Дробление в конусных дробилках

Конусные дробилки получили широкое распространение в горнорудной промышленности для крупного, среднего и мелкого дробления руд, горно-химического сырья и строи­тельных горных пород. Дробление осуществляется в кольце­вом пространстве между неподвижным и подвижным (дробя­щим) конусами (рис. 3.5).

Подвижный конус, как бы обкаты­вая внутреннюю поверхность неподвижного конуса, произво­дит дробление крупных кусков в результате их раздавлива­ния, а также частично истирания и разламывания вследствие криволинейной формы дробящих поверхностей. Исходный материал (рис. 3.5, а) загружается сверху в пространство 4 между подвижным 3 и неподвижным 2 конусами, а разгрузка дробленого продукта производится вниз под дробилку 1 через щель во время отхода подвижного конуса от неподвижного.

Неподвижный конус образован внутренней поверхностью верхней части корпуса дробилки. Подвижный конус насажен на вал и его движение по неподвижному конусу обеспечивает­ся несколькими способами. По основному из них нижний ко­нец вала крепят эксцентрично в стакане. При вращении экс­центрикового стакана через зубчатую передачу ось вала опи­сывает коническую поверхность (см. рис. 3.5, а, г).

Рис. 3.5. Схемы устройства (а-г) и профилей рабочего пространства (д-з) конусных дробилок для крупного (а, б, д), среднего (в, г, е) и мелкого (г, ок. з) дробления

В других конструкциях крепление вала осуществляется в соосных под­шипниках с эксцентриситетом относительно оси неподвижно­го конуса (рис. 3.5, б). В конструкции инерционной безэксцен­триковой конусной дробилки (рис. 3.5, в), разработанной со­трудниками Механобра, подвижный конус приводится во вра­щение приводом с дебалансным (неуравновешенным) грузом на нижнем конце вала. Передача вращения от редуктора элек­тродвигателя к валу осуществляется через шарнирный шпин­дель, на верхнюю головку которого опирается стакан с дебалансом (одетый на нижний конец вала).

Помимо привода, конструкции дробилок различаются профилем рабочего пространства, конструкцией опорного уст­ройства, конструкцией и принципом действия защитного уст­ройства от поломок, способом регулирования разгрузочной щели.

Главным различием конусных дробилок для крупного, сред­него и мелкого дробления является профиль их рабочего про­странства. У дробилок для крупного дробления (см. рис. 3.5, а, б, д) оно приспособлено к приему крупных кусков и кольцевое про­странство между подвижным и неподвижным конусами рас­ширяется в верхней части. Максимальный диаметр дробящего конуса примерно в 1,5 раза превышает ширину приемного от­верстия дробилки, а ширина разгрузочной щели составляет око­ло 0,1-0,2 от его размера. Криволинейные очертания футеров­ки в нижней ее части уменьшают возможность забивания дро­билки (см. рис. 3.5, а, б). Профиль рабочего пространства ко­нусных дробилок для среднего (см. рис. 3.5, в, г, е)и мелкого (см. рис. 3.5, г, ж, з)дробления предусматривает прием более мелкого материала и позволяет выдавать относительно рав­номерный по крупности кусков дробленый продукт. Дробил­ки мелкого дробления по сравнению с дробилками среднего дробления имеют большую длину «параллельной зоны» меж­ду конусами и меньшую высоту дробящего конуса, поэтому их называют еще короткоконусными. Производительность дробилок среднего и мелкого дробления пропорциональна пло­щади разгрузочной щели. Учитывая небольшую ее ширину, стремятся увеличивать ее длину за счет применения пологих дробящих конусов.

Разгрузке дробленого продукта при этом способствует уве­личение эксцентриситета качания конуса. Если у дробилок крупного дробления эксцентриситет стакана меньше 25 мм, то у дробилок среднего и мелкого дробления его значение пре­вышает 100 мм. Весьма пологий конус (диск) имеют дробилки "Жиродиск" (см. рис. 3.5, з) для весьма мелкого дробления (до 6 мм и мельче). Профиль футеровки диска и камеры дробле­ния создают условия для самодробления материала. Конус-диск имеет высокую частоту качаний, и разрушение материа­ла происходит в результате быстрого нажатия-удара и исти­рания в многослойной массе зерен. Зерна получаются преиму­щественно изометрической (кубической) формы, что имеет важ­ное значение для повышения качества песка, получаемого дроб­лением горных пород — гранита, базальта, известняка.

Выпускаются следующие типы ко­нусных дробилок: ККД — конусные крупного дробле­ния в двух исполнениях - с одним и двумя электродвигателями на при­воде; КРД - конусные редукционного дробления; КСД - конусные сред­него дробления в двух исполнениях - грубого (Гр) и тонкого (Т) дробле­ния; КМД — конусные мелкого дробления в двух исполнениях — грубого (Гр) и тонкого (Т₁ и Т₂) дробления.

Номинальные размеры, определяющие типоразмер конусных дро­билок: ширина приемного отверстия В и ширина выходной щели А в фазе раскрытия профилей. Например, типоразмеры обозначаются ККД-1500/180 или КРД-700/75.

Конусные дробилки крупного дробления предназначены для пер­вичного грубого дробления различных горных пород с временным со­противлением сжатия до 250 МПа, конусные дробилки редукционного дробления обычно используют для вторичного дробления при 3- и 4-стадиальных схемах дробления.

Техническая характеристика конусных дробилок крупного дробле­ния представлена в табл. 3.6.

Технические параметры дробилок крупного дробления:

1. Угол захвата а у конусных дробилок составляет 24-28°.

2. Частота вращения эксцентрикового стакана п (мин"¹) определяет­ся по формуле [1,3]

(3.24)

где е=2r - ход дробящего конуса на линии разгрузочного отверстия, м;

r - эксцентриситет, м;

α ₁, α ₂ - углы наклона образующих неподвижного и подвижного ко­нусов к вертикали, град.

Таблица 3.6

Основные параметры конусных дробилок крупного дробления (ККД)

Параметры	Тип дробилки
с механическим регулированием щели	с гидравлическим регулированием щели
ККД- 500/75	ККД-900/140	ККД-1200/150	ККД-1500/180	ККД-1500/300	ККД- 500/75	ККД-900/140	ККД- 1200/150	ККД-1500/180
Диаметр основания конуса, м	1,22	1,636	1,9	2,52	3,2	1,22	1,636	1,9	2,52
Ширина загрузочного отвер­стия, мм
Эксцентриситет, м	0,012	0,016	0,019	0,021	0,021	0,012	0,016	0,019	0,020
Частота качаний конуса, мин-1
Кинематический параметр, м3/мин	2,85	6,0	8,2	10,7	17,5	2,85	6,0	8,2	12,7

3. Полная расчетная производительность дробилки типа ККД мо­жет быть определена по формуле

(3.25)

где D - диаметр основания конуса, м;

е - эксцентриситет, м;

n ₀ - частота качаний конуса, мин^-1;

b - ширина разгручочного отверстия, мм;

К₁ (0,6) - поправочный коэффициент на тип конусной дробилки;

К _kp ·К _f ·К _ω, - коэффициенты крепости руды, влажности,содержания крупных классов соответственно (табл.3.7-3.9).

4. Мощность электродвигателя N (кВт) определяется по формуле [1,3]

(3.26)

где D - диаметр основания дробящего конуса, м;

r – эксцентриситет в плоскости выходной щели, м;

п - частота качаний конуса, мин^-1.

Дробилки для крупного дробления выбираются исходя из обеспе­чения заданной крупности дробленого продукта, минимального числа дробилок и с учетом того, что между размером максимального куска дробимого материала D и шириной загрузочной щели В должно соблю­даться соотношение В = 1,2 D. Большие конусные дробилки могут ра­ботать под завалом, что позволяет загружать исходный материал непо­средственно из думпкаров и самосвалов. Степень дробления 3-5.

Таблица 3.7

Значения коэффициента крупности К_кр

Дробление	Номинальная (условная) крупность питания, доли В	Коэффициент крупности Ккр
С предварительным грохочением	0,8 0,6 0,3	1,0 1,05 1,1
Без предварительного грохочения	0,8 0,65 0,55 0,45 0,35	1,0 1,1 1,2 1,3 1,4

Таблица 3.8

Значения коэффициента крепости К _f

Руды	Крепкие	Средней крепости	Мягкие
Коэффициент К f	0,75	1,0	1,1

Таблица 3.9

Условная максимальная крупность дробленого продукта (Z) для открытого цикла

Руда	Дробилки крупного дробления	Конусные дробилки
конусные	щековые	среднего дробления	мелкого дробления
Некрепкая	1,1	1,3	1,3-1,5	1,7-2,0
Средней крепости	1,4	1,5	1,8-2,0	2,2-2,5
Крепкая	1,6	1,7	2,4-2,6	2,7-3,0

Конусные дробилки для среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробле­ния отличаются от конусных дробилок для крупного дробления (ККД) тем, что у ККД вал подвешивается к траверсе, а у КСД и КМД дробя­щий конус опирается на сферический подшипник. Характерной особен­ностью КСД и КМД является большой наклон образующих дробящего конуса. При приближении дробящего конуса к неподвижному у выход­ной щели образуется параллельная зона, т.е. участок рабочего простран­ства, где поверхности конусов параллельны. КСД и КМД отличаются длиной параллельной зоны: у дробилок для мелкого дробления она рав­на 1/6 диаметра дробящего конуса, а у дробилок для среднего дробле­ния - 1/10-1/12. Конусные дробилки КСД и КМД являются более быст­роходными по сравнению с дробилками ККД.