Принцип работы щековой дробилки: общая информация, виды дробилок

Добытые в карьерах и шахтах полезные ископаемые (уголь, гранит, руда и другие) не сразу готовы к употреблению. Как правило, их надо измельчить. Для этого применяются дробилки и мельницы. Измельчают при помощи дробилок также сухие ветки деревьев, корма для животных, строительные отходы — кирпич, камень, бетон.

Первые дробильные механизмы появились еще в XV веке. Песты с железными наконечниками толкли породу в обшитом металлом деревянном желобе. Такие дробилки приводились в действие водяным колесом. Появление более мощных двигателей — паровой машины, двигателя внутреннего сгорания сделали возможным применение и новых принципов — растирание, раскалывание и др. 

Современные дробилки делятся на: щековые; конусные; молотковые; центробежные; роторные; валковые.

Щековая дробилка: большой и мощный агрегат

Своим названием щековая дробилка обязана принципу работы. Движение ее рабочих элементов похоже на жевание. 

Многие из нас в детстве пользовались простейшей щековой дробилкой. Это — дверь. Если ее открыть, в щель между торцом и рамой положить орех, а затем закрывать, с орехом произойдет то же, что с материалом в щековой дробилке: он расколется. 

Как же устроена щековая дробилка? Одна из металлических плит — щек — неподвижно прикреплена к стенке камеры дробления. Другая — подвижная – наклонена под острым углом. Вверху между ними — широкий вход (загрузочное окно). Внизу — разгрузочная щель. Общее строение агрегата показано на чертеже щековой дробилки (Рис. 1): 1 – неподвижная щека, 2 – подвижная щека, 3 – шатунный механизм, 4 – маховое колесо, 5 – приводной двигатель. 

По траектории движения подвижной щеки машины делятся на дробилки с простым и со сложным качанием. (Ниже приведены схемы щековых дробилок). 

Наиболее распространены агрегаты с простым качанием. В них, как правило, верхняя часть подвижной плиты закреплена на оси, а нижняя соединена с шатуном (рис. 2) или штоком гидравлического поршня (рис. 3). Те совершают возвратно-поступательные движения, заставляют плиту качаться и дробить породу.

На дробилках с простым движением применено интересное техническое решение: угол между распорными плитами 165°-175°. В результате при их движении усилие прижатия щек выходит в 15 раз больше, чем шатун прикладывает для привода плит. Это позволяет дробить очень твердые материалы, например, шлаки ферросплавного производства. Такие щековые дробилки очень прочные. Из-за того, что форма движений направлена на раздавливание, а не стирание материала, их брони мало склонны к абразивному износу. 

Бывает, на оси крепят нижнюю часть щеки, а качается верхняя (рис. 4). Но такие конструкции встречаются редко: они малопроизводительны.

Наиболее распространена сейчас щековая дробилка со сложным качанием (рис. 5). Она отличается тем, что верхняя часть подвижной щеки соединена с эксцентриковым валом и описывает окружности. А нижняя прикреплена к фиксирующему устройству и движется по эллипсу. Такая дробилка не только дробит, но и перетирает материал. Давящее движение направлено по касательной вниз. Подвижная щека не только разрушает, но одновременно «затягивает» новые порции сверху и выталкивает продукт вниз. Это повышает производительность, препятствует «зависанию» вязкого материала. 

Из-за цикличности процесса приводной электродвигатель загружен неравномерно. Например, специалисты компании Telsmith нашли прекрасное решение этой проблемы. Так щековые дробилки Telsmith серии Iron Giant снабдили агрегаты маховыми колесами с высокой инерционностью. Вопреки возражениям скептиков такие колеса не только защищают привод от износа, но и экономят электроэнергию. Более подробно об этом читайте в нашей статье «Камень точит инженерная мысль».

Ведущие производители придают щекам криволинейную форму. Исследования показывают, что в таком случае на 10-20% возрастает производительность. Также это техническое решение позволяет в нижней части камеры создать зону, где щеки параллельны. В результате растет однородность продукта.

Чтобы рабочие поверхности щек быстро не износились, их защищают футеровкой — плитами из сверхтвердой и прочной стали. В ней содержание марганца часто превышает 16%.

Применение щековой дробилки возможно на всех этапах переработки. Величина дробимого материала может достигать 1500 мм, а мелкой фракции продукта – 10 мм.

Виды щековых дробилок

По приспособленности к перемещению щековые дробилки делят на стационарные (установленные в помещениях, на стационарных заводах) и мобильные. Самое существенное различие между ними — в массе, размерах и связанной с этим производительности.

Стационарные могут перерабатывать 1200 и более т материала в час. Машины на гусеничном или колесном шасси – в 2-5 раз меньше. Но они незаменимы для выполнения краткосрочных работ или, когда надо срочно нарастить производительность стационарного завода. 

Подробно о преимуществах стационарного и мобильного оборудования для переработки нерудных материалов читайте в нашей статье «Варианты успеха от Metso».

Дробилки, о которых мы рассказали в статье, предназначены для переработки больших объемов материала, и поставляются в Украину, в основном, из-за рубежа. А вот для тех ситуаций, когда нужно дробить небольшие объемы материала, маленькие мастерские предлагают такой вариант, как “щековая дробилка – своими руками”. 

Агрегат прост по конструкции и неприхотлив в эксплуатации. Человек, имеющий навыки в слесарных и монтажных работах, может изготовить щековую дробилку из подручных материалов. А большие, производительные и надежные машины создают только на крупных, хорошо оснащенных машиностроительных предприятиях.