Технологический анализ конструкции конусных дробилок среднего дробления

Рассмотрен анализ конструкций конусных дробилок среднего дробления, изучены усилия и нагрузки возникающие в процессе дезинтеграции руды в дробилке, технологические характеристики (угол захвата, частота вращения эксцентрикового стакана, ход конуса, производительность, потребная мощность электродвигателя), произведена сопоставительная характеристика конусных дробилок отечественного и иностранного производства.

Продукция горнорудной промышленности активно используется в разных сферах жизнедеятельности. В 95% добытая крупнокусковая порода (содержащая полезный компонент), направляется на обогатительные фабрики. До непосредственного обогащения руды и выделения ценного компонента, руда дезинтегрируется в рудоподготовительных итерациях. Для уменьшения размера кусков на первых стадиях рудоподготовки наиболее целесообразно использовать конусные дробилки.

По способу монтажа и передвижению дробилки принято подразделять на:

• Стационарные (устанавливаются непосредственно в производственных цехах и помещениях, в которых осуществляется дезинтеграция горной породы). Дробилки в производственных условиях характеризуются высокой мощностью привода, высоким моментом на передаточном валу, и высокой производительностью.
• Мобильные (легко перемещаются, в основном устанавливаются на бортах карьеров, в рудниках или шахтах). Их габариты, мощности и технологические характеристики весьма вариативны, и зависят от конкретных условий эксплуатации.

Конусная дробилка это рудоподготовительный аппарат, предназначенный для дробления крупнокусковой горной породы в пространстве между двумя коническими поверхностями.

Конусные дробилки это машины непрерывного действия, способные работать под завалом. Питание конусных дробилок, осуществляющееся при помощи думпкаров или конвейеров, может быть непрерывным.

Как отмечается в работе [4] работа под завалом для некоторых конусных дробилок это обязательное условие, необходимое для реализации принципа дробления «камень о камень» и получения кубообразной фракции на выходе. Заключается это условие в том, что в пространстве рабочего органа реализуется двухосное сжатие материала (непосредственно от конических поверхностей и от трения частиц друг о друга).

Технологические характеристики конусных дробилок

Угол захвата

Угол между образующими внутренней поверхности наружной неподвижной конической чаши и внешней поверхности подвижного дробящего конуса – угол захвата.

Условие равновесие куска в камере дробления достигается тогда и только тогда когда угол захвата меньше или равен двойному углу трения. Практическое значение угла захвата 18 градусов.

Стоит отметить, что режим трения на холостом ходу оказался нестационарным: имеет место полусухое, граничное и псевдожидкостное трение [2].

В результате эксцентрик оказывается под действием нестационарной системы сил, вращающейся с угловой скоростью эксцентрика и которая вызывает колебание его. О таких колебаниях эксцентрика есть упоминание в работе [3], хотя в ней дается совершенно другое толкование причин возникновения этих колебаний [4,5].

Частота вращения эксцентрикового стакана

Наивыгоднейшей частотой называется такая частота эксцентрикового вала при которой достигается максимальная производительность.

Исходя из геометрии конструкции (рис.1) имеем: время половины оборота эксцентрикового стакана равно времени свободного падения куска дробленого продукта с горизонта A₁N₁ до уровня разгрузочного отверстия AN, то есть с высоты h.

С одной стороны, время половины оборота эксцентрикового стакана равно:

,

где n частота вращения эксцентрикового стакана.

Рисунок 1. Геометрия конструкции конусной дробилки

С другой стороны, время t должно равняться времени свободного падения куска с высоты h. Высоту h находим из геометрических соотношений. Проводим из точки К, которую займет точка N поверхности дробящего конуса, когда он придет в крайнее правое положение, линию КN₁, параллельную АА₁, и плоскость А₁N₁, с горизонта которой куски дробленого продукта должны еще выпасть из дробилки при отходе конуса.

Из треугольника NN₁K получим

 ,

где углы – углы между образующими поверхностей дробящего конуса и наружной чаши с вертикалью.

Из свойства производной пропорции, имеем:

где s – ход дробящего конуса.

Производительность

Теоретическую производительность можно рассчитать из допущений: если обозначить продвижение материала в рабочей зоне за один оборот эксцентрика через х, то из дробилки выпадает кольцо материала объемом:

где n – ширина выходной щели, D- диаметр окружности, описываемый центром тяжести прямоугольника на стороне конуса.

Сравнительная характеристика дробилок типажных рядов КСД и TP

В таблице 1 представлена сопоставительная характеристика дробилок двух типажных рядов.

Таблица 1

Сопоставительная характеристика дробилок

Таким образом, в предложенной реферативной работе рассмотрен анализ конструкций конусных дробилок среднего дробления, изучены общие сведения конструкции типажного ряда конусных дробилок, усилия и нагрузки возникающие в процессе дезинтеграции руды в дробилки, технологические характеристики угол захвата, частота вращения эксцентрикового стакана, ход конуса, производительность,

Произведена сопоставительная характеристика конусных дробилок отечественного (КСД) и иностранного производства (TP). По сравнительной характеристике можно сделать вывод о том, что дробилка типа TP, обладает более автоматизированной конструкцией, и имеет высокую производительность, с малыми энергетическими затратами, в отличии от дробилок КСД.