Тема 1 место операций дробления, грохочения и

A / ΔS = σ ΔS / ΔS + K ΔV / ΔS, (2.32)

отсюда

A / ΔS = σ + K ΔV / ΔS . (2.33)

Обозначим в выражении (2.33):

σ + K ΔV / ΔS = H _s . (2.34)

Тогда с учетом соотношений (2.33) и (2.34) получим:

H _s = A / ΔS. (2.35)

Величину H _s надо рассматривать как коэффициент твердости, равный работе образования единицы новой поверхности. Вместе с тем величина H _s связана с поверхностной энергией соотношением (2.34). Таким образом, чем больше поверхностная энергия твердого тела, тем больше его твердость, а, следовательно, и больше работа, которую надо затратить на разрушение – образование новой поверхности.

По гипотезе Бонда элементарная работа пропорциональна приращению параметра, являющегося среднегеометрическим между объемом и поверхностью :

Практика показывает определенную связь между индексом работы по Бонду и коэффициентом крепости пород по Протодьяконову.

1. 
   Классификация дробильного оборудования
   
2. 
   Классификация щековых дробилок
   
3. 
   Распределение усилий при дроблении в щековой дробилке
   
4. 
   Угол захвата в щековой дробилке
   
5. 
   Футеровка дробилок
   
6. 
   Конусные дробилки для крупного, среднего и мелкого дробления
   
7. 
   Угол захвата в конусной дробилке
   
8. 
   Валковые дробилки
   
9. 
   Угол захвата в двухвалковой дробилке
   
10. 
    Молотковые дробилки
    

Классификация дробильно-измельчительного оборудования основана на различии в способе разрушения материала, который определяется видом энергии, используемой для разрушения. В соответствии с этим все машины делят на 4 основных типа: 1) механические дробилки, 2) механические мельницы (с мелющими телами), 3) взрывные пневматические, электрогидравлические, электроимпульсные и электротермические дробильные аппараты, 4) аэродинамические и пневмомеханические мельницы – струйные размольные аппараты без мелющих тел. Наибольшее применение получили механические дробилки и мельницы. Все остальные типы оборудования находятся в стадии исследования. Из механических мельниц в основном применяются барабанные – шаровые, стержневые, рудногалечные и рудного самоизмельчения. Область применения отдельных конструктивных типов дробилок определяется прочностью дробимого материала и представлена в табл. 2.2.

Механические дробилки подразделяются на аппараты статического и динамического (ударного) действия на материал. К дробилкам статического действия относятся щековые, конусные и валковые (рис. 2.3 а); динамического – роторная, стержневая (дезинтегратор), центробежная метательного действия (рис. 2.3 б).

Рисунок 2.3 – Дробилки статического (а) и динамического (б) воздействия

Щековые дробилки разделяются на два основных кинематических класса: с простым ЩДП и сложным ЩДС движением подвижной щеки. Дробилки с простым движением подвижной щеки отличаются способом ее крепления и подвесным механизмом: с верхним подвесом щеки (рис. 2.4, а) и с нижней шарнирной опорой (рис. 2.4, б). Последние изготовляются только как лабораторные и полупромышленные. Дробилки с верхним подвесом имеют различные приводные устройства (рис. 2.4).

Рисунок 2.4 – Принципиальные схемы дробилок с простым движением щеки

Н
аибольшее распространение получили дробилки с верхним подвесом щеки и с шарнирно-рычажным механизмом, изобретенные Блэком в 1858г. Принципиальная схема дробилки показана на рис. 2.5.

1 – неподвижная щека. 2 – подвижная щека, 3 – распорная плита; 4 – шарнир

Рисунок 2.5 – Принципиальная схема щековой дробилки с верхним подвесом подвижной щеки

Дробилки со сложным движением подвижной щеки имеют шарнирную подвеску щеки на эксцентриковом приводном валу (рис. 2.6).

1 – неподвижная щека. 2 – подвижная щека, 3 – распорная плита; 4 – траектория движения точки А

Рисунок 2.6 – Принципиальная схема дробилки со сложным движением щеки

Рисунок 2.7 – Распределение усилий в щековой дробилке

Усилие Р, действующее вдоль шатуна вверх на рабочем ходу, раскладывается по правилу параллелограмма на составляющие сжимающие силы по направлению распорных плит Р₁. Если точки D и В неподвижны, то каждая распорная плита находится под действием сил сжатия Р₁. Каждая их этих сил также раскладывается в свою очередь также на две составляющие – вертикальную Р₁ сos β и горизонтальную Р₁ sin β. Тогда можно записать следующее соотношение:

Р = 2Р₁ Соs β . (2.39)

Отсюда:

Р₁ = Р / 2 Соs β . (2.40)

На рабочем ходу дробилки на кусок в горизонтальном направлении действуют раздавливающие силы: нормальная реакция со стороны неподвижной щеки Р_н и горизонтальная составляющая силы Р₁ - сила Р_р. Раздавливающая сила Р_р , приложенная в точке А, равна:

Р_Р = Р₁ Sin β . (2.41)

Подставим в соотношение (2.41) полученное значение силы Р₁ из выражения (2.40), тогда:

Р_р = Р Sin β / 2 Соs β = 0.5 Р tg β . (2.42)

При увеличении угла β распорные плиты будут приближаться к горизонтальному положению, а усилие Р_р будет возрастать до бесконечности, т.к. при β = 90^о tg β = ∞. На практике стараются не допускать приближения угла β к значению 90^о, т.к. в таком случае возникают значительные сжимающие усилия в распорных плитах, например при попадании в дробилку твердых посторонних предметов. Для предотвращения поломки дробилки в самой конструкции распорных плит предусмотрена возможность их разрушения при превышении допустимых значений возникающих усилий. Разработаны различные варианты устройства распорных плит, некоторые из которых показаны на рис. 2.8.

1. 
   Распорная плита литая чугунная с ослабленным по расчету средним сечением (с утонением или с отверстиями).
   
2. 
   Распорная плита сборная на болтах. Болты рассчитаны на срез.
   
3. 
   Распорная плита разрезная на заклепках. Заклепки рассчитаны на срез.
   

Рисунок 2.8 – Варианты конструкций распорных плит щековых дробилок

Р
ассмотрим усилия, действующие вдоль подвижной щеки дробилки. Рабочая схема представлена на рис. 2.9.

Рисунок 2.9 – Схема распределения усилий, действующих вдоль подвижной щеки дробилки

При расположении точки А на расстоянии L от точки подвеса подвижной щеки и при текущем расположении на расстоянии Х для усилий, действующих на кусок в этой точке, справедливо равенство:

L Р_р = Х Р_х . (2.43)

Отсюда:

Р_х = L Р_р / Х . (2.44)

С другой стороны, Р_р = 0.5 Р tg β. Тогда

Р_х = L 0.5 Р tg β / Х . (2.45)

Из выражения (2.45) следует: чем меньше Х, тем больше Р_х, т.е. большие усилия разрушения возникают ближе к точке подвеса подвижной щеки. В щековых дробилках с верхним подвесом подвижной щеки в месте загрузки крупных кусков приложено большее усилие разрушения. В дробилках с нижним подвесом щеки наблюдается обратное явление. Это одна из причин того, что дробилки с нижним подвесом щеки не получили широкого применения (рис. 2.10).

Р
исунок 2.10 – Распределение усилий при разных способах подвеса подвижной щеки

Рисунок 2.11 – Схема сил, действующих на кусок в щековой дробилке

В рабочем пространстве дробилки на кусок действуют силы:

P₁ = P Cos α + f P Sin α . (2.46)

Умножим обе части равенства (2.46) на f и тогда значение силы трения будет:

f P₁ = (P Cos α + f P Sin α) f . (2.47)

2. 
   Чтобы кусок не выбрасывался вверх, должно выполняться следующее условие
   

f P Cos α + f P₁ ≥ P Sin α . (2.48)

Но из (2.47) f P₁ = f P Cos α + f ² P Sin α . (2.49)

Тогда подставим знaчeниe f P₁ из соотношения (2.49) в условие (2.48) и получим:

f P Cos α + f P Cos α + f ² P Sin α ≥ P Sin α . (2.50)

f P₁

Сократим P, получим:

2f Cos α + f ² Sin α ≥ Sin α ; (2.52)

2f Cos α ≥ Sin α – f ² Sin α ; (2.53)

2f Cos α ≥ Sin α (1- f ²). (2.54)