Теория щековых дробилок. Определение мощности двигателя

§ 13. ТЕОРИЯ РАБОТЫ

 Наиболее подробно теория щековых дробилок была разработана проф. Л. Б. Левенсоном. Большие исследования в этом направлении н настоящее время проводит ВНИИСтройдормаш.

             

                                                                             6)

Фиг. 23. Схемы для определения угла захвата a:

 а) — при одной вертикальной и одной наклонной дробящей плите;

б ) — при двух наклонных плитах.

Основными параметрами, определяющими возможность и экономичность работы щековой камнедробилки, являются угол захвата  a между неподвижной и подвижной дробящими плитами; наивыгоднейшая угловая скорость эксцентрикового вала п об/мин; производительность дробилки П м³/час или т/час; требуемая мощность двигателя, N л. с.

При всех дальнейших расчетах принято, что куски дробимого (исходный продукт) и куски готового продукта имеют шарообразную форму с диаметрами соответственно Dud.

Определение угла захвата между дробящими плитами (фиг. 23). Угол a должен быть такой, чтобы при  нажатии   качающейся щеки дробимый камень не выскочил из камеры дробления вверх (фиг. 23, а).

Камень С, находящийся в камере дробления, подвергается со сто­роны качающейся щеки давлению Р, а со стороны неподвижной — действию реактивной силы Р₁. При этом силы Р и Р₁ нормальны к поверхностям плит АА и ВВ. Обозначив через m₁ коэффициент трения камня о поверхность плит и пренебрегая весом камня, малым по сравнению с величиной Р, получим из условия равновесия для случая одной вертикальной и одной наклонной плиты (фиг. 23, а):

   или  ;

  или    .

Из этих формул находим

и

Преобразуя последнюю формулу, получим

sin a = 2m₁cosa + m²₁sin a.

Разделив обе части уравнения на cos a, получаем

и

или

.                                                          (9)

Подставляя в формулу (9) вместо коэффициента трения  равную ему величину tgj, где j - угол трения камня по стали, находим

Если обе щеки наклонены, то из фиг.23, б имеем

откуда

Предельной величиной a является

т.е. для исключения возможности выдавливания камня вверх необходимо, чтобы угол a между дробящими плитами был меньше двойного угла трения. Рекомендуется принимать величину a=15¸22^°.  Для этого глубина камеры дробления Н должна быть в 2-2,5 раза больше ширины ее приемной части. Размер камня Dпри этом должен составлять 0,85—0,8 этой ширины.

Правильно выбранный угол  a обеспечивает надежный захват камня в приемное отверстие дробилки и улучшает эксплуатационную характеристику машины.  Как видно из формулы (10),  величина угла захвата зависит от коэффициента трения скольжения дробимой породы по поверхности дробящих плит. Чем прочнее дробимая порода, тем обычно больше коэффициент трения скольжения и тем меньше должна быть величина угла для надежного захвата камня в приемном отверстии дробилки.                                                                     

По исследованиям  ВНИИСтройдормаша  угол захвата   18—19° является оптимальным для дробления пород с пределом прочности при сжатии до 3000 кг/см².

Исследованиями установлено, что при больших углах камень долго не захватывается дробящими плитами и подбрасывается в каме­ре дробления, вследствие чего некоторое время происходит качание щеки вхолостую, что ведет к уменьшению производительности камнедробилки. Мягкие породы захватываются при значительно больших углах захвата, чем твердые.

В табл. 5 приведены значения углов захвата a в существующих дробилках при различных величинах выходной щели.

Таблица 5

Значения угла захвата a  при различной ширине выходной щели в град.

Дробилки	При ширине выходной щели в мм
	30	50	80	100	110	140
С-182А	17°10'	1б°20'	14°	-	-	-
СМ-166А	17°50'	16°30'	15°40'	-	-	-
СМ-11 Б	-	23°10'	21°40'	20°20'	-	-
СМ-16 А	-	-	22°50'	-	22°05'	20°30'

Определение производительности. Одним из основных факторов, определяющих производительность щековой дробилки, является число оборотов в минуту главного вала п, определяющее и число качаний щеки. Наивыгоднейшее значение n, соответствующее наи­большей производительности дробилки П, определяется следующим образом (фиг. 24, а). При отходе качающейся щеки из крайнего левого положения в крайнее правое, показанное пунктиром, вниз под действием собственной тяжести выпадает призма раздробленного мате­риала с трапецендальным поперечным сечением Fи объемом

                                                           (11)

где b—ширина дробящей плиты (длина камеры дробления).

Для упрощения расчетов принято, что неподвижная дробящая плита вертикальна, а угол a между дробящими плитами не изменяется.

Нижнее основание призмы равно наименьшей величине выходной щели е, а верхнее не может превышать наибольшего размера выходной щели,   равного

d = e + s,

где s — ход подвижной щеки.

                    

Фиг. 24.  Схемы для определения наивыгоднейшего числа оборотов   главного   вала   и   производительности щековой камнедробилки.

Высота   трапеции