Комплекс подземного дробления руды

Дробящее усилие в щековой дробилке с верхним подвесом вала и вертикальным шатуном передаются через распорные плиты. Поэтому сухари, в которые входят концы плит, а также сами концы плит делают смешанными из материала большой твердости, чтобы противостоять большим нагрузкам и износу, тем более что смазывать эти узлы очень трудно. Заднюю распорную плиту используют для предохранения дробилок от поломки при попадании в камеру дробления не дробимых материалов. Эта плита изготовляется пониженной прочностью и ломается при попадании в дробилку случайных металлических предметов. После устранения причины поломки устанавливают новую распорную плиту.

Ширина выпускной щели регулируется заменой распорных плит, а у дробилок малого размера - при помощи прокладок и регулировочных клиньев, которые подтягиваются установочными болтами.

Щековые дробилки приводятся в движение от электродвигателя через клиноременную передачу чаще всего на один из маховиков. Массивность движущихся частей затрудняет пуск дробилок. В последних конструкциях щековых дробилок введен трехступенчатый запуск. Первая ступень - приведение во вращение маховика, выполняющего роль приводного шкива. Он вращается вокруг вала 7 дробилки, как вокруг оси. Вторая ступень - передача вращения вала 7 дробилки. Вращающийся приводной маховик входит в сцепление с валом дробилки при помощи фрикционной муфты. Третья ступень - приведение во вращение второго маховика, который при помощи своей фрикционной муфты сцепляется с валом дробилки.

3.2.2 КОНСТРУКЦИЯ ФРИКЦИОННОЙ МУФТЫ

Фрикционные муфты устанавливаются на обоих концах эксцентрикового вала (рис. 10).

Рисунок 10 Фрикционная муфта.

Четыре ведущих (для другой муфты ведомых) диска 1 могут свободно двигаться параллельно оси вала дробилки по шлицам втулки 2, скрепленной болтами с маховиком 3. Четыре ведомых (для другой муфты ведущих) диска 4 имеют такое же свободное движение по шлицам втулки 5, жестко закрепленной на валу дробилки. Между ведущими и ведомыми дисками размещены прокладки Ферадо 6 для увеличения трения.

Сила трения, необходимая для сцепления между дисками, достигается в следствии нажатия пружин 7. Сцепление передается через крышку 8. Перед запуском по маслопроводу и по каналу в плунжер 9 нагнетается масло, заставляющая плунжер сместится Вдоль оси вала слева направо. При этом сжимаются пружины 7, давление крышки 8 на диски фрикционной муфты ослабляется и последние получают возможность проскальзывать. Включение приводного электродвигателя теперь приведет во вращение только маховик 3, который будет вращаться вокруг вала дробилки. После того как маховик приобретает достаточную скорость, снимается давление масла на плунжер 9 и пружины 7, нажимая на диски фрикционной муфты через крышку 8, приведут их в зацепление под действием сил трения. Вал дробилки приведен во вращение. Второй маховик приводится во вращение такой же фрикционной муфтой от вала дробилки после достижения им рабочего числа оборотов.

В последних конструкциях щековых дробилок, кроме фрикционных муфт, предусматривается запуск дробилок с помощью муфты обгона и микропривода (мощностью 10-12 кВт).Муфта обгона соединяет вал ведущего клиноременного шкива главного привода с выходным валом редуктора микропривода. При запуске дробилки микропривод медленно вращает муфту обгона, которая, заклиниваясь, вращает вал ведущего клиноременного шкива. После того как эксцентриковый вал тронулся, с выдержкой 20-40 с включается главный электродвигатель и дробилка запускается. При наличии микропривода с муфтой обгона фрикционные муфты на эксцентриковом валу дробилки выполняют роль предохранительного устройства. Применение микропривода позволяет запускать дробилку под завалом.

3.2.2 СХЕМА СМАЗКИ ДРОБИЛКИ

Трущиеся части дробилки смазывают жидкой и консистентной смазкой. Жидкое масло применяется для смазки подшипников коленчатого вала и головки шатуна, консистентная смазка - для подшипников подвижной щеки и сухарей в гнездах распорных плит. Циркуляционная система жидкой смазки (рис. 11) включает в себя масленый бак-отстойник, шестеренчатый масленый насос с индивидуальным электродвигателем, фильтр, холодильник и систему трубопроводов с приборами для измерения давления и температуры. Масло из бака-отстойника насосом прогоняется через фильтры и холодильник и затем подается в подшипники эксцентрикового вала по трубопроводу и к головке шатуна по гибкому шлангу. Из подшипников масло по отводящему трубопроводу поступает обратно в бак-отстойник и вновь идет в циркуляцию. Циркулирующая жидкая смазка одновременно охлаждает трущиеся части. Трудность подачи к подшипникам коленчатого вала и головке шатуна масла в количествах, достаточных для отвода тепла, а также тяжелые условия их работы заставляют, наряду с циркуляционной смазкой, для дробилок больших размеров применять также водяное охлаждение. Охлаждающая вода подается и отводится по особым трубопроводам.

Рисунок 11. Схема циркуляционной системы жидкой смазки щековой дробилки.

1 - бак-отстойник; 2 - маслоохладитель; 3 - шестеренчатый насос; 4 - дисковый фильтр; 5 - предохранительный клапан; 6 - перепускной клапан; 7 - обратный клапан; 8 - нагревательный элемент; 9 - вентиль; 10 - маслопровод; 11 - температурное реле; 12 - реле уровня масла; 13 - электроконтактный термометр; 14 - реле давления; 15 - термометр сопротивления; 16 - манометр; 17 - указатель течения масла; 18 - дробилка; 19 - электродвигатель.

Подшипники качающейся щеки и сухари в гнездах распорных плит смазываются через определенные промежутки времени консистентными смазками, поступающими по системе трубок (рис. 12) от специальной автоматической или ручной станции смазки.

Рисунок 12.Схема автоматической густой смазки. 1 - станция густой смазки; 2 - дозирующие питатели; 3 - фильтры сетчатые; 4 - мазепровод; 5 - насос.

3.3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЩЕКОВЫХ ДРОБИЛОК

3.3.1 УГОЛ ЗАХВАТА ЩЕКОВЫХ ДРОБИЛОК

Углом захвата щековых дробилок называется угол между подвижной и неподвижной щеками. Этот угол при работе дробилки изменяется в следствии качания подвижной щеки (рис. 13). В положении ОВ, при наибольшем сближении щек угол б₂ немного больше угла б₁ в положении ОВ₁, при наибольшем удалении щек. Такими не значительными изменениями величины угла захвата пренебрегают и считают его равным углу при сближении щек.

Рисунок 13. Угол захвата щековой дробилки.

Величина угла захвата изменяется при регулировках ширины выходной щели. Уменьшением ширины сопровождается увеличением угла захвата, а увеличением ширины - уменьшением его. Следовательно, при увеличении угла захвата должна увеличиваться степень дробления и уменьшаться производительность дробилки. Раздавливаемый между щеками кусок находится под действием следующих сил (рис.13 и 14):

Рисунок 14. Равновесие куска, зажатого между щеками дробилки.

Р - давление подвижной щеки;

Р₁ - реакция неподвижной щеки;

fР - сила трения куска по подвижной щеке;

fР - сила трения куска по неподвижной щеке;

f - коэффициент трения скольжения между куском и щеками.

Сила тяжести куска вследствие ее малости в сравнении с силами Р и Р₁ давления щек, не учитывается.

Силу Р можно разложить на составляющие: горизонтальную Т и направленную вверх вертикальную N. Вертикальная составляющая стремится вытолкнуть дробимый кусок вверх, заставив его скользить вдоль поверхностей щек. Следствием такого выталкивания является возникновение сил трения fР и fР₁, препятствующих выталкиванию куска. Вертикальная составляющая определяется равенством

Отсюда следует вывод, что угол захвата б не может превышать некоторого предельного значения. При углах захвата, превышающих этот предел, выталкивающая сила настолько велика, что силы трения куска о поверхности щек становятся не достаточными для удержания его в камере дробления и он смещается вверх. Дробилка в таких условиях дробить не будет.

Предельным углом захвата будет такой угол, при котором выталкивающая сила полностью уравновесится возникающими силами трения. Значение предельного угла захвата, так же как и значение сил трения, определяется при данном дроблении дробящих щек только коэффициентом трения скольжения между кусками дробимого материала и поверхностями щек.

Рассмотрим равновесие куска, зажатого между щеками в рабочем пространстве дробилки (рис.14). Начало координат поместим в центре куска и ось ординат совместим биссектрисой угла захвата. Если б₀ - предельный угол захвата, то кусок находится в равновесии и сумма проекций действующих на него сил на любые координатные оси равняется нулю:

Подставляя Р₁=Р в уравнение (3.3), получаем

Коэффициент трения скольжения f можно выразить через угол трения ц:

Предельный угол захвата равен двойному углу трения.

Угол захвата щековых дробилок всегда должен быть меньше двойного угла трения.

Коэффициент трения скольжения камня по железу f=0,3, что соответствует углу трения около 16?. Таким образом, угол захвата б может доходить примерно до 32?. Практически у щековых дробилок угол захвата не бывает больше 25?. Однако, несмотря на это, при работе дробилок бывают случаи выброса кусков материала вверх. Это объясняется возможностью такого взаимного расположения кусков в рабочем пространстве дробилки, при котором для отдельных кусков угол б будет больше 2ц (рис.15).



Рисунок 15. Расположение кусков при выбросе из камеры дробления щековой дробилки и разгрузка дробленного продукта.

3.3.2 ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

При отходе подвижной щеки дробленный продукт из камеры дробления щековой дробилки по действии силы тяжести свободно выпадает вниз через выходную щель (рис.15).

При каждом качании щеки могут выпасть только куски, находящиеся ниже плоскости СD, на горизонте которой ширина камеры дробления в момент окончания рабочего хода равна ширине выходной щели при максимальном отходе подвижной щеки.

Выпадает материал, занимающий объем призмы ABCDEFGM. Размер кусков материала в любом горизонтальном сечении этой призмы будет больше минимальной ширины разгрузочного отверстия. Это допущение приводит к ограничению периода разгрузки дробленного продукта временем половины оборота коленчатого вала.

Практически размер кусков на разных горизонтах, в пределах выпадающей призмы, могут оказаться меньше обусловленного размера и период разгрузки материала будет больше времени половины оборота вала.

Время отхода подвижной щеки должно быть достаточным для того, чтобы куски с горизонта верхней плоскости СD, расположенной на высоте h от горизонта разгрузочного отверстия, успели пройти это расстояние, падая по действием силы тяжести.

Время отхода подвижной щеки равно времени половины оборота вала:

где: n - частота вращения коленчатого вала , об/мин.

То же время t находим из условия свободного выпадения кусков с высоты h:

Приравнивая правые части равенств (3.8) и (3.7) получим:

Высоту h находим из прямоугольного треугольника ВВ₁С:

Подставляя ее в выражение ля n, получаем

где: б - угол захвата;

b₁ - минимальная ширина выходной щели, м;

b₂ - максимальная ширина выходной щели, м;

S - длина хода подвижной щеки у разгрузочного отверстия, м.

Частота вращения эксцентрикового вала, определяется по формуле (3.11), при принятых допущения соответствует максимальной производительности щековой дробилки и поэтому называется наивыгоднейшей.

Угол захвата принимают равным 22?. Подставляя в формулу (3.11) g=9.81 м/с² и tg 22?=0,4,получаем

Выразив геометрические размеры камеры дробления в долях В ширины премного отверстия (рис. 16), преобразуем последнюю формулу. Если ОА и ОА' - положение подвижной щеки в момент наибольшего сближения и отхода, то отрезок АА' будет ходом щеки на уровне выпускной щели, а отрезок СС' - ходом щеки на уровне приемного отверстия:

Рисунок 16. К расчету производительности щековой дробилки.



В подобных треугольниках ОАА' и ООС' сходные стороны относятся, как высоты.

Подставив найденное значение b₂-b₁ в формулу (3.11), получим

где: В - ширина премного отверстия, м. Принимаем В=1,2 м.

3.3.3 ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ДРОБИЛКИ

Принимаем объем дробленного продукта, выпадающего за один оборот вала дробилки, работающей с наивыгоднейшей частотой вращения, равным объему призмы ABCDEFGM (рис. 15)

Площадь трапеции ABCD основания призмы.

Выше найдено, что



Объем призмы

где: L - длина камеры дробления, м.

Объемная производительность дробилки

Пользуясь рисунком 16, введем в формулу (3.16) ширину загрузочного отверстия В. По равенству (3.12) имеем:

Подставив (3.16) и (3.17), получим

В последней формуле число оборотов дробилки определяется равенством (3.12)



Принимаем b₂=150 мм , L=1.5 м.

Массовая производительность дробилки.

где: Q - производительность дробилки, т/ч;

д - плотность материала, т/м³.

Принимаем д=2.7 т/м³.

3.3.4 ПОТРЕБНАЯ МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ДРОБИЛКИ

Нагрузка на электродвигатель при дроблении в щековых дробилках зависит от многих факторов, большинство из которых пока еще не может быть учтено. Этим объясняется то, что до сих пор нет обоснованной теоретической формулы, позволяющей определить мощность электродвигателя для привода дробилки. Для определения мощности щековых дробилок Беренов рекомендует использовать эмпирическую формулу:

где: L - длина загрузочного отверстия дробилки, см;

В - ширина загрузочного отверстия дробилки, см;

с - коэффициент, принимаемый в зависимости от размеров загрузочного отверстия.

Принимаем с=1/120.

3.4 ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЩЕКОВЫХ ДРОБИЛОК

В подземных условиях щековые дробилки применяются для крупного дробления. Эти дробилки могут работать под завалом и поэтому для приема прибывающей руды сооружают приемные бункеры. Из приемного бункера руда плавно подается пластинчатым питателем.

Максимальная степень дробления, которую можно достичь в щековых дробилках, составляет 8. Обычно дробилки работают при степени дробления 3-4. Характеристика крупности продукта дробления определяется свойствами дробимого материала, и прежде всего его прочностью. Типовые характеристики крупности дробленого продукта щековых дробилок, по К.А. Разумову, показаны на рисунке 17.

Рисунок 17. Типовые характеристики крупности дробленного продукта щековой дробилки.

По оси абсцисс отложена крупность кусков в долях максимальной ширины загрузочного отверстия и по оси ординат - суммарный выход классов по плюсу. Характеристики даны для мягких 3, средней твердости 2 и твердых 1 руд. Они относятся к продукту дробления тщательно отгрохоченного материала, т. е. не содержащих кусков размером меньше ширины выходной щели.

Изнашивающиеся части, подлежащие периодической замене или восстановлению, у щековых дробилок следующие: футеровочные плиты, распорные плиты, вкладыши в гнездах для распорных плит, вкладыши подшипников эксцентрикового вала, оси подвижной щеки, вкладыши или заливка головки шатуна.

Средние сроки службы этих деталей (в месяцах): футеровочные плиты - 6; сменные наконечники распорных плит - 5; сухари в гнездах распорных плит - 12; вкладыши подшипников эксцентрикового вала и оси подвижной щеки - 12; вкладыши или заливка головки шатуна - 12.

Расход стали при дроблении в щековых дробилках определяется истиранием футеровочных плит, он зависит от стойкости материала, из которого сделаны плиты, и от крепости дробимого материала. При использовании плит из марганцовистой стали расход ее колеблется от 0,02 до 0,08 кг, а из закаленного чугуна - от 0,03 до 0,1 кг на 1 т дробленного продукта. Запускаются щековые дробилки при отсутствии дробимого материала в камере дробления. Перед запуском необходимо проверить количество жидкого масла в баке-отстойнике и густой смазки в резервуаре станции густой смазки. Сначала включается масленый насос и система охлаждения. Спустя 3-5 мин, когда масло поступит ко всем трущимся частям, включается двигатель дробилки. Перед включением электродвигателей щековых дробилок старой конструкции и дробилок больших размеров бывает необходимо при помощи мостового крана повернуть маховик дробилки в положение, соответствующее концу рабочего хода, т.е. наибольшему сближению щек. В этом положении запуск дробилки происходит легче, так как тяжелая подвижная щека под действием своей массы в начале вращения эксцентрикового вала начинает отход от неподвижной, что облегчает работу двигателя при пуске. Дробимый материал попадает в дробилку после того, как дробилка поработает на холостом ходу 1-2 мин. Во время работы щековой дробилки надо следить за равномерностью подачи в нее материал, не допуская завалов камеры дробления и попадания в дробилку больших не дробимых предметов, а также контролировать смазку и температуры масла и воды. Номинальная температура масла при работе дробилки 30-35?

Дробилка останавливается в порядке, обратном пуску. Прекращается подача материала, прорабатывается оставшийся в камере дробления продукт и останавливается электродвигатель дробилки. Только после остановки дробилки выключается маслонасос и прекращается подача охлаждающей воды. Простейшая схема автоматического регулирования дробилки основана на контролировании уровня материала в камере дробления. Для контроля уровня применяют электроконтактный датчик или радиоактивный уровнемер, устанавливаемый на предельном уровне камеры дробления. При переполнении уровня дробления датчик автоматически отключает электродвигатель питателя или переводит его на пониженную частоту вращения с уменьшением количества подаваемой руды. В более сложной системе автоматического регулирования используются два параметра. Основной параметр - нагрузка приводного двигателя. Нагрузка двигателя характеризует условия дробления; чем крупнее и прочнее руда, тем больше потребляемая мощность и ток и меньше производительность. Система автоматического регулирования стабилизирует потребляемую мощность путем воздействия на питатель. Второй параметр - уровень материала в камере дробления. В качестве жидкой смазки для щековых дробилок применяют: масла индустриальные - машинное С или СУ. В качестве густой смазки - смазка индустриальная ИП 1-3. Жидкая сказка должна периодически заменяться (приблизительно через 5 мес.) Расход жидкой смазки для больших дробилок размером от 900х1200 до 1500х2100 мм при регенерации составляет в среднем 2 т/год, расход густой смазки - примерно 2000 кг на одну дробилку.

ЛИТЕРАТУРА

1. Андреев С.Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М., Недра, 1980.

2. Богданов О.С. Справочник по обогащению руд. М., Недра, 1972.

3. Болкисев В.С. Сооружение подземных дробильных комплексов на горнорудных предприятиях. М., Недра, 1985.

4. Булычев В.М. Машинист дробилки рудообогатительной фабрики. М., Недра, 1971.

5. Донченко А.С. Эксплуатация и ремонт дробильного оборудования. М., Недра, 1972.

Размещено на Allbest.ru