Дробилки служат для измельчения каменных пород, руды и других полезных ископаемых. При дроблении преодолеваются внутренние силы сцепления каменного материала и образуются новые поверхности.
Механическое дробление может осуществляться раздавливанием куска каменного материала, зажатого между двумя плитами, раскалыванием его острыми гранями сближающихся поверхностей, истиранием между двумя двигающимися параллельно друг другу поверхностями, а также изломом, при котором куски породы разрушаются изгибом, ударом, когда по расположенному на твердой подкладке куску камня ударяет рабочий орган машины, а так же ударом за счет центробежной силы ускорителя. Обычно в дробилках сочетаются эти виды дробления.
Получение мелких фракций возможно лишь в результате двух стадий, т. е. когда каменный материал пропускается через две дробилки. На сегодняшний день, в связи с изменением ГОСТ8267-93 появилась и третья стадия дробления, который кроме мелкости фракции позволяет получать щебень упрочненный, кубовидный и с лещадностью менье10% (1 категория).
Дробление относится к числу наиболее дорогих производственных процессов, поэтому технологический процесс, строится таким образом, чтобы не пропускать через дробилку лишний каменный материал. Это достигается предварительным отделением от него тех мелких фракций камня, которые уже не подлежат дроблению. Это возможно при помощи вибрационных грохотов марок YK и ZK.
Щековые дробилки модели PE, PEY, PEX, ASTRO, DHSK, где камень дробится между двух плит, одна из которых неподвижна, а другая периодически приближается и отходит. При сближении происходит раздавливание каменного материала, а при отходе раздробленный камень проваливается в выходную щель. Плиты имеют рифленую поверхность, ввиду чего раздавливание сочетается с изгибом. Иногда плиты не только сближаются, но и получают относительное параллельное перемещение. В этом случае каменный материал дополнительно еще истирается – «сложное качение», щековая дробилка ASTRO.
Отличительной особенностью дробилок со сложным качанием щеки служит различие траекторий точек подвижной щеки и шатуна. Здесь верхняя часть шатуна, на котором укреплена подвижная щека, посажена на эксцентриковый вал, а нижняя часть опирается на распорную плиту. Поэтому траектории точек шатуна, расположенных вблизи вала, приближаются к окружности, а точки, находящиеся вблизи распорной плиты, движутся по дуге окружности, описываемой, как из центра, из задней опорной точки распорной плиты. Промежуточные точки подвижной щеки движутся по овалам, которые по мере приближения к распорной плите становятся все более вытянутыми. Дробящая щека является неподвижной. Характер движения подвижной щеки создает своеобразные условия дробления, благодаря чему камень подвергается не только раздавливанию, но и истиранию. Поэтому эти дробилки предназначены для дробления неабразивных горных пород с пределом прочности ниже 2500 кГ/см2, тогда как дробилки с простым качанием щеки могут дробить более прочные горные породы, в том числе и абразивные.
Конусные дробилки модели PY и SMH, где дробление каменного материала происходит в пространстве между двумя конусами. Внешний конус неподвижен, внутренний — вращается. При этом он посажен на вал эксцентрично или совершает круговые маятникообразные (гирационные) движения. Здесь происходит непрерывное раздавливание каменного материала, а при рифленых конусах также и его излом. Так же конусные дробилки подразделяются на пружинные (PY) и наиболее продвинутые –гидравлические (SMH). Так же подразделяются на дробилки для крупного дробления (с крутым конусом) и мелкого/среднего дробления (с пологим конусом).
Дробилки с крутым конусом служат для крупного дробления. Дробящий конус закреплен на главном вертикальном валу, верхний конец которого подвешен в траверсе, а нижний конец свободно входит в эксцентричное отверстие стакана. Вследствие этого вал дробящего конуса описывает коническую поверхность. Регулирование величины выходной кольцевой щели осуществляется гайкой, которая расположена в верхней части вала. Дробящий конус этих машин может быть насажен на эксцентричную втулку, вращающуюся относительно неподвижной оси. Здесь геометрическая ось дробящего конуса описывает цилиндрическую поверхность. Дробилки с крутым конусом маркируются по наибольшей ширине загрузочного отверстия.
Дробилки с пологим конусом предназначены в основном для мелкого и среднего дробления. Здесь нижний конец вала вставлен в высокий стакан-эксцентрик. Вертикальные составляющие усилий дробления, которые ввиду большого угла конуса весьма значительны, воспринимаются сферическим подпятником. При попадании недробимых предметов неподвижный конус за счет сжатия пружин или гидравлического цилинтра приподнимается, что увеличивает выпускную щель, через которую и происходит удаление этого предмета. Дробилки характеризуются наличием зоны параллельности в нижней части конусов, благодаря которой щебень получается более равномерным по крупности. Здесь вал дробящего конуса представляет собой консоль, и его ось описывает коническую поверхность. Эти дробилки маркируются по диаметру нижнего основания дробящего конуса.
Ударно-центробежные дробилки с вертикальным валом модели PL и VSI используют для третей стадии дробления. Дробления происходи двумя способами «камень об железо» и «камень об камень». Материалу, попадающему в ускоритель, который закреплен на вертикальный ведущий вал придается центробежное ускорение и он на большой скорости, через отверстия ускорителя, вылетает из него и ударяется об броню (камень об железо). Так же материал подается через распределяющие отверстия и свободно падая, встречается с вылетающими камнями из ускорителя (камень об камень).
Основным преимуществом таких дробилок,», является высокое качество готового продукта. Гарантированная лещадность продуктов дробления на ударно-центробежных дробилках с вертикальным валом не превышает 10%, т.е. возможно получения материала 1 категории, согласно новым требованиям ГОСТ 8267-93. А на большинстве не склонных к лещадности материалах, возможно получение величины лещадности ниже 5-7%. При этом кубовидность на центробежных дробилках сохраняется во всех классах, включая мелкие.
Дробилки ударного действия, где дробление камня происходит при ударе о него молотков, как это имеет место в молотковых дробилках моделей PC, PCD, PCF, PCKW. В ударно-метательных дробилках, имеющих увеличенную камеру дробления, куски камня после удара о них бил отбрасываются на отбойные плиты и рикошетируют от них – роторные дробилки моделей PF, PFB, PFQ, ISP.
Молотковые и роторные дробилки относятся к машинам непрерывного действия. Они отличаются малым расходом энергии и могут быть с нормальным (300—2000 об/мин) и с повышенным (до 3000 об/мин) числом оборотов ротора. Окружная скорость молотков обычно 25—55 м/сек, а степень измельчения 10—15. Чем крупнее и прочнее каменный материал, тем большей должна быть скорость вращения ротора. Вес молотков колеблется от 3 до 150 кг. Более мелкое дробление щебня достигается постановкой большого количества небольших молотков. Молотки могут быть шарнирно и жестко укреплены на роторе. (Била) По числу роторов дробилки разделяются на однороторные (одновальные) и двухроторные (двухвальные). Билы на роторе могут располагаться в одной плоскости (однорядные) и в нескольких плоскостях (многорядные). К достоинствам дробилок относятся компактность конструкции, малый вес, высокие производительность и степень измельчения камня. К недостаткам следует отнести быстрый износ молотков, вследствие чего эти дробилки обычно применяют для дробления материалов, предел прочности которых не превышает 1000 кГ/см2.
Валковые дробилки моделей 2PG и 4PG, где раздавливание камня происходит при проходе его через зазор между вращающимися навстречу друг другу валками или между валком и корпусом дробилки. В случае рифленых валков одновременно с раздавливанием происходит также раскалывание камня.
Валковые дробилки предназначены для мелкого дробления и могут быть с гладкими, рифлеными или зубчатыми валками. Их изготавливают с отдельным приводом каждого валка или с приводом только одного валка. В последнем случае вращение ко второму валку передается зубчатой передачей. Размер выпускной щели регулируется передвижением подшипников одного из валков. Подшипники упираются в пружины, которые предохраняют дробилку от поломки — при попадании не дробимого предмета валки расходятся и предмет выпадает из дробилки. Подвижным устраивается один валок или оба валка. В последнем случае горизонтальные инерционные усилия уравновешиваются и работа дробилки становится более равномерной.
