Роторная дробилка
Типы ударных дробилок Ударная дробилка — это устройство, в котором используется ударное…
Ударные брусья дробилка ударного типа вращаются с высокой скоростью вместе с ротором, ударяя и измельчая материал, и подвергаются ударам и истиранию. Поэтому они быстро изнашиваются. К факторам, влияющим на срок службы ударных стержней, относятся: материал, из которого они изготовлены, качество изготовления, свойства измельчаемого материала, периферийная скорость ротора, конструкция ударных стержней и производительность.
В настоящее время в Китае для изготовления ударных стержней в основном используются износостойкие материалы, такие как высокомарганцевая сталь и хромистая легированная сталь. В связи с различиями в процессах термообработки у разных производителей их механические свойства значительно различаются, что приводит к существенным различиям в сроке службы ударных стержней. В Китае было проведено множество испытаний, посвященных выбору материалов для изготовления ударных стержней. Было установлено, что введение низколегированного белого чугуна в состав ударных стержней более чем вдвое увеличивает их срок службы (по сравнению с литыми ударными стержнями из высокомарганцевой стали). Этот низколегированный белый чугун обладает высокой твердостью, хорошей износостойкостью, прост в производстве и имеет низкую стоимость, что делает его пригодным для более широкого применения.
На некоторых заводах и шахтах для наплавки на ударные стержни из углеродистой стали используются сварочные стержни “Шанхан 64” или “Шанхан 64А”, либо для наплавки электрода из высокомарганцевой стали на ударные стержни из высокомарганцевой стали. В обоих случаях срок службы 30% превышает срок службы литых ударных стержней из высокомарганцевой стали. Эти два метода также просты, легко реализуемы и недороги.
На некоторых заводах и шахтах для дробления угля используется однороторная ударная дробилка размером 1000 × 700 мм с ударными биями из белого чугуна, которые также отличаются относительно длительным сроком службы.
Помимо материала ударных брусьев, на срок их службы в некоторых дробилках влияют также следующие факторы: ввиду высокой линейной скорости ротора ударной дробилки он оснащается 3–6 ударными брусьями, а в некоторых случаях — до 8–10 штук. Интервал между прохождением двух последовательных ударных брусьев составляет всего несколько десятых секунды. За такое короткое время в зону удара целыми кусками может попасть лишь небольшое количество материала, тогда как большая часть материала, особенно крупные куски, попадает в зону удара лишь одним концом. Поэтому ударная лопатка не попадает в центр тяжести куска материала — то есть она ударяет не по всей площади куска, а под углом. Это не только снижает эффективность дробления, но и вызывает трение скольжения между материалом и ударной лопаткой, что приводит к очень быстрому износу ударной лопатки. Кроме того, когда мелкие частицы прилипают к ударным пластинам, трение между ударными стержнями и мелкими частицами становится еще более интенсивным, ускоряя износ ударных стержней.
Чтобы снизить износ ударных планок, их количество на роторе не должно быть слишком большим, диаметр ротора не должен быть слишком малым, высоту ударных планок следует соответствующим образом увеличить, а мелкие частицы, грязь и влага в сырье должны быть по возможности отсеяны.
На срок службы ударной планки также влияют ее конструкция и способ крепления. В настоящее время в ударных дробилках китайского производства ударные бруски в основном крепятся с помощью винтов с потайной головкой, как показано на рисунках 6-5a и 6-5b. Этот способ крепления имеет простую конструкцию и легко демонтируется и собирается; для замены не требуется вынимать ротор из корпуса машины. В конструкции с крепежными винтами, показанной на рисунке 6-5a, винты во время работы подвергаются сдвиговой нагрузке, что делает их подверженными поломке и приводит к отрыву ударной планки. Конструкция, показанная на рисунке 6-5b, устраняет этот недостаток, обеспечивая более надежное крепление ударной планки, но требует обработки задней канавки на ударной планке.
Рисунок 6-5. Конструкция и крепление ударных планок (а–г)
1 — Ударная планка; 2 — Винт с потайной головкой; 3 — Ротор; 4 — Клиновой блок
В некоторых дробилках ударные бруски вставляются в пазы ротора сбоку. Обе стороны паза имеют наклон 1:5, а ударные бруски затягиваются под действием центробежной силы, возникающей во время работы (рис. 6-5c). Концы ударных брусьев такой конструкции также необходимо прижимать зажимными пластинами для предотвращения смещения. Данный способ крепления не является достаточно надежным, небезопасен во время работы (ударный брус может вылететь) и его лучше избегать.
Другой метод предусматривает использование клиновых зажимов для фиксации ударных брусьев (рис. 6-5d). Ударный брус устанавливается в паз ротора, а клиновые зажимы с наклонными поверхностями с обеих сторон вбиваются сбоку от ротора для затяжки ударного бруса. После предварительной затяжки под действием центробежной силы во время работы ударная штанга, клиновые зажимы и ротор затягиваются все сильнее, что обеспечивает надежность крепления. Однако разборка и сборка затруднены, поэтому в настоящее время этот метод используется редко.
В процессе изготовления необходимо строго соблюдать точность веса ударных стержней. Разница в весе не должна превышать ±0,5 кг. После установки ударных стержней на ротор необходимо провести испытание на статическую сбалансированность. После остановки ротора он не должен отклоняться назад более чем на 1/10 окружности в любом положении.
Ударная пластина является второй по степени износа деталью после ударных брусьев и подвергается высоким ударным нагрузкам. Обычно она изготавливается из литой высокомарганцевой стали. Также используются стержни из среднеуглеродистой стали; при дроблении угля могут свариваться между собой пластины из обычной стали. Согласно исследованию ударной дробилки размером φ500 мм × 400 мм, срок службы ударных пластин из литой высокомарганцевой стали относительно невелик. Необходимы исследования в области износостойких материалов для ударных пластин.
Некоторые зарубежные заводы используют износостойкий пластик для покрытия ударной плиты или встраивают щебень в канавки ударной плиты вместо металлической поверхности, что в обоих случаях позволило увеличить срок службы ударных плит. Основываясь на характере износа ударных пластин, один химический завод в Китае перешел на установку и замену пластин по отдельным зонам в зависимости от степени износа в разных участках, что позволило более чем вдвое увеличить срок службы.
Помимо повышения износостойкости материала ударной пластины, следует уделить внимание и ее форме. В ударных дробилках размером φ500 мм × 400 мм и φ1000 мм × 700 мм используются многоугольные (ломаные) ударные пластины. Несмотря на простоту конструкции и легкость изготовления, такая форма не обеспечивает наиболее эффективное ударное дробление материала и зачастую уменьшает размер дробильной камеры; кроме того, углы ударной плиты быстро изнашиваются. Поскольку материал ударяется о ударную плиту не перпендикулярно, часто возникают сдвиговые силы, ускоряющие износ ударной плиты. Кроме того, мелкие частицы или влажный материал имеют тенденцию прилипать к углам, что еще больше уменьшает объем дробильной камеры и влияет на эффективность дробления.
В ударной дробилке размером φ1250 мм × 1000 мм и ударных дробилках серии PFD, предназначенных для дробления угля, используются ударные пластины, имеющие форму, приблизительно соответствующую эвольвенте (см. рис. 6-4). Такая форма гарантирует, что материал, поступающий с любого направления после удара ударной лопатки, попадает в любую точку ударной пластины под перпендикулярным углом, т. е. материал всегда ударяется о поверхность ударной пластины перпендикулярно, что исключает сдвиговые силы. Это снижает износ ударных пластин, предотвращает накопление пыли, сохраняет достаточное пространство в дробильной камере и повышает эффективность дробления. Однако ударная пластина эвольвентной формы сложнее в изготовлении. Поэтому в двухвальной ударной дробилке размером φ1250 мм × 1250 мм форма первой ударной пластины приблизительно задается двумя дугами окружности (R = 1300 мм и R = 2680 мм), а вторая ударная пластина — одной дугой окружности (R = 1300 мм) и одним отрезком прямой.
При монтаже, эксплуатации и техническом обслуживании ударной дробилки особое внимание следует уделять статическому балансу ротора. При перестановке ударных битов или их замене все ударные биты на роторе необходимо менять одновременно, чтобы избежать статического дисбаланса, который может привести к сильной вибрации и перегреву подшипников. При перестановке ударных брусьев или их замене на новые необходимо взвесить их и установить брусья одинакового веса или с очень небольшой разницей в весе (±0,5 кг) симметрично по окружности, чтобы сохранить статический баланс всего ротора. Если дисбаланс сохраняется, его можно устранить путем временного добавления балансировочных грузов на ротор.
Во время работы машины следите за повышением температуры опорных подшипников ротора. В нормальных условиях оно не должно превышать 60 °C, а максимальная температура — 75 °C. Если повышение температуры превышает этот предел, немедленно остановите машину для проверки и примите необходимые меры. Подшипники качения на обоих концах ротора можно смазывать консистентной смазкой или смазкой на основе дисульфида молибдена, регулярно добавляя небольшое количество смазки в течение каждой смены (2–3 раза).
Во время работы ударная дробилка выделяет значительное количество пыли. Помимо надлежащей герметизации всех частей дробилки, в цехе необходимо установить вентиляционное и пылеулавливающее оборудование.
В двухроторной ударной дробилке приводные механизмы обоих роторов должны запускаться по отдельности. Последовательность запуска всего дробильного оборудования должна быть следующей: пылесборник → конвейер → дробилка → питатель; последовательность остановки — в обратном порядке.
