Принципиальная конструктивная схема роторной дробилки представлена на рис. 7.6.2. Приведенные геометрические параметры схемы характеризуют размеры и взаимное расположение рабочих органов дробилки. Основные узлы дробилки — ротор, корпус, отражательные устройства (плиты, колосниковые решетки) и привод.
Ротор дробилки представляет собой вращающийся рабочий орган, включающий в себя била с деталями их крепления, корпус с валом, и является основным и наиболее ответственным узлом дробилки, служащим для нанесения удара по дробимому материалу. Для эффективного разрушения дробимого материала окружные скорости бил достигают 20...80 м/с.
Такие высокие окружные скорости создают центробежные силы, действующие на било, а при соударении возникают ударные силы, превышающие их в сотни раз. Условия ударного нагружения требуют весьма надежной конструкции ротора и крепления бил. Удачная конструкция ротора — главное условие надежности работы всей дробилки. Рассмотрим несколько конструкций ротора.
Ротор состоит из корпуса 2, бил 1 с деталями их крепления и вала 4, на который напрессовывается корпус ротора (рис. 7.6.3).
Цилиндрическую поверхность корпуса ротора между билами, образующая которой параллельна оси вращения, называют внешней поверхностью ротора; поверхности, ограничивающие ротор по длине и перпендикулярные к его оси вращения, именуют торцовыми. Роторы классифицируют по следующим признакам: по числу бил — от 2 до 12; по монолитности корпуса ротора — монолитные (закрытые, рис. 7.6.4, а, б, д, е) и пустотелые (в виде дисков, рис. 7.6.4, в, г); по наличию торцовых дисков.
Било, являющееся одной из важнейших деталей дробилки, влияет на конструкции ротора и корпуса дробилки. Широкое распространение получили била с одной рабочей поверхностью разового применения (рис. 7.6.5, я, б). Эти била обладают надежным крепленим, хорошим прилеганием опорной поверхности к ротору, выдерживают большие нагрузки, их используют в роторных дробилках крупного дробления. В качестве крепежных деталей применяют различные клиновые устройства.
Приведенное на рис. 7.6.5, а било имеет хвостовик в форме ласточкина хвоста, прижимаемый к опорной части клиновым брусом. Брус в средней части поджат нижним клином так, что он свободно перемещается по всей длине, что делает зажим равномерным.
На рис. 7.6.5, б показаны била с одной рабочей поверхностью, выпускаемые фирмой Kennedy (США); они имеют с обратной стороны уступ, входящий в соответствующее углубление на опорной части корпуса ротора для противодействия центробежным силам. Хвостовая часть обладает скошенной плоскостью, в которую упирается клин, прижимающий било к ротору.
Наиболее простые конструкции с одной рабочей поверхностью приведены на рис. 7.6.5, в. От смещения в радиальном направлении под действием центробежных сил и радиальных составляющих ударных сил предохраняет шпонка или выступ била.
Било притягивается к корпусу ротора с помощью болтовых или клиновых соединений. Конструкция таких бил симметрична относительно средней части, которую используют для обеих установок била. После изнашивания било переставляется нижней частью вверх, что позволяет повысить коэффициент использования металла бил.
Для реверсируемых бил не требуется силовых крепежных устройств, так как они удерживаются в пазу ротора посредством уступов (рис. 7.6.5, г, д). Эти била вставляют с торца ротора, и от смещения в осевом направлении их удерживают планки, закрепленные на роторе.
Существуют конструкции роторов с гидравлическими зажимами бил (рис. 7.6.5, е, ж). Учитывая, что гидравлический зажим обеспечивает надежное крепление бил, применение его целесообразно в условиях больших ударных нагрузок на первой стадии дробления.
Большое распространение в дробилках среднего и мелкого дробления получили выдвижные била (рис. 7.6.5, з, и). Такое било изготовляют удлиненным и помещают в соответствующий его размеру удлиненный паз ротора. По мере изнашивания внешней части била его выдвигают и закрепляют в новом положении. Число выдвижений не превышает 3-4. Опорные поверхности бил имеют соответствующее число желобков или ребер, которые используют для фиксации била в пазу ротора.
Отражательные устройства (плиты, колосниковые решетки, брусья) вместе с ротором образуют камеру дробления. Расположение в дробилке, а также их конструкция (рис. 7.6.6) зависят от назначения и особенностей эксплуатации дробилки. Отражательные плиты выполняют в виде цельных отливок из износостойкой и вязкой стали или сварных конструкций. Устанавливают их в корпусе дробилки на шарнирной подвеске или крепят жестко к корпусу. Плиты с шарнирной подвеской обычно в верхней части закреплены на оси или цапфах, укрепленных на боковых стенках корпуса.
Нижней частью плиты опираются на предохранительно-регулировочное устройство (рис. 7.6.6). Такое конструктивное решение позволяет изменять форму камеры дробления, отодвигая плиту от ротора или приближая ее к ротору, изменять ширину щелей между плитами и билами ротора, обеспечивать пропуск крупных недробимых предметов путем отклонения отражательной плиты. Возвращение отражательной плиты после прохода недробимого предмета достигается применением специальной возвратной пружины (рис. 7.6.6, г, д) либо под действием собственной силы тяжести (рис. 7.6.6, а, в) или силы тяжести контргруза (рис. 7.6.6, б).
Пружинные устройства применяют, когда собственная масса недостаточна для удержания плиты в рабочем положении на предмет противодействия ударным нагрузкам нормального процесса дробления. Пружины крепятся на тягах, с помощью которых устанавливают и ширину выходной щели. При этом в одних конструкциях сила затяжки пружины не зависит от ширины шели (рис. 7.6.6, д), а в других зависит (рис. 7.6.6, г). Рабочую поверхность плит защищают от изнашивания футеровками частично или полностью.
Фирмой Huzemag (Германия) предложена конструкция отражательной плиты с увеличенной массой сменной футеровки (рис. 7.6.7). Плита представляет собой движную тележку с карманами, в которых уложены два пакета металлических листов, образующих рабочие поверхности отражательных плит. Каждая отражательная плита имеет свою шарнирную подвеску (см. рис. 7.6.6, а, б) и может при ударе отклоняться независимо от других плит. Существуют конструкции, в которых две плиты и более объединены на одной раме и имеют общую подвеску (см. рис. 7.6.6, в, г).
Отражательные колосниковые решетки могут быть как цельнолитые, так и наборные из отдельных колосников. Выходные щели колосниковых решеток бывают вертикальные или горизонтальные. Отражательные колосниковые решетки с горизонтальными щелями имеют колосники в виде круглых или квадратных стержней, которые вставляются или в отверстия боковых стенок корпуса, или в гнезда специальных балок рамы решетки (см. рис. 7.6.1, д и 7.6.6, д). Круглые стержни часто закрепляют так, что они могут проворачиваться под действием ударной нагрузки, чем обеспечивается их равномерное изнашивание по окружности.
Корпус дробилок крупного дробления состоит из двух или трех частей, надежно соединенных между собой болтами, что гарантирует хорошую жесткость конструкции и облегчает герметизацию камеры дробления. Конструкции корпусов дробилок крупного дробления выполняют по двум характерным схемам: с приемной камерой и без нее. Дробилки среднего и мелкого дробления работают при значительно меньших ударных нагрузках. Это позволяет применять более легкие конструкции, в которых меньше требуется соединительных элементов между частями корпусов, что облегчает и ускоряет операцию раскрытия корпусов.
Необходимость частого раскрытия корпуса вызвана тем, что ресурс их рабочих органов (бил и футеровок) меньше, а влияние изнашивания бил на показатели процесса дробления больше. Для поддержания высоких показателей процесса дробления следует периодически переставлять, переворачивать или менять била. При конструировании корпуса таких дробилок надо учитывать доступность бил ротора, ресур которых значительно меньше, чем ресурс отражательных плит и боковых футеровок. Для этого корпус дробилки выполняют с открывающейся или съемной задней частью.
Технические характеристики дробилок приведены в табл. 7.6.1 и 7.6.2.
