Д\ а т в е е и к о 11. В. Опыт повышения скорости дробления в конус­
ных дробилках. €Цветные металлы», 1963, А'Ь I.
23. . М о р о з о в Б. А. и Е ф и м о в А. С. Рациональная конструкция срез­
ных шпилек предохранительных муфт. «Вестник машиностроения», 1966, № 6.
v / 24. М у и 3 е м и е к 10. А. Режимы работы конусных дробилок крупного
дробления. Горный журнал», 1961, Л*» 9.
25. Л\ у й 3 е м н е к Ю. А. и Г а б о в О. А. Конусные дробилки крупного
дробления. «Горный журнал», 1963, № 4.
26. М у й 3 с м и е к Ю. Л. Усилия и нагрузки в конусных дробилках.
Д\., «Машиностроение», 1964.
27. Л\ V й 3 е м и с к 10. А. Конусные дробилки крупного дробления в СССР
и яа рубежом. М., Н1ПП1НФ0РМТЯЖД\АШ , 1965.
V
28. Д\ у й 3 е м и е к Ю. А. Исследование конусных дробилок.
Труды
Н И П Т Я Ж М А Ш а . Сб. 12. Д\., ':Д\ашиностроен1'е», 1966.
29. Д\ у й 3 е м и е к Ю. А., Д\ а з о В. И. и Д\ е е р с о и Д1. И. Жесткость
и напряженное состояние корпусов конусных дробилок. Труды ННИТЯЖА\АШ а.
Сб. 12. Д\., «Д\ашиностросиие», 1966.
30. Д\ у й 3 е м и е к Ю. А. Конусные дробилки
крупного дробления.
Труды Н11ИТЯЖД\АШа. Средне-Уральское книжное изд-во, 1966.
31. Д\ у к 3 е м н е к Ю. А., Г р а б о в с к и й А. Л., К у р и л о в а Э. Д\.
и Ф е д о р и щ е в Б. Д\. Исследование конусных дробилок. Труды ВНИИСтройдормаша. Сб. 41. Д\., 1968.
32. Д\ у й 3 е м и е к Ю. А., Д\ а з о В. П., О л е н е в а В. А. и Г p a б o в c к и й А. Л. Д\оделирование корпусных детален. Труды НИИТЯЖД\АШ а. Сб.
19.
<^Д1аШ
Ипостроен не», 1969.
33. Д\ у й 3 е м н е к 10. А. Конусная дробилка. Бюллетень изобретений
и товарных знаков. Авторское свидетельство Л*» 165068. Класс Bo^c, 50с, 2oi,
1964, Л’о 17.
34. Д\ у й 3 е м II е к Ю. А. Конусная гирационная дробилка. Бюллетень
изобретений и товарных знаков. Авторское свидетельство № 170273. Класс ВогС,
50с, ко, 1965, Ко 9.
35. О л е в с к и й В. А. Конструкции, расчеты и эксплуатация дробилок.
Д\., Дк'таллургнздат, 1958.
36. П а к Б. Р. и К а л ю и о в Г. А. Конусная гирационная дробилка
крупного дробления. Бюллетень изобретений. Авторское свидетельство № 135745.
Класс 50с, 2„ 1, 1961, № 3.
' /
37. П а и к р а т о в С. А., Е г о р о в Д\. В. и Р ы ж и к о в Р. К. Опре­
деление усилий в конусных дробилках крупного дробления. «Обогащение руд»,
1966, Л'Ь 2.
38. П а н к р а т о в С. А. и Е г о р о в Д\. В, Динамические процессы
в конусных дробилках крупного дробления. «Строительные и дорожные машины»,
1965, № 10.
39. Р а з у м о в К. А. Проектирование обогатительных фабрик. Л1., «Нера», 1965.
40. Р у и д к в и с т А. К. Общая форма законов дробления. Научнотехнический бюллетень Д1еханобра, 1956, № 2.
4 1 . Р у н д к в и с т К. И. Конусная дробилка. Бюллетень изобретений.
Авторское свидетельство Кя 135331. Класс 50с, 2,„, 1961, Л'о 2.
I
42. Справочник машиностроителя. Т. 3. Д1 , Машгиз, 1955.
• V 43. Т е р е щ е н к о А. Е. Регулирование производительности конусной
дробилки. <uNlexaHH3auHH и автоматизация», 1965, Ла 5.
V
228
bbsUJ
т . к м Т м^'гнз'.' ig s i'
крутильных колебаииГ, силовых установок.
45. Т И м О ш п О Л ь С К И й Е. Я.. К у б а ч с к В. Р. и Л о б а и о в А В
Механическое тормозное устройство дробящих конусов конусных дробилок
Бюллетень изобретении. Авторское свидетельство № 134551 Класс ЯПг 9
1960, № 24.
’
ty/ 46. Ф е й г и и Л. М, Расчет пусковых характеристик двигателей привода
конусных дробилок крупного дробления. Труды НИ И ТЯЖ ЛиШ а. Сб. 7. Л\.
«Машиностроение», 1965.
’’
47. Х а н Г. А. Автоматизация процессов обогащения. М., €Недра», 1964.
48. Ц 3 е Ф. С. и др. Механические колебания. Д\., «Л\ашиностроение», 19бб!
49. Ш а т а л о в В. П., Т о л с т о в С. Г., К о ч е т о в Е. В. и др. Ги‘
дравлическая верхняя подвеска дробящего конуса конусной дробилки. Бюлле­
тень изобретений и товарных знаков. Авторское свидетельство № 206994. Класс
Во2, 50, 2п1, 1967, Ко. 1.
50. В о п W е t с h А. Antriebsverhallnisse und kraptespiel und Brachen
Streibrechern. Berlin, 1933.
51. B o n d F. C. Thirdtheory of Comminution. Mining Engineering, 1952,
№ 5.
52. R u h 1 H. Aufbereitungs—Technik. № 5, 7, 10. 1964.
53. С h a г 1 s R. D. Energy Size Reduction i^elationships un Comminution.
A IM E . Trans. 1957, Vol. 208. Mining Engineering. January 80/88.
54. S 0 m m e r H. Beilrag zur Berechnung von Bachen- und Kreiselbrcchern.
Anfberci— lungs—Technik, 1960, № 11.
55. Mining Engineering. № 7. 1967.
56. Milling methods Americas, 1964.
57. Mining a minerals Engineering, 1967, № 5.
58. Engineer, 1958, № 12.
59. International Mining Engineering, 1963, № 11.
60. Aufbereitungs—Technik, 1965, № 8.
61. N e w h o u s e R. C. Grusher. Патент США. № 2021895. Класс SO, с.
Опубликован 26 ноября 1935 г.
62. T r a y l o r S. VV. Grusher and Pressureexerting Machinery. Патент США.
№ 2079882. Класс 83— 10. Опубликован 11 мая 1937 г.
63. R о и Ь а 1 А. J . Grusher. Патент США. № 2579516. Класс бО^с. Опубли­
кован 25 декабря 1951 г.
64. М а е L e o d L. R. Gyratory Grusher mit Hydraulic Means for Adjusting
Grusher Head Патент США. № 2833486. Класс 241—215. Опубликован 6 мая
1958 г.
65. Firm «Kennedy» Van Saun. Improvements in Hydraulic Suspension System
for Garatory Crusher Shaft. Патент Англии №915359. Класс бО^с, cosb, d. Опубли­
кован 15 мая 1961 г.
66. W е i s s G. В о d. Конусная дробилка. Патент Ф РГ, № 965742. Класс
50с, Сг2п1. Опубликован 19 июня 1957 г.
67. В а г г о t М. Perfectionnements apportes aux dispositifs de suspension
hydraulique ou oleopneumatique notamment pour concasseure giratoires. Патент
Франции № 1294273. Класс BojC— Foef. Опубликован 16 апреля 1962 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
В в е д е н и е .................................................................................................
Глава
Глава
I. Кинематика лробян1.их конусов и инерционные силы неуравно­
вешенных масс
Глава
5
16
II. Экспериментальные данные н теория механических процессов
в кинематических звеньях конусных дробилок......................
20
42
50
V§
V§
V§
§
Общие соображения..........................................................
Дробящее пространство дробилок крупного дробления
Производительность дробилок крупного дробления . . .
Закономерности процесса среднего и мелкого дробления
50
52
55
60
IV. Конструкции современных конусных дробилок крупного
дробления
............................................................................
70
1.
2.
3.
4.
V. Конструкции современных конусных дробилок среднего и мел­
кого дробления.........................................................................
§ 1. Классификация..................................................................
§ 2. Силовой анализ нагрузок в дробилках с консольным ва­
лом подвижного к о н у с а ................................................
§ 3. Силовой анализ нагрузок в дробилках с консольной
осью подвижного к о н у са ...................................................
§ 4. Конструкции дробилок среднего и мелкого дробления
§ 5. Некоторые особенности конструкции и расчета узлов
230
20
I I I . Технологические режимы эксплуатации конусных дробилок
§ 1. Кинематические схем ы ...................................................
§ 2. Конструкции дробилок с механическим регулированием
разгрузочной щ ел и ..........................................................
§ 3. Конструкции дробилок с гидравлическим регулирова­
нием разгрузочной щ е л и ...................................................
§ 4. Нагрузки в опорах подвижного к о н у с а ..........................
§ 5. Конструкции эксцентриковых у з л о в .............................
§ 6 . Конструкции верхних опор подвижного конуса . . . .
§ 7. П р и в о д .............................................................................
Глава
5
§ 1. Кинематика дробящих ко нусов........................................
§ 2. Инерционные силы неуравновешенных м а с с ..................
§ 1. Экспериментальные данные о нагрузках в кинематиче­
ских звеньях дробилок ...................................................
§ 2. Об уравнениях движения и нагрузках в кинематических
звеньях дробилок..............................................................
Глава
3
70
72
83
91
95
98
100
106
106
110
124
^27
Глава
Глава
V I. Конусные дробилки Уралмашзавода.................................
13g
§ 1. Дробилки крупного дробления....................................
§ 2. Дробилки вторичного крупного дробления . . ! ! ! .
§ 3. Дробилки среднего и мелкого дроблеи11я
13g
159
174
V II. Электропривод конусных дробилок Уралмашзавода и иссле­
дование режимов его работы
.......................................
I 94
§ 1 .0 режимах работы электропривода дробилок крупного
д р о блени я...................................................................
§ 2. Тип, мощность и пусковые характеристики приводных
электродвигателей дробилок крупного дробления . . .
§ 3. Расчет пусковых характеристик приводных электродви­
гателей дробилок крупного дробления.......................
§ 4. Математическое описание переходных процессов в двухдвнгательиом приводе дробилок крупного дробления
при пуске под завалом...............................................
§ 5. Некоторые вопросы математического моделирования
§ 6 . Результаты моделирования переходных процессов в при­
воде дробилки ККД -1500/300 в режиме неудавшегося
пуска ее под завалом..................................................
§ 7. Промышленные исследования привода дробилок круп­
ного дробления ККД-1500 Н ККД-1200 .......................
§ 8. Некоторые особенности работы электропривода дроби­
лок среднего и мелкого дробления..............................
Литература
.......................................................................
{
194
195
197
202
205
210
215
221
227
ЮрнЛ Альфредович Муиземнек,
Геннадий Александрович Калюнов,
Евгений Васильевич Кочетов,
Борис Васильевич Ольховиков,
Станислав Георгиевич Толстов
«К О Н У С Н Ы Е Д Р О Б И Л К И »
□
Редактор издательства С. И . Б у л а то в
и
ТехническпП редактор Н . В . Тимофеенко
□
Корректор А . П . Озерова
□
Переплет художника В . Б . Торгашева
□
Сдано в производство 5/1X 1969 г.
Подписано к печати 2/VI 1970 г.
Т-08637.
Тираж 4000 экз.
Печ. л
Бум . л. 7,25
Уч.-изд. л. 14,5
Формат GO X 90'/ii
Цена 92 коп.
З а к . Кя 336
14.5
□
Издательство
А Ш П Н О С Т Р О Е Н И Е»,
М осква. Б 66, 1-й БасманныП пер., 3
□
Ленинградская типография JVj 6
Главполиграфпрома Комитета по печати
при Совете Министров С С С Р
Леиииград. С-144, ул. Моиссенко, 10
ИЗДАТЕЛЬСТВО
«МАШИНОСТРОЕНИЕ*
