MB1(2).pdf

Politechnika Warszawska

Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych

Instytut Maszyn Roboczych Ci ęŜ kich

Tylko do celów dydaktycznych .

Laboratorium MRC

Kruszenie skał.

Autorzy:

Dr in Ŝ . Andrzej Selenta

Mgr in Ŝ . Paweł Ci ęŜ kowski

Warszawa 2005

Cel ć wiczenia.

Podstawowym celem ć wiczenia jest uzupełnienie wiadomo ś ci zwi ą zanych z zagadnieniami

kruszenia o ś rodków skalnych, przedstawionymi podczas wykładu. Przygotowane ć wiczenie

laboratoryjne pozwoli uczestnikom na:

• zapoznanie si ę z podstawowymi zagadnieniami i parametrami procesu kruszenia (p ę kania);

• zapoznanie si ę z budow ą , rozwi ą zaniami konstrukcyjnymi oraz tendencjami rozwojowymi

maszyn rozdrabniaj ą cych na przykładzie kruszarek modelowych (szcz ę kowej, sto Ŝ kowej i

udarowej).

• praktyczne poznanie zjawisk zachodz ą cych podczas procesu kruszenia w rzeczywistych

maszynach.

Mechanizmy i postacie p ę kania.

Mechanizm p ę kania o ś rodków skalanych ma cz ę sto bardzo zło Ŝ ony i losowy charakter. W

procesach kruszenia o ostatecznej postaci przełomów decyduj ą ró Ŝ ne, niekiedy mało znane,

mechanizmy p ę kania. Ró Ŝ ne mog ą by ć postacie przełomów, kształt i liczba uzyskanych po

rozpadzie cz ęś ci. Zmienna jest równie Ŝ ilo ść u Ŝ ytkowanej energii. Na mechanizmy i postacie

p ę kania ma wpływ bardzo wiele czynników.

Nale Ŝą do nich: ukształtowanie przestrzeni roboczej w kruszarkach, powierzchnia elementów

obci ąŜ aj ą cych (płyty gładkie, płyty ró Ŝ nie profilowane itd.), warunki tarcia, pr ę dko ść obci ąŜ enia

czy te Ŝ rodzaj o ś rodka. Na przedstawionym poni Ŝ ej rysunku zamieszczono przykładowy proces

kruszenia.

Rys. 1. Schemat elementarnego procesu kruszenia ( ś ciskanie – zgniatanie)

Mechaniczne rozdrabnianie materiałów mo Ŝ e odbywa ć si ę w maszynach zwanych kruszarkami lub

młynami.

Modele kruszarek.

Postarajmy sobie odpowiedzie ć na pytanie, czym jest kruszarka?

Def.:

Kruszarka to urz ą dzenie przeznaczone do rozdrabniania surowców skalnych (skał zwi ę złych,

okruchowych) oraz materiałów odpadowych (gruz, Ŝ u Ŝ el, cegła, szkło, ceramika) uzyskiwanych

wyniku prac rozbiórkowych lub selektywnej zbiórki i przeznaczonych do powtórnego

wykorzystania.

Aby lepiej zrozumie ć procesy kruszenia, dobrze jest zapozna ć z podstawowymi typami kruszarek.

Polska norma, PN-60/M-47011, dotycz ą ca kruszarek dzieli je na nast ę puj ą ce typy:

¨ kruszarki szcz ę kowe,

¨ sto Ŝ kowe,

¨ walcowe,

¨ młotkowe,

¨ specjalne.

Kruszarki szcz ę kowe.

Omówienie kruszarek rozpoczniemy od kruszarki szcz ę kowej. Kruszarka ta jest najstarsz ą i

jednocze ś nie najcz ęś ciej stosowan ą maszyn ą do rozdrabniania skał. Decyduj ą o tym: prostota

konstrukcji, łatwo ść obsługi, trwało ść oraz du Ŝ e siły kruszenia. Praca maszyny ma charakter

cykliczny. Kruszarki szcz ę kowe stosuje si ę do rozdrabniania grubego oraz ś redniego. Głównym

zadaniem kruszarki szcz ę kowej jest zgniatanie ziaren pomi ę dzy dwoma szcz ę kami. Jedna szcz ę ka

jest nieruchoma, za ś druga, nachylona pod okre ś lonym k ą tem, wykonuje ruch wahadłowy. Szcz ę ki

wyposa Ŝ one s ą w wymienne płyty, które maj ą odpowiednio ukształtowane powierzchnie. Na

rysunku 2 przedstawiono model dwurozporowej kruszarki szcz ę kowej.

Budowa kruszarki szcz ę kowej.

OA – korba nap ę dowa (wał mimo ś rodowy); AB – poci ą gacz; BC i BD – płyty rozporowe; DE -

płyta ruchoma (szcz ę ka ruchoma); KL – płyta nieruchoma; DELK – przestrze ń komory roboczej,

gdzie wyst ę puje zgniatanie i ś ciskanie materiału , co powoduje p ę kanie, redukcj ę wymiarów i

przesuwanie si ę do dolnej cz ęś ci komory, w kierunku otworu wylotowego. Kształt płyty ma wpływ

na siły kruszenia.

n,w

Rys.2. Dwurozporowa kruszarka szczękowa.

b) Kruszarki udarowe.

Rozdrobnienie materiału w takich kruszarkach polega na uderzeniu tego materiału, przez elementy

robocze maszyny, poruszaj ą ce si ę ze znaczn ą pr ę dko ś ci ą . Prowadzi to do zniszczenia struktury

materiału. Spo ś ród kilku rodzajów kruszarek udarowych najwi ę ksze zastosowanie znalazły

kruszarki młotkowe. Budowa i zasada działania została przedstawiona na rysunku 3. Wielko ść

szczelin rusztu ( 4) decyduje o ostatecznym efekcie rozdrobnienia okre ś lonym przez stopie ń

rozdrobnienia. Efekty procesu rozdrobnienia udarowego zale Ŝą od szeregu takich czynników jak:

rodzaj i wła ś ciwo ś ci materiału, pr ę dko ś ci obrotowe wału z młotkami, liczby młotków i ich kształtu,

ukształtowania komory roboczej itd. W kruszarkach młotkowych młotki (2) osadzone s ą wahliwie

na tarczy (1) osadzonej na wale nap ę dowym. Cz ęś ci ś cian korpusu wyło Ŝ one s ą segmentami płyt

pancernych (3) o wysokiej wytrzymało ś ci na ś cieranie. Cz ą stki materiału dostatecznie

rozdrobnionego przedostaj ą si ę na zewn ą trz przez ruszt (4) , za ś te które maj ą zbyt du Ŝ e wymiary

poddawane s ą dalszemu procesowi niszczenia.

Rys. 3. Udarowa kruszarka młotkowa.

c) Kruszarki sto Ŝ kowe.

Kruszarki sto Ŝ kowe s ą najcz ęś ciej stosowanym rodzajem maszyn do rozdrabniania skał zwi ę złych i

bardzo zwi ę złych. Schemat działania takiej kruszarki przedstawiono na rys.4. Elementami

roboczymi s ą dwa sto Ŝ ki: sto Ŝ ek wewn ę trzny (1), sto Ŝ ek zewn ę trzny (2). Rozdrabnianie w tych

kruszarkach ma charakter ci ą gły. Na proces rozdrabniania składaj ą si ę nast ę puj ą ce zjawiska:

zgniatanie, ś cieranie oraz łamanie pomi ę dzy powierzchniami bocznymi sto Ŝ ków. Istnieje wiele

podziałów kruszarek sto Ŝ kowych. Jedne opieraj ą si ę na kryteriach konstrukcyjnych, inne za ś na

kryteriach technologicznych.

Polska norma PN-72/M-47270 dzieli kruszarki sto Ŝ kowe na:

a) kruszarki sto Ŝ kowe o sto Ŝ kach przeciwległych zbie Ŝ nych,

b) kruszarki sto Ŝ kowe o sto Ŝ kach współbie Ŝ nych.

Kruszarki o sto Ŝ kach przeciwległych zbie Ŝ nych przeznaczone s ą do kruszenia zgrubnego. Kruszarki

sto Ŝ kowe o sto Ŝ kach współbie Ŝ nych przeznaczone s ą do kruszenia drobnego. Omówimy

przykładowy model kruszarki.

W kruszarce przedstawionej na rysunku 4 typu ,,Gates" sto Ŝ ek wewn ę trzny zawieszony jest na

ło Ŝ ysku kulistym 5 . O ś tego sto Ŝ ka OO’ jest odchylona o kilka stopni od osi geometrycznej

maszyny OO. Poprzez przekładni ę sto Ŝ kow ą (4) nap ę d przenosi si ę na tulej ę mimo ś rodow ą (3) .

Sto Ŝ ek (1) mo Ŝ e obraca ć si ę wokół własnej osi (OO’). Kruszenie materiału zachodzi przy zbli Ŝ aniu

si ę sto Ŝ ka ruchomego (1) do kolejnych cz ęś ci sto Ŝ ka nieruchomego (2). Powierzchnie robocze

sto Ŝ ków mog ą by ć gładkie lub Ŝ łobkowane.

Rys. 4. Schemat kruszarki sto Ŝ kowej z wałem podwieszonym -,,Gates”.

Teoretyczne podstawy procesu kruszenia.

Kruszenie jest procesem skomplikowanym, zale Ŝ nym od całego szeregu czynników. Do

najwa Ŝ niejszych nale Ŝą własno ś ci fizyczne, mechaniczne i chemiczne skał oraz sposób ich

kruszenia. Jednym z najistotniejszych problemów procesu kruszenia jest zapotrzebowanie na

energi ę potrzebn ą do skruszenia skały do Ŝą danej wielko ś ci. Ogólna teoria mechanicznego

kruszenia ciała, która obj ę łaby wszystkie zjawiska zachodz ą ce podczas tego procesu, nie została

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: