Маятниковая щековая дробилка – традиционное устройство первичного дробления, оснащенное подвижной щекой, вращающейся по одной дуге вокруг подвесного вала. Она подходит для дробления материалов с прочностью на сжатие ≤250 МПа (например, известняка, угольной породы) до частиц размером 10–200 мм (степень дробления 3–5). Конструкция дробилки включает в себя раму, неподвижные и подвижные щеки, эксцентриковую передачу, регулировку подкладок и предохранительные устройства с толкающими плитами. Она отличается простотой и низкой стоимостью.
Производство включает в себя литые/сварные рамы, эксцентриковые валы из стали 40Cr (степень ковки ≥2,5) и щеки из стали ЗГМн13 (закалённые в воде). Контроль качества включает в себя ультразвуковую дефектоскопию отливок, проверку соосности подшипников (≤0,1 мм) и испытания под нагрузкой (соответствие размеров частиц ≥90%).
Широко используемый в небольших шахтах, на предприятиях по производству строительных материалов, при строительстве сельских дорог и предварительной обработке угля, он обеспечивает экономичную надежность для малобюджетных базовых задач дробления, хотя и с меньшей эффективностью, чем модели с двойным маятником.
Подробное введение в однощековые маятниковые щековые дробилки
Однощековая маятниковая дробилка — наиболее традиционный и широко используемый тип щековых дробилок. Её подвижная щека вращается по одной дуге вокруг подвесного вала (аналогично маятнику), отсюда и название — однощековая маятниковая дробилка. Отличаясь простотой конструкции, низкой стоимостью и простотой обслуживания, она играет ключевую роль в первичном дроблении на малых и средних рудниках, в производстве строительных материалов и дорожном строительстве. Она способна дробить материалы с прочностью на сжатие ≤250 МПа (например, известняк, песчаник, пустую породу) со степенью дробления 3–5 и регулируемым разгрузочным отверстием от 10 до 200 мм.
I. Состав и конструкция однощековых маятниковых дробилок
Конструкция однощековой маятниковой дробилки разработана по принципу маятникового дробления и состоит из пяти основных компонентов: рама, дробящий механизм, система трансмиссии, регулировочное устройство и предохранительное устройствоЭти компоненты работают вместе, обеспечивая компрессионное дробление материала, и имеют следующие специфические структуры и функции:
Рамка
В качестве несущего основания в моделях малого и среднего размера (например, ПЭ250×400) используется цельнолитая сталь (ЗГ230-450), а в моделях большего размера (например, ПЭ600×900) – сварная конструкция (листы стали Q235B толщиной 15–30 мм). Рама с обеих сторон оснащена отверстиями под подшипники (для поддержки эксцентрикового вала) и посадочными местами для толкающих пластин (для крепления толкающих пластин).
Дно открытое (что облегчает разгрузку), неподвижная щека и приводная система закреплены на переднем и заднем концах соответственно. Общая жёсткость должна выдерживать ударные нагрузки при дроблении (100–500 кН, в зависимости от модели).
Дробящий механизм
Фиксированная челюсть: Вертикально или слегка наклонно (≤15°) в передней части рамы, ее поверхность оснащена неподвижной щековой пластиной (сталь с высоким содержанием марганца ЗГМн13, толщиной 30–80 мм) с трапециевидными или треугольными зубьями (высотой 5–10 мм) для улучшения захвата материала.
Движущаяся челюсть: Соединён с рамой через подвесной вал (неподвижная точка опоры) вверху и с коленчатой пластиной внизу, образуя маятниковую конструкцию. Изготовлен из литой стали (ЗГ310-570) с подвижной щекой (симметричной неподвижной), она совершает дугообразные движения вокруг подвесного вала во время работы, создавая периодическое сжатие неподвижной щекой.
Система передачи
Мотор: Обеспечивает мощность (3–75 кВт, в зависимости от модели), соединенную со шкивом через клиновые ремни со скоростью вращения 750–1500 об/мин.
Шкив и эксцентриковый вал: Шкив (серый чугун ХТ250) передаёт мощность двигателя на эксцентриковый вал (сталь 45# или 40Cr, закалённая до твёрдости 22–28 ХРК). Эксцентриковая конструкция преобразует вращательное движение в качательное движение подвижной щеки (150–300 циклов/мин).
Вал подвески и подшипники: Вал подвеса (сталь 45#, закалённая до твёрдости 40–45 ХРК) закреплён в верхней части рамы, а подвижная часть вращается вокруг него посредством подшипников скольжения или качения. Эксцентриковый вал поддерживается сферическими роликовыми подшипниками в гнёздах подшипников рамы для обеспечения стабильного вращения.
Регулировочное устройство
Использует регулировка прокладки: Между распорной пластиной и задней стенкой рамы устанавливается набор прокладок различной толщины. Разгрузочное отверстие регулируется путём добавления/удаления прокладок с точностью ±1 мм. В моделях малого и среднего размера требуется ручная замена прокладок, а в моделях большого размера для облегчения регулировки могут использоваться ручные домкраты.
Устройство безопасности
The переключающая пластина Действует как предохранительный штифт: изготовлен из чугуна ХТ200 (хрупкий материал) и устанавливается между подвижной щекой и седлом распорной плиты рамы. При попадании в камеру недробимого материала (например, чугунных брусков) распорная плита разрушается под избыточным давлением, защищая критически важные компоненты (эксцентриковый вал, раму).
II. Производственные процессы
В процессе производства однощековых маятниковых дробилок основное внимание уделяется жесткости конструкции и надежности трансмиссии. Основные этапы включают в себя следующее:
Изготовление рам
Литая рама: Расплавленная сталь марки ЗГ230-450 отливается в заготовки методом формования в песчано-смоляную смесь (температура заливки 1450–1550 °C). После медленного охлаждения (для предотвращения усадки и трещин) проводится черновая механическая обработка, после которой проводится старение (для снятия литейных напряжений). Поверхность крепления неподвижной части кулачка подвергается чистовой обработке до плоскостности ≤0,2 мм/м, а отверстия под подшипники растачиваются до допуска H8 (Ра ≤3,2 мкм).
Сварная рамаПластины Q235B вырезаются на станке с ЧПУ (допуск ±1 мм) и свариваются дуговой сваркой под флюсом (высота шва 8–12 мм). Вибрационная выдержка после сварки (20–50 Гц в течение 2–4 часов) обеспечивает остаточные напряжения ≤80 МПа для предотвращения деформаций в процессе эксплуатации.
Производство ключевых компонентов
Эксцентриковый валСталь 40Cr подвергается ковке (коэффициент ковки ≥2,5), черновой точке и отпуску (закалка при 840°C + отпуск при 560°C) до твёрдости 22–28 ХРК. Прецизионная токарная обработка обеспечивает допуск на эксцентриситет ±0,1 мм, а поверхность цапфы шлифуется до Ра ≤1,6 мкм. Магнитопорошковый контроль (МТ) гарантирует отсутствие поверхностных трещин.
Подвижные и неподвижные челюстиПодвижная щека отлита из стали ЗГ310-570 методом литья в песчаные формы, отожжена (600–650 °C в течение 3 часов) после черновой обработки. Отверстие для вала подвеса расточено до допуска H7 с зазором посадки 0,05–0,1 мм. Неподвижная щека отлита заодно с рамой или закреплена болтами с параллельностью подвижной щеке ≤0,2 мм/м.
Щековые пластины: ЗГМн13 подвергается закалке в воде (1050 °C в течение 1–2 часов, закалка в воде) для формирования аустенитной структуры (ударная вязкость ≥180 Дж/см²). Профили зубьев формируются механической обработкой или литьем для равномерного контакта материала.
Сборка и ввод в эксплуатацию
Сборка: Вал подвески крепится к раме, за ним следуют подвижная часть (с зазором подшипника 0,1–0,2 мм), эксцентриковый вал, шкив, распорная пластина и прокладки. Болты затягиваются с требуемым моментом затяжки (например, болты M20: 200–250 Н·м).
Испытание без нагрузки: В течение 1 часа работы проверяется температура подшипника (≤75°C), уровень шума (≤90 дБ) и плавность вращения. Натяжение клинового ремня регулируется (прогиб 1,5% от пролета).
Нагрузочное тестирование: Двухчасовое дробление известняка позволяет проверить соответствие размера выгрузки (≥90%), стабильность тока двигателя (колебания ≤10%) и функциональность предохранительных устройств (разрывы толкающей пластины при имитации перегрузки).
III. Процессы контроля качества
Для обеспечения базовой надежности (расчетный срок службы ≥8 лет, без учета изнашиваемых деталей) контроль качества фокусируется на ключевых показателях эффективности:
Проверка сырья и заготовок
Литые стальные детали (рама, подвижная часть) проходят 100% визуальный контроль (отсутствие усадки/трещин) и ультразвуковую дефектоскопию (внутренние дефекты ≤φ3 мм). Для стальных листов (сварные рамы) требуются сертификаты на материал с пределом прочности на разрыв ≥375 МПа.
Поковки (эксцентриковый вал, вал подвески) проверяются на степень ковки и размер зерна выборочными механическими испытаниями (предел прочности на растяжение ≥600 МПа, предел текучести ≥350 МПа).
Проверка точности обработки
Соосность посадочных отверстий подшипников проверяется индикаторами часового типа (≤0,1 мм). Параллельность посадочных поверхностей неподвижной и подвижной частей подшипников проверяется уровнями (≤0,2 мм/м).
Эксцентриситет и погрешности круглости эксцентрикового вала измеряются с помощью инструментальных микроскопов (≤0,1 мм), а шероховатость поверхности цапфы проверяется с помощью профилометров (Ра ≤1,6 мкм).
Сборка и тестирование производительности
Зазоры при сборке: Разница зазоров между подвижной и неподвижной губками (сверху и снизу) ≤1 мм. Площадь контакта толкающей пластины с седлом ≥70% (обеспечивается равномерная передача усилия). Повышение температуры подшипника на холостом ходу ≤40°C (выше температуры окружающей среды).
Производительность дробления: Дробление известняка плотностью 150 МПа при номинальной производительности обеспечивает коэффициент дробления ≥90% от проектного значения (например, ПЭ400×600: ≥3,8 против проектного значения 4). Содержание негабаритных частиц ≤5%.
Проверка безопасности: Испытания на моделируемую перегрузку (1,5-кратный номинальный размер исходного сырья) подтверждают разрушение распорной пластины в течение 30 секунд без повреждения других компонентов.
IV. Применение на производственных линиях и в промышленности
Однощековые маятниковые дробилки, ценимые за простоту и низкую стоимость, в основном используются на небольших и средних производственных линиях с умеренными требованиями к эффективности и форме частиц:
Первичное дробление руды малого и среднего размера
В качестве дробилки первой стадии на небольших железорудных или известняковых рудниках она измельчает взорванную руду (200–500 мм) до 50–150 мм для последующего дробления в шаровых мельницах или конусных дробилках. Например, на известняковых рудниках производительностью 100 000 тонн в год часто используются модели ПЭ400×600 с вибрационными грохотами для простых линий дробления.
Производство строительных материалов
Дробит песчаник и сланец для получения стеновых материалов (например, газобетонных блоков) или строительных отходов (кирпича, бетона) для получения вторичного сырья (засыпки дорожного полотна). Простая конструкция позволяет часто перемещать установку (например, в качестве небольших мобильных дробильных установок).
Дробление дорожно-строительной базы
Дробит местные булыжники и камни для получения заполнителей для дорожного основания фракцией ≤100 мм (например, щебня, стабилизированного цементом) при строительстве дорог в сельской местности или низкосортных дорог. В случаях с низкими требованиями к качеству просеивание можно исключить для снижения затрат.
Угольная промышленность
Дробит рядовой уголь или пустую породу (прочность на сжатие ≤80 МПа). Низкая степень дробления минимизирует переизмельчение угля (снижает потери мелких фракций), что делает его пригодным для предварительной обработки на малых и средних углеобогатительных фабриках.
V. Основные отличия от двухмаятниковых щековых дробилок
Траектория движения: одинарная маятниковая подвижная щека совершает только колебания по дуге (больший ход внизу), тогда как двойная маятниковая подвижная щека сочетает колебание по дуге с вертикальным движением (более высокая эффективность).
Эффективность: Модели с одним маятником имеют грузоподъемность на 10–20 % ниже, чем модели с двумя маятниками того же размера, но обеспечивают более простое обслуживание и меньшие затраты.
Пригодность материала: Дробилки с одним маятником лучше подходят для материалов средней мягкости (например, известняка), тогда как модели с двумя маятниками работают с более твердыми материалами (например, гранитом).
Подводя итог, можно сказать, что однощековые маятниковые дробилки по-прежнему широко используются в мелкомасштабных дробильных установках с ограниченным бюджетом, требующих базовой функциональности, представляя собой решение начального уровня для первичного дробления.
