Чем отличается щековая дробилка от валковой дробилки

1. Общие сведения

Обе машины, щековая и валковая дробилки, относятся к группе механических устройств для дезинтеграции (дробления) твердых материалов природного и техногенного происхождения. В обоих типов дробилок разрушение кусков материала происходит в результате механического воздействия подвижных элементов дробильной камеры в результате непосредственного контакта металла дробилки  и дробимого материала, а между дробящими элементами дробилок имеется калибрующий зазор (разгрузочная щель).

Указанные типы дробилок обладают рядом существенных отличий в конструкции, а также в целях использования и технологических возможностях.

Основное отличие конструкций щековых и валковых дробилок заключается в принципе воздействия на разрушаемый материал: щековые дробилки работают по принципу раздавливания и излома в циклическом режиме, тогда как в валковых дробилках реализуется принцип раздавливания материала в непрерывном режиме.

Щековая дробилка - машина, предназначена для крупного и среднего дробления прочных и хрупких материалов: различных руд и природных строительных материалов, а также техногенного сырья – шлаков, отходов строительных материалов, керамики и других подобных материалов в сухом режиме.

Валковые дробилки – машины роторного типа, которая используется в стадиях среднего и мелкого дробления для сухих материалов малой и средней прочности на сжатие – руд, углей, техногенного сырья. Наиболее эффективна в первых стадиях подготовки проб для химического анализа перед стадией тонкого истирания.

Рис. 1 — Валковая и щековая дробилки производства НПК «Механобр-техника»

2. Основные элементы конструкции дробилок

Конструкция щековой дробилки

Щековая дробилка – по принципу конструкции и кинематике является одной из самых старых машин в горной промышленности, созданная английским инженером Блэком в XIX веке (в английском языке исходное название Jaw crusher – челюстная дробилка). 

• Станина — несущая основа всей машины, на которой монтируются все остальные узлы.

• Неподвижная и подвижная щеки — это две дробящие поверхности, расположенные под углом друг к другу, сужаясь книзу. Для защиты от износа они покрываются сменными броневыми плитами из марганцовистой стали.

• Приводной механизм — обеспечивает возвратно-поступательное или возвратно-эллиптическое движение подвижной щеки, соответственно с одним или двумя эксцентриковыми узлами в дробилках, называемых дробилками с простым и сложным движением щеки (по российской номенклатуре ЩД и ЩДС). Включает в себя электродвигатель и клиноременную передачу. 

• Регулировочное устройство для изменения ширины выходной разгрузочной щели, определяющей крупность готового продукта.

• Распорная плита – элемент в преобразовании вращения эксцентрикового вала в возвратно-поступательное движение подвижной щеки. Является защитным звеном в механизме. При попадании недробимого предмета плита ломается, тем самым защищая от поломки основные элементы дробилки

• Маховики, компенсирующие неравномерность поступления технологической нагрузки. Запасают энергию при холостом ходе и отдают её при рабочем.

Существуют довольно редкие конструкции дробилок с двумя подвижными щеками, однако в силу сложности конструкции они не получили широкого распространения ввиду сложности при текущем ремонте и высокой стоимости.

В силу особенностей конструкции щековые дробилки требуют точного дозирования исходного питания (не допускают пуска и работы «под завалом»).

Рис. 2 — Устройство щековой дробилки ДЩ 100×200М (10М)

Конструкция валковой дробилки

Валковые дробилки относятся к категории машин роторного типа, которые включают в себя следующие элемент:

• Станина (рама). Несущая сварная конструкция, воспринимающая дробящие усилия и крепящая остальные узлы.

• Валки. Два параллельных цилиндра на горизонтальных валах, установленных в подшипниковых узлах. Конструктивно — стальная или чугунная ступица со сменным износостойким бандажом – футеровкой, часто составной, из сегментов. Футеровка наиболее распространенных двухвалковых дробилок обычно гладкая, реже волнистая. Существует класс зубчатых двухвалковых дробилок, отличающийся от дробилок с гладкими валками пониженной скоростью вращения валков.

• Подшипниковые опоры. Один валок установлен жёстко (в неподвижных опорах), второй — в подвижных, что позволяет ему отходить при перегрузке. Также служит для регулировки выходной щели.

• Предохранительное устройство. Пакет пружин, удерживающий подвижный валок и обеспечивающий заданное усилие дробления. При прохождении недробимого тела пружины пакета сжимаются, валок отходит, а после снятия нагрузки валок возвращается в исходное положение.

• Привод. Электродвигатель с клиноременной или зубчатой передачей. В современных машинах часто реализован индивидуальный привод каждого валка — это даёт возможность при необходимости задавать разные окружные скорости вращения.

• Загрузочная воронка. Подача материала в зону дробления.

Существуют также одновалковые дробилки, где вместо второго валка используется неподвижная плита (щека). Одновалковые дробилки имеют как правило зубчатые валки большого диаметра с низкой скоростью вращения, которые используются, например, для дез интеграции мерзлого угля или для дробления отходов бетона. В последнем случае дробящие узлы дробилки изготавливают из особо прочной стали.

Кроме того, бывают трех- и четырехвалковые машины, по сути представляющие собой несколько двухвалковых дробилок, смонтированных в одном корпусе для двухстадийного измельчения.

Рис. 3 — Устройство валковой дробилки ДГ 125×200 М

3. Принцип действия и получаемый продукт

Щековая дробилка

Работает циклично. Подвижная щека совершает качательные движения, периодически приближаясь и отходя от неподвижной щеки. Дробление происходит только при сближении (рабочий ход), а разгрузка — при отходе (холостой ход). Усилие нарастает от нуля до максимума и падает при раскрытии щеки. Из-за разнонаправленных сил в куске возникают напряжения сжатия с элементами сдвига (в дробилках со сложным движением щеки), что приводит к расколу по самым слабым плоскостям. Как результат, крупные куски раскалываются по естественным трещинам. Форма продукта — угловатая, разнородная, с большим количеством крупных фракций.

Щековые дробилки широко используются в промышленной и лабораторной практике рудоподготовки.

Валковая дробилка

Работает непрерывно. Материал затягивается в зазор между валками силами трения и непрерывно разрушается при прохождении через него. Нагрузка постоянная, равномерная, но по усилию сжатия значительно уступает щековой дробилке. Как результат, дробленый продукт более равномерный по гранулометрическому составу (почти все куски не больше зазора), со значительной долей лещадных (плоских) зерен.

Валковые дробилки широко используются в лабораторной практике пробоподготовки, а также в промышленной практике дезинтеграции сухих материалов в технологиях с невысоким объемом переработки исходного сырья.

Сравнительная таблица: Щековая дробилка vs Валковая дробилка

Источники

ГОСТ 14916-82. Дробилки. Термины и определения.

Справочник по обогащению руд. Т.1 Подготовительные процессы. М., Недра. 1984.

Андреев С.Е., Перов В.А., Зверевич В. В. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. – М. Недра. 1980.

Газалеева Г.И., Цыпин Е.Ф., Червяков С.А. Рудоподготовка. Дробление, грохочение, обогащение. – Екатеринбург. УЦАО. 2014.