Типы конусов Дробилки

Конусные дробилки известны во всем мире как дробилки типа “Symons”. Благодаря большому коэффициенту дробления, высокой эффективности, низкому энергопотреблению, равномерному размеру продукта и пригодности для дробления твердых руд, они получили широкое распространение во многих странах с момента их появления в 1920 году. Они продолжают совершенствоваться, в том числе за счет применения гидравлических устройств, что делает их еще более совершенными. Приведенные выше характеристики конусных дробилок отражают их конструктивные особенности. Скорость вращения конусных дробилок в 2,5 раза выше, а угол поворота в 4 раза больше, чем у гирационных дробилок. В процессе дробления с такой высокой скоростью и большим ходом руда в камере дробления не сдавливается подвижным конусом, движущимся медленно с малым ходом, как в гирационной дробилке, а подвергается быстрым ударам с большим ходом. Такой метод ударного дробления облегчает процесс измельчения руды и обеспечивает высокую эффективность дробления.

Благодаря высокой скорости и большому ходу конусных дробилок, руда в камере дробления находится в состоянии скольжения по поверхности конуса 95% времени. То есть в любой момент времени только 5% руды подвергается дроблению. Поскольку руда скользит вниз в течение 95% времени, дробилка имеет высокую пропускную способность и, следовательно, высокую производительность. Поскольку измельчению подвергается только 5% руды, только 5% площади камеры дробления фактически измельчает руду, что приводит к низкому потреблению электроэнергии. Кроме того, высокое давление на единицу площади на руду в локализованной зоне дробления делает ее пригодной для дробления твердых руд. Благодаря высокой скорости вращения и наличию параллельной зоны различной длины в нижней части камеры дробления, руда дробится, по крайней мере, один раз в пределах параллельной зоны. Поэтому конусные дробилки производят продукт однородного размера.

В зависимости от требований к операциям дробления, конусные дробилки могут использоваться для среднего и мелкого дробления. Разница между конусными дробилками среднего и мелкого дробления заключается в форме и размере камеры дробления. Они делятся на три типа, как показано на рисунке 4-1.

Рисунок 4-1 Виды поперечного сечения камер дробления
a - Стандартный тип
b - Промежуточный тип (средний тип)
c - Короткоголовый тип

Стандартный тип - используется для среднего дробления руд;
Промежуточный тип - используется для среднего и мелкого дробления руд;
Короткоголовый тип - используется для мелкого дробления руд.

На рисунке 4-1 и в таблице 4-1 перечислены отверстия для подачи (B), разгрузочное отверстие (e) и длина параллельной зоны (L) для трех различных типов конусных дробилок. Обычно рекомендуемый максимальный размер продукта составляет 0,85 от загрузочного отверстия. Максимальный размер продукта зависит от твердости измельчаемой руды, правильности установки мантийной и вогнутой футеровки, производительности дробилки и рациональной конфигурации сопутствующего оборудования. При благоприятных условиях максимальный размер продукта не должен превышать 1,5 разгрузочного отверстия, при этом 70% продукта должно быть меньше разгрузочного отверстия. При неблагоприятных условиях максимальный размер продукта может достигать 4-х кратного разгрузочного отверстия, а 80% продукта может быть больше разгрузочного отверстия.

Таблица 4-1 Размеры загрузочного и разгрузочного отверстий конуса дробилки (мм)

В зависимости от способа регулировки разгрузочного отверстия и защиты от перегрузки, конусные дробилки можно разделить на два типа: с пружинной и гидравлической защитой. Гидравлическая защита также подразделяется на одноцилиндровую гидравлическую и многоцилиндровую гидравлическую. Тип гидравлической защиты представляет собой тенденцию развития конусных дробилок.

Пример интерпретации спецификации модели для конусных дробилок выглядит следующим образом:

Конструкция пружинной конусной дробилки

Конструкция конусной дробилки показана на рисунке 4-2. Она состоит из рамы, системы передачи, устройства регулировки, гидравлической системы, системы смазки и других компонентов.

Двигатель напрямую приводит в движение малую коническую шестерню (7) на приводном валу через упругую муфту (5). Малая коническая шестерня приводит эксцентриковую втулку (12) во вращение внутри прямой втулки (13) в центральной втулке рамы через большую коническую шестерню. Внутри эксцентриковой втулки (12) имеется коническое отверстие, смещенное примерно на 2° от оси вращения. В это отверстие устанавливается коническая втулка (11). Конусная головка (15) опирается на бронзовый чашеобразный сферический подшипник (14). Нижняя коническая часть главного вала (9) вставляется в коническую втулку (11). Таким образом, при вращении эксцентриковой втулки (12) осевая линия главного вала (9) образует в пространстве коническую поверхность, заставляя подвижный конус (4) совершать гирационные колебания вокруг неподвижной точки О. В результате поверхность подвижного конусного вкладыша (16) попеременно приближается и удаляется от поверхности неподвижного конусного вкладыша (17).

Руда, подлежащая дроблению, падает из загрузочной коробки (19) на распределительную плиту (1) на верхнем конце подвижного конуса, откуда она равномерно распределяется в камере дробления вокруг подвижного конуса. В момент, когда подвижный конус отходит от неподвижной футеровки конуса, руда попадает в камеру дробления. Когда подвижный конус поворачивается к неподвижному конусу, руда впервые подвергается дроблению. Когда подвижный конус снова отходит от неподвижного конуса, руда падает в положение, в котором она будет раздавлена во второй раз. Таким образом, руда дробится несколько раз по мере спуска и, наконец, выгружается из дробилки.

Эксцентриковая втулка (12) опирается на упорный подшипник (8), состоящий из четырех дисков. Самый нижний медный диск закреплен на нижней крышке (10) рамы. Самый верхний стальной диск соединен с эксцентриковой втулкой штифтом, и оба они вращаются вместе. Три поверхности скольжения двух средних дисков (стального и медного) скользят друг относительно друга со скоростью, равной примерно одной трети скорости вращения эксцентриковой втулки.

Рисунок 4-2 Структура конуса дробилка
1 - Распределительная пластина 2 - Регулировочное кольцо 3 - Опорная втулка 4 - Подвижный конус 5 - Эластичная муфта 6 - Корпус приводного вала 7 - Малая коническая шестерня 8 - Упорный подшипник 9 - Муфта главного вала 10 - Нижняя крышка рамы
11 - Коническая втулка 12 - Эксцентриковая втулка 13 - Прямая втулка 14 - Чашеобразный сферический подшипник 15 - Головка конуса (или сердечник мантии) 16 - Подвижный вкладыш конуса (мантии) 17 - Неподвижный вкладыш конуса (вогнутый)
18 - Пружина 19 - Коробка подачи

Верхняя часть рамы оснащена опорной втулкой (3), которая плотно прижимается к раме под давлением нескольких комплектов пружин сжатия, расположенных по периметру. Опорная втулка имеет внутреннюю резьбу (зигзагообразную / контрфорсную), в которую ввинчивается регулировочное кольцо (2), несущее неподвижный конусный вкладыш (17). Поворот регулировочного кольца влево или вправо поднимает или опускает неподвижный конусный вкладыш в вертикальном направлении, тем самым регулируя разгрузочное отверстие.

Пружины (18) вокруг рамы служат как для создания усилия дробления при нормальной работе, так и в качестве предохранительного устройства, защищающего дробилку от повреждений. Когда в дробилку попадает недробимый предмет, усилие дробления резко возрастает, заставляя пружины сжиматься еще больше. Это поднимает одну сторону верхней части дробилки (т.е. опорную втулку и регулировочное кольцо), тем самым увеличивая зазор между неподвижным конусным вкладышем и подвижным конусным вкладышем, что позволяет выгрузить недробимый предмет через разгрузочное отверстие. После этого опорная втулка и регулировочное кольцо возвращаются в исходное положение под действием давления пружин.

Поверхности трения движущихся частей конусной дробилки подвергаются высокому давлению и относительно высоким скоростям, поэтому смазка чрезвычайно важна для конусных дробилок. В настоящее время в конусных дробилках всех размеров используется центральная циркуляционная система смазки тонким слоем масла с маслостанцией. Масло низкого давления, подаваемое со станции смазки, поступает в дробилку по двум путям. Один путь проходит через маслозаборное отверстие в нижней крышке (10) рамы для смазки упорного подшипника (8), прямой втулки (13), конической втулки (11) и чашеобразного сферического подшипника (14). Большая и малая конические шестерни смазываются возвратным маслом из конической втулки и чашеобразного сферического подшипника. Другой путь проходит через отверстие для впуска масла в корпусе приводного вала (6), чтобы смазать подшипники на обоих концах приводного вала. После смазки различных деталей масло поступает обратно в маслостанцию через возвратную трубу.

На заправочных станциях обычно используются следующие смазочные масла: Машинное масло № 20 или № 30 зимой; машинное масло № 40 при нормальных температурах; и машинное масло № 50 летом.

Во время дробления руды образуется большое количество пыли. Чтобы предотвратить попадание пыли внутрь дробилки, предусмотрено устройство предотвращения образования пыли с водяным уплотнением, как показано на рисунке 4-3. Устройство для предотвращения образования пыли с водяным уплотнением состоит из бака для хранения воды (1), сливного бака (2), сферического кольца (4), отбойной плиты (5) и кольца для уплотнения пыли (3). Вода для предотвращения образования пыли подается через впускную трубу в бак для хранения воды (1). Когда бак заполняется, вода свободно переливается в сливной бак (2) и выводится из дробилки через выпускную трубу. Поскольку сферическое кольцо (4) погружено в резервуар для воды (1), любая пыль, соприкасающаяся со сферическим кольцом, попадает в воду и вытекает вместе с переполненной водой. Таким образом, пыль не может пройти через сферическое кольцо и попасть в дробилку. Отбойная плита (5) предотвращает попадание воды, разбрызгиваемой сферическим кольцом (4) во время работы дробилки, в чашеобразный подшипник. Зазор между уплотнительным кольцом (3) и сферическим кольцом (4) обычно составляет 2-4 мм. Такой зазор предотвращает попадание большого количества пыли в резервуар для воды, тем самым снижая нагрузку на устройство водяного уплотнения.

Рисунок 4-3 Устройство для защиты от пыли с водяным уплотнением
1 - Бак для хранения воды 2 - Сливной бак 3 - Пылезащитное кольцо 4 - Сферическое кольцо 5 - Перегородка

Таблица 4-2 Технические параметры пружинных конусных дробилок типа PYT

Сноски:
① Производительность рассчитана исходя из насыпной плотности руды 1,6 т/м³.
② Масса машины не включает вес двигателя.

Конструкция одноцилиндрового гидравлического конуса Дробилка

Действие и процесс дробления одноцилиндровой гидравлической конусной дробилки в основном такие же, как и у пружинной конусной дробилки.

На рисунке 4-4 показана структура одноцилиндровой гидравлической конусной дробилки. По сравнению с пружинной конусной дробилкой, основными особенностями этого типа одноцилиндровой гидравлической конусной дробилки являются применение гидравлической регулировки, гидравлической защиты и гидравлической разгрузки (для удаления засоренной руды).

Рисунок 4-4 Конструкция одноцилиндровой гидравлической конусной дробилки
1 - Верхняя рама 2 - Дробящий конус 3 - Эксцентриковая втулка 4 - Основание 5 - Приводной блок 6 - Регулировочная втулка
7 - Гидравлический цилиндр

Помимо отличий, обусловленных гидравлической конструкцией, таких как гидравлическая система, замена чашеобразного подшипника упорным подшипником на нижнем конце главного вала и конической втулочной опорой на верхнем конце, а также использование уплотнительного цилиндра и уплотнительного кольца вместо водяного уплотнения для защиты от пыли, другие отличия заключаются в следующем: корпус дробилки опирается на четыре резиновые опорные площадки и не требует крепления фундаментными болтами; во время работы весь корпус дробилки может свободно раскачиваться. Кроме того, используется клиноременная передача.

Если камера дробления пружинной дробилки засоряется или забивается трамповым железом, то для ее очистки обычно требуется одна или две смены. Однако в этом типе дробилок проблему можно решить, просто задействовав гидравлическую систему. Поскольку дробилка опирается на четыре резиновые прокладки, раскачивание машины, вызванное инерционными силами подвижного конуса и эксцентриковой втулки во время работы, воспринимается резиновыми прокладками, что снижает нагрузку на фундамент. В результате не требуются большие фундаментные болты и массивный фундамент (нужны только небольшие болты для крепления поддонов к фундаменту), что снижает стоимость установки. Такая гидравлическая конструкция значительно повышает удобство использования конусной дробилки. Чтобы изменить размер разгрузочного отверстия на меньший, масло подается из гидравлического бака (4) под поршень гидроцилиндра (2), поднимая подвижный конус (1) в нужное положение (см. Рисунок 4-5a). Для увеличения разгрузочного отверстия масло из-под поршня гидроцилиндра (2) сливается обратно в гидравлический бак (4), позволяя подвижному конусу (1) опуститься в нужное положение (Рисунок 4-5b).

Рисунок 4-5 Автоматическая регулировка выпускного отверстия
a - Подвижный конус поднимается, выпускное отверстие уменьшается
b - Подвижный конус опускается, разгрузочное отверстие увеличивается

1 - Подвижный конус 2 - Гидравлический цилиндр 3 - Аккумулятор 4 - Масляный бак

На индикаторе уровня масла в гидравлическом баке имеется шкала разгрузочного отверстия, соответствующая размеру разгрузочного отверстия. Разница в показаниях разгрузочного отверстия, вызванная изменением уровня масла, указывает на величину изменения разгрузочного отверстия. Во время работы разгрузочное отверстие может быть отрегулировано в любое время в соответствии с требуемым размером продукта. Таким образом, регулировка и управление разгрузочным отверстием путем изменения количества масла под гидравлическим поршнем является точной и удобной.

Автоматическая защита и автоматическая разгрузка описаны ниже.

(1) Автоматическая защита. Сначала в аккумулятор (3) подается азот, чтобы его давление превышало давление масла, необходимое для нормального дробления. Когда в дробильную камеру попадает кусок трампованного железа или другой неразбиваемый предмет, давление масла в масляном контуре высокого давления становится больше, чем давление азота внутри аккумулятора. Поршень аккумулятора (3) сжимает азот, позволяя гидравлическому маслу поступать в аккумулятор. В результате поршень гидравлического цилиндра (2) опускается, а вместе с ним опускается и подвижный конус. В этот момент разгрузочное отверстие увеличивается, и из дробилки выгружается трамбованное железо или другой недробимый предмет, обеспечивая тем самым защиту (см. Рисунок 4-6).

(2) Автоматическая разгрузка. Когда дробилка неожиданно останавливается во время нормальной подачи из-за неисправности или отключения питания, камера дробления оказывается заблокированной рудой. Однако конусная дробилка не может работать под нагрузкой, поэтому требуется разгрузка.

Для удаления заблокированной руды можно использовать принцип гидравлической регулировки разгрузочного отверстия. При возникновении засора в камере дробления гидравлическая система может многократно поднимать и опускать подвижный конус, тем самым измельчая заблокированную руду и выгружая ее из дробилки. Это значительно снижает сложность ручного удаления.

Этот тип дробилки не только обладает отличными эксплуатационными характеристиками, описанными выше, но и имеет простую конструкцию. Это позволяет не только сократить объем работ по техническому обслуживанию и наладке и повысить коэффициент использования оборудования, но и отказаться от необходимости строительства большого фундамента и значительно сократить объем работ по производству.

Рисунок 4-6 Принцип действия автоматической защиты
1 - Подвижный конус 2 - Гидравлический цилиндр 3 - Аккумулятор 4 - Масляный бак

Благодаря постоянным усовершенствованиям, основанным на производственной практике, одноцилиндровая гидравлическая конусная дробилка была изменена по сравнению с первоначальной конструкцией: большая шестерня эксцентриковой втулки была перенесена из нижней части в верхнюю; ременная передача была заменена на прямую; четыре резиновые кольцевые опорные площадки под первоначальной рамой были удалены, и теперь рама крепится непосредственно к фундаменту, как показано на рисунке 4-7. Все выпускаемые в настоящее время одноцилиндровые гидравлические конусные дробилки изготовлены в соответствии с этим усовершенствованным новым типом.

Технические параметры одноцилиндровой гидравлической конусной дробилки приведены в таблице 4-3.

Таблица 4-3 Технические параметры одноцилиндровых гидравлических конусных дробилок PYY-T

Сноски:
① Производительность рассчитана исходя из насыпной плотности руды 1,6 т/м³.
② Масса машины не включает вес двигателя.

Конструкция многоцилиндровой гидравлической конусной дробилки

В многоцилиндровой гидравлической конусной дробилке используются гидравлические устройства для защиты, регулировки и блокировки. Поэтому, как и одноцилиндровая гидравлическая конусная дробилка, она обладает следующими характеристиками: удобная регулировка разгрузочного отверстия, малый коэффициент перегрузки при прохождении недробимых предметов, легкое удаление недробимых предметов, застрявших в камере дробления. Производственная практика показывает, что эта гидравлическая конусная дробилка имеет хорошую производительность. Однако, по сравнению с одноцилиндровым типом, ее конструкция сложнее, а трудоемкость изготовления выше. На рисунке 4-8 показана конструкция многоцилиндровой гидравлической конусной дробилки.

Рисунок 4-8 Структура многоцилиндровой гидравлической конусной дробилки
1 - Гидравлический цилиндр (масляный цилиндр)
2 - Опорная втулка
3 - Запорный цилиндр
4 - Кольцо
5 - Дробящий конус
6 - Упорный цилиндр (или толкающий цилиндр)
7 - Рама

Многоцилиндровая гидравлическая конусная дробилка была разработана на основе пружинной конусной дробилки. Ее основная структура аналогична структуре пружинной конусной дробилки.

Разница между многоцилиндровой гидравлической конусной дробилкой и пружинной конусной дробилкой заключается в том, что первоначальные 10-16 комплектов пружин заменены на 10-16 гидравлических защитных цилиндров. Структура защитного цилиндра показана на рисунке 4-9. Он состоит из корпуса цилиндра (1), поршня (2), кронштейна (3) и болта (4). Цилиндр разделен поршнем на верхнюю камеру A и нижнюю камеру B.

Рисунок 4-9 Структура предохранительного цилиндра
1 - Корпус цилиндра 2 - Поршень 3 - Кронштейн 4 - Болт 5 - Рама 6 - Опорная втулка

Когда в дробилку попадает недробимый предмет, сила дробления резко возрастает. Верхняя часть дробилки приподнимается на одну сторону, поворачиваясь вокруг точки O, причем точка попадания трампового железа находится на самом дальнем расстоянии. В этот момент масло высокого давления в верхней камере A предохранительного цилиндра вытесняется в аккумулятор (см. Рисунок 4-10). После выгрузки недробимого предмета верхняя часть дробилки автоматически возвращается в исходное положение под действием газа в верхней части аккумулятора.

Рисунок 4-10 Схема дробилки, пропускающей трамповое железо
1 - Непродавливаемый предмет (трамплин) 2 - Аккумулятор 3 - Гидравлический цилиндр

Когда дробилка останавливается из-за засорения трамповым железом, избыточной подачи, внезапного отключения питания или других неисправностей, камера дробления оказывается забитой рудой или материалом, не поддающимся дроблению. В этом случае можно задействовать распределительный клапан гидравлической системы для подачи масла в нижнюю камеру предохранительного цилиндра. Масло в верхней камере (A) предохранительного цилиндра автоматически возвращается в масляный бак. После этого верхняя часть дробилки параллельно поднимается вверх, позволяя выгрузить руду или недробимый материал, застрявший в камере дробления (см. Рисунок 4-11). После того как руда или недробимый материал выгружены, распределитель снова переключается для подачи масла в верхнюю камеру предохранительного цилиндра. Масло в нижней камере автоматически возвращается в масляный бак, и дробилка возвращается в нормальный режим работы.

Технические параметры многоцилиндровой гидравлической конусной дробилки приведены в таблице 4-4.

Таблица 4-4 Технические параметры многоцилиндровых гидравлических конусных дробилок