Основные варианты схем дробления приведены на рис.11. на этих схемах в варианте б дробление осуществляется в открытом цикле, а в вариантах а и в – II и III стадии – в замкнутом цикле с грохотом.
Как правило, крупное, среднее и мелкое дробление на обогатительных фабриках производится сухим способом. Мокрое дробление применяется для материала со значительным содержанием глинистых веществ, которые при добавлении воды отмываются одновременно с процессом дробления.
На обогатительных фабриках для дробления полезных ископаемых применяют почти исключительно механические дробилки раздавливающего и раскалывающего действия (щековые, конусные, валковые), ударного действия (молотковые, роторные, дезинтегральные). Другие способы дробления (пневматическое, взрывное, электрогидравлическое, электроимпульсное и др.) находятся до настоящего времени в стадиях исследования.
2. Для дробления полезных ископаемых применяют дробилки:
- щековые дробилки;
- конусные дробилки;
- валковые дробилки;
- дробилки ударного действия.
Щековые дробилки разделяются на два основных кинематических класса: с простым ЩДП и сложным ЩДС движением подвижной щеки.
Самой распространенной конструкцией ЩДП (рис. 3.2) является дробилка с верхним подвесом щеки и шарнирно-рычажным приводным механизмом. Подвижная щека поворачивается вокруг своей оси на небольшой угол в ту и другую стороны, приближаясь и отдаляясь от неподвижной щеки.
Рис. 12. Щековая дробилка с простым движением подвижной щеки
Дробилки устанавливаются на массивных фундаментах. Внутренняя стенка сварной рамы служит неподвижной щекой 1, на которой крепится футеровка 2. Подвижная щека 4 с укрепленной на ней футеровкой 3 подвешена на оси 5. В подшипниках рамы вращается приводной вал 6, на эксцентриковую часть которого насажена верхняя головка шатуна 7. Вал 6 приводится во вращение шкивами 8 и 9 клиноременной передачи. В нижнюю часть шатуна с обеих сторон через сухари 16 упираются «распорные плиты; передняя 17 и задняя 13. Противоположные концы распорных плит опираются на вкладыши 12 и 18. Один из них закреплен на подвижной щеке 4, другой - в углублении упора 1 1. При необходимости изменения размера разгрузочного отверстия упор 15 соответственно передвигают и закрепляют винтом 10. Иногда для этой цели применяют укороченные (или удлиненные) распорные плиты 13 и 17. К подвижной щеке 4 шарнирно прикреплена горизонтальная штанга 15, оттягивающая под действием пружины 14 нижний конец щеки при ее обратном ходе.
В целях уменьшения неравномерности вращения на приводной вал 6 насаживаются два массивных маховика 8, один из которых служит шкивом клиноременной передачи. Футеровку 2 неподвижной и 3 подвижной щек набирают из броневых плит с профильными рифлениями. Выступы одной плиты располагаются против впадин другой, благодаря чему большая часть кусков руды разрушается в результате излома. Наряду с этим в точках соприкосновения поверхности кусков с выступами возникают местные разрывающие напряжения, в результате которых крупные куски раскалываются. Для дробления очень прочных пород футеровочные плиты делают гладкими, иначе развиваются большие боковые давления. Выпуклость подвижной щеки ведет к образованию параллельной зоны в нижней части, что влияет на характеристику дробленого продукта. С этой же целью футеровку неподвижной щеки в нижней части скашивают.
У щековой дробилки со сложным движением щеки (рис.13.) подвижная щека подвешена непосредственно на эксцентрик вала и внизу опирается на одну распорную плиту, вмонтированную во вкладыши на щеке и регулировочном клине.
Рис.13.. Щековая дробилка со сложным движением щеки
I - фундамент; 2 - рама; 3 - футеровка; 4 - эксцентриковый вал;
5 - коренной подшипник; 6 - маховик; 7 - подвижная щека;
8 - задний клин; 9 - пружина; 10, 13 - вкладыш;
II - штанга; 12 - распорная плита; 14 - футеровка (бронеплиты)
Чтобы представить себе характер движения подвижной щеки при такой подвеске, разобьем оборот коленчатого вала на участки А, Б, В, Г. Точки А и В размещаются на горизонтальной оси, а точки Б и Г на осевой линии, параллельной дробящей поверхности подвижной щеки. Когда эксцентрик движется от точки А к точке Б, верхняя и нижняя части подвижной щеки отходят от неподвижной, происходит холостой ход. При движении эксцентрика от точки Б к точке В верхняя часть подвижной щеки продолжает отходить, а нижняя часть начинает приближаться к неподвижной щеке. Нижней частью подвижная щека начинает дробить материал (начало рабочего хода). При движении эксцентрика от точки В к точке Г верхняя и нижняя части подвижной щеки приближаются к неподвижной. Идет дробление всей щекой. При движении эксцентрика от точки Г к точке А верхняя часть подвижной щеки продолжает приближаться, а нижняя - отходит от неподвижной щеки. Верхней частью подвижная щека дробит, а в нижней части дробилки происходит разгрузка дробленого продукта. Совершая такие движения, подвижная щека развивает не только раздавливающие, но и истирающие усилия. У щековых дробилок со сложным качанием подвижной щеки дробящие усилия полностью передаются на эксцентрик коленчатого вала.
ЩДС выпускаются пяти типоразмеров, у дробилки с максимальной производительностью 55 м3/ч при номинальной выходной щели 100 мм размеры приемного отверстия В х Ь =600 х 900мм; наибольшая крупность исходного материала 510 мм.
Конусные дробилки по своему назначению разделяются на дробилки крупного, среднего и мелкого дробления. Основные типоразмеры конусных дробилок приведены ниже:
| Для крупного дробления | Для среднего дробления | Для мелкого дробления |
| ККД-500/75 | КСД-600 | КМД-600 |
| ККД-900/140 | КСД-900 | КМД-900 |
| ККД- 1200/1 50 | КСД-1200Гр | КМД-1200Гр |
| ККД- 1200/220 | КСД- 1200 Т | КМД-1200Т |
| ККД-1 350/1 70 | КСД-1750Гр | ГКМД-1750Гр |
| ККД- 1350/250 | КСД- 1750 Т | КМД-1750Т |
| ККД- 1500/1 80 | КСД-2200 Гр | КМД-2200Гр |
| ККД- 1500/270 | КСД-2200 Т | КМД-2200Т1 |
| КРД-700/75 | КСД-3000 Гр | КМД-2200 Т2 |
| КРД-900/100 | КСД-3000 Т | КМД-3000 Т |
В конусных дробилках (рис.14) материал дробится в кольцевом пространстве, образованном наружной неподвижной конической частью 4 и расположенным внутри нее подвижным дробящим конусом 3, насаженным на вал5. У дробилок крупного дробления вал 5 подвешивается к верхней траверсе, а у дробилок среднего и мелкого дробления на сферический подпятник, на который опирается дробящий конус, жестко закрепленный на валу 5. Дробилки с таким подвесом вала иногда называют дробилками с консольным валом. Принцип действия всех конусных дробилок одинаков. Рассмотрим его на примере дробилки для крупного дробления с подвешенным валом.
Рис. 14. Схема конусной дробилки крупного дробления с подвешенным валом
1 - эксцентриковый стакан; 2 - нижняя часть станины;
дробящий конус; 4 - верхняя часть станины (неподвижная коническая чаша); 5 - вал; 6 - коническая зубчатая передача;) 7 - приводной вал; 8 – шкив
Дробление материала в конусных дробилках происходит непрерывно, так как при любом положении конической чаши 4 всегда имеется точка, к которой приближается дробящий конус, и в которой, следовательно, происходит дробление. Непрерывность дробления позволяет строить конусные дробилки без тяжелых маховиков, увеличивать время дробления и производительность. Станина дробилки разъемная, части ее соединены между собой болтами. Конусы футеруются марганцовистой сталью. Заменяя футеровочные плиты нижнего ряда наружной дробильной чаши плитами другой толщины, можно изменять ширину выходной щели. Плотность прилегания футеровки к конусу обеспечивается цинковой заливкой.
Конусные дробилки среднего и мелкого дробления с опирающимся на сферический подпятник валом выпускаются трех типов:
-для среднего дробления - дробилки с короткой параллельной зоной и широкой выходной щелью марки КСД-Гр;
- с уменьшенной выходной щелью марки КСД-Т
- для мелкого дробления - с длинной параллельной зоной и малой щелью марки КМД.
Конструкции дробилок всех трех типов аналогичны, отличие состоит лишь в размерах приемных отверстий и выходных щелей и профиле дробящей зоны. Гр является сокращением названия «для грубого дробления», а Т - «для тонкого дробления».
Дробление руды в конусных дробилках производится рабочими поверхностями внутреннего подвижного конуса (дробящего) 8 и внешнего неподвижного 3 (рис.15). Подвижный конус поддерживается большим полусферическим подпятником 9 и укрепляется на вертикальном валу 2, который в нижней своей части опирается на подпятник 12.
Рис.15. Конусная дробилка для среднего дробления
1 - эксцентриковый стакан; 2 - вал; 3 - неподвижный конус;
4 - регулировочное кольцо; 5 - пружина; 6 - опорное кольцо;
7 - распределительная плита; 8 - подвижный конус;
9 - полусферический подпятник; 10 - станина; 11 — коническая передача; 12 - подпятник; 13 - приемная коробка
Рабочий конус дробилки, имеющий пологий уклон, вместе с вертикальным валом приводится в движение эксцентриковым стаканом 1 (эксцентриком), вращающимся от конической передачи 11 с помощью горизонтального вала и приводного шкива, который получает движение от двигателя. Нижняя часть вертикального вала свободно входит в эксцентриковый стакан. При вращении эксцентрика ось вертикального вала описывает две конические поверхности и подвижный конус совершает колебательные движения по типу конического маятника, приближаясь к неподвижному, дробит руду.
Руда подается в дробилку через загрузочное устройство, состоящее из приемной коробки 13, устанавливаемой на стальных стойках, и патрубка, через который питание подается на распределительную тарелку (плиту) 7. Распределительная тарелка укрепляется на верхнем конце вертикального вала и служит для равномерного распределения руды по рабочему пространству дробилки.
Все части дробилки изготовлены из различных сортов стали, а втулка эксцентрика и сферический подпятник наплавляются сверху баббитом. Конусы футеруются плитами из марганцовистой стали. Для более плотного прилегания между футеровочными плитами и поверхностью чаши заливается цинковый сплав.
Максимальный размер кусков руды, поступающих в конусные дробилки для среднего дробления 75...300 мм; дробленый продукт имеет крупность от 12 до 60 мм. В дробилки для мелкого дробления можно подавать руду с кусками от 35 до 100 мм, дробленый продукт содержит куски, максимальный размер которых 3...15 мм.
Конусные инерционные дробилки КИД (рис. 16) разработаны в Механобре и предназначены для мелкого дробления рудь клинкера электрокорундов, огнеупоров и других материалов.
Рис. 16. Конструктивная схема инерционной дробилки КИД 1750 1 - дисбалансный вибровозбудитель; 2 - корпус; 3 - неподвижный,,, конус; 4 -дробящий подвижный конус; 5 - сферическая пята; 6 - опорно-приводной шпиндель; 7 - промежуточный вал; 8 - амортизаторы; 9 - электродвигатель; 10 - приводной шпиндель; 11 - опоры дробилки
Основное отличие КИД от известных конусных дробилок состоит в том, что в качестве привода дробящего конуса вместо эксцентрикового механизма используется вибровозбудитель дебалансного типа.
Дробилка виброизолирована от фундамента системой мягких амортизаторов. Электродвигатель через специальную приводную систему сообщает дисбалансу круговое движение. Под действием центробежной силы инерции дисбаланса дробящий конус прижимается к чаше неподвижного конуса и обкатывается по ней, совершая «гирационное» движение. Таким образом, в дробилках КИД крупность дробленого продукта в отличие от КМД, не определяется выходной щелью. В этих дробилках под номинальной выходной щелью понимается суммарный (с двух диаметрально противоположных сторон) зазор между футеровками конуса и чаши до пуска дробилки. Он влияет только на производительность дробилки.
Валковые дробилки используют для мелкого и среднего дробления твердых и вязких пород. Чаще всего они применяются на гравитационных обогатительных фабриках малой производительности, перерабатывающих оловянные, вольфрамовые и другие руды, содержащие хрупкие полезные минералы.
Дробящие валки изготовляют гладкими или зубчатыми, реже рифлеными. В практике обогащения руд цветных и редких металлов чаще применяют валки с гладкой поверхностью, диаметр которых должен быть в 20 раз больше размера максимального куска руды.
Зубчатые валки применяют для дробления мягких и хрупких материалов, например, угля и кокса.
Дробилки с гладкими валками работают по принципу раздавливания при затягивании исходного материала в щель между валками, вращающимися навстречу один другому (рис.17).
Рис. 17. Двухвалковая дробилка 1 - станина; 2 - валки; 3 - кожух; 4 - пружина; 5 - гайка
Дробимый материал поступает в дробилку сверху, дробленый продукт выпадает из дробилки под действием силы тяжести. Один валок вращается в неподвижных подшипниках, а другой - в подвижных, которые могут перемещаться вдоль станины по направляющим; каждый валок имеет индивидуальный привод от электродвигателя. Ширина щели между валками изменяется специальными прокладками между корпусами подшипников. Через корпуса подшипников продеты стержни, на концах которых закрепляются спиральные пружины, удерживающие валки на определенном расстоянии друг от Друга. Пружинам дается такое сжатие, чтобы компенсировать нормальные усилия, обычно возникающие при дроблении материала между валками. Если же в рабочее пространство дробилки попадает недробимый предмет, то пружины сжимаются, и подвижные подшипники с валом и насаженным на него дробящим валком отодвигаются. При этом щель между обоими валками увеличивается и не-Дробимый предмет проваливается вниз. Это предохраняет дробилку от поломок. Дробящие валки закрыты кожухом, не допускающим распространения пыли в отделении дробления. Валки изготавливаются из чугуна и футеруются бандажами из марганцовистой стали.
Размеры валковых дробилок определяются диаметром и длиной валков. Длина валков в 2-3 раза меньше их диаметра (из-за не равномерного износа бандажей по длине валка).
Дробилки ударного действия применяют для дробления мягких и средней крепости неабразивных материалов (угля, известняка, каменной соли, гипса и т. д.).
Дробилки ударного действия подразделяются на молотковые с шарнирно подвешенными молотками и роторные с жестко закрепленными билами (рис. 18); одно- и двухроторные; с нереверсивным ротором, вращающимся только в одну сторону, и с реверсивным ротором, способным вращаться в обе стороны; с колосниковой решет-) кой и без нее; с неподвижными и подвижными отбойными плитами.
Рис.18. Типы молотковых дробилок
Дробление материала в дробилках с шарнирной подвеской молотков осуществляется свободными ударами вращающихся молотков по кускам руды, ударами кусков материала об отбойные плиты и раздавливанием материала молотками на колосниковой решетке. Без колосниковой решетки производительность дробилки повышается, но при этом в дробленом продукте появляются избыточные зерна.
В зависимости от способа подвода дробимого материала различают три типа молотковых дробилок (рис. 18):
а - дробимый материал подводится по касательной к окружности, описываемой молотками, совпадающей с направлением вращения последних. Куски руды сначала дробятся на дробящей плите, затем проталкиваются молотками на колосниковую решетку, где дополнительно додрабливаются;
б - дробимый материал подводится по касательной навстречу вращающимся молоткам. Куски руды дробятся ударами молотков и отбрасываются на дробящие плиты верхней части корпуса, затем попадают еще раз под удары молотков, проталкивающих их на колосниковую решетку, где завершается дробление;
в - дробимый материал подводится по вертикальной оси ротора. Куски руды дробятся ударами молотков и отбрасываются на
дробящие плиты верхней части корпуса, отскакивают от них и падают на колосниковую решетку.
Однороторная нереверсивная молотковая дробилка (рис. 19.) состоит из следующих узлов: ротора, отбойных плит и колосниковой решетки.
Рис. 19. Разрез однороторной нереверсивной дробилки с шарнирным закреплением молотков
Верхняя 1 и нижняя 2 части корпуса делаются литыми или сварными из прокатной или листовой стали. У боковых стенок корпуса расположены подшипники 9, в которых вращается вал 6 ротора 3. Последний представляет собой сборную конструкцию: на валу 6 жестко закреплены шпонками диски 4. В каждом диске имеется шесть отверстий, через которые пропущены стержни, служащие осями для шарнирно подвешенных на роторе рядов молотков 5. На валу 6 укреплен шкив 10. Верхняя часть 1 корпуса футеруется отбойными сменными плитами 7. В нижней части 2 корпуса укреплена колосниковая решетка 8, занимающая 135...180 град окружности ротора. Для наблюдения за дробилкой имеется лазы с крышками. Исходный материал, попадая на вращающиеся молотки, подвергается ударному воздействию и отбрасывается на отбойные плиты 7. В результате многократных ударов происходит дробление. Дробленый продукт разгружается через колосниковую решетку 8. Более крупные куски додрабливаются на колосниковой решетке.
Шарнирное крепление молотков дает возможность избегать поломок при попадании недробимых предметов, так как в этих случаях молотки отклоняются на некоторый угол.
В зависимости от свойств дробимого материала и требуемой крупности дробимого продукта применяют молотки различной массы (от 3,5 до 180 кг) и формы. Для увеличения срока службы молотков их поворачивают на 180 град и, кроме того, переставляют концами; изношенные молотки иногда навариваются твердыми сплавами.
Наибольшее распространение получили молотковые однороторные дробилки. Основными параметрами молотковых дробилок является диаметр (в рабочем состоянии) и длина ротора.
Рабочий зазор между внутренней поверхностью колосников и ротором выбирают в зависимости от необходимой крупности дробленого продукта, которая определяется размером щели между колосниками. Степень дробления в молотковых дробилках может достигать на хрупких, мягких рудах значительных величин (> 10).
Выводы:
Схемы дробления включают и операции предварительного и поверочного грохочения. Предварительное грохочение применяется для выделения уже готового класса крупности перед дроблением с целью сокращения массы дробимого материала за счет отсева мелочи. Оно эффективно и экономически целесообразно при достаточно высоком содержании отсеиваемого класса в исходном продукте (обычно свыше 17 – 20%, т.е. при вогнутой или прямолинейной характеристике крупности).
Как правило, крупное, среднее и мелкое дробление на обогатительных фабриках производится сухим способом. Мокрое дробление применяется для материала со значительным содержанием глинистых веществ, которые при добавлении воды отмываются одновременно с процессом дробления.
На обогатительных фабриках для дробления полезных ископаемых применяют почти исключительно механические дробилки раздавливающего и раскалывающего действия (щековые, конусные, валковые), ударного действия (молотковые, роторные, дезинтегральные). Другие способы дробления (пневматическое, взрывное, электрогидравлическое, электроимпульсное и др.) находятся до настоящего времени в стадиях исследования.
Контрольные вопросы:
1.
Какие стадии дробления Вы знаете?
2.
Какие дробилки применяют при различных стадиях дробления?
3.
Какое из видов грохочения можно установить после второй или третьей стадии дробления?
4.
Какие виды дробилок применяют для процессов дробления?
5.
Опишите принцип действия щековой дробилки.
6.
Опишите принцип действия конусных дробилок.
7.
Каковы основные отличия между конусными и щековыми дробилками?
8.
Опишите работу дробилок ударного действия. Каковы их преимущества и недостатки, по сравнению с другими?
9.
Чем отличаются инерционные конусные дробилки от обычных, конусных?
10.
Опишите работу валковых дробилок.
Темы семинаров:
