книги из ГПНТБ / Карамов С.К. Машины для заготовки материалов и элементов инженерных конструкций учебное пособие

ВОЕННО-ИНЖЕНЕРНАЯ КРАСНОЗНАМЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени В. В. КУЙБЫШЕВА

С. к. КАРАМОВ, В. В. ЛЮБИМЦЕВ

МАШИНЫ ДЛЯ ЗАГОТОВКИ

МАТЕРИАЛОВ И ЭЛЕМЕНТОВ

ИНЖЕНЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Утверждено начальником Академии в качестве учебного пособия для слушателей

Редактор — доктор технических наук генерал-майор инженерных войск А. Г. ЛОБОВ

ИЗДАНИЕ ВИА

М о с к в а — 1968

Г Л А В А I

МАШИНЫ ДЛЯ ДРОБЛЕНИЯ КАМЕННОГО МАТЕРИАЛА

§ I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Технологический процесс приготовления каменного материала для бетонных работ обычно включает дробление добытого камня и его сортировку на отдельные фракции. Дробление может осуществ­ ляться различными способами, например механическим (удар,, сжатие, изгиб, истирание), взрывным и др. Наибольшее распрост­ ранение получил механический способ измельчения каменных ма­ териалов. Дробление — самая трудоемкая операция технологиче­ ского процесса приготовления бетонных и железобетонных изделий. По энергетическим затратам и по стоимости на дробление прихо­ дится примерно 70% общего количества затрат. Основными пока­ зателями, характеризующими дробление, являются: степень из­ мельчения, производительность и удельный расход энергии. По ве­ личинам этих показателей можно судить о совершенстве той или иной машины, применяющейся для дробления каменного мате­ риала.

Степень измельчения, (i) есть отношение максимального или среднего размера кусков в исходном материале (D) к максималь­ ному или среднему размеру кусков в продукте дробления (d)

Степень измельчения материалов, применяющихся на военно­ инженерных работах, изменяется в очень широких пределах.

При характеристике кусков материала, имеющих неправильную форму, иногда определяют расчетный размер куска

3

зующихся при дроблении. Этой теорией определяется лишь отно­ шение работ дробления при различных степенях измельчения, но не дается рекомендаций по определению величины работы, совер­

т. е. работа, затрачиваемая на измельчение, пропорциональна сте­ пени измельчения. Формула (6) справедлива, если считать, что исходный материал одинаков по размерам, но имеет различную степень измельчения.

Эта теория соответствует физическому процессу резания тела, где работа внешних сил действительно пропорциональна величине вновь образующихся поверхностей. Такие явления могут наблю­ даться, например, и при очень мелком дроблении. Эта теория учи­ тывает затраты энергии на образование новых поверхностей, но не учитывает затрат энергии на деформацию тела.

В 1874 году русский ученый профессор В. Л. Кирпичев предло­ жил теорию, по которой работу, затрачиваемую на дробление тел, следовало считать пропорциональной объемам или весам этих же

6

тел. Математическое выражение этой теории легко может быть по­ лучено из закона Гука

где Д/ — деформация, при которой материал разрушается, Р — сила, действующая на куб,

F — площадь поперечного сечения куба, Е — модуль упругости материала.

Работа, необходимая на разрушение материала, может быть

т. е. работа дробления пропорциональна объемам дробимых тел. Выражение (9) может быть записано следующим образом:

т. е. усилия дробления пропорциональны площади поперечных се­ чений дробимых тел.

При объеме дробимого куска, равном единице, получим выра­ жение для определения удельной работы разрушения (Луд) (на­

Данные этой теории не учитывают затрат энергии на образо­ вание новых поверхностей, зато учитывают затраты энергии на де­ формацию тел. Естественно, что данные, полученные по этой тео­ рии, больше соответствуют крупному и среднему дроблению, где основным методом разрушения каменного материала является раздавливание.

§ 3. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КАМНЕДРОБИЛЬНЫМ МАШИНАМ

Камнедробильные машины, предназначенные для выполнения работы по дроблению каменного материала, должны быть высоко­ экономичными и обладать при этом большой производительностью.

7

Это достигается соответствующим подбором основных параметров и конструктивных размеров камнедробильной машины.

Основным конструктивным размерам машины должны соответ­ ствовать и оптимальные размеры материала, предназначенного для измельчения. Кроме того, способ дробления, который применен на той или иной машине, также учитывается при выборе вида исход­ ного материала для дробления. Правильно выбранная камнедро­ бильная машина должна обеспечить однородность и высокие каче­ ства полученного после дробления материала. В процессе дробле­ ния, как правило, попадаются камни или другие предметы, проч­ ность которых превышает прочность отдельных элементов камне­ дробильных машин. Поэтому обычно в кинематической схеме каж­ дой камнедробильной машины предусматриваются предохранитель­ ные устройства, рассчитанные на определенные максимальные усилия, которые воспринимаются ее деталями.

Конструкция камнедробильных машин и их компоновка должны обеспечивать простоту смены наиболее быстро изнашиваемых де­ талей. К таким деталям относятся рабочие органы и детали каме­ ры дробления. Эти детали должны иметь хороший доступ для их осмотра и проведения различных видов работ по текущему ремон­ ту и обслуживанию.

Камнедробильные машины, применяемые в войсках, имеют та­ кие диапазоны регулировки, чтобы обеспечить дробление материа­ ла с максимально возможным количеством необходимых фракций камня. Способы дробления должны обеспечивать эффективную работу камнедробильных машин с большинством разновидностей исходного материала дробления. Кроме того, способ дробления на той или иной машине выбирается так, чтобы достигалось наимень­

следует учитывать также и то, что их конструкция должна быть компактной, а при перевозках они должны иметь высокую транс­ портную скорость по усовершенствованным дорогам и по бездо­ рожью.

Работоспособность узлов камнедробильных машин выбирается обычно такой, чтобы обеспечивать необходимый объем работ по дроблению камня без проведения сложных .ремонтных работ.

§ 4. КЛАССИФИКАЦИЯ, ТИПЫ И КОНСТРУКЦИЯ ЩЕКОВЫХ ДРОБИЛОК

Всё виды дробильных механизмов можно разделить на две группы — механизмы с постоянно разомкнутыми дробящими по­ верхностями и механизмы, в которых возможен непосредственный контакт поверхностей дробящих тел. Наибольшее распространение

8

в войсках в настоящее время получили механизмы первой группы, поэтому при дальнейшем рассмотрении мы ограничимся вопросами теории и устройства только этой группы машин, отдавая предпоч­ тение передвижным камнедробильным агрегатам.

По конструктивному выполнению различают механизмы дроб­ ления — щековые, конусные, валковые, ударного действия и ком­ бинированные. Классификация дробильных машин представлена^

Рис . 3. Щековая дробилка с простым качанием щеки: 1 — передняя распорная плита, 2 — задняя распорная плита, 3 — ось, 4 — эксцентриковый вал, 5 — подвижная щека, 6 — шатун

таблицей 1 Приложения. В настоящее время наибольшее распрост­ ранение на военных машинах получили дробящие механизмы — щековые и валковые.

Современные конструкции щековых камнедробилок обычно раз­ личаются по форме траекторий качания подвижных щек— простая (рис. 3), сложная (рис. 4) и комбинированная (рис. 5). У камне­ дробилок с простой формой траектории качания каждая точка под­ вижной щеки совершает движение по дуге окружности с, радиу­ сом, равным расстоянию от данной точки до центра вала, на ко­ тором подвешивается подвижная щека. Таким образом, за одно ка­ чание подвижной щеки все ее точки перемещаются на различные величины. Для того чтобы происходило успешное дробление кам­ ней в верхней части камеры дробления, где размещаются более крупные камни, мы должны иметь там и большие перемещения подвижной щеки, а это не обеспечивается кинематикой подобных

9