Модернізація щокової дробарки

      В щокових дробарках число ходів  рухомої щоки за хвилину прийнято визначати часом необхідним для  розвантаження камери подрібнення. При звичайному механічному приводі з допомогою кривошипо-шатунного механізма тривалість ходу стиснення і холостого ходу однакова, і тому частота обертання ексцентрикового вала представляє собою для даного виду конструкції певну визначену конструктивно обмежену величину. Спроби скоротити час циклу шляхом збільшення частоти обертання вала вище певної межі для звичайних дробарок не призводять до підвищення прдуктивночсті. Разом з ти м експерименти показали, що скорочуючи загальний  період цикла шляхом зменшення циклу стиснення, але із збереженням тривалості розвантаження, можна збільшити число колихань рухомої щоки за одиницю часу і тим самим підвищити продуктивність. Досягти цього можна застосувавши гідропривод. Принципіальна схема дробарки з гідроприводом показана на рис.1000 Від ессцентрика 1 приводиться в рух плунжер 2 малого діаметра. Переміщуючись вниз по вертикалі за час t₁ він витискає у великий

циліндр 4  певний обєм робочої рідини, завдяки  чому переміщується поршень 8 і здійснюється хід стиснення щоки 9 (відмітимо шо хід стиснення дробарки із механічним приводом здійснюється за час t₅). Потім при підйомі плунжера 2

рухома  щока і поршень 8 повертаються у вихідне  положення під дією відтяжної  пружини 7 на що витрачається час т₂. При наступному руху плунжера 2 вниз (час т₂) спеціальний клапан 5 направляє рідину в резервуар 3 зі стиснеим

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

     

     Рис.2.9 щокова дробарка із гідроприводом:а-схема; б-графік переміщень рухомої щоки; ----------- дробарка із механічним приводом; -------------дробарка із гідроприводом; 1-ексентрик: 2-плунжер; 3-резервуар; 4-циліндр; 5-клапан; 6-резервуар; 7-пружина; 8-поршень; 9-рухома щока.   

повітрям, завдяки чому робочий поршень 8, а  отже і рухома щока 9 залишаються  у вихідній позиції. За час  наступного підйому плунжера (час т₄) рідина виходить із резервуара, після чого клапан 5 закривається. При новому опусканні плунжера цикл повторюється. Таким яином кожний другий хід плунжера вниз є холостим. Резервуар 6 служить для добавки масла в циліндр при зміні вихідної щілини і компенсації витікань

        В результаті частота обертання  колінчастого вала гідропривода  в 2 ази більша числа колихань  рухомої щоки, а тривалість т₁ ходу стиснення займає 25% загального періоду циклу. Із графіка на рис1000 видно, що при однаковій тривалості часу відкривання вихідної щілини у дробарки з гідроприводом (тобто т+т+т=т) у останньої чисдо колихань рухомої щоки в 1,5 рази більше, а отже і продуктивність дробарок із гідроприводом на 50% більше.

      Конструкція гідросистеми забезпечує також надійний захист дробарки від перевантажень. Прм попаданні в камеру подрібнення неподрібнюваного матеріалу запобіжний клапан випускає рідину із робочого циліндра до тих пір, поки ширина вихідної щілини не збільшится настільки, щоб пропустити неподрібнюваний матеріал. В запобіжному клапані передбачений пристрій, який дозволяє відкривати коло циркулюючої рідини. Завдяки цьому всю систему привода можна запустити в рпоботу при зупиненій рухомій щоці. При досягненні колінчастим валом робочої частоти обертання клапан поступово закривається і рухома щока також поступово починає працювати на повну потужнвсть. Цей пристрій названий “гідростартом” дозволяє легко запустити дробарку навіть у тому випадку якщо її камера подрібнення заповнена матеріалом, тобто “під завалом”.

      Таким чином застосування гідропривода дозволяє збільщити в 1,5 рази продуктивність дробарки; забезпечити плавність пуску її в роботу “під завалом”; забезпечити автоматиний пропуск неподрібнюваних матеріалів без зупинки дробарки; плавно регулювати ширину вихідної щілини.

    Практика експлуатації дробарного обладнання в різних галузях промисловості показала, що попадання неподрібнюваних включень в камеру подрібнення призводить до значних простоїв дробарок, і тому суттєву роль в даному випадку відіграють пристрої, які забезпечують безаварійний і автоматичний пропуск неподрібнюваних включень. Окрім цього є ряд виробництв де автоматичний пропуск неподрібнюваних включень є абсолютно необхідною вимогою до подрібнюючих машин. Наприклад при переобці металургійних шлаків, а тако чавунного брухту, які часто містять неподрібнювані включення, при утилізації залізобетонних виробів, при розбиранні крупнопанельних житлових будинків.

      В деяких конструкціях дробарок рухома і нерухома щоки спираються на штоки  гідроциліндрів. В щоковій дробарці з простим рухом щоки  рис.  2.10 нерухома щока  

 
 
 
 
 
 

Рис 2.10 Схема щокової дробарки з простим рухом щоки:

      1-гідроциліндр; 2-гідросистема; 3-нерухома щока; 4-рухома  щока; 5-шків-маховик; 6-ексцентриковий  вал; 7-шатун; 8-механізм регулювання  вихідної щілини; 9-розпірні плити.

3 верхньою частиною підвішена  до осі на станині, а нижньою частиною спирається

на систему  гідроциліндрів 1. При попаданні  в камеру подрібнення неподрібнюваних  матеріалів нерухома щока відхиляється назад, витісняючи масло в гідроакумулятор,автоматично  припиняється завантаження дробарки, і так як дробарка продовжує працювати, неподрібнюваний матеріал виходить із камери подрібнення. Після цього тиском масла із акумулятора нерухома щока повертається у робоче положення. В принципі таку ж конструкцію гідроопори мають і дробарки із складним рухом  щоки, де на гідроциліндри через опорну балку спирається рухома щока. Випускається 14 типорозмірів таких дробарок із завантажувальним отвором розмірами від250х400; до 1500х2100 мм.

      Гідросистема  служить надійним запобіжним пристроєм від перевантажень, дозволяє швидко змінювати розмір вихідної щілини, забезпечує пукск дробарки “під завалом”

В табл.2.2 представлені основні характеристики вітчизняних ЩДП.

Таблиця 2.2

Основні параметри ЩДП (ДСТ 18265-72)

 
    

    

    До  недоліків ЩД, які необхідно враховувати  при їхній модернізації, варто  віднести наявність холостого ходу, велику металоємність і енергоємність, значний знос подрібнюючих плит, велику трудомісткість при ремонтах і обслуговуванні, малий ступінь подрібнювання.

    2.4 Огляд конструкцій пристрої для запобігання поломкам щокових дробарок

      При експлуатації щокових дробарок досить частим є попадання в камеру подрібнення  разом із подрібнюваним матеріалом, неподрібнюваного предмета, що в ряді випадків призводить до аварійних поломок вузлів дробарки.

      Найбільш  поширеним рішенням запобіжного  елемента в щокових дробарках  була розпірна плита, яка мала послаблений  поперечний переріз і руйнувалася  при перевантаженнях. Таке вирішення  даної проблеми використовувалося всіма фірмами на всіх типорозмірах дробарок.

Однак спостерігались часті випадки поломок  розпірних плит без помітних первантажень, а не тільки від неподрібнюваних  матеріалів. Так як поломки розпірних  плит  призводять до частих зупинок  машини і потребують значного часу для їх заміни, то експлуатаційні підприємства прийняли міри до збільшення міцності розпірних плит шляхом збільшення їх перерізу, застосування більш міцних матеріалів. Подібні зміни конструкції, як правило позбавляли розпірні плити функцій запобіжного елемента, що призводило до досить серйозних поломок дробарок.

Недосконалість  розпірних плит, як запобіжних пристроїв  стало причиною розробки запобіжних пристроїв, які не руйнуються-пружинних, фрикційних і гідравлічних. На рис  1. наведені варіанти таких пристроїв.

Рис.2.15  Схеми конструкцій звпобіжних пристроїв ЩД

      а - підпружинений важіль, шарнірно зєднаний із рухомою щокою; б - пружина в поєднанні із розпірною плитою; в- пружина в поєднанні з важелем і розпірною плитою 1-рухома щока; 2-пружини; 3-ексцентриковий вал; 4-розпірна плита; 5-важіль

         Пружинний запобіжний пристрій  представляє собою поворотний  важіль, виконаний кутом на одне  плече якого передається зусилля  від ексцентрикового вала, а інше  утримується пружиною, розрахованою на нормальне зусилля подрібнення. При завалі дробарки або заклинюванні рухомої щоки неподрібнюваним матеріалом ексцентриковий вал продовжує обертатися , повертаючи під час робочого ходу важіль і відтискаючи при цьому пружину. На рис.2.15 показані запобіжні пристрої, конструктивно поєднані із розпірною плитою. При попаданні в камеру подрібнення неподрібнюваного матеріалу пружина стискується, і загальна довжина розпірного пристрою зменшується на величину, необхідну для роботи механізма. Після проходу  або видалення неподрібнюваного матеріалу розпірний пристрій повертає рухому щоку у попереднє положення.. Таке поєднання запобіжних і розпірних пристроїв використовується досить часто.

     Перевагами  пружинних пристроїв є простота і можливість порівняно легкі в будові їх в існуючі моделі без значних змін в конструкції машини.

     

      На  крупних щокових дробарках досить довго використовували фрикційні  запобіжні пристрої, розміщені в  місцях з’єднання приводних шківів із ексцентриковим валом дробарки, які були муфтами граничного моменту. При раптовій зупинці щоки момент різко зростав, диски проковзували один по другому, тобто вал зупинявся, а шків-маховик продовжував обертання по бронзовій втулці, встановленій між валом і маточиною маховика. Так як коефіцієнт тертя між тертьовими поверхнями не є постійним, то робота фрикційних пристроїв відрізняється відомою невизначеністю, що стало причиною заміни їх іншим конструкціями запобіжних пристроїв.

     Варто відмітити, що ВНДІбуддормаш встановлено, що найбільш повний захист вузлів дробарки від перевантажень можливий тоді, коли запобіжним пристроями є як з’єднання вала із шківами –маховиками так і розпірна плита.

     При створенні крупних дробарок, зважаючи на їх високу вартість і громоздкість конструкції, вилики збитки від простоїв пішли шляхом обладнання дробарок даного типу двома сиситемами запобігання від перевантажень.  Шків –маховик і маховик зєднані з ексцентриковим валом за допомогою першої системи запобіжного пристрою, котрий складається із шарнірно-важільного механізма І і фрикційної муфти ІІ, послідовно зєднаних між собою регульованою по довжині тягою 1. Фрикційна муфта складається із втулки 12, закріпленої шпонками на ексцентриковому валу 11, ведених 9  і ведучих 10 дисків, водила 13, встановленого вільно на

       втулці 12 , натискного диска 4 із регульованим упором 6, пружин 2 із регулюванням болтом 3 і важіля 5.

     

     Рис 2.16 Шарнірно-важільний механізм складається із важіля 16, шарнірно-закріпленого на водилі 13, серги 17, шарнірно-прикріпленої до важіля 16 і до стакана18, піджпружиненому відносно водила пружинами 19. На важелі 16 розміщений ролик 15, що входить в зачеплення із шківом 14, котрий вільно встановлений на водилі 13.

     

      При робочому положенні ролик 15 під дією попереднього зусилля пружин 19 знаходиться  в зачепленні із шківом 14. Внаслідок того, що заглиблення на шківу-маховику має скошену поверхню, при передачі крутного момета із шківа-маховика на на вал на важелі зявляється  момент, що прагне вивести ролик із зачеплення з шківом. Розрахунковий крутний момент зрівноважується моментом попередньо напружених пружин. Коли крутний момент, що передається із шківа-маховика на вал перевищує розрахункове значення, наприклад при попаданні в камеру подрібнення неподрібнюваного матеріалу, важіль з роликом повертається стискуючи пружини. При цьому стакан, переміщуючись через тягу 1 і важіль 5, стискує пружини 2 фрикційної муфти, внаслідок чого зчеплення між дисками знімається і шків разом із шарнірно-важільним механізмом стає розчепленим із ексцентриковим валом. При цьому важіль 5 через штовхач 7 діє на кінцевий вимикач 8 який відключає привод дробарки.