Дробильно-сортировочное оборудование для измельчения горных пород: виды установок и их особенности

Чтобы после выработки измельчить крупные куски горных пород, используют дробильные устройства, попросту называемые дробилками. Специальные механизмы работают по принципу удара, раздавливания, истирания и раскалывания, в некоторых устройствах камни измельчают надломом. Для щебня применяют раздавливающий и раскалывающий принцип, так как такие типы оборудования не требуют больших затрат электричества.

Стационарное дробильно-сортировочное оборудование при монтаже в условиях карьера не требует проектной документации, устройства фундаментов, на рабочей площадке может перемещаться своим ходом. Для перевозки на другую разработку его демонтируют и грузят на транспорт. Время монтажа перед началом работ занимает около 1−2 дней.

Виды дробилок

Различают виды дробилок в зависимости от конструктивного решения и механического способа измельчения:

• щековые приспособления;
• конусные агрегаты;
• валковые дробилки;
• молотковые устройства;
• центробежное оборудование.

Щековые приспособления для сортировки и дробления

Наиболее популярные среди других типов, работают по принципу раскалывания кусков твердых пород между массивными плитами из металла. Одна из плит поступательно вращается относительно неподвижной щеки, стационарно закрепленной в станине агрегата. Некоторые конструктивы предусматривают две подвижные щеки в целях уменьшения колебательной амплитуды и уменьшения дисбаланса подшипников.

В период удаления пластин одна от другой пространство заполняется крупными обломками пород, после сближения щек куски дробятся давлением на мелкие камни, которые удаляются в нижнюю открытую щель. Размер верхнего загрузочного отверстия (щели) зависит от предназначенного размера камней и определяется по таким параметрам:

• крупного дробления запускает камни 1000−600 мм, на выходе дает 300−100 мм;
• среднего дробления грузит куски 300−100 мм, выпускает 100−25 мм;
• мелкого размола берет камни 100−50 мм, в щель выводятся куски 25−10 мм;
• После выведения раздробленного материала, камни поступают на сортировочный конвейер, где делится по крупности или используется в смешанной фракции.

Конструктивные особенности

За время векового применения приспособлений для измельчения камней изобретатели и конструкторы усовершенствовали кинематическую схему, устранив некоторые недостатки, а именно увеличенный износ пластин при движении их в вертикальном направлении. Если камни прочные и угловатые, то плиты быстро изнашиваются в средней части. Это связано со сложным движением щек не только по горизонтали, но и при вращении.

Недостаток уменьшили за счет простого движения пластины по горизонтальной оси при минимальном вертикальном перемещении. В конструкциях стали использовать кулачковый вал или кривошип. Новый принцип работы широкого распространения не получил, так как основная нагрузка приходится на нижнюю часть плиты, при этом случается залипание раздробленной массы и закупорка выхода. В дробилках с поступательно-вращательным принципом движение массе камней дается не только собственным весом, но и движением плиты.

Другие недостатки заключаются в большом расходе электричества, создании вибрационного эффекта при дроблении, который способствует быстрому износу узлов и соединений. На выдачу поступают элементы различной крупности, если порода вязкая и мокрая, то работа затрудняется из-за заторов.

У щекового оборудования достоинства определяются простой конструкцией, которая способствует качественному обслуживанию и легкому ремонту.

Производительность

Этот показатель достигает от тонны до пятисот в час определяется следующими характеристиками:

• размерами загрузочной щели;
• параметрами камней на выходе;
• частотой движения подвижной щеки или сразу двух пластин;
• типом движения пластин;
• углом захвата начальной массы камней;
• допустимой прочностью и плотностью дробимых камней.

Конусные дробилки

Преимуществом конусного типа оборудования перед щековым агрегатом является непрерывность рабочего процесса, так как происходит постоянное дробление и холостые проходы отсутствуют. Куски каменного материала раздавливаются в щели между подвижной (внутри) и неподвижной (снаружи) конусной поверхностью. Подвижный конус внутри совершает вращение по сложной траектории. Приближение дробящих поверхностей измельчает камень, а удаление способствует очищению чаши от измельченного материала через нижнее отверстие.

Использование конусного устройства оправдывается при дроблении руды цветных и черных металлов и небольших экземпляров неметаллической руды. Внутренний конус вращается и одновременно колеблется внутри основания, раздавливая поступающую породу. Дробилки конусного типа делят в зависимости от крупности камней и от пропорции высоты конуса к диаметру нижнего основания:

• у дробилок крупного помола (ККД) соотношение выше, то есть вершинный угол высокий (20˚), щель для загрузки широкая и впускает куски до 1200 мм;
• представители оборудования средней и мелкой крупности угол у конуса большой (до 100˚), а пропорция высоты конусной чаши к основанию, соответственно, меньше;

Достоинства и недостатки

К положительным характеристикам относят высокую производительность оборудования этого типа и непрерывную работу без перерывов.

Дробящая поверхность не образует конус правильной формы, поэтому при взаимодействии камней и рабочих поверхностей прослеживаются нагрузки, различные по величине. Для создания такого разнообразия используется ступенчатое или плавное изменение угла конуса по высоте. К недостаткам относится высокая энергоемкость работы, громоздкость, использование большого количества металла при изготовлении.

В результате каждого цикла между рабочими поверхностями остаются недробимые куски. Чтобы удалить недостаток, разработали крепление неподвижной наружной чаши к станине в виде пружинной подвески, при этом под действием нагрузки нижний конус слегка уходит в сторону, а непроходимый элемент удаляется под собственной силой тяжести. Но пружины используют только в средних и мелких дробилках.

Для устранения вибрации всей конструкции в целом используют в виде привода конической подвижной головки дисбалансных вибраторов, которые одновременно сообщают дополнительную вибрацию подвижной чаше. Использование инерционных устройств позволяет не строить тяжелые фундаменты под оборудование, но одновременно еще усложняет конструкцию и увеличивает потребление энергии. К положительным моментам относят возможность осуществить запуск при загруженном контейнере.

Валковые агрегаты

В таком типе оборудования дробление осуществляют поворачивающиеся горизонтальные валы, параллельные друг другу. Крупные элементы подаются сверху, затягиваются в щель между валами, измельчаются вращательным давлением и просыпаются вниз. Валы имеют рифленую, зубчатую или гладкую поверхность. Наиболее эффективны в работе зубчатые валки, которые раскалывают куски, активно засватывая их с помощью выступов.

Производительность валкового дробильного устройства зависит от прочности камней, скорости оборачиваемости валков и размера загрузочной щели. При этом ставят валки различной длины и диаметра. Например, дробилка с пропуском камней 1200 на 1200 мм весит 20 тонн и перемалывает в час около 65−145 тонн материала.

Молотковые дробительные устройства

Используются для измельчения угля, мела, известняка, гипса, асбеста различной степени крупности. Дробление производится молотками, расположенными по окружности и вращающимися с большой скоростью. Порода дробится не только ударами, но и при соприкосновении со стенками корпуса, переработанный материал высыпается в колосниковые щели.

В дробилках этого типа производительность зависит от влажности подаваемого материала и его физических свойств. В конструкции предусмотрено регулирование ширины разгрузочного отверстия и расстояние между решеткой и концом молотка, эти параметры изменяют в зависимости от требуемой крупности переработки. Основным недостатком является быстрое изнашивание колосников и молотов, а преимущества состоят в тщательном измельчении и простой конструкции.

Центробежные дробилки

Для разрушения не очень крупных камней (не больше 100 мм) используется оборудование, работающее по типу центрифуги. В нем камни разгоняются с помощью центробежной силы и распадаются от ударов друг о друга или о стенки камеры. При попадании внутрь крупных кусков породы развивается дисбаланс, что ведет к выходу из строя оборудования и порче узлов. Разработаны специальные устройства по типу воздушной подушки, но полностью избавиться от проблемы не удается.

Самоходное и передвижное дробильное оборудование

В последнее время популярность отдается мобильным устройствам перед самоходными установками. Первые могут быстро собираться в рабочее положение и передвигать по карьеру в поисках удобного места работы. Такие машины позволяют действовать на ходу, поэтому процесс добычи породы удешевляется из-за отсутствия дополнительной транспортировки материала. Мобильные дробилки ставят без дорогостоящих фундаментов. Передвижные дробилки делят:

• по разновидности технологии процесса (разомкнутый или замкнутый цикл, первичное или вторичное дробление камней или строительных материалов);
• по типу используемой энергии (электрика, с дизельным приводом, гидроприводом, комбинированное энергоснабжение);
• по типу шасси для передвижения (салазки, колеса, гусеницы и др.).

Наиболее экономичным является электрическое, при этом питание должно быть от внешнего источника, особенно актуален такой тип потребления при низких температурах, когда гидравлические и дизельные приводы не работают. Недостатком является невозможность работы вдали от ЛЭП.

Мобильные дробильные агрегаты применяют не только в карьерах для измельчения вновь добываемых пород, их ставят рядом с демонтируемыми постройками для переработки монолитных конструкций, бетона, кирпича, других строительных материалов после разборки сооружения. Современное оборудование изготавливают с использованием автоматического или компьютерного управления, что упрощает работу обслуживающего персонала.

Современные российские производители

В условиях повышенного спроса на дробильное оборудование производители оснащают установки дополнительными приспособлениями, повышающими скорость работы, уменьшающими износ узлов и деталей. Среди российских производителей выделяются следующие предприятия:

• ДСО ООО «Канаш». Крупнейший машиностроительный завод производит дробильное оборудование с возможностью сортировки, мощности предприятия располагаются в Чувашской республике, в г. Канаш.
• НПП ООО «РудМашКонструкция» выпускает одновременно дробильное и обогатительное оборудование для горнодобывающей области и дорожного строительства, металлургии.
• Компания ООО «Горняк» производит помимо дробильно-сортировочных установок конвейеры и запчасти к оборудованию, имеет 10-летний производственный опыт.
• ООО «ДРО-Комплект» выпускает дробильное оборудование, запчасти к нему. Работники предприятия проектируют технологические линии, перевооружают и модернизируют уже действующие, выполняют установку стационарных линий.
• НПК ЗАО «Механобр-техника». Крупное машиностроительно предприятие с почти вековым опытом конструирования и технологического оснащения оборудования для измельчения камней при разработке полезных ископаемых.
• Компания «Промэк» работает в России по выпуску промышленного дробильного оборудования с 2003 года, выпускает запчасти к различным видам техники и осуществляет установку и наладку линий измельчения и сортировки.
• Инжиниринговое предприятие ООО «ДРО-Технологии» выпускает дробильное оборудование, укомплектовывает линии необходимыми запчастями и приспособлениями, проектирует сортировочные линии с учетом требований заказчика.