Дробление твердых материалов

Строго говоря, в большинстве случаев в дробилках не получают того, что подпадает под понятие "металлический порошок", поскольку размер частиц после измельчения превышает 1 мм. Тем не менее, этот процесс широко используется в практике порошковой металлургии при подготовке вспомогательных материалов, при измельчении губчатых масс после восстановления.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЩЕКОВЫХ ДРОБИЛКАХ

Одним из самых распространенных типов дробилок являются щековые дробилки. Дробление материала в них происходит вследствие его раздавливания или разламывания между двумя поверхностями, называемыми щеками. (Презентация "Щековая дробилка фирмы Клокнер-Гумбольдт-Дейч") Как правило, одна из щек неподвижная, вторая – подвижная, с верхней или нижней осью вращения (верхним или нижним подвесом). Этот вид оборудования предназначен для дробления материалов с пределом сжатия до 300 МПа. Если подвижная щека вращается только относительно одной оси, то такие аппараты называют дробилками с простым движением щеки. (Презентация "ЩД с верхним подвесом – схема работы") Если щека движется относительно нескольких осей вращения, то такие аппараты называют дробилками со сложным движением щеки. (Презентация "Схемы щековых дробилок")

Схема работы щековой дробилки с верхним подвесом

1. Н

   a₁ = a₃ < a₂

   b₁ = b₃ > b₂

   еподвижная щека

2. Подвижная щека

3. Ось вращения подвижной щеки – подвес

4. Кривошипно-шатунный механизм

5. Р

   a_n – ширина выходной щели

   аспорные плиты-"сухари"

6. Измельчаемый материал

Схемы щековых дробилок с верхним и нижним подвесом (простое движение щеки) и со сложным движением щеки

С верхним подвесом и вертикальным шатуном

С нижним подвесом и горизонтальным шатуном

а₁  а₂

С верхним подвесом и горизонтальным шатуном

а₁  а₂

Со сложным движением щеки

При верхнем подвесе щеки и в случае со сложным ее движением ширина выходной щели изменяется, а измельчаемый материал характеризуется широким гранулометрическим составом. При нижнем подвесе щеки ширина выходной щели практически постоянная, измельченный материал имеет узкий грансостав, однако дробилки этого типа имеют пониженную производительность и повышенный расход энергии на единицу массы продукта. Это связано с образованием застойных зон и затрудненным выходом продукта при мало меняющейся ширине щели. В таких дробилках существует вероятность полного ее забивания.

Щеки дробилок подвержены интенсивному износу, поэтому часто их защищают рифлеными плитами из твердосплавных элементов. Призматические рифления установлены таким образом, чтобы выступы на плите одной щеки находились бы напротив впадин на плите другой. Наибольший износ плит наблюдается в нижней части, так что предусмотрена возможность перестановки плит вверх ногами.

Существенным недостатком большинства дробилок является то, что на один рабочий ход (при котором разрушается материал) приходится один холостой (при котором материал опускается вниз к выходной щели). Соотношение "один рабочий ход/один холостой ход" приводит к неравномерной нагрузке на механизмы дробилки и двигатель привода, а это, в свою очередь, заставляет прибегать к использованию массивного маховика.

В порошковой металлургии наибольшее распространение получили дробилки с верхним подвесом щеки, совершающей простое движение, и дробилки со сложным движением щеки. Их КПД варьируется от 0,02 для самых маленьких дробилок до 0,38 для самых больших.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ В МОЛОТКОВЫХ ДРОБИЛКАХ

Основными элементами этих аппаратов являются статор-корпус и ротор с шарнирно подвешенными на нем молотками. (Презентация "Схемы молотковых дробилок") Попадающий в рабочее пространство материал разрушается от первичного соударения с молотками, от ударов о броневые плиты (футеровку) корпуса и повторных соударений с молотками. Процесс измельчения будет продолжаться до тех пор, пока частицы не провалятся через отверстия в колосниковой решетке в нижней части рабочей камеры. Таким образом, размер частиц измельченного материала определяется размерами этих отверстий.

В молотковых дробилках может вообще не быть колосниковой решетки, но тогда гранулометрический состав материала будет достаточно широким.

Увеличение оборотов ротора приводит к более интенсивному дроблению материала (степень измельчения может достигать 10 – 30), правда при этом наряду с достаточно крупными частицами будет встречаться и пылевая мелочь.

Молотковые дробилки принято делить на тихоходные (с тяжелыми молотками) и быстроходные (с легкими молотками). Если зазор между молотками и корпусом дробилки (броневыми плитами, колосниковыми решетками) небольшой, то есть возможность измельчения крупных кусков материала за счет истирания, особенно если молотки закреплены на роторе жестко. Следует однако отметить, что жесткое закрепление может привести к заклиниванию ротора и/или поломке молотков при попадании в рабочую зону кусков инородного, более прочного, материала.

В молотковых дробилках наибольшему износу подвергаются молотки и броневые (отбойные) плиты, обычно колосниковые решетки изнашиваются меньше.