Відцентрово-ударна дробарка

Відцентрово-ударна дробарка — обладнання (різновид дробарки), призначене для дрібного дроблення рудних і нерудних матеріалів будь-якої міцності і тривкості шляхом їх удару об нерухому масивну перешкоду. Належить до дробарок дрібного дроблення, які приймають матеріал вихідним розміром до 180 мм. Крупність готового визначається характеристиками матеріалу (міцністю, тріщинністю) і швидкістю зіткнення шматків матеріалу (швидкістю вильоту шматків з прискорювача).

Рис. 1. Принципова схема

Рис. 2. Принципова схема прискорювача відцентрово-ударної дробарки

Рис. 3. Відкритий ротор

Рис. 4. Відбійне кільце

Основна відмінність відцентрово-ударних дробарок від інших апаратів ударної дії полягає в тому, що акт дроблення практично повністю переміщений з крутного робочого органу на периферичну відбивну поверхню. Ротор при цьому виконує тільки розгінну функцію для матеріалу, що подається в його порожнину. Залежно від того, що являє собою відбивна поверхня, жорстку перешкоду (бронь) або шар дробленого матеріалу, дробарки розрізняють типу «камінь об метал» або «камінь об камінь», тобто з самоподрібнювання.

Історія

Першими відцентрово-ударними дробарками були дробарки Мелера (1887 р.).

Застосування

• Грануляція гірничої маси
• Дроблення корисних копалин
• Подрібнення породи
• Виробництво піску

Відцентрово-ударна дробарка підходить для дроблення вибухобезпечних твердих матеріалів високої міцності, в тому числі: гранітів, габро, базальтів, металовмісного шлаку. Застосування для дроблення в'язко-пружних матеріалів неможливе (є виражена пластична деформація, але немає руйнування).

Основне застосування дробарок пов'язано з переробкою гірської маси в щебінь або руди для рудопідготовки збагачувальних фабрик. На відцентрово-ударних дробарках отримують продукт (щебінь) з низькою лещадністю зерен (до 10 %) переважно кубовидної форми, бо дробарки використовують принцип «вільного удару» (удару «камінь об камінь»). Також дробарки цього типу застосовуються для дроблення абразивних матеріалів і міцних матеріалів: скла, кварциту, шлаків, клінкеру, деяких феросплавів.

Інша важлива сфера застосування відцентрово-ударних дробарок — це рудопідготовка, при якій сухе дроблення за принципом «камінь об камінь» дає на ряді руд істотно краще розкриття зерен мінералів з породи, тобто дозволяє побудувати ефективнішу технологію збагачення, ніж при традиційному дробленні роздавлюванням.

В регіонах, де утруднено видобуток піску, відцентрово-ударні дробарки дозволяють наростити його кількість. При цьому дроблення йде по відбійному кільцю і з підвищеними обертами.

Принцип дії

Принцип дії відцентрово-ударної дробарки ґрунтується на розгоні в полі дії відцентрових сил шматків матеріалу, прискоренні їх вильоту в камеру подрібнення з великою швидкістю, що істотно перевищує критичну швидкість руйнування матеріалу, де відбувається удар розігнаних шматків об шматки матеріалу в кишенях камери подрібнення, що утворюють футеровку дробарки. При ударі «камінь об камінь» або «вільному ударі» відбувається руйнування шматків на дрібніші виходячи з площин спайності мінералів, площин зростання мінералів в породі і внутрішніх тріщин. Отримувані зерна мають форму, близьку до форми кристалів, і практично позбавлені внутрішніх тріщин, тобто їх міцність на стиск зростає проти міцності вихідних шматків.

На схемі показано принцип роботи. Матеріал подається зверху конвеєром в завантажувальний отвір 1 (рис. 1), звідки падає в прискорювач 2. Падіння шматків матеріалу на конус прискорювача переводить шматки в горизонтальний рух. Прискорювач обертається двигуном 8 і створює відцентрову силу, що діє на шматки матеріалу, які пройшовши по каналах прискорювача вилітають в камеру подрібнення. По периферії камери подрібнення зроблені рудні кишені 3, в яких залягають шматки цього ж матеріалу, але менших розмірів, вони створюють «постіль» самофутеровки, об яку вдаряються шматки дробленого матеріалу 4, що вилетіли з прискорювача. Відбувається зіткнення каменів (грудок) і їх руйнування. Подрібнений матеріал 5 під дією сили тяжіння падає вниз і вивантажується. Для забезпечення достатнього ресурсу прискорювача 2 його канали захищаються швидкозношуваними елементами, які можна замінювати в міру зносу: підкладні листи 6 (верхні і нижні), конус, лопатки 7. Лопатки разом з внутрішніми стінками каналу створюють кишені футерування в самому прискорювачі, що також знижує знос і підвищує ресурс.

Робочі елементи

1. Живильний патрубок для подачі матеріалу,
2. Прискорювач для розгону шматків матеріалу,
3. Кишені самофутеровки для залягання матеріалу і формування «постілі»,
4. Процес дроблення розігнаного матеріалу про матеріал в кишенях самофутеровки,
5. Розвантаження дробленого матеріалу,
6. Швидкозношувані елементи захисту прискорювача,
7. Кінцева лопатка,
8. Електродвигун.

Прискорювач

На рис. 2 показано схему роботи прискорювача (вид зверху, без кришки прискорювача). Матеріал подається в обертовий прискорювач по центру і падає на конус 1, з якого відлітає в горизонтальному напрямку в канали прискорювача (умовно показаний тільки один канал). Щоб не було зносу верхньої і нижньої площин прискорювача використовуються підкладні листи 2. Шматки матеріалу наповнюють (футерують) кишеню самофутеровки 3, утворену корпусом прискорювача 6 (пустотілий) і лопаткою 4. Рух матеріалу по матеріалу, який лежить в кишені, істотно скорочує знос. Розігнаний матеріал 5 вилітає в камеру подрібнення.

Див. також

• Ударне дроблення
• Відцентрово-ударний млин
• Дробарка

Джерела

• Клейс И. Р., Ууэмыйс Х. Х. Износостойкость элементов измельчителей ударного действия. — Москва: Машиностроение, 1986. — 157 с.
• Божик Д. П., Сокур М. І., Білецький В. С. Експериментальні дослідження виробництва будівельних матеріалів із застосуванням відцентрово-ударної дробарки// Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. — 2017. — Вип. 66(107). — С. 73-87.
• Смирнов В. О., Білецький В. С. Підготовчі процеси збагачення корисних копалин. [навчальний посібник]. — Донецьк: Східний видавничий дім, Донецьке відділення НТШ, 2012. — 284 с.
• Підготовка корисних копалин до збагачення: монографія / Сокур М. І., Білецький В. С., Єгурнов О. І., Воробйов О. М., Смирнов В. О., Божик Д. П. — Кременчук: ПП Щербатих О. В., 2017. — 392 с.
• N. Sokur, V. Biletskyy, L. Sokur, D. Bozyk, I. Sokur. Investigation of the process of crushing solid materials in the centrifugal disintegrators // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 3/7 (81) 2016. P. 34–40.
• Сокур, М. І. Інноваційна технологія дроблення магнетитових кварцитів в полі відцентрових сил та її вплив на ефективність рудопідготовки [Текст] / М. І. Сокур, І. М. Сокур // Вісник НТУ ХПІ. Серія: Хімія, хімічна технологія та екологія. — 2013. — № 57. — С. 115—120.
• Білецький В. С., Олійник Т. А., Смирнов В. О., Скляр Л. В. Основи техніки та технології збагачення корисних копалин: навчальний посібник. — К.: Ліра-К 2020. — 634 с.
• Сокур Н. И., Потураев В. Н., Бабец Е. К. Дробление и из-мельчение руд. — Кривой Рог: «ВЭЖА», 2000—290 с.
• Emerson Cunha, Rodrigo Carvalho, Luis Marcelo Tavares. Simulation of solids flow and energy transfer in a vertical shaft impact crusher using DEM // Minerals Engineering. April 2013. S. 43–44:85–90. DOI: 10.1016/j.mineng.2012.09.003
• Сокур М. І., Божик Д. П., Білецький В. С., Учитель С. О. Теоретичні основи кінетики дроблення матеріалу у відцентрово-ударній дробарці. // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. — 2017. — Вип. 68(109). — С. 37-45.
• Juliana Segura Salazar, Gabriel Barrios, Victor Rodriguez, Luis Marcelo Tavares. Mathematical modeling of a vertical shaft impact crusher using the Whiten model. // Minerals Engineering. September 2017. S. 111:222-228. DOI:10.1016/j.mineng.2017.06.022