Дробилка конусная

Курсовая работа

План:

Введение

• 1 Характеристики
• 2 Применение
• 3 Рабочие инструменты
• 4 Классификация

 

Введение

     Дробилка конусная — машина непрерывного действия (процесс дробления и разгрузки происходит непрерывно, холостой ход отсутствует), предназначенная для дробления рудных и нерудных полезных ископаемых (кроме пластических) путем дробления материала внутри неподвижной конусной чаши конусом, совершающим круговое качание (гирационное движение).

Конструктивная схема конусной дробилки

Конусная дробилка (ККД, КМД, КСД). Классификация, схема, принцип действия и конструкция

Классификация, принцип действия

Конусные дробилки являются высокопроизводительными машинами и широко используются при переработке различных горных пород на всех стадиях дробления. В зависимости от назначения разделяют конусные дробилки для крупного (ККД), среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления.

Дробилки ККД характеризуются  шириной приемного отверстия  и в зависимости от типоразмера  могут принимать куски горной породы размером 400-1200 мм, имеют выходную щель 75-300 мм и производительность 150-2300 м³/ч.

Отечественная промышленность выпускает  следующий ряд дробилок ККД: 500, 900, 1200, 1500 мм (по ширине приемного отверстия). Дробилки КСД и КМД характеризуются диаметром основания подвижного конуса и выпускаются размером 600, 900 мм (КСД); 1200, 1750, 2200 мм (КСД и КМД). Проводится работы по созданию дробилок с диаметром конуса 2500 и 3000 мм. Дробилки КСД принимают куски размером 60-300 мм: размер их выходной щели 12-60 мм, производительность 12-580 м³/ч.

Дробилки КМД принимают куски  размером 35-100 мм; имеют выходную щель размером 3-15 мм, производительность 12-220 м³/ч. Техническая характеристика конусных Дробилок КСД и КМД приведена в таблице.

В конусных дробилках  материал разрушается в камере дробления, образованной двумя коническими поверхностями, из которых одна (внешняя) неподвижная, а другая (внутренняя) подвижная.

Кинематические схемы конусных дробилок показаны на рисунке а (схема ККД) и рисунке б (схема КСД и КМД).

Подвижный конус 2 жестко крепится на валу 3, нижний конец которого вставлен в эксцентриковую втулку 4 так, что ось вала образует с осью вращения (осью дробилки) некоторый угол, называемый углом прецессии. У дробилок ККД вал подвижного конуса шарнирно крепится вверху к траверсе 1.

Подвижный конус дробилок КСД и KMД 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 (гирациониое) движение.

У дробилок ККД центр  качания 0 находится наверху в точке подвеса, у дробилок с консольным валом он также находится наверху в точке пересечения оси вала и оси 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), благодаря чему и осуществляется непрерывное дробление материала. Таким образом, конусная дробилка в принципе работает также как щековая, с той лишь разницей, что дробление в конусной дробилке происходит непрерывно, т. е. в любой момент времени происходит сближение какого-либо участка поверхности подвижного конуса с неподвижным и раздрабливание 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 паре эксцентриковая втулка-вал могут оказаться больше, чем силы трения в паре вал-точка подвеса для ККД, или силы трения в паре подвижный конус-сферическая опора для КСД и KMД. Тогда конус будет вовлечён во вращение вокруг своей оси в том же направлении, в каком вращается эксцентриковая втулка.

В зависимости от соотношения  сил трения в кинематических парах  число оборотов конуса 1 может принимать  значения от 0 до n - числа оборотов 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 дроблении конусной дробилки (рисунок ниже). В результате отклонения оси конуса на угол у в паре эксцентриковая втулка - вал подвижного конуса возникает сила трения

F₁ = f₁·G·g·tg(φ)

где f₁ - коэффициент трения поверхностей втулки и вала; 
G - масса узла подвижного конуса; 
g - ускорение свободного падения.

Сила трения F₁ приложена к валу против его относительной скорости и образует статический момент M₁ = F₁·r₁ (где r₁ - радиус вала) вызывающий вращение подвижного конуса в сторону вращения эксцентрнковой втулки со скоростью n1.

При раздавливании куска  материала в точке a возникает сила дробления P и соответствующая ей сила трения F₂ = f₂·P (где f₂ - коэффициент трения поверхности подвижного конуса о кусок породы), направленная против относительной скорости конуса и вызывающая статический момент M₂ = F₂·R (где R - радиус подвижного конуса в данном сечении).

Так как R>r и F₂>F, то M₂>>M₁ и подвижный конус под действием момента M₂ будет вращаться вокруг своей оси в направлении, обратном вращению эксцентриковой втулки.

Если r - эксцентриситет в  рассматриваемом сечении, то число  оборотов n₂ подвижного конуса вокруг своей оси

n₂ = n ·(r/R)

Практически n₂ меньше n в 20-30 раз. 

 

Принцип работы конусной дробилки наглядно (видео)

 

Конструкция

На рисунке ниже показан чертеж разреза типовой конструкции конусной дробилки ККД. Камера дробления дробилки образована двумя коническими поверхностями, вершины которых направлены в противоположные стороны: подвижного конуса вверх, неподвижного вниз. Благодаря такой схеме и малым углам у вершин конусов обеспечивается большее расстояние между дробящими конусами вверху у загрузочного отверстия при необходимом угле захвата и тем самым обеспечивается возможность приема и дробления крупных кусков материала. В технической литературе такие дробилки часто называются длинноконусным дробилками или дробилками 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 высокомарганцовнстой стали, образующими дробящую поверхность неподвижного конуса. 
К фланцу верхней части корпуса крепится траверса 5, лапы которой защищены от износа сменными плитами 6 из марганцовистой стали. В средней части траверсы расположен узел подвески вала подвижного конуса, защищенный сверху колпаком 7.

На главный вал дробилки 8 жестко насажен подвижный конус 9, он футерован сменным дробящим конусом из высокомарганцовистой стали 10, поверхность которого образует дробящую поверхность подвижного конуса.

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

К эксцентриковой втулке крепится коническая шестерня 12, находящаяся  в зацеплении с конической шестерней  приводного вала 13. Последний через  муфту соединен с приводным шкивом 14. Эксцентриковый узел является наиболее напряженным узлом дробилки, воспринимающим значительные нагрузки. Для обеспечения нормальных условий трения скольжения в 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.

При вращении эксцентриковой втулки ось вала подвижного конуса описывает  коническую поверхность с вершиной в точке подвеса. Угол прецессии для дробилок KKД составляет около 30 мин. Понятно, что 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 ход сжатия подвижного конуса меньше. На отечественных дробилках ККД в зоне загрузочного отверстия радиус конуса вращения равен приблизительн 5 мм, т. е. полный размах составляет около 10 мм. В зоне выходной щели радиус равен примерно 30 мм.

На рисунке ниже показан разрез узла подвески дробилки ККД. В центральной расточке траверсы установлены неподвижная втулка и плоская опорная шайба 2. Для компенсации зазоров в эксцентриковом узле и возможной несоосности опор конусная втулка 3 имеет несколько большую конусность, чем угол прецессии. Конусная втулка крепится к концу вала подвижного конуса с помощью обоймы 4 и гайки 5.

Чтобы исключить произвольное самоотворачивание, гайка выполнена разрезной. Она 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 6.

При навинчивании или вывинчивании гайки 5 узел подвижного конуса поднимается  или опускается и тем самым осуществляется регулирование выходной щели дробилки.

При работе дробилки конусная втулка 3 своей торцовой частью обкатывается по опорной шайбе 2, а конической поверхностью по втулке 1. Так как  вал подвижного конуса вращается  также вокруг 1 собственной оси, то в узле подвески втулка 3 проскальзывает под шайбе 2 и втулке 1.

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 предъявляются особые требования. Детали подвески изготовляют из подшипниковой стали; они имеют высокий класс чистоты обработки. 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 применяется 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 рисунке ниже показан чертёж разреза типовой дробилки КСД. На консольную часть вала 1 жестко крепится корпус конуса 2, который футерован 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 крепится 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 прецессии, составляет для конусных дробилок среднего и мелкого дробления примерно 2-2,5 градуса. Эксцентриковый стакан 16 расположен в средней, нижней части дробилки и составляет вместе с корпусом одну литую деталь - станину машины.