Wyjaśnienie Kruszarek Stożkowych

Kruszenie

‘Rozdrabnianie’ jest terminem używanym do określenia procesu, który redukuje materiały (szczególnie rudy wydobywcze). Jest to działanie polegające na redukcji materiału do drobnych fragmentów lub cząsteczek. Proces ten jest zazwyczaj osiągany w operacjach górniczych poprzez etapy kruszenia i mielenia.

W przeszłości działalność górnicza była trudna i pracochłonna. Rozdrabnianie rudy odbywało się za pomocą kilofa górniczego, wiertła lub młota kowalskiego. Do połowy XIX wieku rozmiarowanie i kruszenie opierało się głównie na pracy ręcznej; młoty wodne stały się popularne znacznie później, podczas Rewolucji Przemysłowej. W tym wczesnym okresie można było produkować tylko stosunkowo niewielkie ilości skał i kruszywa. Te niewielkie ilości były następnie ładowane do worków lub wagonów do transportu.

Łopata i Kilof

Podczas Rewolucji Przemysłowej materiały wybuchowe zostały po raz pierwszy użyte w komercyjnym wydobyciu. Wydobycie przy użyciu materiałów wybuchowych nazywano strzałowym. Do połowy XIX wieku strzałowe było powszechną techniką wydobywczą stosowaną do masowego wydobycia i wkrótce po tym pojawiły się parowe koparki. Te nowe techniki wydobywcze zrewolucjonizowały przemysł górniczy, umożliwiając produkcję coraz większych ilości uwolnionych materiałów.

Przemysł górniczy odnotował wzrost w ostatnim stuleciu z powodu gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na minerały; ten wzrost wymagał znacznego zwiększenia produkcji. Wzrost zapotrzebowania doprowadził do rozwoju nowych i bardziej wydajnych kruszarek (maszyn używanych do redukcji rozmiaru). W miarę wzrostu ilości kruszenia, wzrosły również wymagania dotyczące transportu i przenoszenia ich wejść i wyjść. Aby temu sprostać, wprowadzono takie elementy jak przenośniki taśmowe i ciężarówki transportowe.

Przenośniki Taśmowe

Podoba Ci się ten artykuł? Koniecznie sprawdź nasze Kursy Wideo Inżynierii! Każdy kurs zawiera quiz, podręcznik, a po ukończeniu kursu otrzymasz certyfikat. Miłej nauki!

Historia Kruszarki Stożkowej

Kruszarka stożkowa została po raz pierwszy opracowana w Stanach Zjednoczonych w latach 20. XX wieku przez Braci Symons z Milwaukee. Bracia Symons są uznawani za pierwszych projektantów i wynalazców sprężynowej kruszarki stożkowej. Największą zaletą kruszarki stożkowej Symons Brothers była jej trwałość i prostota (cała maszyna miała tylko dziewięć ruchomych części). Po dalszych latach badań i rozwoju (R&D), sprężynowa kruszarka stożkowa stała się jedną z najbardziej wydajnych - a co za tym idzie, jedną z najczęściej używanych - maszyn kruszących.

Przekrój Kruszarki Stożkowej

Projekt sprężynowej kruszarki stożkowej umożliwia przejście materiałów niekruszalnych np. metalowych odpadów, przez komorę kruszenia za pomocą sprężyn. Pierwsza hydrauliczna kruszarka stożkowa została opracowana w 1948 roku, co umożliwiło otwieranie komory kruszenia hydraulicznie, zamiast używania sprężyn (mechaniczne działanie). Oba projekty kruszarek stożkowych, sprężynowe i hydrauliczne, są nadal używane do dziś.

Kruszarki stożkowe są zdolne do kruszenia wszystkich rodzajów średnio twardych minerałów i kamieni. Oferują również wiele zalet w porównaniu z innymi projektami kruszarek, takich jak niska konsumpcja energii, niezawodność, wysoka wydajność (w porównaniu z innymi kruszarkami) oraz wysoki współczynnik redukcji (rozmiar wejściowy w porównaniu z rozmiarem wyjściowym).

Pomimo obecności w wielu branżach, najczęściej używane są w budownictwie i górnictwie. Kruszarki stożkowe są zazwyczaj używane do kruszenia wtórnego, trzeciego i dalszych etapów, z kruszarkami szczękowymi i kruszarkami stożkowymi używanymi do pierwotnych operacji kruszenia.

Kruszarki Szczękowe, Stożkowe i Stożkowe

W niektórych przypadkach Run of Mine (ROM) ruda z kopalni może być podawana do kruszarki stożkowej za pomocą przenośników i ekranów, ale częściej materiał wejściowy pochodzi z pierwotnych kruszarek i kruszarki stożkowe są używane do dalszych etapów kruszenia.

Cel Kruszarek

Kruszarka to maszyna zaprojektowana do redukcji rozmiaru dużych skał do mniejszych skał, żwiru, piasku lub pyłu skalnego; jest to niezbędne do efektywnego transportu produktu za pomocą przenośników itp. Kruszenie jest pierwszym z wielu etapów prowadzących do separacji minerałów od odpadów (gangue). Odpady mogą być odrzucone lub poddane recyklingowi, co pozwala na dalsze przetwarzanie produktu bogatego w minerały w głównym zakładzie.

Różne typy kruszarek i separatorów minerałów mogą być stosowane w zależności od przepustowości, twardości i właściwości przetwarzanego minerału. W każdym przypadku etap kruszenia jest zasadniczo osiągany poprzez przeniesienie mechanicznie wzmocnionej siły (poprzez przewagę mechaniczną) na materiał, aby rozbić wiązania, które utrzymują materiał razem.

Kruszenie jest osiągane poprzez przeprowadzenie materiału pomiędzy dwoma stałymi powierzchniami, a następnie zastosowanie wystarczającej siły, aby zbliżyć powierzchnie do siebie, tak aby cząsteczki kruszonego materiału były oddzielone od (pęknięcia), lub zmieniały ustawienie względem siebie (odkształcenie).

Kruszarki są powszechnie klasyfikowane według stopnia, w jakim fragmentują materiał wyjściowy, przy czym kruszarki pierwotne i wtórne obsługują materiały gruboziarniste, a kruszarki trzeciorzędowe i czwartorzędowe redukują cząstki do drobniejszych gradacji. Każda kruszarka jest zaprojektowana do pracy z określonym maksymalnym rozmiarem surowca i często dostarcza swój produkt do maszyny przesiewającej (przesiewacza), która sortuje i kieruje produkt do dalszego przetwarzania. W wielu przypadkach początkowe etapy kruszenia są kontynuowane przez dalsze etapy mielenia (jeśli materiały muszą być dalej redukowane).

Typy Kruszarek

Istnieją trzy typowe kruszarki używane w zakładach wydobywczych i przetwórczych:

• Kruszarki Stożkowe
• Kruszarki Szczękowe
• Kruszarki Stożkowe

Zazwyczaj początkowy etap kruszenia jest realizowany przy użyciu kruszarek stożkowych lub kruszarek szczękowych. Często zdarza się, że zainstalowana jest tylko jedna kruszarka, która jest nazywana kruszarką pierwotną.

Kruszarki stożkowe są częściej używane do 2., 3. i 4. etapu kruszenia (choć nie zawsze).

Komponenty Kruszarki Stożkowej (Części Kruszarki)

Główne komponenty kruszarki stożkowej obejmują główny wał, płaszcz, wklęsłości, stożek, krzywkę łożyskową, napęd, koło koronowe, ramę oraz mechanizm zwalniania odpadów (mechanicznie lub hydraulicznie aktywowany).

Komponenty Kruszarki Stożkowej

Zespół Górnej Obudowy i Pokrywy Pajęczej

Materiał wejściowy jest podawany przez przenośniki do zbiornika podającego nad pionowo zamontowaną kruszarką stożkową. Materiał wejściowy wchodzi do kruszarki przez otwór w górnej obudowie. W zależności od projektu kruszarki stożkowej, może być używana płyta rozdzielająca, aby równomiernie rozprowadzić materiał wejściowy podczas wchodzenia do kruszarki. Pokrywa pajęcza (jeśli zamontowana) mieści górne łożysko głównego wału; wał jest smarowany smarem lub olejem w zależności od projektu.

Zespół Pokrywy Pajęczej

Główny Wał

Główny wał jest zazwyczaj wykonany z wysokiej jakości stali kutej (wyżarzanej w celu usunięcia naprężeń). Górna część wału jest wspierana przez samonastawne łożysko w pokrywie pajęczej (jeśli zamontowana). Samonastawne łożysko jest zaprojektowane tak, aby uwzględniać ruch generowany przez oscylujący wał; ten oscylujący ruch jest spowodowany przez dolny układ napędowy krzywki. Trzpień łożyska pajęczego jest skurczony na górze głównego wału.

Łożysko Stopniowe

Dół głównego wału jest wspierany przez trójczęściowe łożysko stopniowe które oscyluje z głównym wałem. Łożysko stopniowe wspiera ciężar wału.

Płaszcz i Wklęsłości

Płaszcz jest zamontowany na głowicy/stożku, który jest zamontowany na głównym wale. Płaszcz stanowi część wymiennych powierzchni zużycia i oscyluje z ruchomym wałem (ruchoma powierzchnia zużycia). Płaszcze są zazwyczaj wykonane z stopu stali manganowej.

Pierścień wklęsły (wyściółka misy) jest umieszczony w górnej obudowie; tworzy stacjonarną powierzchnię zużycia.

Części Kruszarki Stożkowej

Napęd Krzywkowy i Łożysko

Ruch krzywkowy jest osiągany przez dolne łożysko krzywkowe i układ napędowy znajdujący się na dole głównego wału. Ten układ jest podobny w konstrukcji i zasadzie do tego stosowanego przez kruszarki stożkowe. Łożysko krzywkowe jest wykonane z stali wysokowęglowej z brązową wewnętrzną tuleją zużycia. Możliwe jest dostosowanie rzutu krzywki poprzez instalację tulei o różnych rozmiarach. 'Rzut' definiuje zakres ruchu wału, a co za tym idzie, odległość między płaszczem a wyściółką misy w dowolnym punkcie, co jest szczególnie istotne w punkcie dławienia (miejsce, gdzie średnica płaszcza jest największa i gdzie płaszcz jest najbliżej stacjonarnych powierzchni zużycia).

Koło Zębate i Zespół Wału Przeciwwagi

Stalowe koło zębate jest zamontowane na wałku napędowym koła zębatego. Wałek napędowy koła zębatego jest wspierany przez łożyska wałka zębatego zasilane z wspólnego systemu smarowania. Zewnętrzny układ napędowy silnika dostarcza moc napędową do wałka zębatego, który z kolei obraca główny wał poprzez ten układ koła zębatego i koła koronowego.

Dolna Obudowa

Wyżarzana odlewana stalowa dolna obudowa miesci układ napędowy i komponenty napędu krzywkowego. Materiał wyładowany z kruszarki przechodzi przez dolną obudowę.

Jak Działają Kruszarki Stożkowe

Materiał wejściowy z zasobnika jest podawany do dużego otworu na górze kruszarki stożkowej. Następnie materiał opada grawitacyjnie i jest kruszony między płaszczem a wklęsłościami; kruszenie odbywa się w komorze kruszenia. W miarę jak materiał przesuwa się w kierunku końca napędu kruszarki stożkowej, jego rozmiar maleje (z powodu działania kruszenia), a coraz mniejsze kawałki przesuwają się w kierunku końca napędu kruszarki. Po przejściu przez kruszarkę, produkt - teraz o znacznie zmniejszonym rozmiarze - jest wyładowywany przez otwór w dolnej obudowie.

Działanie Kruszarki Stożkowej

Działanie kruszenia jest produkowane przez oscylację lub rzut (otwieranie i zamykanie) między ruchomym płaszczem, zamontowanym na stożku, a stacjonarnymi wklęsłymi wyściółkami zamontowanymi w górnej obudowie kruszarki. Płaszcz i wklęsłości tworzą powierzchnie robocze kruszarki, ponieważ to właśnie tam odbywa się działanie kruszenia.

Szerokość otworu wyładowczego określa rozmiar wyjściowy produktu kruszarki. Rozmiar wyjściowy produktu kruszarki można zmieniać poprzez podnoszenie lub opuszczanie górnej obudowy. Ta regulacja zmienia rozmiar produktu kruszarki stożkowej, ponieważ przerwa między płaszczem a wklęsłościami jest odpowiednio zwiększana lub zmniejszana. Podnoszenie wklęsłości (wyściółki misy) zwiększa rozmiar wyjściowy produktu, podczas gdy opuszczanie wklęsłości zmniejsza rozmiar wyjściowy produktu.

Ponieważ ruch płaszcza jest ekscentryczny, przerwa między płaszczem a wklęsłościami po jednej stronie jest inna niż przerwa po przeciwnej stronie, w dowolnym momencie. Kiedy przerwa między płaszczem a wklęsłościami jest największa, przerwa po przeciwnej stronie jest najmniejsza. Najszersza przerwa między płaszczem a wklęsłościami jest nazywana ustawieniem otwartej strony (OSS), podczas gdy najwęższa przerwa jest nazywana ustawieniem zamkniętej strony (CSS). Oba ustawienia są ważne, ponieważ opisują największy możliwy rozmiar wyjściowy produktu (OSS) i najmniejszy możliwy rozmiar wyjściowy produktu (CSS). OSS można podać jako:

CSS + Rzut = OSS

CSS i OSS Wskazane

Ruch ekscentryczny jest osiągany przez dolne łożysko krzywkowe i układ napędowy na dole głównego wału. Wał napędowy koła zębatego jest wspierany przez łożyska wałka zębatego i zasilany przez silnik elektryczny. Zewnętrzny przekładnia lub układ napędu pasowego redukuje prędkość silnika w kruszarce; typowe prędkości kruszarki wahają się od kilkuset obr/min do ok. 1000 obr/min. W niektórych przypadkach może być również używany system sprzęgła do absorpcji wstrząsów. Koło zębate na wałku przeciwwagi zazębia się z napędem krzywkowym, lub kołem koronowym.

Koło Koronowe

Wewnętrzna powierzchnia łożyska krzywkowego jest obrabiana poza środkiem od osi środkowej kruszarki. W miarę jak łożysko krzywkowe obraca się, dolny wał oscyluje w eliptycznej orbicie wokół osi środkowej kruszarki. To działanie powoduje, że przerwa między płaszczem a wklęsłymi wyściółkami otwiera się i zamyka przy każdym obrocie wału. Na górnym końcu płaszcza ten ruch jest bardzo mały, ale w miarę jak materiał opada niżej, rzut zwiększa się, a siła kruszenia również odpowiednio wzrasta.

Ścieżka Ruchu Płaszcza Kruszarki Stożkowej

Rozdrobniony materiał opada do dolnej obudowy i jest wyładowywany do systemu transportu produktu do dalszego przetwarzania. Dolna obudowa również mieści system smarowania wymuszonego i system hydrauliczny, który jest kluczowy dla układu napędowego i cylindrów zwalniania odpadów (jeśli zamontowane).

Dalsze przetwarzanie może obejmować dodatkowe etapy kruszenia (wtórne, trzeciorzędowe, czwartorzędowe itd.), mielenie, i inne etapy wzbogacania w zależności od przetwarzanego produktu.