Обзор конструкций и область применения дробилок

 

Дробление это процесс механического разрушения твердого сырья (более широкий термин дезинтеграция). Дроблению подвергают твердые полезные ископаемые, строительные материалы, химическое сырье, абразивные материалы, твердое вторичное сырье, некоторые виды растительного сырья. Среди всех видов сырья, которое подвергается дроблению, доминируют руды черных и цветных металлов и нерудные полезные ископаемые (уголь, граниты, известняки). Ежегодно в мире подвергают дроблению 2,5–3 млрд. тонн полезных ископаемых [1–4].

Дробление на обогатительных фабриках является подготовительным процессом, так как имеет своей целью подготовить исходный материал для дальнейшего измельчения и обогащения.

При дроблении куски полезного ископаемого могут разрушаться от сжатия, растяжения, изгиба и сдвига, когда возникающие в материале напряжения превосходят предел временного сопротивления. Основные способы разрушения материала показаны на рис. 1.

Рис. 1. Основные способы разрушения материала: а — раздавливание; б — раскалывание; в — излом; г — истирание; д — удар

 

Операции дробления, как правило, применяют в связке с процессами классификации по крупности (грохочением) твердого сырья. Грохочение — технологический процесс разделения твёрдых частиц по классам крупности, а также отделения твёрдой фазы от жидкой просеиванием через подвижную или неподвижную просеивающую поверхность.

Операции дробления, как и другие методы дезинтеграции, применяют в основном для решения следующих задач:

1. Для последовательного уменьшения крупности полезных ископаемых до размеров 3–15 мм.
2. Для получения сырья той крупности, которая необходима непосредственным потребителям для дальнейшей переработки.
3. Для подготовки твердых промышленных и бытовых отходов к операциям их глубокой переработки во вторичные продукты.

Процесс дробления осуществляют с применением специальных машин — дробилок. Дробилка (а. breaker, crusher; н. Brecher, Quetsche; ф. broyeur, соncasseur; и. trituradora, machadora, quebradora) — машина для дробления минерального сырья и других твёрдых материалов (рис.2). По конструктивному исполнению рабочего органа различают: щековые дробилки (дробление с помощью двух прямоугольных плит-щёк, одна или обе из которых совершают колебательное движение); конусные дробилки (дробление внутри пространства, образованного внутренней поверхностью неподвижного конуса и внешней поверхностью подвижного, совершающего гирационное движение); валковые дробилки (дробление между цилиндрическими валками или валком и плитой); дробилки ударного действия — роторные дробилки, молотковые дробилки (дробление битами или молотками, закреплёнными на корпусе быстро вращающегося ротора). Ниже представим обзор некоторых типов дробилок представленных на рынке горных машин и оборудования [5–11].

Рис. 2. Общий вид щековой дробилки серии HJ

 

Щековые дробилки различают по трём основным признакам: по расположению оси подвеса подвижной щеки — с верхней или нижней осью подвеса; по характеру движения подвижной щеки — с простым качением и со сложным (качательное движение сочетается с продольным вдоль поверхности щеки); по конструкции движущего механизма — шатунно-рычажного или кулачкового.

Дробилки серии HJ имеет большую производительность, причем энергоемкость процесса разрушения и электропотребление достаточно низкое.

Особенности. Повышенная производительности за счет оптимизации хода движения подвижной щеки и полости машины. Вес противовеса и структура щековой дробилки корректируются, вибрация всей машины значительно улучшена.

Область применения. Эксплуатируется на горных предприятиях РФ и стран СНГ в обработке различных материалов горных и строительных отраслях, для дробления гранита, мрамора, базальта, известняка, кварца, булыжника, железной руды, медной руды и некоторых других минералов и пород. Технические характеристики указанного типа дробилок представлены в таблице 1 [12–14].

Таблица 1

Технические характеристики

Модель	Размер загрузочного окна (мм)	Макс. размер Питания (мм)	Размер разгрузочного окна (мм)	Производительность (т/ч)	Мощность (кВт)	Габаритные размеры (мм)
HJ98	650×980	560	75–175	110–350	90–110	2470×2000×2180
HJ110	800×1100	660	100–200	215–510	110–132	2875×2472×2530
HJ125	950×1250	800	125–225	280–650	132–160	3320×2600×3120

 

Рис. 3. Общий вид конусной дробилки HPC

 

Китайская конусная дробилка HPC имеет высокую эффективность дробления за счет оптимизированной гидравлической системы управления. Используется для вторичного дробления в различных технологических линиях по обработке горных пород и полезных ископаемых.

Особенности. Высокая степень дробления, низкие эксплуатационные расходы, оптимальные формы готовой фракции (конечный продукт), сокращение времени простоев за счет применения гидравлической защиты.

Область применения. В цементной, горнодобывающей, строительной, металлургической и других отраслях, так же в строительстве дорог и мостов, железных дорог. Материалы, такие как железная руда, гранит, известняк, кварцит, песчаник, брусчатки и другие. Технические характеристики указанного типа дробилок представлены в таблице 2 [7–8].

Таблица 2

Технические характеристики

Модель	Диаметр конуса (мм)	Камера дробления	Ширина разгрузочной щели (мм)	Размер исходного материала (мм)	Производительность (т/ч)	Мощность (кВт)	Габаритные размеры (мм)
HPC220	1220	Крупное	19	210	185–300	220	2726×1950×2182
		Мелкое	13	105	150–210
HPC400	1570	Крупное	30	290	400–500	400	3447×2830×2977
		Мелкое	16	135	260–400

 

Рис. 4. Общий вид молотковой дробилки 1 — ротор; 2 — корпус; 3, 4 — подвижные передняя и задняя стенки; 5 — загрузочная часть; 6 — регулировочное устройство; 7 — футеровка

 

Молотковая дробилка разработанная компанией «Flati» применяется для изготовления грубого порошка с размером 0–3мм. Дробление материала происходит под действием силы удара быстро вращающихся частей: молотков, бил. Процесс дробления происходит также под действием отраженных ударов отбрасываемых кусков дробленого материала от отбойных деталей, устанавливаемых внутри корпуса дробилки. Принцип действия и общее устройство молотковой (ударной) дробилки следующие. На горизонтальной оси вращается ротор — рабочий орган дробилки, состоящий из вала в сборе с дисками и молотками (билами). Куски материала, поступающие в дробилку, разбиваются вращающимися ударными частями ротора и выбрасываются из дробящего пространства.

Особенности. Высокая производительность и высокая степень измельчения. Низкое энергопотребление, однородная готовая фракция.

Область применение. Дробилки данного типа в основном предназначены для дробления горных пород различной крепости, чья прочность на сжатие не выше, чем 320 MПa. Например, таких как уголь, соль, мел, гипс, известняка, стекла, фосфатов и др. Технические характеристики указанного типа дробилок представлены в таблице 3 [15–17].

Таблица 3

Технические характеристики

Модель	Диаметр ротора (мм)	Длина Ротора (мм)	Количество молотка	Размер исходного материала (мм)	Диапазон регулировки разгрузочной щели (мм)	Производительность (т/ч)	Мощность (кВт)	Модель мотора	Скорость обращения(об/мин.)	Габаритные размеры (мм)
PC300×400	400	300	16	<100	<15	3–8	11		1100	855×795×862
PC400×600	600	400	20	<150	<15	8–15	18.5		1000	1155×1100×1255
PC600×800	800	600	28	<220	<20	15–30	45		900	2360×1500×1580

 

Произведен краткий обзор современных типов дробилок. Из анализа обширного научно-методического и рекламного материала установлено, что совершенствование дробилок должно быть направлено на увеличение их единичной мощности, срока службы, снижение уровня шума и запылённости. За счет использования гидравлических систем для защиты от поломок и регулирования крупности продуктов дробления, автоматических систем контроля и управления режимом работы дробилок.

 

Литература:

 

1.                Разумов К. А., Перов В. А. Проектирование обогатительных фабрик. Учебник для вузов. М., Недра 1982. — 518 с.
2.                Донченко А. С., Донченко В. А. Справочник механика обогатительной фабрики. — М.: Недра 1985.
3.                Проектирование и эксплуатация оборудывания фабрик окомкования. / Бессараб В. И. М.: Металлургия 1986–152 с.
4.                Абрамов А. А. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. Т. 1. Обогатительные процессы и аппараты: Учебник для вузов. — М.: Из-во МГГУ, 2004. — 472 с.
5.                Молотковая дробилка // e341.ru URL: http://e341.ru/p53702691-molotkovaya-drobilka.html (дата обращения: 30.10.2015).
6.                Великанов В. С., Шабанов А. А. Применение нечеткого подхода для оценки влияния структуры и режимов управления на показатели эксплуатационной надежности горных машин и комплексов // Горная промышленность. — 2013. — № 3. — С. 101–102.
7.                HPC КОНУСНАЯ ДРОБИЛКА // go-sst.ru URL: http://go-sst.ru/products/hpc-cone-crusher.html (дата обращения: 30.10.2015).
8.                ДРОБЛЕНИЕ И ДРОБИЛКИ // mtspb.com URL: http://mtspb.com/stati_i_dokladi/droblenie_drobilki.html (дата обращения: 30.10.2015).
9.                Процессы и машины для обогащения полезных ископаемых / В. И. Карамзин, Е. Е. Серго, А. П. Жендринский и др. М., Недра, 1974. — 560 с.
10.            Серго Е. Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых М., Недра, 1985.
11.            Гришин И. А., Исмагилов К. В., Великанов В. С. Электромеханическое оборудование рудообогатительных фабрик. Лабораторный практикум. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова, 2015. — 68 с.
12.            g-ulanude.ru URL: http://g-ulanude.ru/ (дата обращения: 30.10.2015).
13.            crushers-pro.net URL: http://crushers-pro.net/ (дата обращения: 30.10.2015).
14.            http://orland.pro/poisk/gusenichnaya-mobilnaya-rotornaya-drobilka-zenith-pfw
15.            Великанов В. С. Возможности метода парных сравнений в установлении значимости показателей горных машин и комплексов по критерию эргономичности // Вестник КузГТУ. — 2013. — № 4 — С. 43–46.
16.            PFW роторная Дробилка(гидравлическая) // zenith-crusher.ru URL: http://www.zenith-crusher.ru/products/crushing/hydraulic-impact-crusher.html (дата обращения: 30.10.2015).
17.            Великанов В. С. Методика оценки показателей экономического эффекта от реализации мероприятий по повышению уровня эргономического обеспечения горных машин (на примере карьерных экскаваторов) // Маркшейдерия и недропользование. — 2014. — № 3. — С. 18–21.