Щековая дробилка — это специализированное оборудование для механического дробления твердых материалов методом раздавливания между двумя массивными металлическими плитами. Одна из плит является неподвижной и жестко закреплена в корпусе, вторая совершает возвратно-поступательные движения, создавая давление на материал. Это оборудование широко применяется в горнодобывающей промышленности для первичного измельчения крупных кусков горной породы.
Что такое щековая дробилка
Щековая дробилка представляет собой дробильную машину, в которой разрушение материала происходит за счет сжатия между двумя рабочими поверхностями, называемыми щеками. Название оборудования происходит от конструктивного сходства с челюстями, которые смыкаются и размыкаются в процессе работы. Этот тип дробилок является одним из старейших и наиболее распространенных в мировой практике переработки горных пород.
Рабочая камера дробилки имеет клиновидную форму, образованную двумя металлическими плитами с рифленой поверхностью. Материал загружается в верхнюю широкую часть камеры, где происходит его захват. По мере измельчения раздробленные фракции опускаются вниз под действием силы тяжести и выходят через нижнюю разгрузочную щель.
В современной промышленности щековые дробилки производятся согласно межгосударственному стандарту ГОСТ 27412-93, который регламентирует основные параметры, технические требования и методы испытаний этого оборудования. Дробилки выпускаются различной производительности и размеров для решения широкого спектра задач в горнодобывающей, строительной и перерабатывающей отраслях.
Принцип работы щековой дробилки
Механизм дробления
Принцип действия щековой дробилки основан на раздавливании материала между двумя массивными плитами. В момент сближения щек материал подвергается воздействию напряжений сжатия и сдвига, которые превышают предел прочности горной породы, что приводит к ее разрушению. Неподвижная щека жестко закреплена в станине дробилки и остается в стационарном положении в течение всего цикла работы.
Подвижная щека крепится на шатуне и приводится в движение через эксцентриковый вал от электрического двигателя. Вращение двигателя преобразуется в качательное движение щеки благодаря кривошипно-шатунному механизму. При приближении подвижной щеки к неподвижной происходит рабочий ход дробления, а при отдалении — холостой ход, во время которого измельченный материал продвигается вниз.
Цикл работы
Рабочий цикл щековой дробилки состоит из двух фаз. Во время фазы сжатия подвижная щека движется к неподвижной, сжимая находящийся между ними материал до момента его разрушения. Куски, которые измельчились до размера меньше выходной щели, проваливаются вниз и выгружаются из дробилки. Более крупные фрагменты остаются в камере для повторного дробления.
В фазе расхождения подвижная щека отходит от неподвижной, освобождая пространство. В этот момент материал под действием силы тяжести перемещается вниз, занимая новое положение в камере дробления. Крупные куски опускаются на место ранее раздробленных фракций и при следующем цикле сжатия подвергаются повторному измельчению до получения требуемого размера.
Для обеспечения равномерной нагрузки на привод и компенсации неравномерности работы на валу устанавливается массивный маховик. Маховик накапливает кинетическую энергию во время холостого хода и отдает ее в момент рабочего хода, что снижает пиковые нагрузки на электродвигатель и продлевает срок службы оборудования.
Основные элементы конструкции
Неподвижная и подвижная щеки
Щеки дробилки изготавливаются из высокопрочной легированной стали и являются главными рабочими элементами оборудования. Неподвижная щека жестко крепится к передней стенке станины болтовыми соединениями и фиксируется боковыми клиньями. Рабочая поверхность неподвижной щеки имеет продольное рифление для лучшего захвата и удержания материала.
Подвижная щека подвешивается на оси в верхней части и соединяется с приводным механизмом через шатун и распорные плиты. Для защиты от быстрого износа рабочие поверхности обеих щек оснащаются сменными броневыми плитами из износостойких материалов. Эти плиты изготавливаются из марганцовистой стали или других твердых сплавов и подлежат замене по мере износа без необходимости демонтажа самих щек.
Станина и привод
Станина дробилки представляет собой сварную или литую конструкцию коробчатого сечения из толстолистовой стали. Она воспринимает все рабочие нагрузки и обеспечивает жесткость всей конструкции. Привод дробилки состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, эксцентрикового вала и маховика. Электродвигатель через систему шкивов и ремней передает вращение на приводной вал, который преобразует это движение в качание подвижной щеки.
Регулирование размера выходной щели осуществляется с помощью механического или гидравлического устройства, которое изменяет положение нижней распорной плиты. Это позволяет настраивать крупность готового продукта в зависимости от требований технологического процесса. Современные модели оснащаются системами предохранения, которые защищают дробилку от повреждений при попадании недробимых предметов.
Виды щековых дробилок
Дробилки с простым движением щеки
В щековых дробилках с простым движением подвижная щека подвешена на неподвижной оси в верхней части и совершает качательные движения по дуге окружности. Движение передается от эксцентрикового вала через шатун и распорные плиты. Такая кинематическая схема обеспечивает максимальный размах в нижней части щеки, где происходит наиболее интенсивное измельчение материала.
Преимуществами этого типа являются простота конструкции, надежность в эксплуатации и меньший износ дробящих плит по сравнению с дробилками со сложным движением. Дробилки с простым движением щеки обозначаются маркировкой ЩДП согласно ГОСТ и широко применяются для крупного и среднего дробления твердых горных пород в карьерах и на обогатительных фабриках.
Дробилки со сложным движением щеки
В дробилках со сложным движением подвижная щека закреплена непосредственно на эксцентриковом валу без промежуточных звеньев. Точки щеки движутся по эллиптическим траекториям, что создает дополнительное сдвиговое усилие при дроблении. Это обеспечивает более эффективное разрушение материала и повышенную производительность по сравнению с дробилками простого типа.
Дробилки со сложным движением подразделяются на два подтипа: ЩДС-I с удлиненной камерой дробления и ЩДС-II с короткой камерой. Удлиненные модели применяются для получения кубовидного щебня, а короткие — для высокопроизводительного дробления. Недостатком таких дробилок является повышенный износ дробящих плит из-за наличия вертикальной составляющей движения и более сложная конструкция.
Технические характеристики
Размер загрузочного отверстия и степень дробления
Максимальный размер загружаемых кусков определяется шириной приемного отверстия дробилки. Современные промышленные щековые дробилки способны принимать материал крупностью до 1500 мм. Размер приемного отверстия является основным параметром, по которому классифицируются дробилки, и указывается в их маркировке.
Степень дробления в щековых дробилках характеризуется коэффициентом измельчения, который обычно составляет от 3 до 6 для промышленного оборудования. При работе с твердыми горными породами степень сокращения крупности чаще ограничивается значениями 2-3, тогда как дробилки для материалов средней прочности могут обеспечивать коэффициент измельчения до 7-8. Этот параметр определяется как отношение размера наиболее крупного куска исходного материала к ширине выходной щели.
Производительность и энергопотребление
Производительность щековых дробилок колеблется в широких пределах от нескольких тонн до нескольких сотен тонн в час в зависимости от размеров оборудования и характеристик перерабатываемого материала. На производительность влияют прочность горной породы, влажность материала, ширина выходной щели, частота качаний щеки и угол захвата.
Удельное энергопотребление при дроблении составляет от 0,3 до 1,1 кВт·ч на тонну переработанного материала. Более твердые породы требуют больших энергозатрат, а материалы средней прочности дробятся с меньшим расходом электроэнергии. Общая установленная мощность двигателя подбирается с учетом максимальных нагрузок и составляет от нескольких киловатт для лабораторных моделей до нескольких сотен киловатт для крупных промышленных дробилок.
Области применения щековых дробилок
Горнодобывающая промышленность
В горнодобывающей отрасли щековые дробилки применяются на первичной стадии переработки рудных и нерудных полезных ископаемых. Оборудование используется для дробления гранита, базальта, железных руд, руд цветных металлов, угля и других материалов. Дробилки устанавливаются непосредственно в карьерах или на горно-обогатительных комбинатах для предварительного измельчения крупной горной массы, поступающей после взрывных работ.
Щековые дробилки эффективно работают с горными породами различной прочности. Стандартные модели предназначены для материалов с пределом прочности на сжатие до 300 МПа, а усиленные конструкции способны перерабатывать породы прочностью до 400-500 МПа. Оборудование может работать с материалом естественной влажности до 8%, что позволяет использовать его без предварительной сушки сырья. После первичного дробления материал направляется на дальнейшее измельчение в конусные или роторные дробилки для получения более мелких фракций.
Производство строительных материалов
В строительной индустрии щековые дробилки используются для производства щебня различных фракций, который применяется при строительстве дорог, возведении зданий и изготовлении бетона. Оборудование измельчает известняк, доломит, гравий и другие породы, получая материал заданной крупности для дальнейшей сортировки.
Кроме того, щековые дробилки применяются для переработки вторичных строительных материалов: дробления старого бетона, кирпича, асфальта, керамики. Измельченные материалы используются повторно в качестве заполнителя для бетона, основания дорожных покрытий или других целей. Это направление получает все большее распространение в связи с развитием принципов циркулярной экономики.
Металлургия и другие отрасли
В металлургической промышленности щековые дробилки используются для измельчения шлаков, которые затем направляются на дальнейшую переработку или утилизацию. Дробилки также применяются в химической промышленности для измельчения минерального сырья, в стекольной отрасли для переработки боя стекла, в лабораторных условиях для подготовки проб горных пород к анализу.
Преимущества и недостатки
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Простота конструкции и надежность в работе | Высокое содержание лещадных зерен в продукте |
| Возможность дробления крупных кусков до 1500 мм | Значительные вибрации требуют прочного фундамента |
| Легкость замены изнашивающихся частей | Невозможность дробления вязких материалов |
| Работа с материалом естественной влажности | Необходимость равномерной подачи материала |
| Низкие эксплуатационные расходы | Циклический характер работы с холостым ходом |
| Универсальность применения | Ограниченная степень дробления за один проход |
Несмотря на наличие недостатков, щековые дробилки остаются наиболее распространенным типом оборудования для первичного дробления благодаря сочетанию высокой производительности, надежности и относительной простоты обслуживания. Современные конструкции оснащаются системами автоматизации и защиты, что повышает эффективность работы и снижает риск аварийных ситуаций.
Особенности эксплуатации
Для обеспечения длительной и безотказной работы щековой дробилки необходимо соблюдать определенные правила эксплуатации. Оборудование должно устанавливаться на прочном фундаменте, способном воспринимать динамические нагрузки. Перед запуском проверяется натяжение приводных ремней, состояние смазки подшипников и надежность крепления всех узлов.
Важным аспектом является равномерная подача материала в дробилку. Перегрузка камеры дробления приводит к повышенному износу деталей и возможным поломкам, а недогрузка снижает эффективность использования оборудования. Современные дробильные комплексы оснащаются питателями с регулируемой производительностью для обеспечения оптимального режима работы.
Регулярное техническое обслуживание включает контроль состояния дробящих плит, проверку зазоров в подшипниковых узлах, смазку трущихся поверхностей и регулировку выходной щели. Износившиеся броневые плиты подлежат своевременной замене для предотвращения повреждения самих щек. Соблюдение регламента обслуживания позволяет значительно продлить срок службы оборудования.
Часто задаваемые вопросы
Щековая дробилка является незаменимым оборудованием для первичного дробления твердых материалов в различных отраслях промышленности. Принцип раздавливания между двумя щеками обеспечивает эффективное измельчение крупных кусков горной породы размером до 1500 мм со степенью дробления от 3 до 6. Простота конструкции, надежность и универсальность применения делают щековые дробилки основным выбором для горнодобывающих предприятий и производителей строительных материалов.
Правильный выбор типа дробилки, соблюдение правил эксплуатации и своевременное техническое обслуживание обеспечивают длительный срок службы оборудования и стабильную производительность на протяжении многих лет работы.
