Дробильный комплекс для измельчения кусковых материалов и способ дробления кускового материала с использованием дробильного комплекса
CRUSHING COMPLEX FOR CRUSHING LUMP MATERIALS AND METHOD OF CRUSHING LUMP MATERIAL USING CRUSHING COMPLEX

Изобретение относится к металлургической промышленности и предназначено для предварительной обработки рудных материалов путем их дробления.
Известен способ дробления горной породы в щековой дробилке (RU2622686, Опубл. 19.06.2017, БИ №17) в котором куски горной породы разрушают путем их сжатия между щеками циклическим рабочим ходом подвижной щеки с получением, по объему камеры дробления, массы кусков товарной фракции. Через щель между щеками горную породу разгружают в моменты холостого хода подвижной щеки. В неподвижной щеке установлены бойки. В момент давления кусков горной породы на бойки включают привод бойков. Точечно циклически-ударно воздействуют бойками на давящие на них куски горной породы. При снятии этого давления привод бойков выключают и останавливают движение бойков. Недостатком известного способа является его низкая эффективность и повышенные энергозатраты. Это обусловлено тем, что бойки установлены в неподвижной щеке, и совпадает направление сил от циклически-ударного воздействия бойками и направление действия сил сжатия при рабочем ходе подвижной щеки. При дроблении крупно кусковой породы точечно циклически-ударное воздействие бойками сконцентрировано в области поверхности куска, находящейся в условиях двухосного напряженного состояния с преобладанием напряжений сжатия, что резко снижает эффективность трещинообразования, приводит к необходимости увеличения амплитуды воздействия, и повышению энергозатрат. Кроме того, на выдвинутые неработающие бойки в нижней части камеры дробления будет воздействовать существенная поперечная вертикальная сила от движущейся измельченной породы, которая может привести к изгибу и заклиниванию рабочего стержня бойка в направляющих его привода циклического движения, что снижает надежность работы. Известна щековая дробилка, (RU 2630909, Опубл. 14.09.2017. БИ №26) в которой распорная плита связана с устройством для регулирования размера разгрузочной щели в виде подвижной траверсы. Два опорных конца траверсы установлены с возможностью вращения в окнах боковых стенок станины с механизмами их фиксации. Возвратный механизм подвижной щеки в исходное положение выполнен в виде тяг с пружинами. Подвижная траверса снабжена цилиндрическими направляющими. Направляющие закреплены одним концом в теле траверсы. Другой конец направляющих установлен в расточках сухарей с возможностью перемещения от расположенных на них гидравлических механизмов перемещения. Сухари выполнены цилиндрической формы и установлены с возможностью поворота в расточках стяжки. Стяжка закреплена в боковых стенках станины. Каждый опорный конец траверсы установлен с эксцентриситетом в цилиндрических расточках корпусов. Корпуса размещены в окнах боковых стенок станины. Каждый опорный конец траверсы снабжен втулками с возможностью их осевого перемещения от гидроцилиндров и фиксации посредством шлицевых соединений. Недостатком известной дробилки является то, что гидроцилиндры механизма гидравлического перемещения траверсы установлены на цилиндрических направляющих, находящихся под воздействием изгибающих нагрузок, что приводит к их продольному искривлению, повышает вероятность заклинивания и выхода из строя гидравлического механизма перемещения. Кроме того, корпуса, размещенные в окнах боковых стенок станины, не соединены между собой, и при вращении могут приводить к перекосу и заклиниванию установленных в них с эксцентриситетом концов траверсы, что снижает надежность работы щековой дробилки. Ограниченные технологические возможности известной щековой дробилки связаны с невозможностью автоматической разгрузки крупных недробленых кусков породы, находящихся в дробильной камере, поскольку величина регулировки устройства для регулирования размера разгрузочной щели ограничена эксцентриситетом установленных в цилиндрических расточках корпусов концов траверсы.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении технологических возможностей дробильного комплекса, повышении его производительности и надежности работы с одновременным снижением энергозатрат на дробление.
Достигается технический результат тем, что дробильный комплекс для измельчения рудных материалов содержит щековую дробилку, содержащую станину с двумя боковыми стенками с окнами, неподвижную щеку и подвижную щеку, закрепленные между боковыми стенками с образованием камеры дробления, имеющей разгрузочную щель и входное окно, возвратный механизм подвижной щеки в ее исходное положение, выполненный в виде тяг с пружинами, смонтированными на поперечном кронштейне, шатун, установленный на эксцентриковом валу, переднюю и заднюю распорные плиты, упертые в нижнюю часть шатуна с его противоположных сторон, механизм регулирования размера разгрузочной щели, содержащий подвижную траверсу, два гидроцилиндра для перемещения траверсы, поперечину с расточками с сухарями, два корпуса с цилиндрическими расточками со шлицами, размещенные в окнах боковых противоположных стенок станины, и цилиндрические направляющие, при этом два опорных конца упомянутой траверсы установлены с эксцентриситетом в цилиндрических расточках упомянутых корпусов, имеют шлицевые втулки и выполнены с возможностью фиксации траверсы посредством шлицевых соединений в упомянутых корпусах и взаимодействия с упомянутыми гидроцилиндрами, причем цилиндрические направляющие, одним концом закреплены в траверсе, а другим - в расточках поперечины, причем он снабжен приемным бункером, пластинчатым питателем, отводящим ленточным конвейером, приемной наклонной решеткой, смонтированной над отводящим ленточным конвейером, автоматизированной системой управления дробильным комплексом с устройством гранулометрического мониторинга поступающего на дробление материала и дополнительными дробильными блоками с бойками и индивидуальным приводом выдвижения, при этом в боковых стенках щековой дробилки выполнены отверстия, а дополнительные дробильные блоки смонтированы на боковых стенках щековой дробилки с возможностью их выдвижения через отверстия в боковых стенках в камеру дробления и циклически-ударного воздействия на боковые поверхности кусков материала, а автоматизированная система управления дробильным комплексом выполнена с возможностью определения наличия крупных кусков материала с площадью поперечного сечения, равного 0,6-0,85 площади поперечного сечения входного окна камеры дробления, и передачи команды на включение дополнительных дробильных блоков.
Кроме того, дробильный комплекс содержит поворотно-удерживающий манипулятор передней распорной плиты с гидравлическими поворотными зажимами, установленными в технологических окнах передней распорной плиты, выполненный с возможностью монтажа/демонтажа передней распорной плиты из подвижной щеки и нижней части шатуна и поворота передней распорной плиты на угол 60-75° для обеспечения возможности разворота подвижной щеки в вертикальное положение при полном раскрытии камеры дробления, при этом механизм регулирования размера разгрузочной щели выполнен с возможностью автоматического полного раскрытия камеры дробления и удаления из нее недробленых кусков упомянутого крупного материала.
Кроме того, механизм регулирования размера разгрузочной щели содержит гидроцилиндр перемещения подвижной траверсы, расположенный между цилиндрическими направляющими на поперечине, а два корпуса соединены синхронизирующей стяжкой.
Кроме того, дробильный комплекс содержит механизм отклонения шатуна в направлении подвижной траверсы, содержащий две тяги с пружинами, смонтированные на опорной плоскости кронштейна возвратного механизма подвижной щеки в ее исходное положение, а механизм регулирования размера разгрузочной щели содержит гидроцилиндр отклонения подвижной щеки, смонтированный на станине и выполненный с возможностью разворота подвижной щеки при полном раскрытии камеры дробления.
Способ дробления рудных материалов материала с использованием дробильного комплекса заключается в том, что на пластинчатом питателе производят гранулометрический мониторинг рудного материала посредством автоматизированной системы управления дробильным комплексом с устройством гранулометрического мониторинга поступающего на дробление материала, которая определяет наличие крупных кусков материала с площадью поперечного сечения, равного 0,6-0,85 площади поперечного сечения входного окна камеры дробления, и передает команду на включение дополнительных дробильных блоков, затем осуществляют загрузку материала с помощью пластинчатого питателя в камеру дробления щековой дробилки, производят разрушение кусков материала путем их сжатия между неподвижной и подвижной щеками циклическим рабочим ходом подвижной щеки и одновременным точечным циклически-ударным воздействием бойков дополнительных дробильных блоков с получением в камере дробления кусков заданной фракции материала и обеспечивают их разгрузку на ленточный конвейер через разгрузочную щель между упомянутыми щеками в момент холостого хода подвижной щеки, при этом бойки дополнительных дробильных блоков воздействуют на боковые поверхности кусков материала, который сжимается между щеками дробилки рабочим ходом подвижной щеки в направлении, перпендикулярном направлению действия силы сжатия неподвижной и подвижной щек для разрушения упомянутых крупных кусков материала на 2-6 частей, причем точки воздействия бойков находятся в области напряжения растяжения сжатых упомянутыми щеками кусков материала.
Кроме того, при длительном неразрушении упомянутых крупных кусков материала осуществляют их разгрузку из камеры дробления, при этом подвижная щека дробилки отводится до вертикального положения механизмом регулирования размера разгрузочной щели, и упомянутые неразрушенные куски материала проваливаются через раскрытую камеру дробления на приемную наклонную решетку, смонтированную над отводящим ленточным конвейером.
На Фиг. 1 представлен общий вид дробильного комплекса; на Фиг. 2 изображен продольный разрез щековой дробилки; на Фиг. 3 - Вид В; на Фиг. 4 - поперечное сечение поворотно-удерживающего манипулятора передней распорной плиты; на Фиг. 5 - Вид А; на Фиг. 6 - Вид Б; на Фиг. 7 изображена схема действия сил сжатия и точечного циклически-ударного воздействия бойков на крупный кусок материала.
Дробильный комплекс для измельчения кускового материала, в частности крупных кусков горной породы, состоит из приемного бункера 1, пластинчатого питателя 2, отводящего ленточного конвейера 3, щековой дробилки 10, содержащей станину 15 (Фиг. 3) с двумя боковыми стенками 4, закрепленными между ними неподвижную 12 и подвижную щеки 13, образующие камеру дробления 9, возвратный механизм подвижной щеки в исходное положение в виде тяг 16 с пружинами 17, смонтированными на поперечном кронштейне 18, шатуна 19, установленного на эксцентриковом валу с приводом вращения 39 от ременной передачи 40. В нижнюю часть шатуна 19, с обеих его сторон уперты передняя 20 и задняя 21 распорные плиты. Щековая дробилка 10 содержит механизм регулирования размера разгрузочной щели, который выполнен в виде подвижной траверсы 22 (Фиг. 3), два опорных конца траверсы установлены с эксцентриситетом в цилиндрических расточках корпусов 23, размещенных в окнах боковых стенок 4 станины 15, и снабжены шлицевыми втулками 24 с возможностью их перемещения от гидроцилиндров 25 и фиксации в корпусах 23 посредством шлицевых соединений. Подвижная траверса 22 снабжена цилиндрическими направляющими 26, одним концом закрепленными в теле траверсы, а другим в расточках сухарей поперечины 27. Дробильный комплекс дополнительно содержит автоматизированную систему управления 5 дробильным комплексом с подсистемой гранулометрического мониторинга поступающей на дробление горной породы, дополнительные дробильные блоки 6, смонтированные на боковых стенках 4 щековой дробилки 10, с индивидуальным приводом выдвижения через отверстия в этих боковых стенках 4 в камеру дробления 9 рабочих бойков 11, и возможностью их циклически-ударного воздействия на свободные боковые поверхности крупных кусков горной породы, до их разрушения на 2-6 частей. Механизм регулирования размера разгрузочной щели, с возможностью автоматического полного раскрытия камеры дробления 9 и удаления из нее недробленых крупных кусков горной породы размером 0,6-0,85 от размера входного окна камеры дробления 9, дополнительно содержит поворотно-удерживающий манипулятор 8 (Фиг. 4) передней распорной плиты 20, с гидравлическими поворотными зажимами 28 (Фиг. 5), установленными в ее технологических окнах 29, с возможностью автоматического монтажа/демонтажа ее поперечных опорных кромок 31 из пазов опорных сухарей 30 подвижной щеки 12 и нижней части шатуна 19 и поворота передней распорной плиты 20 на угол 60-75°, гидроприводом 35, достаточный для разворота подвижной щеки 12 в вертикальное положение при полном раскрытии камеры дробления 9. В механизме регулирования размера разгрузочной щели, между цилиндрическими направляющими 26 на поперечине дополнительно смонтирован гидроцилиндр 32 перемещения подвижной траверсы 22, и два противоположных корпуса 23, размещенные в окнах боковых стенок 4 станины 15, соединены синхронизирующей стяжкой 33 (Фиг. 3). Механизм регулирования размера разгрузочной щели, дополнительно содержит гидроцилиндр 34 отклонения подвижной щеки 12, который смонтирован на станине 15, с возможностью разворота подвижной щеки 12 при полном раскрытии камеры дробления 9, и механизм отклонения шатуна 19 в направлении подвижной траверсы 22, состоящий из двух тяг 36 с пружинами 37, смонтированными на опорной плоскости кронштейна 18 возвратного механизма подвижной щеки 12.
Способ дробления кускового материала, в частности крупнокусковой горной породы осуществляется следующим образом.
Перед загрузкой из приемного бункера 1 (Фиг. 1) пластинчатым питателем 2 горной породы в камеру дробления 9 (Фиг. 2) щековой дробилки 10, образуемой подвижной 12 и неподвижной щекой 13, на пластинчатом питателе 2 производят ее гранулометрический мониторинг. При распознавании мониторингом крупного куска горной породы с размером сечения 0,6-0,85 от размера загрузочного окна щековой дробилки 10, автоматизированная система 5 управления дробильного комплекса вырабатывает команду на включение дополнительных дробильных блоков 6, смонтированных на боковых стенках 4 щековой дробилки 10. Рабочие бойки 11 (Фиг. 6) дробильных блоков 6 выдвигаются через отверстия в боковых стенках 4 щековой дробилки 10 в камеру дробления 9 и воздействуют точечно в циклически-ударном режиме на свободные боковые поверхности 14 (Фиг. 7) крупного куска горной породы, который в этот момент сжимается между щеками 12,13 щековой дробилки 10 рабочим ходом подвижной щеки 12, при этом направление точечного циклически-ударного воздействия рабочих бойков 11 перпендикулярно направлению действия силы сжатия плит 12, 13, а точки циклически-ударного воздействия находятся в области напряжений растяжения на свободной поверхности 14 (Фиг. 7) сжатого плитами щек 12, 13 крупного куска горной породы. После разрушения крупного куска горной породы на 2-6 частей дополнительные дробильные блоки 6 выключают, рабочие бойки 11 задвигают в боковые стенки 4 щековой дробилки 10. Таким образом, существенно повышается производительность и снижаются энергозатраты на дробление крупнокусковой горной породы.
При длительном не разрушении крупного куска горной породы, подается команда на его разгрузку из камеры дробления 9. Подается команда на выдвижение штока гидроцилиндра 34 до высвобождения из паза сухаря 30 подвижной щеки 12 поперечной опорной кромки 31 передней распорной плиты 20 (Фиг. 2). Включаются гидроприводы 38 гидравлических поворотных зажимов 28, которые поворачиваются и входят в технологические окна 29 передней распорной плиты 20, фиксируя ее в поворотно-удерживающем манипуляторе 8 (Фиг. 5). Подается команда на гидроцилиндры 25 (Фиг. 3), которые выдвигают шлицевые втулки 24, и высвобождают шлицевые концы подвижной траверсы 22 в корпусах 23. Включается гидроцилиндр 32, траверса 22 отводится и, под действием пружины 37 через тягу 36 механизма отклонения шатуна 19, отклоняют его в направлении подвижной траверсы 22, поперечная опорная кромка 31 передней распорной плиты 20 высвобождается из паза сухаря 30 нижней части шатуна 19. Затем, включается гидропривод 35 (Фиг. 5), и поворотно-удерживающий манипулятор 8 поворачивает переднюю распорную плиту 20 на угол 60-75° (Фиг. 2). Включается обратный ход штока гидроцилиндра 34 и, под действием пружины 17 через тягу 16 механизма возврата, подвижная щека 12 щековой дробилки 10 отводится до вертикального положения, и неразрушенный крупный кусок горной породы проваливается, через полностью раскрытую камеру дробления 9, на приемную наклонную решетку 7, смонтированную над отводящим ленточным конвейером 3 (Фиг. 1). После разгрузки камеры дробления 9 подается команда на приведение щековой дробилки 10 в исходное рабочее состояние. При этом, выдвигается шток гидроцилиндра 34 и подвижная щека 12 отклоняется до минимального размера разгрузочной щели камеры дробления 9. Затем, включается гидропривод 35 и передняя распорная плита 20 поворачивается поворотно-удерживающим манипулятором 8 в рабочее положение. Включается гидроцилиндр 32, подвижная траверса 22 перемещается в рабочее положение, при этом, задняя распорная плита 21 отклоняет шатун 19 и поперечная опорная кромка 31 передней распорной плиты 20 входит в паз сухаря 30 нижней части шатуна 19. Подается команда на гидроцилиндр 34, его шток отводится и под действием пружины 17 через тягу 16 возвратного механизма подвижная щека 12 устанавливается в рабочее положение, с заданной величиной разгрузочной щели, при этом, поперечная опорная кромка 31 передней распорной плиты 20 входит в паз сухаря 30 подвижной щеки 12. Подается команда на гидроцилиндры 25, которые перемещают шлицевые втулки 24 до фиксации шлицевых концов подвижной траверсы 22 в корпусах 23. Включаются гидроприводы 38 гидравлических поворотных зажимов 28, которые поворачиваются и выходят из технологических окон 29 передней распорной плиты 20. Таким образом, производится автоматическая разгрузка камеры дробления 9 щековой дробилки 10 от недробленого крупного куска горной породы, что существенно расширяет технологические возможности, повышает производительность и надежность работы дробильного комплекса.
Таким образом, входной гранулометрический контроль крупности кусков горной породы, с дополнительным точечным циклически-ударным воздействием на крупный кусок горной породы выдвижными рабочими бойками дополнительных дробильных блоков перпендикулярно направлению действия силы сжатия щек дробилки, с возможностью автоматической полной разгрузки камеры дробления от недробленых крупных кусков горной породы, существенно расширяют технологические возможности дробильного комплекса, повышают его производительность и надежность работы с одновременным снижением энергозатрат на дробление.