Принцип роботи щокової дробарки: загальна інформація, види дробарок

Добуті у кар’єрах і шахтах корисні копалини (вугілля, вапняк, граніт, руда та інші) не відразу готові до подальшого використання. Як правило, їх потрібно подрібнити. Для цього застосовуються дробарки і млини. Подрібнюють за допомогою дробарок також сухі гілки дерев, корм для тварин, будівельні відходи — цеглу, камінь, бетон.

Перші дробарні механізми з’явилися ще у XV столітті. У ступах з залізними наконечниками товкли породу в захищеному металом дерев’яному жолобі. Такі дробарки приводилися в дію водяним колесом. Поява більш потужних двигунів — парової машини, двигуна внутрішнього згоряння зробили можливим застосування й нових принципів — розтирання, розколювання, інше.

Сучасні дробарки поділяються на: щокові; конусні; молоткові; відцентрові; роторні; валкові.

Щокова дробарка: великий і потужний агрегат

Своєю назвою щокова дробарка зобов’язана принципом роботи. Рух її робочих елементів схожий на жування. Багато з нас у дитинстві користувалися найпростішою щоковою дробаркою. Це — двері. Якщо їх відкрити, в щілину між торцем і рамою покласти горіх, а потім закривати, з горіхом відбудеться те ж, що з матеріалом у щоковій дробарці: він розколеться.

Як же влаштована щокова дробарка? Одна з металевих плит — щік — нерухомо прикріплена до стінки камери дроблення. Інша — рухома — нахилена під гострим кутом. Вгорі між ними — широкий вхід (завантажувальне вікно). Знизу — розвантажувальна щілина. Загальну будову агрегату показано на кресленні щокової дробарки (мал. 1): 1 – нерухома щока, 2 – рухома щока, 3 – шатун, 4 – маховик, 5 – привід.

За траєкторією руху рухомої щоки машини діляться на дробарки з простим та зі складним рухом. (Нижче наведені схеми різних щокових дробарок). 

У цих агрегатах з простим рухом, як правило, верхня частина рухомої щоки закріплена на осі, а нижня з’єднана з шатуном (мал. 2) або штоком гідравлічного поршня (мал. 3). Ті здійснюють зворотно-поступальні рухи, змушуючи щоку гойдатися й дробити породу.

На дробарках з простим рухом застосоване цікаве технічне рішення: кут між розпірними плитами становить 165°-175°. У результаті при їх русі зусилля притиску щік виходить в 15 разів більше, ніж шатун докладає для приводу плит. Це дозволяє дробити дуже тверді матеріали — наприклад шлаки феросплавного виробництва. Такі щокові дробарки дуже витривалі. Через те, що форма рухів спрямована на роздавлювання, а не стирання матеріалу, їх броні мало схильні до абразивного зносу. 

Буває, на осі кріплять нижню частину щоки, а гойдається верхня (мал. 4). Але такі конструкції зустрічаються рідко: у них низька продуктивність.

Конструкції, коли рухливою є верхня щока, в основному, малопродуктивні.Є також моделі, в яких обидві щоки рухливі. Вони дають високу якість дроблення. Але через складність конструкції і обслуговування, вони мало поширені.

Найбільш поширена зараз щокова дробарка зі складним рухом (мал. 5). Вона відрізняється тим, що верхня частина рухомої щоки з’єднана з ексцентриковим валом і описує кола. А нижня прикріплена до пристрою, що фіксує і рухається по еліпсу. Така дробарка не тільки розчавлює, а й перетирає матеріал. Давлячий рух направлено по дотичній униз. Рухома щока не тільки дробить, але одночасно “затягує” нові порції зверху і виштовхує продукт вниз. Це підвищує продуктивність, перешкоджає “зависанню” в’язкого матеріалу.

Через циклічності процесу приводний електродвигун завантажений нерівномірно. Наприклад, фахівці компанії Telsmith знайшли прекрасне рішення цієї проблеми. Так, щокові дробарки Telsmith серії Iron Giant оснащені маховиками з високою інерційністю. Всупереч запереченням скептиків, такі махові колеса не тільки захищають привід від зносу, а й економлять електроенергію. Більш докладно про це читайте в нашій статті “Камінь точить інженерна думка”.

Провідні виробники обладнання надають щокам криволінійну форму. Дослідження показують, що у такому разі на 10-20% зростає продуктивність. Також це технічне рішення дозволяє у нижній частині камери створити зону, де щоки паралельні. У результаті зростає однорідність продукту.

Щоб робочі поверхні щік швидко не зносилися, їх захищають футерівкою — плитами з надтвердої і міцної сталі. У них вміст марганцю часто перевищує 16%.

Застосування щокової дробарки можливе на всіх етапах переробки. Величина дробленого матеріалу може досягати 1500 мм, а дрібної фракції продукту – 10 мм.

Види щокових дробарок

За пристосованістю до переміщення щокові дробарки поділяють на стаціонарні (встановлені у приміщеннях, на стаціонарних заводах) і мобільні. Найсуттєвіша відмінність між ними — у масі, розмірах і пов’язаної з цим продуктивності.

Стаціонарні можуть переробляти 1200 і більше тонн матеріалу за годину. Машини на гусеничному або колісному шасі — у 2-5 разів менше. Але вони незамінні для виконання короткострокових робіт або, коли треба терміново наростити продуктивність стаціонарного заводу.

Детально про переваги стаціонарного та мобільного обладнання для переробки нерудних матеріалів ЗАПОВНЮВАЧІ писали у статті “Варіанти успіху від Metso”.

Дробарки, про які ми розповіли у статті, призначені для переробки великих обсягів матеріалу, і поставляються в Україну, в основному, з-за кордону. А ось для тих ситуацій, коли потрібно подрібнювати невеликі обсяги матеріалу, маленькі майстерні пропонують такий варіант, як “щокові дробарка — своїми руками”.

Агрегат простий по конструкції і невибагливий в експлуатації. Людина, яка має навички в слюсарних і монтажних роботах, може виготовити щокову дробарку з підручних матеріалів. А великі, продуктивні і надійні машини створюють тільки на великих, добре оснащених машинобудівних підприємствах.