Способы передачи энергии при дроблении
В молотковых дробилках энергия для разрушения материала передаётся ударным способом. Существует два основных механизма передачи нагрузки. Первый — свободный удар, когда дробимый кусок не имеет опоры на элементы дробилки. В этом случае сила удара уравновешивается исключительно силами инерции самого куска материала. Второй способ — удар по наковальне, когда кусок в момент удара опирается на детали машины, и сила удара уравновешивается реакцией этой опоры. Для анализа свободного удара используется график баланса энергии, где по горизонтальной оси откладывается энергия, переданная билом (молотком) при ударе.
Расчёт ударной силы при массовом дроблении
В реальных условиях работы дробилки происходит одновременное дробление множества кусков. Это приводит к тому, что максимальное значение ударной силы (Py) возрастает по сравнению с ударом по одиночному куску. Для точных инженерных расчётов, когда размер исходных кусков не превышает 30% длины ротора дробилки, рекомендуется увеличивать расчётное значение ударной силы на 30–35%. Эта поправка учитывает эффект группового удара и обеспечивает более точный подбор оборудования и оценку его производительности.
Динамика движения материала в дробильной камере
Процесс в молотковой дробилке — это не просто разрушение, а сложное перемещение материала от загрузочного отверстия к разгрузочному. Перемещение обеспечивается совместным действием нескольких сил: силы тяжести, прямых ударов бил (молотков), отражения кусков от футеровочных плит и колосниковой решётки, а также взаимных соударений частиц между собой. Траектория движения каждого куска носит стохастический характер и зависит от множества случайных факторов: его формы, размера, физико-механических свойств породы, а также от того, в какой точке и под каким углом его застал удар била.
Весь путь материала можно разбить на ключевые фазы:
- Движение по загрузочному лотку в активную зону ротора.
- Полёт и отскок частиц после удара молотка.
- Движение частиц, отражённых от дробильных плит.
- Прохождение уже измельчённого материала через выходную щель (колосниковую решётку).
Загрузка материала и проникновение в рабочую зону
Начальная фаза — движение куска по лотку — критически важна для эффективного захвата ротором. Схема этого процесса представлена на рисунках. Одной из ключевых расчётных величин является максимальная глубина проникновения (hmax) куска в зону действия молотков, которая определяет условия его первого соударения и, как следствие, эффективность всего цикла дробления.
