Рис.1.1.Кінематичні  схеми ЩДП

4. До четвертої  підгрупи відносяться ЩДП, кінематична  схема яких забезпечує велику продуктивність за рахунок збільшення зусилля подрібнення (застосовуються гідропідсилювачі - рис.1.1,г- 4), або за рахунок виключення холостого ходу рухомої щоки (рис.1.1,г 1,2). ЩДП цієї підгрупи мають найбільшу питому продуктивність, однак складність конструкції і низька експлуатаційна надійність перешкоджають їх широкому застосуванню.

    1. Перша підгрупа ЩДС представляє класичну схему з верхнім підвісом рухомої щоки на ексцентриковому валу (рис.1.2,а). Ці дробарки використовуються на другій стадії подрібнення. Недоліком їх є переподрібнювання матеріалу, і підвищений знос футерувальних плит. У порівнянні із ЩДП вони знайшли обмежене застосування, однак серед ЩДС дана кінематична схема одержала саме широке поширення.

    2. В другу підгрупу об'єднані  ЩДС, кінематична схема яких  забезпечує зменшення вертикальної  складової ходу рухомої щоки  дробарки (рис.1.2,б). Дробарки даної підгрупи використовуються на заключних стадіях подрібнення і забезпечують найбільш рівномірний склад подрібненого матеріалу.

    3.У  дробарок третьої підгрупи відсутнє  взаємне поздовжнє переміщення  щік, причому обидві щоки дробарок  рухомі (див. рис.1.1,в). Ці дробарки мають мінімальний знос подрібнюючих плит, продукт подрібнення відрізняється однорідністю за гранулометричним складом, однак досягається це складними конструктивними рішеннями.

    4. У четверту підгрупу включені  ЩДС, кінематична схема яких забезпечує встановлену траєкторію руху рухомої щоки, чим досягається один з ефектів - збільшується ступінь подрібнювання, продуктивність, забезпечується необхідна гранулометрія готового продукту. Ця підгрупа також відрізняється складністю конструкції і широкого поширення не одержала.

    

    ЩДП із нижнім розташуванням ексцентрикового  вала (рис.1.1,а-2) уперше запропонована  фірмою "Телсмит" (США). В даний  час фірма "Крупп" (ФРН) випускає шість типорозмірів таких дробарок. Вони мають істотно меншу, у порівнянні зі звичайними (рис.1.1,а-1), металоємність і енергоємність і при рівній продуктивності їхні габарити менші.

Шарнірно-важільний  механізм ЩДП, запропонований англійською  фірмою "Марсден" (рис.1.1,а-3), має балансир, чим досягається велика рівномірність ходу рухомої щоки.

          Дробарка розроблена фірмою Кроте (ФРН) відрізняється оригінальністю привода (рис.1.1,а-5). При обертанні  вала куля заключена між рухомою  щокою і нахиленою торцевою поверхнею  вала, оббігає по останній, діє на щоку і тим самим надає їй колихального руху.

У ЩДП з кулачковим приводом (рис.1.1,б-3) за один повний оберт  вала нерухома щока здійснює  два  повних колихання, що є перевагою. Але  швидкий знос кулачкової пари знижує переваги дробарок даного типу.

      Дробарки  американської фірми "Додж" (рис.1.1,6-1,2) мають малий хід внизу і великий у верхній частині рухомої щоки. Вони застосовуються там, де необхідний дрібний і однорідний за складом продукт подрібнювання, але в зв'язку з підвищеним забиванням вихідної щілини їхнє застосування обмежене.           

      Дробарки  фірми "Шарц (ФРН) і "Стюртевант" (рис.1.1,в), що мають рівномірний хід по всій довжині рухомої щоки, застосовуються обмежено, тому що мають дужескладну конструкцію шарнірно-важільного механізму. Прагнення збільшити ступінь подрібнення і продуктивність, а також виключити холостий хід привело до створення дробарок із двома і більш робочими камерами (рис.1.1,г;1-3). Уперше – така дробарка випущена в 20-х родах фірмою "Бакстер". 

      

      

    

Рис.2.2.Кінематичні схеми ЩДС

 
 

    У Німеччині (завод "Цемаг") випускалася дробарка (рис.1.1,г-1), з двома робочими камерами рівного об’єму. Невелика економія металу і загальний привод не виправдують складностей, що виникають при експлуатації.

    Дробарка (рис.1.1, г-3) включає дві послідовно розташовані щоки (верхня ЩДП, нижня ЩДС), що мають загальний привод. Випускаються фірмою "Хацет" (ФРН). Компонування не можна визнати вдалим – дробарка складна в експлуатації.

    У дробарці фірми "Зібтехнік" (ФРН) замість розпірної плити застосований ролик. Для подрібнення міцних порід ця дробарка не застосовується.

    У дробарки фірми "Хацет" (ФРН) вал  підвісу щоки і ексцентриковий вал  зв'язані зубчастою передачею (рис.1.2,г-1), за рахунок цього рухома щока робить складний рух за заданим законом, який повторюється через 11 обертів ексцентрикового вала. Досвід експлуатації цих дробарок  показав їхню високу ефективність і надійність. Незважаючи на це, необхідно вказати на складність привода і підвищені вимоги, що ставляться до точності виготовлення і міцності шестеренної пари.

    

    У дробарці французької фірми "Ежекто" (рис.1.2,в-4) рухома плита шарнірно з'єднана з іншою плитою, яка переміщується синхронно з першою у вертикальній площині. Цим зведений до мінімуму знос плит, але ускладнена конструкція, знижена експлуатаційна надійність.

    За  схемою, представленою на рис.1.2,в-3 , ЩДС випускаються фірмою "Айова-Цедерапідс" у США. Вона являє собою дві спарені ЩДС. Через складність синхронізації руху рухомих щік від різних приводів виникають великі труднощі при експлуатації.

    Фірмою "Айова-Цедерапідс" запропонована також двокамерна ЩДС (рис.1.2,г-4). Камери мають різні обєми, різну довжину вихідної щілини і працює в замкнутому циклі, тобто дробарка здійснює  двохстадійне подрібнення. До недоліків цієїдробарки варто віднести наявність механізмів для прийому матеріалу з першої камери в другу, що ускладнюює технологічну схему і затруднює її обслуговування.

    Розглянуті  тут конструкції ЩД показали, що в основу покладені дві первісні (див. рис.1.1, а-1; рис. 1.2,а-1), що потім ускладнювалися, з метою одержання конкретного ефекту (підвищення ступеня подрібнювання, зниження питомої витрати електроенергії, підвищення продуктивності, підвищення надійності привода і т.д.).

    Однак різноманіття конструкцій ЩД говорить про те, що до дійсного часу жодна  з них (усі вони визначений час випускалися й експлуатувалися) не вирішила задачі, що стоять перед технікою і технологією великого і середнього подрібнення: створити просту за конструкцією, надійну в експлуатації дробарку, яка має малу металоємність і енергоємність дробарку, і яка б при необхідному гранулометричному складі і ступені здрібнювання мала максимально можливу продуктивність.

    Представлені  тут кінематичні схеми ЩД допоможуть вибрати напрямок їхньої модернізації.

    Незважаючи  на велику кількість схем ЩД, найбільше  поширення одержали дробарки, схеми яких наведені рис. 1.1, а-1;рис. 1.2, а-1.

    

    Щокові  дробарки характеризуються шириною  і довжиною завантажувального отвору. У залежності від цього вони є вісьмох типів дробарок: 100х250; 250х400; 250х900; 400х900 ;600х900; 900х1200; 1200х1500; 1500х2100 мм.

    Перші п'ять – ЩДС, три останніх- ЩДП.

    Ширина  вихідної щілини, обумовлена відстанню  між крайніми точками подрібнюючих плит у нижній частині робочої  камери при максимальному відхиленні рухомої щоки також є важливим параметром, який характеризує ЩД. Ширина щілини визначає ступінь здрібнювання і продуктивність ЩД, вона регулюється.

    2.2. Конструкція щокових дробарок

    У щокової дробарці з простим рухом  рухомої щоки (рис.1.3) станина 1 є основним несучим елементом дробарки, вона сприймає зусилля, що досягають десятків тисяч Ньютон.

    Станини ЩДП сталеві коробчатого перерізу, у великого типорозміру дробарок складаються з двох частин, що з'єднуються в горизонтальній площині болтами нагрітими до температури 450°С. При остиганні болти коротшають і міцно з’єднують

    

    

    

    Рис.2.3. Щокова дробарка з простим рухом щоки (ЩДП 15х21):

    1 – станина; 2 - нерухома щока 3 - рухома  щока, 4 - футеровка, 5 - вісь рухомої щоки, 6 - ексцентриковий вал, 7 – шатун, 8 - привод, 9 - маховик, 10,11 - розпірні плити, 12 - замикаючий пристрій

між собою верхню і нижню частини станини. Станина  складається з двох поздовжніх і двох поперечних стінок, для підвищення міцності вона посилена ребрами жорсткості.    Передня стінка станини є нерухомою щокою, вона футерується плитами. До задньої стінки станини кріпиться підпружинена тяга замикаючого пристрою 12 і пристрій для регулювання ширини вихідної щілини. Бічні стінки станини в зоні робочої камери футеруються гладкими плита з відбіленого чавуну. У верхній частині бічних стінок станини розташовані отвори для встановлення підшипників осі підвісу рухомої щоки, а в середній розташовуються підшипники ексцентрикового вала. Станина – основний конструктивний елемент, на якому кріпляться всі вузли і деталі дробарки.

    При розробці цього елемента ЩДП необхідно прагнути до того, щоб при меншій металоємності станина задовольняла вимогам міцності і забезпечувала зручність монтажу і обслуговування вузлів дробарки.

    

    Рухома  щока – основний робочий орган  дробарки  і  елемент, який замикає  кінематичний ланцюг привода – лита, сталева, коробчатого перерізу, посилена ребрами жорсткості. У верхній частині щоки є оголовок з отвором, яким вона насаджується на вісь підвісу, у нижній задній частині - поздовжній паз, у який вставляється сухар, що виготовляється з високоміцної сталі, а також вушко для кріплення тяги замикаючого пристрою. Передня частина щоки футерується бронеплитами.

    При розробці форми і конструкції  рухомої щоки необхідно пам'ятати, що задавши визначений поперечний профіль  плити, можна забезпечити необхідну траєкторію її руху і бажаний розподіл зусиль вздовж робочої камери (по ходу процесу подрібнювання); треба прагнути до зменшення металоємності щоки; доцільно удосконалити вузол підвісу щоки, що викликає утруднення при монтажі, а при поворотах осі щодо щоки відбувається знос отвору оголовка, ремонт якого дуже трудомісткий.

    Вісь  підвісу рухомої щоки - кована зі сталі спокійного лиття, встановлюється в підшипниках ковзання (бронзові), або кочення (дворядні роликові самоустановлювальні); сприймає крутні і згинаючі навантаження.

    Кривошипно-шатунний механізм включає ексцентриковий вал, маховики, шатун, розпірні плити і  рухому щоку. Призначений для перетворення обертального руху ексцентрикового вала в колихальний рух рухомої щоки.

    

    Маховики, литі і чавунні, установлені на кінцях ексцентрикового вала, призначені для акумулювання енергії прихолостому ході рухомої щоки і забезпечення рівномірного робочого ходу. Один з маховиків має клиноподібні канавки і є шківом клинопасової передачі. Перший насаджується щільно на вал, а іншої (шків) кріпиться до вала за допомогою підшипників кочення.

    Ексцентриковий  вал – основний елемент кривошипно-шатунного  механізму, сталевий, кутий, зі сталі спокійного лиття. Встановлюється в бічних прорізах станини в підшипниках кочення. У центральній частині до ексцентриковога вала кріпиться оголовком шатун. Ексцентриситет вала у вітчизняних ЩДП складає 19...50 мм. Вал сприймає згинаючі і крутні навантаження.

    Шатун – литий, сталевий, кутий. У верхній  частині має рознімний оголовок, куди вставляються вкладиші з бабітовою заливкою. У нижній частині шатун по обидва боки має поздовжні пази, в які вставляються сухарі і кінці розпірних плит.Шатун – один із самих основних елементів привода, він повинний мати відповідну надійність при малій металоємності, що забезпечується його формою і профілем перерізу. Працює на згин і розтягування.

    Розпірні  плити (дошки) - передавальний елемент  кривошипно-латунного механізму - литі, чавунні вставляються між рухомою щокою і шатуном, шатуном і клиновим регулювальним пристроєм. Іноді задня розпірна плита 11 (див. рис.1.3) виконує функцію запобіжного пристрою, у цьому випадку її виготовляють з меншою міцністю, чим плиту 10, або з'єднують за допомогою заклепок із двох частин – при попаданні в робочу камеру неподрібнюваного  матеріалу, навантаження в елементах кривошипно-шатунного механізму різко зростають і при досягненні критичної величини або руйнується плита 11, або зрізуються заклепки. Торцеві частини розпірних плит змінні. Плити сприймають згинаючі і ститскаючі навантаження.  Вони повинні забезпечувати при малій металоємності необхідну міцність.

    

    Замикаючий  пристрій 12 містить тягу з пружинами ( рис.1.3) – виключає випадки випадання розпірних плит.