Диссертация (Комплексные методы повышения долговечности рабочих органов щековых дробилок), страница 3

Щековыедробилки можно использовать практически в любых погодных условиях, а такжеможно отрегулировать размеры выходной щели.Несмотря на все выше описанные плюсы, у щековой дробилки есть и минусы,а именно быстрый износ дробящих плит. На данный момент дробящие плиты изготавливаются из стали Гадфильда (110Г13Л). После того, как плиты изнашиваются, их снимают и заменяют новыми плитами, что не является выгодным с точкизрения трудозатрат и затрат денежных средств.Поэтому работы по разработке износостойких материалов дробящихплит, совершенствованию конструкций и исследованию процесса взаимодействия инструмента с дробимым материалом являются актуальными.1.2.Выбор объектов исследования щековых дробилокПри дроблении прочных и абразивных материалов из-за истирающего воздействия дробящие плиты подвергаются повышенному износу. Щековые дробилкисо сложным движением щеки имеют простую конструкцию, компактность и малуюмассу по сравнению с дробилками с простым движением щеки [95].

Кроме того,для дробления высокопрочных пород применяются щековые дробилки со сложнымдвижением подвижной плиты [122].Щековая дробилка относится к машинам с длительным сроком работы. Приправильно организованной эксплуатации долговечность машины может превышать 15 лет. Из основных деталей щековой дробилки самый короткий срок службыимеют дробящие плиты – 6-12 месяцев [8, 9].Объект исследования – дробящие плиты щековой дробилки со сложнымдвижением подвижной плиты.151.3.Обзор и анализ исследований по рабочим органам щековыхдробилокВ рамках исследований изучены технические решения по совершенствованию конструкции плит щековых дробилок. Ниже рассмотрены технические решения в области развития щековых дробилок.Рассмотрены патенты и полезные модели, в которых описана технологияупрочнения и повышения долговечности дробящих плит.Патент RU 144640 U1 «Дробилка щековая» [103]:1.

Дробилка щековая, содержащая станину, привод, возвратный механизм, подвижную и неподвижную щеки, рифление плит в виде выступов с криволинейной поверхностью, отличающаяся тем, что выступы с криволинейной поверхностью выполнены в виде полусфер, контактирующих между собой основаниями, причем указанные выступы расположены рядами по всей поверхности дробящих плит.2. Дробилка щековая по п.1, отличающаяся тем, что выступы в виде полусферодного ряда смещены относительно выступов в виде полусфер смежногоряда на половину шага.Такое конструктивное выполнение заявляемого устройства позволяет уменьшить контактную площадь выступов дробящих плит с дробимым материалом, чтообеспечивает разрушение горных пород под действием растягивающих напряжений, возникающих одновременно в результате расклинивания и изгиба.

Это позволяет измельчать до требуемой фракции различные горные породы и материалы, обладающие разнообразными физико-механическими свойствами и имеющие неправильную форму, что приводит к устранению нежелательной фракции измельченного материала среди готовой продукции. Это способствует повышению качестваизмельчаемых горных пород и материалов.Патент RU 135272 U1 «Дробилка щековая» [103]:Дробилка щековая, содержащая станину, привод, возвратный механизм, подвижную и неподвижную щеки, рифление плит в виде выступов, выполненных с16переменным шагом и высотой, плавно уменьшающихся от входного отверстия камеры дробления к выходному, причем вершины выступов одной из плит расположены напротив впадин другой, отличающаяся тем, что выступы рифлений выполнены наклонно к продольной оси плит с увеличением угла наклона и расположенысимметрично относительно нее.Заявляемая конструкция дробилки щековой позволяет повысить ее надежность путем повышения долговечности дробящих плит, обеспечиваемого уменьшением интенсивности изнашивания выступов дробящих плит в результате снижения нагрузок на указанные выступы и уменьшения сопротивления движению дробимого материала в камере дробления.Патент RU 49577 U1 «Плита дробящая» [105]:Плита дробящая, содержащая переднюю и заднюю грани, из которых передняя грань – рабочая, выполнена ребристой, а задняя служит для крепления в дробильной машине посредством крепежных элементов, устанавливаемых в, по крайней мере, четырех отверстиях плиты дробящей; на задней грани выполнены пазы,обеспечивающие жесткость крепления плиты, отличающаяся тем, что на переднейграни по всей ее поверхности имеется дополнительный слой, выполненный из износостойкого материала.1.

Плита дробящая по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный слой выполнен из стружки износостойкого чугуна ИЧХ28Н2, предварительно просеянной через сито с ячейкой 1×1 мм.Полученная таким образом плита дробящая, рабочая грань которой имеет дополнительный слой из износостойкого материала, характеризуется по сравнению с известными аналогичными изделиями, не содержащими указанного дополнительного слоя, более высокими эксплуатационными характеристиками,что особенно важно при использовании плиты дробящей при измельчении горных пород.Патент RU 97653 U1 «Дробилка щековая» [106]:17Дробилка щековая, включающая станину, подвижную и неподвижную щеки,привод, возвратный механизм, поперечное рифление плит с конусообразными выступами, отличающаяся тем, что конусообразные выступы выполнены с переменным шагом и высотой, уменьшающимися от верха к низу, и выступы на подвижнойи неподвижной щеках расположены асимметрично.При попадании куска породы в загрузочное отверстие он оказывается расклиненным между конусообразными выступами, находящимися на разных уровняхпо высоте и ассиметричное воздействие выступов подвижной щеки на кусок будетвызывать в нем напряжения разрывного или скалывающего характера [121].

Усилия разрушения при таких нагрузках в 4-10 раз ниже, чем при сжимающих нагрузках, что и обеспечивает снижение энергозатрат на дробление в заявленном решении.Патент RU 2369438 U1 «Плита дробящая щековой дробилки» [104]:Плита дробящая щековой дробилки, имеющая плоскую тыльную поверхность с углублениями и рабочую поверхность с рифлениями, выполненными в видепродольно расположенных прямолинейных параллельных выступов притупленнойтрапецеидальной формы, отличающаяся тем, что рифления имеют радиусное сопряжение наклонных поверхностей соседних выступов во впадинах, крайние поширине плиты рифления выполнены более массивными, а углубления со сторонытыльной поверхности выполнены под каждым рифлением овальными и прерывистыми, имеющими в поперечном сечении треугольную форму со скругленнымивпадинами.Конструкция дробящих плит и технология их изготовления совершенствовались в производственных условиях на Оленегорском механическом заводе, испытания проведены на щековой дробилке СМД-117Б, установленной на дробильнообогатительной фабрике ОАО «ОЛКОН».

Испытаны большие серии плит (сотништ.) на твердых горных породах. При использовании плит дробящих предлагаемойконструкции наработка плит до износа по объемам горной массы увеличилась не18менее чем в 2,5 раза по сравнению со среднестатистической наработкой ранее применяемых плит. Примерно в такой же пропорции сократилось время остановок дробилок на ремонт (замену плит), что способствует повышению производительностиагрегата.В гранте US2122033A [143] представлена конструкция плит с переменнымсечением. Геометрические размеры гребней во входной и средней зонах значительно больше, чем в выходной. Такая конструкция существенно увеличивает качество дробимой породы и повышает долговечность плит.В гранте US3241777A [142] представлена конструкция плиты с интегрированными сферическими элементами по всей площади поверхности плиты.

Эта конструкция позволяет заменять изношенные сферические элементы, что повышаетдолговечность плиты.Анализируя результаты патентного поиска можно сделать следующие выводы:В большинстве патентов, посвящённых повышению долговечности дробящих плит, рассматриваются технологии, позволяющие изменить геотермическиепараметры плит.

Применение комплексных технологических методов не рассматривается, что говорит о необходимости создания новых комплексных методов повышения долговечности щековых дробилок. Комплексные конструктивно-технологические методы должны привести к повышению многих параметров щековыхдробилок и индустрии в целом.1.4.Анализ конструктивно-технологических методов повышениядолговечности рабочих органов щековых дробилокДолговечность рабочих органов щековых дробилок – один из главных элементов, определяющих надежность дробилки в целом [81]. Увеличение долговечности деталей позволяет сократить число, объем и продолжительность ремонтов,уменьшить расход запасных частей и увеличить сроки службы дробилки. Повышение долговечности деталей, а, следовательно, и повышение надежности дробилки19являются важной проблемой, решаемой на всех стадиях изготовления, монтажа,эксплуатации и ремонта дробильного оборудования.С целью повышения и сохранения расчетных значений долговечности деталей дробилок используются различные методы: конструктивные, технологическиеи эксплуатационно-ремонтные [81, 82, 83, 99].К конструктивным относятся методы, обеспечивающие требуемую прочность и жесткость деталей, внедрение в конструкции машин элементовиустройств, способствующих уменьшению износа основных элементов и рабочихорганов.К технологическим методам относятся объемная и поверхностная закалка,химико-термическая обработка, наплавка износостойкими металлическими материалами, применение которых во много раз увеличивает срок службы деталей.К методам упрочняющей технологии относят также методы повышения твердости, прочности и чистоты рабочих поверхностей деталей машин.

Повышениепрочности и износостойкости поверхностного слоя деталей машин особенноважно, так как, во-первых, все процессы изнашивания протекают в поверхностныхслоях и не затрагивают глубинные слои металла деталей; во-вторых, на поверхностных слоях остаются следы механической обработки (микроцарапины, ожоги),являющиеся местами концентрации напряжений, и термической – микротрещины;кроме того, поверхностные слои детали испытывают наибольшие напряжения придеформациях изгиба и кручения [108, 109, 112].К методам упрочняющей технологии могут быть отнесены и методы нанесения износостойких покрытий, и методы механического упрочнения поверхностного слоя деталей [18, 36].Упрочнение деталей с помощью их наплавки износостойкими сплавами –один из наиболее эффективных методов повышения долговечности деталей, особенно деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания под действиемнагрузок различной динамичности.