Дробилка — это машина , предназначенная для измельчения крупных камней на более мелкие камни, гравий , песок или каменную пыль.
Дробилки можно использовать для уменьшения размера или изменения формы отходов, чтобы их было легче утилизировать или переработать , или для уменьшения размера твердой смеси сырьевых материалов (например, каменной руды ), чтобы куски различного состава можно дифференцировать. Дробление — это процесс передачи силы, усиленной механическим преимуществом, через материал, состоящий из молекул, которые связаны друг с другом более прочно и сопротивляются деформации больше, чем те, которые находятся в дробимом материале. Дробильные устройства удерживают материал между двумя параллельными или касающимися друг друга твердыми поверхностями и прикладывают достаточную силу, чтобы соединить поверхности вместе, чтобы выработать достаточно энергии внутри дробимого материала, чтобы его молекулы отделились от (разрушения) или изменили выравнивание по отношению к (деформации). друг друга. Самыми ранними дробилками были ручные камни, где вес камня увеличивал мышечную силу и использовался против каменной наковальни. К вернам и ступкам относятся разновидности этих дробильных устройств.
В промышленности дробилки — это машины, которые используют металлическую поверхность для разрушения или сжатия материалов на мелкие фракционные куски или более плотные массы. На протяжении большей части промышленной истории большая часть процесса дробления и добычи происходила за счет мышечной силы, поскольку приложение силы концентрировалось на кончике кирки горняков или бурового долота с приводом от кувалды. До того, как взрывчатые вещества получили широкое распространение в горнодобывающей промышленности в середине девятнадцатого века, большая часть первоначального дробления и калибровки руды производилась вручную и с помощью молотков на рудниках или с помощью гидромолотов в небольших кузницах, работающих на древесном угле , и металлургических заводах, типичных для эпохи Возрождения и вплоть до эпохи Возрождения. Ранняя и средняя промышленная революция . Это произошло только после взрывчатых веществ, а позже первые мощные паровые экскаваторы производили большие куски материалов, куски, первоначально измельченные путем забивания в шахте, прежде чем их загружали в мешки для поездки на поверхность, куски, которые в конечном итоге также должны были привести к рельсам и шахтным железным дорогам. транспортировка сыпучих материалов, которые после дробления забоя стали широко необходимы. Самыми ранними из них были литейные заводы, но по мере распространения угля более крупные предприятия превратились в угольные дробилки , которые способствовали промышленному росту с первого десятилетия 1600-х годов до замены дробилок в 1970-х годах из-за потребностей в топливе в наши дни. Постепенное наступление этой эпохи и вытеснение экономики, основанной на кустарной промышленности, само по себе ускорилось сначала из-за использования кованого и чугуна в качестве желательных материалов, дающих толчок более крупным производствам, а затем, в конце шестнадцатого века, из-за растущей нехватки лесных угодий. для производства древесного угля для изготовления новомодного оконного стекла [2] материала, который стал – вместе с дымоходом – «в моде» среди растущего среднего класса и богатых людей шестнадцатого и семнадцатого веков; и, как всегда, древесный уголь необходимые для выплавки металлов, особенно для производства все большего количества латуни и бронзы , [3] чугуна , чугуна и кованого железа, востребованных новыми классами потребителей. Другие металлургические разработки, такие как добыча серебра и золота, отражали практику и разработки методов и технологий обработки сыпучих материалов, питая растущий аппетит к все большему и большему количеству железа и стекла, которые до 1700-х годов были редкостью в личных владениях.
Ситуация только ухудшилась, когда англичане придумали, как отливать более экономичные железные пушки (1547 г.), следуя своему подвигу и став оружейниками держав европейского континента, будучи ведущими производителями латунных и бронзовых пушек [3] и, в конечном итоге, различные акты парламента постепенно запрещали или ограничивали дальнейшую вырубку деревьев для производства древесного угля во все более крупных регионах Соединенного Королевства. [2] В 1611 году консорциум во главе с придворным Эдвардом Зучем получил патент на отражательную печь , печь, использующую уголь, а не драгоценные национальные запасы древесины, [4] которая была немедленно использована в производстве стекла. Один из первых богатых баронов-разбойников с политическими связями сэр Роберт Мэнселл купил себе путь в молодую печную компанию, вырвал над ней контроль и к 1615 году сумел заставить Якова I издать прокламацию, запрещающую использование дерева для производства стекла, [4] дав ему Семьи обширных угольных холдингов являются монополистами как на источник, так и на средства производства в течение почти полувека. Спустя столетие Авраам Дарби переехал в Бристоль, где он основал промышленность по производству строительной латуни и бронзы, импортируя голландских рабочих и используя их для набегов на голландскую технику. Оба материала считались превосходящими железо для пушек и машин, поскольку их лучше понимали. Но Дарби изменила мир несколькими ключевыми способами.
Там, где голландцы потерпели неудачу в литье железа, один из учеников Дарби, Джон Томас, преуспел в 1707 году [5] и, как выразился Берк: «дал Англии ключ к промышленной революции» [5] . В то время рудники и литейные заводы практически все представляли собой мелкие предприятия, за исключением оловянных рудников (обусловленных ценой и полезностью латуни), а материалы, поступающие из рудников, уже были измельчены легионами горняков, которым приходилось запихивать свою работу в мешки для переноски. для строповки вьючных животных. Одновременно с этим шахтам требовался дренаж, в результате чего были созданы первые паровые насосные системы Савери и Ньюкомена. Чем глубже шли шахты, тем больше становился спрос на более качественные насосы, тем больше спрос на железо, тем больше потребность в угле, тем больше спрос на каждое из них. Ясно предвидя будущее, Дарби продал свои бизнес-интересы и переехал в Коулбрукдейл с его многочисленными угольными шахтами, гидроэнергией и близлежащими запасами руды. За это десятилетие его литейные предприятия разработали технологии литья чугуна и начали вытеснять другие металлы во многих областях применения. Он адаптировал коксование своего топлива, скопировав практику пивоваров. [5] В 1822 году потребности насосной промышленности в цилиндрах большего размера встретились со способностью Дарби плавить достаточное количество чугуна для отливки больших недорогих железных цилиндров вместо дорогих латунных, [5] снизив стоимость цилиндров на девять десятых. [6]
Поскольку в горнодобывающей промышленности все чаще применялся порох , куски породы из забоя стали намного больше, а сама добыча, зависящая от взрыва, стала зависеть от организованной группы, а не просто от человека, размахивающего киркой. Экономия за счет масштаба постепенно охватила промышленные предприятия, в то время как транспорт стал ключевым узким местом, поскольку объем перемещаемых материалов продолжал расти вслед за спросом. Это стимулировало многочисленные проекты строительства каналов, вдохновило на прокладку сначала деревянных, а затем железных рельсов с использованием тягловых животных для буксировки грузов в развивающейся экономике, зависящей от перевозки сыпучих грузов. В угольной промышленности, которая развивалась рука об руку как предпочтительное топливо для плавки руд, дробление и подготовка (очистка) на протяжении более ста лет осуществлялась в каменнодробилках , массивных шумных зданиях, полных конвейеров, молотковом дроблении с ленточным приводом. ступени и гигантские металлические сортировочные решетки. Как и шахтные насосы, внутри этих 7–11-этажных зданий располагались внутренние конвейеры и отбойные молотки.
В горнодобывающих предприятиях используются дробилки, которые обычно классифицируются по степени дробления исходного материала: первичные и вторичные дробилки обрабатывают грубые материалы, а третичные и четвертичные дробилки измельчают частицы руды до более мелких фракций. Каждая дробилка предназначена для работы с определенным максимальным размером сырья и часто доставляет его на сортировочную машину, которая сортирует и направляет продукт на дальнейшую обработку. Помимо размеров, машины, спроектированные для каждой из этих стадий, должны учитывать основные методы измельчения материала; [7] удар, сжатие, истирание и резание. В зависимости от свойств материала и желаемого результата некоторые методы дробления и, следовательно, конструкции машин могут оказаться более подходящими для конкретного случая использования.
Обычно за этапами дробления следуют этапы измельчения, если материалы необходимо дополнительно измельчить. Кроме того, камнедробилки обычно располагаются рядом с дробилкой, чтобы измельчать негабаритный материал, слишком крупный для дробилки. Дробилки используются для уменьшения размера частиц настолько, чтобы материал можно было переработать в более мелкие частицы в дробилке. Типичная технологическая линия на шахте может состоять из дробилки, за которой следует мельница ПСИ, за которой следует шаровая мельница . В этом контексте мельница ПСИ и шаровая мельница считаются измельчителями, а не дробилками.
В процессе эксплуатации сырье (различных размеров) обычно доставляется в бункер первичной дробилки самосвалами , экскаваторами или колесными фронтальными погрузчиками . Питающее устройство, такое как пластинчатый питатель, конвейер или вибрирующая решетка, контролирует скорость, с которой этот материал поступает в дробилку, и часто содержит устройство предварительного просеивания, которое позволяет более мелкому материалу обходить саму дробилку, тем самым повышая эффективность. Первичное дробление уменьшает крупные куски до размера, с которым может справиться последующее оборудование.
Некоторые дробилки мобильны и могут дробить камни размером до 1,5 метра (60 дюймов). Эти агрегаты, которые в основном используются в карьере на забое шахты, могут перемещаться с помощью больших подающих машин (в основном экскаваторов) для увеличения производимого тоннажа. При эксплуатации мобильных дорог эти измельченные камни непосредственно смешиваются с бетоном и асфальтом , которые затем наносятся на поверхность дороги. Это устраняет необходимость транспортировки крупногабаритного материала в стационарную дробилку, а затем обратно на поверхность дороги. Кроме того, малые/мини-дробилки (диапазон от 6000 до 60 000 фунтов) представляют собой портативные дробилки, которые обычно используются при поездках с одной рабочей площадки на другую. Эти небольшие дробилки могут быть гусеничными или колесными, газовыми, дизельными или электрическими, но в основном это щековая дробилка. Впервые они были разработаны и использованы в Европе, но были доставлены на американский рынок и стали популярными благодаря GrinderCrusherScreen в 2011 году.
В следующей таблице описаны типичные варианты использования широко используемых дробилок:
Щековая дробилка использует сжимающую силу для разрушения частиц. Это механическое давление достигается двумя щеками дробилки, одна из которых неподвижна, а другая совершает возвратно-поступательное движение. Щековая или коленно-рычажная дробилка состоит из набора вертикальных щек, одна щека остается неподвижной и называется неподвижной, в то время как другая щека, называемая поворотной щекой, перемещается вперед и назад относительно нее с помощью кулачкового или шатуна , действующего как рычаг II класса или щелкунчик . Объем или полость между двумя щеками называется камерой дробления. Перемещение поворотной челюсти может быть совсем небольшим, поскольку полное дробление не осуществляется за один ход. Инерция, необходимая для измельчения материала, обеспечивается маховиком , который перемещает вал, создавая эксцентрическое движение, вызывающее закрытие зазора.
Щековые дробилки являются тяжелыми машинами и, следовательно, должны иметь прочную конструкцию. Внешняя рама обычно изготавливается из чугуна или стали. Сами челюсти обычно изготавливаются из литой стали. Они оснащены сменными вкладышами, изготовленными из марганцевой стали или никель-твердого чугуна (чугуна, легированного никелем и хромом). Щековые дробилки обычно состоят из секций, чтобы облегчить технологическую транспортировку, если их необходимо вывести под землю для выполнения операций.
Щековые дробилки классифицируются по положению поворота поворотной щеки.
Дробилка Блейка была запатентована Эли Уитни Блейком в 1858 году. Щековая дробилка типа Блейка имеет фиксированную зону подачи и регулируемую зону разгрузки. Блейковые дробилки бывают двух типов: щековые дробилки с одним коленно-рычажным механизмом и с двойным коленно-рычажным механизмом.
В однорычажных щековых дробилках поворотная щека подвешена на эксцентриковом валу, что обеспечивает гораздо более компактную конструкцию, чем в двухрычажной щековой дробилке. Поворотная челюсть, подвешенная на эксцентрике, совершает два типа движения: качающееся движение в направлении неподвижной челюсти под действием коленно-рычажной пластины и вертикальное движение из-за вращения эксцентрика. Эти два движения в сочетании приводят к эллиптическому движению челюсти. Это движение полезно, поскольку оно помогает проталкивать частицы через камеру дробления. Это явление приводит к увеличению производительности однорычажных щековых дробилок, но также приводит к более высокому износу дробильных щек. Щековые дробилки этого типа предпочтительны для дробления более мягких частиц.
В двухрычажных щековых дробилках колебательное движение качающейся щеки вызвано вертикальным движением шатуна. Питмен движется вверх и вниз. Поворотная челюсть закрывается, т.е. она перемещается по направлению к неподвижной челюсти, когда шатун движется вверх, и открывается во время движения шатуна вниз. Этот тип обычно используется в шахтах из-за его способности дробить твердые и абразивные материалы.
В щековых дробилках типа Dodge щеки расположены дальше друг от друга вверху, чем внизу, образуя конический желоб, так что материал измельчается все меньше и меньше по мере продвижения вниз, пока он не станет достаточно маленьким, чтобы выйти из нижнего отверстия. Щековая дробилка Dodge имеет переменную зону подачи и фиксированную зону разгрузки, что приводит к засорению дробилки и, следовательно, используется только для лабораторных целей, а не для тяжелых операций.
.jpg/1280px-Ruffner_Red_Ore_Mine_gyratory_crusher,_North_of_I-20_at_Madrid_Exit,_Birmingham_(Jefferson_County,_Alabama).jpg)
Вращающаяся дробилка по своей базовой концепции аналогична щековой дробилке, состоящей из вогнутой поверхности и конической головки; обе поверхности обычно покрыты поверхностями из марганцовистой стали. Внутренний конус совершает небольшое круговое движение, но не вращается; движение создается эксцентриковым механизмом. Как и в случае с щековой дробилкой, материал перемещается вниз между двумя поверхностями и постепенно измельчается до тех пор, пока он не станет достаточно маленьким, чтобы выпасть через зазор между двумя поверхностями.
Гирационная дробилка — один из основных типов дробилок первичного дробления на шахтах или горнодобывающих предприятиях. Гирационные дробилки обозначаются по размеру либо по диаметру зазора и кожуха, либо по размеру приемного отверстия. Гирационные дробилки могут использоваться для первичного или вторичного дробления. Дробящее действие происходит за счет закрытия зазора между кожуховой линией (подвижной), установленной на центральном вертикальном шпинделе, и вогнутыми вкладышами (неподвижными), установленными на основной раме дробилки. Зазор открывается и закрывается эксцентриком в нижней части шпинделя, который заставляет центральный вертикальный шпиндель вращаться. Вертикальный шпиндель может свободно вращаться вокруг своей оси. Изображенная дробилка представляет собой подвесной шпиндель с коротким валом, что означает, что главный вал подвешен вверху, а эксцентрик установлен над шестерней. Конструкция с коротким валом заменила конструкцию с длинным валом, в которой эксцентрик установлен под шестерней.
В связи с быстрым развитием горнодобывающих технологий конусные дробилки можно разделить на четыре типа: составные конусные дробилки, пружинные конусные дробилки, гидравлические конусные дробилки и гираторные дробилки. В зависимости от различных моделей конусная дробилка делится на конусную дробилку серии с вертикальным валом (VSC) (комбинированную конусную дробилку), конусную дробилку Symons, конусную дробилку PY, одноцилиндровую гидравлическую конусную дробилку, многоцилиндровую гидравлическую конусную дробилку, гираторную дробилку, и т. д.
Конусная дробилка по принципу действия аналогична гирационной дробилке, с меньшей крутизной камеры дробления и большей параллельностью зон между зонами дробления. Конусная дробилка разрушает породу, сжимая породу между эксцентрично вращающимся шпинделем, покрытым износостойким кожухом, и окружающим вогнутым бункером, покрытым марганцевым подбарабаньем или футеровкой чаши. Когда порода попадает в верхнюю часть конусной дробилки, она заклинивается и зажимается между кожухом и футеровкой или вогнутостью чаши. Большие куски руды разбиваются один раз, а затем падают в более низкое положение (потому что теперь они меньше), где снова разбиваются. Этот процесс продолжается до тех пор, пока куски не станут достаточно маленькими, чтобы провалиться через узкое отверстие в нижней части дробилки.
Конусная дробилка подходит для дробления различных руд и горных пород средней и выше средней твердости. Его преимуществом является надежная конструкция, высокая производительность, лучшая детализация и форма готовой продукции, простота настройки и низкие эксплуатационные расходы. Пружинная система освобождения конусной дробилки действует как защита от перегрузки, что позволяет посторонним частицам проходить через камеру дробления без повреждения дробилки.
Комбинированная конусная дробилка (конусная дробилка серии VSC) может дробить материалы средней твердости . В основном она используется в горнодобывающей, химической промышленности, строительстве дорог и мостов, строительстве и т. д. Что касается конусных дробилок серии VSC, на выбор предлагаются четыре камеры дробления (грубая, средняя, мелкая и сверхтонкая). По сравнению с конусными дробилками того же типа, конусная дробилка серии VSC, чья комбинация частоты дробления и эксцентриситета является лучшей, может обеспечить более высокую степень измельчения материалов и более высокий выход продукции. Кроме того, улучшенное ламинационное дробление частиц материала конусными дробилками серии VSC улучшает кубическую форму измельченных материалов, что повышает их коммерческую привлекательность.
Конусная дробилка Symons (конусная дробилка с пружиной) может дробить материалы твердостью выше средней. Он широко используется в металлургии, строительстве, гидроэнергетике, на транспорте, в химической промышленности и т. д. При использовании щековой дробилки его можно использовать как вторичное, третичное или четвертичное дробление. Вообще говоря, стандартный тип конусной дробилки Symons применяется для среднего дробления. Средний тип применяется для мелкого дробления. Тип с короткой головкой применяется для грубого мелкого дробления. Поскольку применяется технология литья стали, машина обладает хорошей жесткостью и высокой прочностью.
Одноцилиндровая гидравлическая конусная дробилка в основном состоит из основной рамы, трансмиссионного устройства, эксцентрикового вала, чашеобразного подшипника, дробящего конуса, кожуха, футеровки чаши, регулировочного устройства, регулировочной втулки, гидравлической системы управления, гидравлической системы безопасности, пылезащитного кольца, подающая пластина и т. д. Он применяется на цементных заводах, в горнодобывающей промышленности, строительстве зданий, строительстве дорог и мостов, железнодорожном строительстве, металлургии и некоторых других отраслях промышленности.
Многоцилиндровая гидравлическая конусная дробилка в основном состоит из основной рамы, эксцентрикового вала, дробящего конуса, кожуха, облицовки чаши, регулировочного устройства, пылезащитного кольца, передаточного устройства, чашеобразного подшипника, регулировочной втулки, гидравлической системы управления, гидравлической системы безопасности и т. д. Электродвигатель конусной дробилки приводит в движение эксцентриковый вал, совершая периодические качательные движения под осью вала, в результате чего поверхность кожуха то и дело приближается и отрывается от поверхности футеровки чаши, так что материал измельчается за счет сжатия и измельчения. внутри дробильной камеры. Предохранительный цилиндр машины может обеспечивать безопасность, а также поднимать опорную втулку и статический конус с помощью гидравлической системы и автоматически удалять блоки из дробильной камеры, когда в машине внезапно становится душно. Таким образом, затраты на техническое обслуживание значительно сокращаются, а эффективность производства значительно повышается, поскольку можно удалять блоки, не разбирая машину.
Ударные дробилки используют удар , а не давление для дробления материала. Материал содержится внутри клетки с отверстиями на дне, конце или стороне желаемого размера, позволяющими выходить измельченному материалу. Существует два типа ударных дробилок: ударные дробилки с горизонтальным валом и ударные дробилки с вертикальным валом.
Дробилки HSI разрушают горную породу, ударяя по ней молотками, закрепленными на внешнем крае вращающегося ротора. Машины HSI продаются в стационарном, прицепном и гусеничном исполнении. HSI используются при переработке твердых пород и мягких материалов. Раньше практическое использование дробилок HSI ограничивалось мягкими и неабразивными материалами, такими как известняк , фосфат , гипс , выветрившиеся сланцы , однако усовершенствования в металлургии изменили применение этих машин.
В дробилках VSI используется другой подход, включающий высокоскоростной ротор с износостойкими наконечниками и камеру дробления, предназначенную для «отбрасывания» породы. Дробилки VSI используют скорость , а не поверхностную силу, как преобладающую силу для разрушения породы. В естественном состоянии камень имеет зазубренную и неровную поверхность. Применение поверхностной силы ( давления ) приводит к образованию непредсказуемых и обычно некубических частиц. Использование скорости , а не поверхностной силы, позволяет равномерно прикладывать разрушающую силу как по поверхности камня, так и по массе камня. Порода, независимо от размера, по всей своей структуре имеет естественные трещины (разломы). Когда ротор VSI «бросает» камень на твердую наковальню, он трескается и ломается вдоль этих трещин. Конечный размер частиц можно контролировать с помощью 1) скорости, с которой камень отбрасывается на наковальню, и 2) расстояния между концом ротора и точкой удара о наковальню. Продукт, полученный в результате дробления VSI, обычно имеет постоянную кубическую форму, такую как та, которая требуется для современного дорожного асфальта Superpave . Использование этого метода также позволяет измельчать материалы с гораздо более высокой абразивностью, чем при использовании HSI и большинства других методов дробления.
Дробилки VSI обычно используют высокоскоростной вращающийся ротор в центре дробильной камеры и внешнюю ударную поверхность, состоящую либо из устойчивых к абразивному воздействию металлических наковален, либо из измельченной породы. Использование «наковальни» с литыми металлическими поверхностями традиционно называют «башмаком и наковальней VSI». Использование щебня на внешних стенках дробилки для дробления новой породы традиционно называется «VSI камень на камне». Дробилки VSI могут использоваться в статических установках или в передвижном гусеничном оборудовании.
Калибраторы минералов представляют собой разновидность валковых дробилок , в которых используются два ротора с большими зубьями на валах малого диаметра, приводимые в движение на низкой скорости системой прямого привода с высоким крутящим моментом. Эта конструкция обеспечивает трехступенчатое разрушающее действие, все из которых взаимодействуют при разрушении материалов с использованием технологии калибратора. [ нужна цитата ]
Их основным преимуществом является компактная геометрия и размер, что ценно в горнодобывающей промышленности, например, при подземной добыче твердых пород .
Ковш дробилки – это навесное оборудование для гидравлических экскаваторов. Принцип ее работы заключается в использовании ковша с двумя дробящими щеками внутри, одна из которых неподвижна, а другая перемещается вперед и назад относительно нее, как в щековой дробилке . Они изготавливаются с высокоинерционной силовой передачей, круговым движением щек и антизастойной пластиной, которая предотвращает застревание крупных кусков измельчения в горловине ковша, не позволяя им попасть в дробящие щеки. Они также имеют дробящие челюсти, расположенные в перекрестном положении. Такое положение вместе с круговым движением дает этим ковшам дробилки возможность измельчения влажного материала.
По большей части прогресс в конструкции дробилок продвигался медленно. Щековые дробилки практически не изменились на протяжении шестидесяти лет. Базовые конструкции конусных дробилок, которые также остались практически неизменными, стали более надежными и производительными. Увеличение скорости вращения привело к наибольшему изменению. Например, конусная дробилка размером 48 дюймов (120 см), выпущенная в 1960 году, может производить 170 тонн щебня в час, тогда как дробилка того же размера, выпускаемая сегодня, может производить 300 тонн в час. Эти производственные улучшения обусловлены увеличением скорости и улучшением конструкции дробильной камеры.
Наибольший прогресс в надежности конусных дробилок был достигнут за счет использования гидравлики для защиты дробилок от повреждений, когда недробимые предметы попадают в камеру дробления. Посторонние предметы, такие как сталь , могут привести к серьезному повреждению конусной дробилки и дополнительным затратам из-за производственных потерь. Развитие систем гидравлического сброса значительно сократило время простоя и увеличило срок службы этих машин.
Из-за требований безопасности и веса щек многие компании и OEM-поставщики разработали комплект подъемных инструментов для безопасной установки и установки этих инструментов в дробилку. Во многих странах использование подъемного инструмента является обязательным в соответствии с законодательными и политическими требованиями безопасности. [9]
к 1600 году Англия столкнулась с острым кризисом древесины, во многом благодаря увеличению производства стекла.
Однако через несколько лет стоимость снизилась на девять десятых, поскольку выяснилось, что чугунные цилиндры можно производить с достаточной точностью.
