Механическое оборудование. I. оборудование для измельчения и сортирования строительных материалов

• Название: I. оборудование для измельчения и сортирования строительных материалов
• Анкор: Механическое оборудование.doc
• Дата: 17.10.2017
• Размер: 9.08 Mb.
• Имя файла: Механическое оборудование.doc
• Тип: Документы; #9464
• страница: 5 из 16

конец которого вставлен в эксцентриковую втулку 4 так, что ось вала образует с осью вращения втулки (осью дробилки) некоторый угол, называемый углом гирации. У дробилок ККД вал подвиж­ного конуса шарнирно закреплен вверху на траверсе 1.

Подвижный конус дробилок КСД и КМД опирается на сфери­ческий подпятник 5. Вал конуса не имеет верхнего крепления и поэтому эти дробилки называются конусными дробилками с кон­сольным валом. Эксцентриковая втулка получает вращение от при­водного устройства, при этом подвижный конус получает качательное (гирационное) движение.

У дробилок ККД центр качания 0 находится в верхней части в точке подвеса, у дробилок с консольным валом он также нахо­дится в верхней части в точке пересечения осей вала и дро­билки.

При работе дробилки ось вала описывает коническую поверх­ность с вершиной в точке 0, при этом образующие поверхности под­вижного конуса поочередно приближаются к неподвижному ко­нусу, а затем удаляются от него, т. е. подвижный конус как бы перекатывается по неподвижному (через слой материала), вслед­ствие чего происходит непрерывное дробление материала. Таким образом, конусная дробилка работает так же, как щековая. От­личие состоит в том, что дробление в конусной дробилке происходит непрерывно, т. е. в любой момент времени происходит сближение какого-либо участка поверхности подвижного конуса с неподвиж­ным и дробление материала в этом месте, в то время как на диа­метрально противоположной стороне подвижный конус отходит от неподвижного.

В действительности подвижный конус совершает более сложное движение. При работе дробилки вхолостую силы трения в кине­матической паре эксцентриковая втулка — вал могут оказаться больше, чем силы трения в кинематической паре вал — точка под­веса для ККД или силы трения в паре подвижный конус — сфери­ческая опора для КСД и КМД. Тогда конус будет вращаться во­круг своей оси в том же направлении, что и эксцентриковая втулка.

В зависимости от соотношения сил трения в кинематических парах частота вращения конуса п₁ может изменяться от 0 до п частоты вращения эксцентриковой втулки.

Вращение подвижного конуса вокруг своей оси — явление неже­лательное, так как приводит к излишним динамическим нагрузкам в момент загрузки материала в камеру дробления, поэтому в не­которых конструкциях конусных дробилок предусмотрены спе­циальные тормозные устройства, препятствующие вовлечению подвижного конуса во вращение.

Если происходит дробление материала, то силы трения между материалом и конусами значительно превышают силы трения в ука­занных выше парах и заставляют подвижный конус вращаться вокруг собственной оси в направлении, противоположном враще­нию эксцентриковой втулки.

Рассмотрим схему действия сил в произвольном горизонтальном сечении камеры дробления конусной дробилки, показанную на рис. 26, на котором приняты следующие обозначения: Р — усилие дробления; Р_э — реакция со стороны эксцентриковой втулки на вал; r — эксцентриситет оси вала относительно оси дробилки; r₁ — радиус вала; R — радиус подвижного конуса.

При раздавливании материала в камере дробления возникают силы трения F₁ = f₁P (здесь — коэффициент трения поверх­ности подвижного конуса о породу; Р — усилие дробления); F2 = f₂P_э (здесь f₂ — коэффициент трения поверхностей втулки и вала) и соответствующие им моменты относительно оси подвиж­ного конуса

M₁= FR_, М₂ = F₂r₁.

Рис.26. Схема действия сил в произвольном

сечении конусной дробилки .

Так как F₁ > F₂ (f₁ > f₂) и R > r₁ то М₁ > М₂ и подвижный конус будет вращаться вокруг своей оси в направлении, обратном вращению эксцентриковой втулки, с частотой вращения п₂= (nr)/R, где п — частота вращения эксцентриковой втулки. Прак­тически п₂ меньше п в 20—30 раз.

Во время холостого хода усилие дробления Р отсутствует, по­этому сила трения F₂ обусловлена отклонением оси конуса на угол гирации γ и будет:



где т — масса узла подвижного конуса; g — ускорение свободного падения.

Сила трения F₂ в этом случае приложена к валу против его вра­щения и при этом возникает момент М₂ = F₂r₁ вызывающий вра­щение подвижного конуса в сторону вращения эксцентриковой втулки.

§2 Конструкция

На рис. 27 показана конусная дробилка ККД, камера дробления которой образована двумя коническими поверхностями, направлен­ными вершинами в противоположные стороны: подвижного конуса вверх, неподвижного вниз. По этой схеме достигается большое рас­стояние между дробящими конусами вверху у загрузочного от­верстия при необходимом угле захватай тем самым обеспечивается ирием и дробление крупных кусков материала. Такие дробилки часто называют длинноконусными дробилками или с крутым конусом.

На массивную станину дробилки 1 крепится корпус, состоя­щий из двух частей: нижней 2 и верхней 3, соединенных болтами. Внутренние поверхности корпуса футерованы сменными плитами 4

из высокомарганцовистой стали, образующими дробящую поверхность неподвижного конуса.

К фланцу верхней части корпуса прикреплена траверса 5 лапы которой защищены от износа сменными плитами 6. В средней части траверсы расположен узел подвески вала подвижного корпуса, защищенный сверху колпаком 7.

На главный вал дробилки 5 жестко насажен подвижный конус 9, футерованный сменным дробящим конусом 10 из высоко марганцовистой стали, поверхность которого образует дробящую поверхность подвижного конуса.

В центре нижней части станины расположен стакан эксцентрика 15, в который вставлена эксцентриковая втулка 11, ось цилиндрической наружной поверхности которой совпадает с вертикальной осью дробилки. Втулка имеет наклонную цилиндрическую расточку, эксцентричную относительно вертикальной оси дробилки. В эту расточку вставляется нижний конец вала подвижного конуса, верхний конец которого шарнирно закреплен в узле подвески.

К эксцентриковой втулке прикреплена коническая шестерня 12 находящаяся в зацеплении с конической шестерней приводного вала 13, соединенного через муфту с приводным шкивом 14. Эксцентриковый узел является наиболее напряженным узлом дробилки, воспринимающим значительные нагрузки.

Для обеспечения нормальных условий трения скольжения в кинематических парах вал подвижного конуса — эксцен­триковая втулка и эксцентриковая втулка — стакан эксцентрика внут­реннюю наклонную расточку и на­ружную поверхность эксцентрико­вой втулки заливают баббитом или же устанавливают бронзовые или би­металлические вкладыши.

рис. 28. Узел подвески подвижного конуса.
При вращении эксцентриковой втулки ось вала подвижного конуса описывает коническую поверхность с вершиной в точке подвеса. Угол гирации для дробилок ККД составляет около 30 мин.

Таким образом, при заданном эксцентриситете радиус враще­ния оси подвижного конуса зависит от расстояния до точки под­веса, т. е. от высоты камеры дробления, и чем ближе к точке под­веса, тем меньше этот радиус, а следовательно, и ход сжатия под­вижного конуса. На отечественных дробилках ККД в зоне загру­зочного отверстия радиус конуса вращения равен приблизительно 5 мм, т. е. полный размах составляет около 10 мм. В зоне выходной щели радиус равен примерно 30 мм.

На рис. 28 показан узел подвески дробилки ККД. В централь­ной расточке траверсы установлены неподвижная втулка 6 и плос­кая опорная шайба 5. Для компенсации зазоров в эксцентриковом узле и возможной несоосности опор конусная втулка имеет не­сколько больший угол конусности, чем угол гирации. Конусная втулка 4 прикреплена к концу вала подвижного конуса при по­мощи обоймы 3 и гайки 2. Гайка выполнена разрезной для исклю­чения произвольного самоотворачивания и сопрягается с обоймой по конической посадке и дополнительно фиксируется шпонкой. В свою очередь, обойма связана с конусной втулкой шиповым со­единением. Такая конструкция деталей подвески исключает про­ворачивание конусной втулки по шейке вала и тем самым предот­вращает изнашивание шейки. От пыли и ударов загружаемой в дробилку породы узел подвески надежно защищен массивным

колпаком 1.

При навинчивании или вывинчивании гайки 2 узел подвижного конуса поднимается или опускается и тем самым осуществляется Регулирование выходной щели дробилки.

При работе дробилки конусная втулка 4 своей торцовой частью Обкатывается по опорной шайбе 5, а конической поверхностью по втулке 6. Так как вал подвижного конуса вращается также вокруг собственной оси, то в узле подвески втулка 4 проскальзывает по шайбе 5 и втулке 6.

Детали конической подвески испытывают значительные нагруз­ки, вызывающие большие контактные напряжения, и работают в режиме полусухого трения. Учитывая весьма напряженные ус­ловия работы узла подвески, к изготовлению его деталей предъяв­ляют особые требования. Детали подвески изготовляют из подшип­никовой стали; они имеют высокую чистоту обработки поверх­ности. Твердость рабочих поверхностей сопрягаемых деталей должна быть в пределах 47—52 и 53—58 единиц по Роквеллу.

На наиболее мощных дробилках ККД с шириной приемного отверстия 1200 мм и более применяют двухдвигательный (двусто­ронний) привод, как это показано на рис. 27. Привод дробилки меньших типоразмеров осуществляется одним электродвигателем. Второй двигатель на крупных дробилках устанавливают для пуска дробилок в том случае, если камера дробления заполнена мате­риалом, т. е. находится «под завалом».

Для пуска дробилки «под завалом» разработана система гид­равлической опоры для подвижного конуса, позволяющая быстро опускать конус и тем самым ликвидировать расклинивание ма­териала в камере дробления.

На рис. 29 показана типовая дробилка КСД. К консольной части вала 1 жестко прикреплен корпус конуса 2, футерованный дробящим конусом 3 из высокомарганцовистой стали. Зазоры между поверхностью корпуса конуса и дробящего конуса залиты цинком или цементным раствором. Это делается для того, чтобы при дроб­лении материала дробящий конус не прогибался и узел подвиж­ного конуса работал как одно целое, иначе часть хода сжатия будет затрачиваться на деформацию дробящего конуса, а не на дробле­ние материала, что ухудшит технико-эксплуатационные показа­тели машины. Дробящий конус прикреплен к корпусу или гайкой со сферической головкой, или устройством с распределительной тарелкой 4. Корпус подвижного конуса опирается через бронзо­вое кольцо 11 на сферический подпятник 12, воспринимающий массу конуса и вала и усилия дробления. Нижний конец вала (хвостовик) свободно вставлен в эксцентриковую втулку 15 с на­клонной конической расточкой. Наклон оси вала по отношению к оси дробилки, т. е. угол гирации, составляет для конусных дро­билок среднего и мелкого дробления примерно 2—2,5° Эксцен­триковый стакан 16 расположен в середине нижней части дробилки и вместе с корпусом представляет одну литую деталь — станину машины.

В эксцентриковый стакан запрессована бронзовая втулка 17, служащая опорой трения скольжения для эксцентриковой втулки. В наклонную расточку эксцентриковой втулки также запрессо­вана втулка 18, которая сопрягается с хвостовиком вала подвижного конуса. К эксцентриковой втулке 15 крепится коническая шестерня 13, находящаяся в зацеплении с конической шестерней приводного вала 14. Вертикальные нагрузки в эксцентриковом узле, в частности, нагрузки от массы втулки и приводной шестерни воспринимаются подпятником 19, состоящим из стальных и брон­зовых (иногда пластмассовых) колец, вращающихся под действием сил трения в масляной ванне. Нагрузки от узла подвижного ко­нуса воспринимаются сферическим подпятником. Необходимо от­метить, что если вертикальные составляющие усилий дробления Целиком воспринимаются сферическим подпятником, то горизон­тальные составляющие этих усилий вызывают соответствующие Реакции в эксцентриковом узле. Эти силы значительны, поэтому эксцентриковый узел работает в напряженных условиях, опорные поверхности узла (бронзовые втулки) подвержены изнашиванию.



Рис. 29.Конусная дробилка для среднего дробления (КСД)

Их заменяют при капитальных ремонтах машины. Зазоры в под­шипниках трения скольжения эксцентрикового узла имеют значи­тельно большие размеры по сравнению с принятыми. Такое реше­ние, по мнению Саймонса — автора конструкции конусной дро­билки с консольным валом, приводит к образованию между тру­щимися поверхностями масляной подушки, хорошо воспринимаю­щей динамические нагрузки от усилий дробления.

В верхней части станины имеется фланец 9, на который устанав­ливается опорное кольцо 5. Кольцо прижимается к фланцу ста­нины при помощи пружин 10, равномерно расположенных по ок­ружности кольца. В зависимости от типоразмера дробилки таких пружин может быть 20—30 штук. На внутренней цилиндрической поверхности опорного кольца имеется резьба, в которую ввинчи­вается корпус неподвижного конуса 7. К внутренней конической поверхности корпуса прикреплен сменный неподвижный дробя­щий конус 6 из марганцовистой стали. Зазоры между опорными поверхностями конусов так же, как в узле подвижного конуса, заполнены цинковой или цементной заливкой.

Корпус неподвижного конуса можно перемещать вниз или вверх, проворачивая его по резьбе и регулируя тем самым выход­ную щель дробилки. Корпус неподвижного конуса поворачивают специальным храповым механизмом. Когда установлен необходи­мый размер выходной щели, корпус фиксируют стопорным устрой­ством и затем стяжными болтами фиксируют зазоры в резьбе, т. е. корпус неподвижного конуса плотно прижимают к опорному кольцу.

Таким образом, максимальное усилие сжатия дробимого ма­териала в камере дробления машины определяется упругой силой амортизационных пружин 10, выполняющих функцию предохра­нительного устройства. Для больших типоразмеров дробилок сила прижатия пружинами опорного кольца к фланцу станины состав­ляет 4—6 МН.

Если усилия дробления превышают расчетные, например, при попадании в камеру дробления недробимых предметов, то пружины дополнительно сжимаются, опорное кольцо вместе с неподвижным конусом приподнимается, выходная щель увеличивается и недробимый предмет выходит из дробилки.

Дробилки КСД и КМД имеют систему жидкой циркуляцион­ной смазки. Масло под давлением подается специальным насосом в нижнюю часть эксцентрикового стакана, смазывает подпятник и поднимается по зазорам между трущимися поверхностями экс­центрикового узла, обильно смазывая их. Одновременно масло поступает в осевое отверстие вала подвижного конуса и далее по радиальному каналу к сферическому подпятнику. После смазки и охлаждения этих поверхностей масло сливается на конические шестерни, смазывает их и по сливной трубке поступает в бак- отстойник. Отстойник выполнен с электронагревателями для масла в холодное время года. Масляная система имеет контрольные приборы, регистрирую­щие расход масла, его давле­ние и температуру.



Рис. 30. Камеры дробления конус­ных дробилок:

а-