Общая металлургия

Расчет основных параметров щековых дробилок

Параметры дробилок с простым качанием щеки

Анализ характеристик крупности дробимой руды показывает, что в загрузочной полости при степени заполнения ψ = 0,3 0,6 содержатся руды крупностью:

  • 0,8-0,85 В (В — ширина загрузной щели) — 4-6% от засыпаемого объема;
  • 0,4-0,5 В — 11-15% от засыпаемого объема;
  • 0,15-0,3 В — 70-85% от засыпаемого объема.

В этом случае для выбора параметров дробилки удобно по методике Л.С. Кохана представлять заполнение загрузочной полости условно шаровой загрузкой так, чтобы выполнялось соотношение

формула

При таком выборе нагрузки крупность получаемых кусков при степени заполнения ψ = 0,59 0,595 будет:

  • (0,8-0,85) В — 6 %;
  • (0,43—0,5) В — 11,6%;
  • до 0,3 В — 84%.

Сравнение заданных и полученных результатов показывает, что в количественном отношении выбор шаровой загрузки дает удовлетворительные результаты.

Используя предыдущую зависимость, определяем знаменатель прогрессии:

формула

Ниже приведены расчетные параметры (в том числе номинальная степень дробления и знаменатель прогрессии) для дробилок разных типоразмеров:

расчетные параметры (в том числе номинальная степень дробления и знаменатель прогрессии) для дробилок разных типоразмеров

Известно, что при крупном дроблении при изменении размера куска руды с Dz до продукта размером dz работа на его дробление определяется по зависимости

формула

С другой стороны работа упругой силы Pz на пути Sz = Dz dz вычисляется по формуле Az = PzSz/2. Приравнивая указанные зависимости, вычисляется усилие дробления любого Z-го куска

формула

и полное усилие по всей загрузочной полости при номинальном размере разгрузочной щели ен  равно по формуле Л.С. Кохана:

формула

Для среднего дробления работа пропорциональна изменению поверхности кусков, и в этом случае полное усилие дробления при номинальной величине разгрузочной щели ен:

формула

По полученной формуле расчитаны усилия дробилок ЩКД4х6, Щ КД6х9, ЩКД9х12. Для сравнения выше приведены экспериментальные усилия дробления руды прочностью σв = 200 МПа.

При изменении ширины разгрузочной щели е в интервале от ен до еmах усилие дробления:

формула

Исследование шаровой модели загрузки показывает, что усилие вдоль щеки распределено линейно и центр давления находится от точки подвеса подвижной щеки на расстоянии LЦТ0,44 ее длины.

В каждый момент времени полное усилие линейно зависит от размеров дробимых тел или пропорционально величине угла качания щеки а от угла а л, соответствующего ее переднему положению, до угла а к, соответствующего заднему конечному положению. Принимая отсчет углов а эксцетричного вала от вертикали в направлении против часовой стрелки, из кинематики дробилки определяют текущие значения усилия дробления:

формула

и угла

формула

Мощность дробления равна:формула Учитывая, что привод дробилки включает маховики, вычисляют среднюю цикловую мощность Ncp = 0,0027PeSnх, где Ре — усилие дробления, кН; S — ход подвижной щеки, м; nх — число ходов щеки.

Выше приведены расчетные значения мощности, удовлетворительно совпадающие с каталожными.

В расчетах основных параметров дробления выбор числа ходов или частоты вращения главного вала зависит от обеспечения при дроблении наибольшей производительности. При каждом ходе щеки дробится объем руды, заключенный между крайними положениями щеки

формула

При этом из дробильной массы выпадает столб высотой Н=0,204Dmax для мелких и средних дробилок и Н=0,31Dmax для крупных. Свободное падение продукта происходит под действием силы тяжести на пути h за время t, т. е. h = 0,5gt2 и определяет оптимальную скорость дробилок для мелкого и среднего дробления

формула

и для крупного дробления

формула

К основным параметрам механического режима дробилок относится производительность. Она определяется объемом ΔV и числом ходов. Для дробилок среднего и мелкого дробления производительностьформула

для дробилок крупного дробления

формула

Расчетная производительность практически не отличается от проектной. Необходимо учитывать, что реальная производительность зависит от влажности и физических свойств руды.

Параметры дробилки со сложным качанием щеки

Особенность движения подвижной щеки дробилки — различные траектории движения каждой точки вдоль ее высоты. Практически любая точка описывает эллиптическую кривую, большая ось которой равна двум радиусам эксцентриситета r и направлена по высоте щеки, а малая изменяется от 2r на верхней кромке щеки до минимальной на нижней кромке. Ход по горизонтали Z куска рудыформула

Используя полученное соотношение, вычисляют параметры дробилки со сложным движением щеки:

таблица

Полное усилие дробления аналогично приведенному выше расчету для дробилок с простым качанием щеки

формула

(первая цифра для дробилок ЩС 25×40, ЩС25×90 и ЩС 40×90, вторая — для остальных дробилок и зависит от числа кусков руды, размещаемых по длине подвижной щеки, что определяет центр давления lц.т.= 0,716 0,735lN, где lN — длина щеки.

Дифференцируя зависимость хода щеки дробилки по времени, рассчитывают скорость перемещения и затем текущую мощность процесса дробления

формула

При маховичном приводе дробилки средняя мощность равномерно распределяемая по циклу

формула

Производительность дробилки определяется объемом дробимой руды между крайними положениями подвижной щеки. Производительность дробилок ЩС25 х40, ЩС 25×90 и ЩС 40×90 (с шириной щели В ≤ 60 мм) определяется зависимостью

формула