Çekiçli Kırıcı Türleri

1924 yılında piyasaya sürüldüğünden beri, çekiç kırıcı 80 yılı biraz aşan bir geçmişe sahiptir, ancak çok hızlı bir şekilde gelişmiştir. Yüksek kırma oranı (10–40), homojen ürün boyutu, az aşırı kırma, düşük enerji tüketimi, düşük ekipman maliyeti ve kolay bakım gibi avantajları sayesinde çimento, inşaat malzemeleri, kömür, kimya ve metalurjik madencilik gibi sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Çekiçli Kırıcının Kurulumu, Çalıştırılması ve Bakımı İçin Alınması Gereken Önlemler

Çekiçli kırıcılar, rotor sayısına göre iki türe ayrılabilir: tek rotorlu ve çift rotorlu. Tek rotorlu tip, daha da ters çevrilebilir ve ters çevrilemez tiplere ayrılabilir. Sınıflandırma, Tablo 5-1’de ayrıntılı olarak verilmiştir.

Çin’de çekiçli kırıcıların gelişimi 1970’lerden önce yavaş bir seyir izlemiştir. Ancak son on yıl içinde önemli ilerlemeler kaydedilmiş ve bunun sonucunda, ondan fazla farklı modelden oluşan genel amaçlı orta ve ince kırma serilerinin yanı sıra, kömüre özel orta ve ince kırma serileri de oluşturulmuştur. Ters çevrilemeyen çekiç kırıcılar genellikle orta dereceli kırma işlemleri için kullanılırken, ters çevrilebilir çekiçli kırıcılar genellikle ince kırma işlemleri için kullanılır. Buna ek olarak, besleme boyutu 1900 mm olan kireçtaşı gibi malzemeleri tek aşamada 25 mm'nin altına indirebilen tek aşamalı çekiçli kırıcılar da mevcuttur; bu, geleneksel iki aşamalı veya üç aşamalı kırma işlemini tek aşamaya indirgeyerek önemli ölçüde sermaye ve işletme maliyetlerinden tasarruf sağlar. Son yıllarda, esas olarak kömür kırma işlerinde kullanılan halka çekiçli kırıcılar da geliştirilmiştir. Bu, nispeten gelişmiş bir yapıya sahip yeni bir kırıcı türüdür ve ondan fazla farklı modelde mevcuttur. Ancak bugüne kadar Çin, çift rotorlu çekiçli kırıcılar üretmemiştir; sadece tek rotorlu tipler üretilmektedir.

Çekiçli kırıcıların model ve teknik özelliklerinin belirtilme yöntemi henüz standartlaştırılmamıştır ve üreticiler arasında küçük farklılıklar göstermektedir. Genel olarak, rotor çapı ile birlikte pinyin harfleri kullanılır. D ve uzunluk L, burada D çekiçlerin uçlarının çizdiği dairenin çapıdır ve L eksenel yönde dizilmiş çekiçlerin etkin çalışma uzunluğudur. Model özelliklerinin yorumlanmasına ilişkin bir örnek şöyledir:

Genel amaçlı çekiçli kırıcılar (PC tipi ve PCK tipi), metalurji, kömür, inşaat malzemeleri, kimya endüstrisi, elektrik enerjisi ve diğer endüstriyel sektörlerde kullanılabilir. Bu kırıcılar, kireçtaşı, feldspat, kömür, tuz, tuğla, alçıtaşı ve kırma taş gibi çeşitli kırılgan malzemelerin kırılması için uygundur. Kırılacak malzemenin basınç dayanımı 150 MPa'yı geçmemeli ve yüzey nemi 'den az olmalıdır (PCK tipi için yüzey nemi 'in altında olabilir). Kömür kullanımına yönelik çekiçli kırıcılar (PC-M tipi ve PCK-M tipi), esas olarak basınç dayanımı 12 MPa'nın altında ve yüzey nemi 9%'nin altında olan kömür ve alçıtaşı gibi kırılgan malzemeleri kırmak için kullanılır. Ayrıca, PCB tipi çekiçli kırıcı, basınç dayanımı 100 MPa'nın altında ve nem içeriği 15%'yi geçmeyen çeşitli kırılgan malzemeleri kırmak için uygundur. Birkaç yerli üretici de iyi sızdırmazlık, istikrarlı çalışma, düşük enerji tüketimi, yüksek üretim kapasitesi ve kolay bakım özelliklerine sahip PCL tipi dikey şaftlı çekiçli kırıcı üretmektedir. Bu kırıcı, kireçtaşı, kömür ve diğer kırılgan malzemeleri kırmak için kullanılabilir.

Geri Dönüşsüz Bir Çekiç Yapımı Kırıcı

Tersine çevrilemeyen çekiçli kırıcının yapısı nispeten basittir. Şekil 5-1’de, Çin’de yaygın olarak kullanılan PC1600×1600 tek rotorlu tersine çevrilemeyen çekiçli kırıcı gösterilmektedir. Bu kırıcı, şanzıman ünitesi, rotor, ana yataklar, ızgara çubukları ve gövdeden oluşan birkaç parçadan oluşur. Elektrik motoru (1), elastik bir kaplin (2) aracılığıyla rotoru doğrudan tahrik eder. Tozun rulmanlara girmesini önlemek için, rotor milinin her iki ucundaki ana yataklar gövdenin dışına yerleştirilmiştir. Bu yataklar, iki adet rulman yuvası (3) tarafından bağımsız olarak desteklenir ve iyi bir şekilde sızdırmaz hale getirilmiştir.

Şekil 5-1 φ1600 mm × 1600 mm çekiçli kırıcı
1 – Elektrik motoru 2 – Kaplin 3 – Rulman yuvası 4 – Ana mil 5 – Disk 6 – Pimli mil 7 – Pim kovanı 8 – Çekiç başlığı 9 – Volan 10 – Besleme girişi 11 – Muhafaza 12 – Darbe plakası 13 – Izgara çubuklu elek

Rotor, ana mil (4), mil üzerine monte edilmiş bir dizi disk (5) ve çekiç başlıklarından (8) oluşur. Ana mil üzerinde on bir disk yan yana dizilmiştir. Her bir disk çifti arasında, dört pim mili (6) dört çekiç başlığından (8) geçer. Rotorun tamamında toplam 40 adet çekiç başı bulunmaktadır. Çekiç başlarının eksenel hareketini önlemek için, çekiç başı pimli deliği ile disk pimli deliği arasına (pim milinin üzerine takılan) bir pim kovanı (7) sıkıştırılır ve pim kovanının dönmesini önlemek amacıyla pim milinin ucundaki somun sıkılır. Rotorun dönüşündeki düzensizliği azaltmak ve çekiç başlıklarının darbe enerjisini artırmak amacıyla ana milin sol ucuna bir volan (9) monte edilmiştir.

Şekil 5-1’den de görülebileceği gibi, rotor diskleri üzerinde iki sıra pim deliği bulunmaktadır; pim deliğinin merkezinden dönme eksenine olan mesafeler sırasıyla 440 mm ve 465 mm’dir. Bu, çekiç başlıkları ile ızgara çubukları arasındaki boşluğun ayarlanmasına olanak tanır.

Izgara çubuklu elek (13), rotorun altına monte edilmiştir. Yüksek manganezli çelikten döküm yapılmış ızgara çubuklarından oluşur ve sol ucu bir astar plakası ile sıkıca bastırılmıştır. Sekiz adet astar plakası ile donatılmış bir darbe plakası (12), rotorun sağ tarafına monte edilmiştir. Çekiç başlıklarının darbesini aldıktan sonra, kırılan malzeme astar plakalarının üzerine düşer ve ikincil darbe kırma işlemine tabi tutulur.

Ezilmez bir nesne şuraya düştüğünde kırıcı, çekiç başları tarafından ızgara çubuk süzgecinin ucuna taşınır ve özel olarak tasarlanmış bir açıklıktan dışarı atılır; böylece gövdenin iç duvarının erken aşınması ve bazı parçaların hasar görmesi önlenir.

Kırıcı gövdesi (11), çelik levhalardan kaynaklanarak oluşturulmuş kutu tipi bir yapıdır. Gövdenin üst kısmında bir besleme girişi (10) bulunur. Gövdeyi aşınmaya karşı korumak amacıyla, iç duvarda kırılan malzemenin sürtünme veya darbeye maruz kaldığı noktalara astar levhalar takılmıştır. Muayene ve onarımın kolaylığı için, gövdenin ön ve arka duvarlarında iki adet küçük kapak bulunmaktadır.

Çin’de üretilen PC tipi çekiçli kırıcıların teknik performansları Tablo 5-2’de gösterilmiştir.

Tablo 5-2 PC tipi çekiçli kırıcıların teknik performansı

Dipnotlar:
① Kömür kullanımlı çekiçli kırıcılar için kapasite, basınç dayanımı sınırı 12 MPa, yüzey nemi 9%’den az ve yığın yoğunluğu 0,8–1 t/m³ olan malzemenin kırılması sırasında elde edilen işleme hacmini ifade eder. Kireçtaşı kullanım amaçlı çekiçli kırıcılarda kapasite, basınç dayanımı 120 MPa, yüzey nemi 2%'den az ve yığın yoğunluğu 1,6 t/m³ olan malzemenin kırılması sırasında elde edilen işleme hacmini ifade eder.
② Rotor çapı, çalışma koşulları altında çekiç başlığının ucunun izlediği yolu ifade eder.

Tersine Çalışabilen Çekiçli Kırıcının Yapımı

Geri dönüşsüz çekiçli kırıcının ciddi bir dezavantajı vardır: Çekiç başlıkları sadece tek tarafta kolayca aşınır. Çekiç başlıklarını ters çevirip yeniden kullanmak için kırıcının durdurulması, çekiç başlıklarının sökülmesi ve ardından ters yönde yeniden takılması gerekir. Bu işlem çok zaman alır, işgücü israfına yol açar ve çalışma verimliliğini düşürür. Uygulamada, işgücünden tasarruf etmek amacıyla çekiç başlıkları genellikle sadece bir tarafı aşındıktan sonra yenileriyle değiştirilir, bu da büyük bir israf yaratır.

Bu dezavantajı ortadan kaldırmak amacıyla tersine çevrilebilir çekiçli kırıcı geliştirilmiştir. Bu tip kırıcının rotoru hem ileri hem de geri yönde dönebilir. Çekiç başlıklarının bir tarafı aşındığında, elektrik motorunun dönüş yönü tersine çevrilebilir ve kırıcı bir süre daha normal şekilde çalışmaya devam edebilir. Bu, çekiç başlıklarının hizmet ömrünü uzatır, kırıcının çalışma verimliliğini artırır ve üretim kapasitesini yükseltir.

Şekil 5‑2, φ1430 mm × 1300 mm boyutlarındaki tersinir çekiçli kırıcının yapısını göstermektedir. Bu tip kırıcının uygulama alanı, tersinemez çekiçli kırıcınkiyle aynıdır. Ancak, rotoru (10) her iki yönde de dönebildiğinden, ana bileşenleri simetrik olarak düzenlenmiştir ve besleme girişi (18) makinenin üst orta kısmına yerleştirilmelidir.

Şekil 5-2 φ1430 mm × 1300 mm çift yönlü çekiçli kırıcı
1 – Tutamak 2 – Kafes (sepet) 3 – Yan plaka 4 – Izgara çubuğu 5 – Eksantrik tekerlek 6 – Çekme çubuğu 7 – Germe yayı 8 – Mil (pivot) 9 – Yönlendirici plaka (ters çevrilebilir plaka) 10 – Rotor 11 – Elektrik motoru 12 – Kaplin 13 – Rulman yuvası 14 – Ana mil 15 – Disk 16 – Çekiç başlığı
17 – Pim mili 18 – Besleme girişi

Şekil 5-2’den de görülebileceği gibi, kırıcının ana mili (14) üzerine 28 adet disk (15) takılmıştır. Her bir disk çifti arasına, pim milleri (17) vasıtasıyla beş adet çekiç başı (16) asılmıştır. Rotorun tamamında toplam 70 adet çekiç başlığı bulunmaktadır. Ana mil (14), her iki ucundan makaralı rulman yuvaları (13) ile desteklenmektedir. Elektrik motoru (11), esnek bir kaplin (12) aracılığıyla rotoru doğrudan tahrik eder.

Boşaltma ızgara çubukları (4), rotorun her iki yanında simetrik olarak düzenlenmiş kavisli yan plakalar (3) üzerine monte edilmiştir. Her bir kavisli yan plakanın üst ucu, gövdenin yan duvarlarına sabitlenmiş bir pivot miline (8) asılıdır ve alt ucu ise bir eksantrik tekerleğe (5) dayanmaktadır. Makinenin her iki yanındaki kolları (1) çevirerek, eksantrik tekerlekler (5) belirli bir açı kadar döndürülür; böylece çekiç başlıkları ile ızgara çubukları arasındaki boşluk ayarlanarak istenen ürün boyutu sağlanır. Bu ayar, kırıcıyı durdurmadan yapılabilir. Çalışma sırasında yan plakaların eksantrik tekerleklerle sürekli temas halinde kalmasını sağlamak için, her bir yan plakanın alt ucuna bir germe yayı (7) takılmıştır. Yay gerilimi, ızgara çubuklarına gelen malzeme darbesi nedeniyle yan plakaların eksantrik tekerlekler üzerinde zıplamasını önler.

Ezilmemiş malzemenin veya yabancı cisimlerin çekiç başlıkları tarafından rotorun diğer tarafına taşınarak kazalara yol açmasını önlemek amacıyla, sol ve sağ yan plakaların alt uçları birbirinden ayrılmıştır ve bu bölgede ızgara çubukları bulunmamaktadır. Alt uca, ayarlanabilir salıncak tipi bir kafes (2) (aynı zamanda “sert kömür sepeti” olarak da adlandırılır) monte edilmiştir. Kırılmamış malzeme bu sepete düşer. Operatör, gövdenin dışına uzanan çekme çubuğunu (6) periyodik olarak çekerek, sepette biriken kırılmamış malzemeyi boşaltabilir.

① Üretim kapasitesi, kömürün kırılması sırasında elde edilen verimi ifade eder; burada kırılmış malzemenin basınç dayanımı 12 MPa, yüzey nemi 9%’den az ve yoğunluğu 0,8–1 t/m³’tür.

② Rotor çapı, çalışma koşulları altında çekiç başlığının ucunun izlediği yolu ifade eder.

③ PCK1310, PCK1312 ve PCK1316 modellerinin teknik performansı, demir cevheri işleme sırasındaki performansa atıfta bulunmaktadır.

Tek Kademeli Çekiçli Kırıcının Yapımı

Tek kademeli bir çekiçli kırıcının yapısı Şekil 5-3’te gösterilmiştir. Bu kırıcı temel olarak bir çerçeve (1), besleme silindirleri (2), rotor (3), güvenlik kapısı (4), ızgara çubukları (5), hidrolik açma tertibatı, temel ve diğer bileşenlerden oluşur. Bu kırıcının özelliklerinden biri, farklı hızlarda dönen iki besleme silindirinin kullanılmasıdır; arka silindir, ön silindirden daha hızlı döner ve böylece kum veya taşların silindirler arasına sıkışmasını önlerken, beslemedeki ince parçacıkların iki silindir arasındaki boşluktan doğrudan düşmesini sağlar. Bu kırıcı, orta sertlikteki malzemeleri (maksimum besleme boyutu 600–1900 mm ve basınç dayanımı 200 MPa'nın altında olan) tek aşamada 40–25 mm veya daha küçük bir nihai ürün boyutuna indirgeyebilir. Bu kırıcı, çimento, kimya ve inşaat malzemeleri gibi endüstrilerde kireçtaşı ve dolomit gibi nem oranı düşük ve kil içeriği az olan orta sertlikte, kırılgan malzemeler için kullanılabilir. Bu çekiçli kırıcı serisi, basit bir yapıya, yüksek kırma oranına, yüksek üretim kapasitesine, düşük enerji tüketimine ve az yer kaplamasına sahiptir. İki aşamalı veya üç aşamalı kırma işlemlerini tek bir işlemde birleştirerek kırma sürecini basitleştirir ve ekipman yatırımını azaltır.

Şekil 5-3 Tek kademeli çekiçli kırıcının şematik diyagramı
1 – Çerçeve 2 – Besleme silindiri 3 – Rotor 4 – Güvenlik kapısı 5 – Izgara çubuğu 6 – Hidrolik güç ünitesi (hidrolik istasyonu)

Tablo 5-4 Tek kademeli çekiçli kırıcıların teknik performansı

Halka Çekirdekli Çekiçli Kırıcının Yapımı

Halka çekiçli kırıcı, 1982 yılından beri Çin’de geliştirilen ve üretilen, yüksek verimli ve enerji tasarruflu yeni bir kırıcı türüdür. Kompakt bir yapıya ve küçük boyutlara sahiptir; ayrıca sağlam ve dayanıklıdır. Yüzey nem içeriği 'i geçmeyen kömür, kömür atığı, kok kömürü ve şeyl gibi malzemelerin kırılması için uygundur. Bu kırıcı, enerji tasarrufu, yüksek üretim verimliliği, güvenilir ürün boyutu kontrolü, düşük gürültü seviyesi ve daha az toz oluşumu gibi avantajlar sunar. Devlet tarafından ithal ürünlerin yerine kullanılmak üzere belirlenmiştir.

Şekil 5-4, halka çekiçli kırıcının yapısını göstermektedir. Makine temel olarak gövde (1), üst kapak (2), halka çekiçlerle donatılmış rotor (3), elek plakası (4), elek plakası ayar mekanizması (5) ve diğer ana parçalardan oluşur. Motor, esnek bir kaplin aracılığıyla rotoru doğrudan tahrik eder. Rotor, ana mil, uç plakalar, ara plakalar, çekiç pimleri ve halka çekiçlerden oluşur. Halka çekiçler, uç plakalara ve ara plakalara monte edilmiş çekiç pimlerine asılıdır. Uç plakalar ve ara plakalar, paralel kama ve somunlarla ana mile sabitlenmiştir.

Gövde, üst ve alt gövdeler, kırma plakası, elek plakası, destek plakası, darbe plakası, astar plakaları ve diğer ana parçalardan oluşur. Kırma plakası ve elek plakası, destek plakasına monte edilmiştir. Destek plakasının bir ucu, üst gövdenin her iki yanındaki mil yuvalarına asılıdır; diğer ucu ise bir bağlantı plakası aracılığıyla ayar mekanizmasına bağlanmıştır. Aşınmaya karşı gövdeyi korumak amacıyla gövdenin iç yan duvarlarına astar plakaları takılmıştır. Kırma plakası, eleme plakası ve darbe plakası, rotorla birlikte kırma haznesini oluşturur.

Ayarlama mekanizması temel olarak bir sonsuz vida, sonsuz vida çarkı, işaretçi, boşluk gösterge plakası ve diğer ana bileşenlerden oluşur. Bu mekanizma, rotor ile elek plakası arasındaki boşluğu ayarlamak ve göstermek için kullanılır. Halka çekiçli kırıcının çalışma prensibi, temelde sıradan bir çekiçli kırıcınkiyle aynıdır.

Şekil 5-4 Halka çekiçli kırıcı
1 – Gövde 2 – Üst kapak 3 – Halka çekiçli rotor 4 – Eleme plakası 5 – Eleme plakası ayar mekanizması

Halka çekiçli kırıcının başlıca teknik parametreleri Tablo 5-5’te gösterilmiştir.

Tablo 5-5 Halka çekiçli kırıcının başlıca teknik parametreleri

Tıkanmayan İnce Çekiçli Kırıcının Yapımı

Tıkanmayan ince çekiçli kırıcı, tersinir ızgarasız çekiçli kırıcı olarak da bilinir ve son yıllarda yurt içi ve yurt dışı referanslar temel alınarak geliştirilen yeni bir kırıcı türüdür. Yapısı, Şekil 5-5’te gösterildiği gibi, temelde tersinir çekiçli kırıcının yapısına benzerdir. Kırıcının merkezinde bir rotor bulunur ve salıncak çekiçler, rotorla birlikte yüksek hızda dairesel bir hareketle döner. Ayarlanabilir kırma plakaları, rotorun her iki yanında simetrik olarak düzenlenmiştir. Kırma plakaları, kapakla birlikte dışa doğru açılabilir. Kırma plakaları ve salıncak çekiçlerin yörüngesi, yüksek verimli bir kırma odası oluşturur. Malzeme besleme girişinin merkezinden düşer ve önce yüksek hızda dönen salıncak çekiçler tarafından kırma plakalarına doğru vurulur, ardından hemen kırma plakalarından salıncak çekiçlere veya diğer kırma yüzeylerine doğru geri seker. Malzeme, kırma haznesinde ileri geri sekerek, sekme süreci sırasında birbiriyle çarpışır ve kademeli olarak kırılır. İstenen ürün boyutuna ulaşan malzeme, kırıcının altındaki boşaltma açıklığından dışarı atılır. Ürün boyutu, ayar mekanizması ile istenildiği gibi ayarlanabilir.

Şekil 5-5 PCKW tipi tersinir ızgarasız çekiçli kırıcının yapısı

Özellikleri şunlardır: yüksek nem nedeniyle malzemenin tıkanması sorununu ortadan kaldıran ızgara çubuklarının bulunmaması; çekiç başlıklarının kullanım oranını artıran, çekiç değiştirme sıklığını azaltan, çalışma verimliliğini artıran ve sistem verimini yükselten ters çevrilebilir rotor; darbe kuvvetini artıran ve aynı teknik özelliklere sahip çekiçli kırıcılara kıyasla üretim kapasitesini iki katına çıkaran ağır çekiç başlıklarının kullanılması; ayarlanabilir boşaltma açıklığı, ürün boyutunun homojen olmasını sağlar ve 95%'nin üzerinde malzemenin 8 mm'den küçük olmasını garanti eder; kırma haznesi plakaları açılabilir, bu da astar plakalarının değiştirilmesini kolaylaştırır (büyük makinelerde hidrolik silindirler kullanılır); güvenilir çalışma, kolay kullanım ve basit bakım; darbe kırıcıların özelliklerini, yani yüksek darbe kuvveti ve yüksek kırma verimliliğini tam olarak kullanır. Basınç mukavemeti 150 MPa’yı geçmeyen orta sertlikte kırılgan malzemelerin ince kırılması için yaygın olarak kullanılabilir. Çin’de üretilen tıkanmayan ince çekiçli kırıcıların teknik parametreleri Tablo 5-6’da gösterilmiştir.

Tablo 5-6 Tıkanmayan ince çekiçli kırıcıların teknik parametreleri

Dikey Şaftlı Çekiçli Kırıcının Yapımı

Dikey şaftlı çekiçli kırıcı, son yıllarda geliştirilen yeni bir çekiçli kırıcı türüdür. İyi sızdırmazlık, istikrarlı çalışma, düşük enerji tüketimi, yüksek üretim kapasitesi ve kolay bakım özelliklerine sahiptir. Orta sertlikteki kırılgan malzemelerin kırılması için uygundur. Dikey şaftlı çekiçli kırıcının yapısı Şekil 5-6'da gösterilmiştir. Makine, besleme bölümü (1), kırıcı gövdesi (2), boşaltma bölümü (3), elektrik motoru (4) ve diğer parçalardan oluşur. Motor, V kayışları ve bir kayış kasnağı aracılığıyla dikey şaftlı rotoru tahrik eder. Çalışma prensibi ve yapısı temel olarak sıradan bir çekiçli kırıcınkine benzerdir; tek fark, makine gövdesinin tamamının yataydan dikey konuma değiştirilmiş olması ve dolayısıyla çekiçli kırıcının temel konfigürasyonunun değişmiş olmasıdır. Çin’de halihazırda üretilen dikey şaftlı çekiçli kırıcıların tümü, sadece birkaç teknik özellik seçeneğine sahip küçük boyutlu modellerdir. Teknik performansları Tablo 5-7’de gösterilmiştir.

Şekil 5-6: PCL tipi dikey şaftlı çekiçli kırıcının genel görünümü
1 – Besleme bölümü
2 – Kırıcı gövdesi
3 – Boşaltma bölümü
4 – Elektrik motoru

Tablo 5-7: PCL tipi dikey şaftlı çekiçli kırıcıların teknik performansları