Что представляет собой дробильное оборудование: разновидности

Дробильная машина – незаменимое оборудование в различных отраслях промышленности, строительства и переработки. Ее главная задача заключается в измельчении твердых материалов до необходимых фракций путем механического воздействия.

Принцип работы

Дробильные машины используют различные методы для механического измельчения материалов:

• Разрывание: сырье пропускается через два вала с выступами, которые создают нагрузку для разрыва;
• Раздавливание: материал подвергается сдавливанию между двумя сближающимися поверхностями;
• Разрезание/рыхление: материал разрезается или рыхлится острыми кромками или зубьями;
• Удар: материал подвергается воздействию падающих молотков, отбойных плит или вращающихся лопастей.

Каждый метод обладает своими уникальными особенностями, влияющими на размер и форму конечного продукта.

Типы дробилок

Исходя из принципа действия дробильные машины подразделяются на несколько основных видов.

Щековые дробилки

Дробилки со щековым принципом – это мощные механические устройства, используемые для дробления крупнокусковых горных пород и других твердых материалов. Это оборудование находит применение в различных сферах промышленности, в том числе в горнодобывающей, металлургической, строительной и дорожной отраслях.

Подобные дробилки отличаются простой и довольно надежной конструкцией. Основным рабочим элементом являются две рифленые стальные плиты, которые как раз и называются щеками. Одна неподвижная щека закреплена стационарно, а другая подвижная совершает возвратно-поступательные движения параллельно первой.

В ходе дробления материал загружается в загрузочное отверстие между щеками. Когда подвижная щека движется вперед, она сближается с неподвижной щекой, дробя материал за счет давления. Когда подвижная щека отходит назад, раздробленный материал высыпается через выпускное отверстие в нижней области щек.

Существует два основных типа щековых дробилок:

• Дробилки с одной подвижной щекой: имеют одну подвижную щеку, которая колеблется параллельно неподвижной;
• Дробилки с двумя подвижными щеками: имеют две подвижные щеки, которые колеблются навстречу один к одному.

Плюсы щековых дробилок следующие:

• Простая и относительно надежная конструкция;
• Удобство обслуживания и легкость ремонта;
• Широкий диапазон размеров и характеристик;
• Отличная производительность.

Несмотря на свои преимущества, щековые дробилки имеют и некоторые недостатки:

• Высокое энергопотребление;
• Сильная вибрация при работе;
• Неравномерный размер получаемых фракций.

Дробильно-сортировочная техника

Конусные дробилки

Щековые дробилки

Роторные дробилки

Дробилки с валиками

Такие дробилки широко применяются в обработке горных пород и других отраслях, где требуется быстрое и простое измельчение различных материалов. Они состоят из двух валиков, которые расположены параллельно и вращаются навстречу друг другу. Порода, подлежащая дроблению, загружается в дробилку сверху. При вращении валов материал попадает между ними и подвергается измельчению.

Типы валковых дробилок:

• Зубчатые валковые дробилки, которые обладают зубьями на поверхности валов, что обеспечивает эффективный захват и дробление;
• Гладкие валковые дробилки, которые имеют гладкую поверхность валиков и предназначены для измельчения небольших фракций;
• Рифленые валковые дробилки, которые имеют рифленую поверхность валов и сочетают в себе функции зубчатых и гладких дробилок, обеспечивая как раздавливание, так и раскалывание материала.

Эффективность валковых дробилок в значительной степени зависит от следующих факторов:

• Крепость и крупность породы: более прочные и крупные породы требуют мощных дробилок и длительной обработки;
• Загрузочная щель: размер загрузочной щели определяет объем исходного сырья, которое может принять дробилка;
• Скорость вращения валов: влияет на интенсивность измельчения.

Кроме вышеперечисленного, на производительность валковых дробилок могут влиять такие факторы, как влажность материала, наличие примесей и т.д.

Дробилки типа «конус»

Дробилки подобного толка также широко используются в обработке горных пород, строительстве и других отраслях для эффективного измельчения различных материалов. Их уникальный принцип работы и ряд конструктивных особенностей делают их незаменимыми на многих производственных объектах. Конусные дробилки функционируют в кольцевом пространстве, созданном внешней неподвижной конической чашей и внутренней конической частью, которая вращается. Внутренний конус осуществляет сложные вращательные движения относительно стационарной чаши, приближаясь к ней постепенно. В процессе сближения дробимый материал захватывается и измельчается методом раздавливания. Измельченная масса затем опускается вниз дробилки и выгружается через специальное отверстие.

Сложная конструкция конусных дробилок усложняет их ремонт и обслуживание. Однако они компенсируют эту особенность высокой производительностью и экономичностью по сравнению с другими типами дробильного оборудования.

Ключевые особенности конусных дробилок включают:

• Тройное раздавливание материала за один цикл, обеспечивающее высокую степень измельчения;
• Возможность регулировки зазора между конусами для получения частиц требуемого размера;
• Герметичная конструкция, предотвращающая утечку пыли и загрязнение окружающей среды;
• Использование прочных и износостойких материалов для длительной эксплуатации.

Конусные дробилки способны перерабатывать материалы различной твердости и абразивности. В зависимости от размера и конструктивных особенностей они подходят для следующих задач:

• Строительные материалы: гравий, щебень, песок;
• Горные породы: руда, известняк, гранит;
• Твердые материалы: кокс, огнеупоры, керамика.

Дробилки с молотковым принципом работы

Молотковые дробилки находят широкое применение в горнодобывающей и перерабатывающей отраслях промышленности для измельчения хрупких материалов различной крупности – угля, гипса, асбеста, известняка и мела. Принцип действия молотковой дробилки состоит в том, что быстро вращающиеся молотки ударяют по кускам породы. Молотки крепятся на роторе, который вращается внутри корпуса дробилки. При этом порода дробится не только с помощью ударов молотков, а также при столкновении с внутренней поверхностью корпуса. Измельченные частицы породы проваливаются через решетку в нижней части. Размер конечных фракций можно регулировать, изменяя зазор между колосниками решетки.

Преимущества молотковых дробилок следующие:

• Простота строения и компактные размеры;
• Высокая эффективность дробления;
• Возможность получения конечных фракций различных размеров;
• Устойчивость к посторонним примесям в породе;
• Минимальный уровень шума и вибраций.

Однако следует отметить и минусы молотковых дробилок: относительно скорый износ подвижных элементов. Для повышения срока службы этих элементов используются износостойкие материалы и специальные покрытия.

Дробилки с роторным принципом работы

Подобные дробилки используются для дробления мягких пород с первоначальным диаметром до 10 сантиметров. Благодаря вращающемуся ротору с лопастями-молотами и центробежной силе они эффективно измельчают полимеры, уголь и мел. Конструкция роторных дробилок отличается компактностью и повышенной производительностью. Основные рабочие элементы включают:

• Вращающийся по вертикальной оси ротор;
• Лопасти-молоты, закрепленные на роторе.

Однако, несмотря на преимущества, роторные дробилки имеют существенный недостаток, связанный с ограничением размера исходного материала. Загрузка фракций размером более 10 сантиметров значительно увеличивает нагрузку на ротор, что может привести к дисбалансу и сильному биению, повреждающему основные узлы установки.

Для частичного устранения этой проблемы применяются технические решения, например, принцип «воздушной подушки», который сохраняет целостность вращающегося вала. Однако данный метод полностью не устраняет ограничения, и использование роторных дробилок по-прежнему подходит только для материалов с диаметром максимум 100 миллиметров.

Центробежно-ударные дробилки

Среди широкого спектра дробильного оборудования центробежно-ударные дробилки выделяются своей способностью превращать рудные и нерудные материалы любой твердости и прочности в мелкодисперсный порошок или гранулы. Их уникальная конструкция и принцип работы открывают множество возможностей в различных отраслях промышленности.

Центробежно-ударные дробилки работают по принципу ударного разрушения. Исходный материал, размерами до 180 мм, помещается во вращающийся ротор, который разгоняет его до высокой скорости. Центробежная сила выталкивает куски материала наружу, где они сталкиваются с неподвижной преградой, полностью или частично разрушаясь.

Применение ударного механизма предлагает ряд преимуществ:

• Высокая производительность: роторный ускоритель значительно увеличивает скорость соударения материалов, что приводит к резкому повышению производительности дробления и измельчения;
• Высокое качество продукции: ударное воздействие обеспечивает избирательное дробление хрупких фракций, сохраняя при этом твердые компоненты. Это позволяет получать высококачественную продукцию с необходимыми показателями гранулометрического состава и однородности;
• Экономичность: центробежно-ударные дробилки потребляют меньше энергии по сравнению с традиционными дробилками, что снижает эксплуатационные расходы;
• Эффективность: интенсивное ударное воздействие максимизирует коэффициент полезного действия процесса дробления, минимизируя потери материала и энергопотребление.

Другие типы

Наряду с основными видами дробильных машин существуют и комбинированные модели, которые объединяют в себе различные принципы дробления. Эти машины обеспечивают гибкость и эффективность при решении различных задач по дроблению.

Комбинированные дробильные машины могут использовать следующие комбинации:

• Щековая + Роторная;
• Щековая + Молотковая;
• Конусная + Роторная;
• Конусная + Молотковая.

В зависимости от назначения и требуемой производительности могут быть разработаны и другие вариации.

Комбинированные дробильные машины предлагают ряд преимуществ:

• Расширенный диапазон дробления: возможность обработки различных материалов твердости и прочности;
• Повышенная производительность: последовательное дробление в одной машине снижает время простоя и увеличивает общий объем производства;
• Экономия пространства: одна комбинированная машина занимает меньше места, чем две отдельные машины;
• Гибкость: возможность регулировки параметров дробления для достижения оптимальных результатов;
• Уменьшение расходов на обслуживание: обслуживание и ремонт одной машины более экономичны.

Правильный выбор и применение комбинированных дробильных машин может значительно улучшить эффективность и рентабельность операций по дроблению.

Историческая справка

Прообразы современных дробилок появились еще в средние века. Первые дробильные установки представляли собой деревянные желоба, в которые засыпался материал, а в качестве дробящего элемента использовались металлические песты, падающие сверху.

В XVIII-ом веке начавшееся использование паровых двигателей открыло новые перспективы для развития дробильного оборудования. Именно в то время мощные и эффективные машины для дробительных работ стали очень доступными благодаря паровой энергии.