Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор методов дробления и процессов разрушения хрупких материалов 9
1.1 Основные способы и механизмы разрушения материалов 10
1.2 Гипотезы дробления 15
1.3 Конструкции валковых дробилок. Мощность привода валковых дробилок 27
1.4 Конструкция предохранительных устройств одновалковых дробилок 38
Выводы и постановка задачи исследования 41
2. Теоретический анализ процесса дробления хрупких материалов в одновалковой дробилке 42
2.1 Силовой анализ процесса дробления в одновалковой дробилке. Условия захвата дробимого куска 43
2.2 Определение напряжений, возникающих в разрушаемом куске при дроблении в одновалковой дробилке. Математическая модель процесса разрушения 50
2.3 Математическая модель многостадийного процесса разрушения дробимого куска 54
Выводы 58
3. Определение параметров одновалковой дробилки 59
3.1 Разработка методики оценки энергоэффективности дробилок сжатия 60
3.2 Расчет мощности двигателя одновалковой дробилки 67
3.3 Сравнительный анализ установочной мощности двигателя одно- и двухвалковой дробилок 72
3.4 Влияние диаметра валка и величины размера зазора между валком и неподвижной щекой на степень дробления 77
Выводы 81
4. Экспериментальное исследование процесса дробления 82
4.1 Методика проведения экспериментов 83
4.1.1 Изготовление образцов 83
4.1.2 Испытание образцов наУИМ-20 84
4.1.3 Силоизмерительная аппаратура 85
4.2 Результаты проведения эксперимента 86
4.2.1 Описание экспериментальной установки 86
4.2.2 Силовые характеристики процесса дробления 90
4.2.3 Характер разрушения куска в одновалковой дробилке 92
4.2.4 Разрушение в одновалковой дробилке анизотропных материалов 96
4.3 Влияние коэффициента трения между дробимым куском и неподвижной щекой на минимальный размер зазора, при котором происходит захват образца 98
4.4 Определение положения плоскости максимальных касательных напряжений 101
4.5 Конструкция предохранительного устройства 104
Выводы 105
Основные выводы 107
Список использованных источников 109
Приложения 115
- Конструкции валковых дробилок. Мощность привода валковых дробилок
- Силовой анализ процесса дробления в одновалковой дробилке. Условия захвата дробимого куска
- Влияние диаметра валка и величины размера зазора между валком и неподвижной щекой на степень дробления
- Описание экспериментальной установки
Введение к работе
Актуальность. Проблема дробления твердых материалов и, прежде всего, минерального сырья в виде хрупких пород различного состава и прочности является значимой на протяжении многих лет. Измельченные материалы лежат в основе всей металлургической, строительной и горной промышленности. На дробление хрупких пород используются огромные энергетические ресурсы. Известно, что ежегодно, начиная с 1980-х годов, из недр Земли извлекается около 20 млрд. т. минерального сырья. Вся эта горная масса, в той или иной степени, подлежит измельчению, в том числе, и дроблению на обогатительных фабриках, в строительной индустрии, на что расходуется десятки ГВт часов энергии.
Исходя из этого, очевидно, что особую значимость представляют разработки новых и совершенствование существующих процессов дробления. Известно, что предел прочности при одноосном сжатии имеет величину в 1,8...2,0 раза больше, чем предел прочности при сдвиге. Поэтому любые изменения технологии дробления хрупких материалов, направленные на генерацию в очаге разрушения зоны дробления деформаций сдвига между слоями разрушаемого материала, способствуют в той или иной мере уменьшению расхода энергии на дробление. Таким образом, актуальными являются практически все научные и технические решения в этом направлении.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский государственный индустриальный университет» при поддержке гранта №11БИ-10 в области технических наук по проблемам металлургии.
Цель работы. Провести анализ процесса дробления хрупких материалов в дробилке, при котором происходит разрушение дробимого куска, в том числе, и под действием касательных напряжений. На основе теоретических и экспериментальных исследований определить энергоэффективность дробилок, у которых в дробимом куске возникают касательные напряжения, по сравнению известными дробилками сжатия.
Для реализации цели в работе поставлены следующие задачи:
проведение силового анализа процесса дробления в одновалковой дробилке и определение возникающих в дробимом куске напряжений, установление условий захвата дробимого куска в зазор между валком и щекой;
создание математической модели процесса разрушения хрупкого материала под действием сложного напряженного состояния, в том числе, и для многостадийного процесса дробления;
разработка методики расчета установочной мощности привода одновалковой дробилки. Проведение сравнения энергоэффективности одновалковой дробилки с дробилками сжатия (щековой, конусной, двухвалковой);
изготовление исследовательской установки и проведение испытаний образцов для проверки теоретических выводов;
изучение влияния коэффициентов трения, а также размеров диаметра валка и величины зазора между валком и щекой на степень дробления. Научная новизна:
проведен анализ влияния касательных напряжений на характер разрушения дробимого куска в одновалковой дробилке;
установлены условия захвата дробимого куска в зазор между валком и неподвижной щекой одновалковой дробилки, зависящие от коэффициентов трения между дробимым куском и дробящими телами;
определены силы и напряжения, действующие на дробимый кусок и угол положения плоскости максимальных касательных напряжений. Получена математическая модель поэтапного разрушения дробимого куска по плоскостям максимальных касательных напряжений;
установлено влияние диаметра валка, зазора между неподвижной щекой и валком, коэффициентов трения на степень дробления. Практическая значимость работы заключается в том, что выполненные
исследования позволили определить параметры одновалковой дробилки, в том числе и мощность привода, расход энергии у которой на дробление по сравнению с дробилками сжатия в 2 - 3 раза ниже. Разработана конструкция предохранительного устройства, позволяющего повысить качество готового продукта за счет исключения попадания в него недробимых предметов. Практическая значимость подтверждается актом внедрения результатов в промышленности.
Реализация результатов. По результатам выполнения комплекса исследовательских и конструкционных работ в рамках диссертационной работы на предприятии ООО «ГП «Карьер Таензинский» была изготовлена и освоена одновалковая дробилка. Экономический эффект от внедрения составил 128 тыс. руб. в год.
Научные результаты, выносимые на защиту и личный вклад автора. На защиту выносятся следующие результаты, полученные лично автором:
теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение энергоэффективности разрушения материала в дробилке под действием касательных и нормальных напряжений;
определение условий захвата кусков материала в зазор между валком и неподвижной щекой;
обосновано, что разрушение дробимого куска в одновалковой дробилке происходит по плоскости действия максимальных касательных напряжений. После разрушения куска на две части, если они не проходят в зазор, то их дальнейшее разрушение осуществляется по плоскостям максимальных касательных напряжений;
методика расчета установочной мощности привода одновалковой дробилки. Сравнение мощности привода одно- и двухвалковой дробилок;
- конструкция предохранительного устройства, позволяющая исключить попадание недробимого предмета в тракт готового продукта. Достоверность и обоснованность научных положений и результатов
обеспечена сочетанием методов теоретического анализа, сходимостью значений величин, полученных различными методами, использованием классических положений теории упругости, законов механики разрушения и теории сопротивления материалов, совпадением данных, полученных теоретическими методами и экспериментом.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на следующих конференциях: XIX научно-практической конференции по проблемам механики и машиностроения (Новокузнецк, 2009); XXX Российской школе по проблемам науки и технологий, посвященной 65-летию Победы (Миасс, 2010); Научно-практической конференции молодых специалистов ОАО «ОУК «Южкузбассуголь» (Новокузнецк, 2011); XIV Всероссийском форуме молодых ученых с международным участием «Молодежь в образовании, науке, бизнесе и власти» (Екатеринбург, 2011); I Всероссийской научно-практической конференции школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых «Исследования Молодых - Регионам» (Новокузнецк, 2011); Международная научно-практическая конференция - Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов (Новокузнецк, 2011).
Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 8 печатных работах, в том числе, 3 работах в журналах из перечня ВАК для публикации результатов кандидатских и докторских диссертаций. Получено два патента на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, выводов и приложений. Изложена на 115 страницах, содержит 45 рисунков, 5 таблиц, список использованных источников из 61 наименования.
Конструкции валковых дробилок. Мощность привода валковых дробилок
Опыт зарубежных фирм («АБМ», Франция; «Везерхютте», Германия; «Вестингауз», США и др.) свидетельствуют о широком распространении валковых дробилок различных конструкций, особенно в составе передвижных и самоходных дробильных установок. Последнее объясняется тем, что валковые дробилки наиболее приспособлены для переработки материалов, склонных к налипанию или содержащих липкие включения. Применение дробилок других типов на переработке таких материалов или вообще невозможно, или вызывает частые простои, связанные с длительной и трудоемкой очисткой камеры дробления [39].
Известно, что дробилки с гладкими валками не переизмельчают продукт [40]. Это объясняется тем, что разрушение материала в валковой дробилке с гладкими валками идет способом «кусок о броню» (разрушение куска происходит о рабочую поверхность дробилки), без прессования.
Валковая дробилка с гладкими валками - машина мелкого дробления, потому что в соответствии с условием D = (\4...20)d, где D - диаметр валка, d - размер дробимого куска, то для приема исходного куска 100 мм (верхняя граница крупности питания дробилок мелкого дробления) надо иметь полутораметровые валки, а чтобы принимать исходные куски 200 мм (срединная крупность питания дробилок среднего дробления), надо иметь валки диаметром более трех метров.
Для увеличения коэффициента трения материала о поверхность валков в период захвата и уменьшения его переизмельчения в процессе дробления применяются валки с рифлеными рабочими поверхностями [41]. Для дробления углей и их продуктов, солей, мерзлых и непереувлажненных материалов с комкующими примесями используются зубчатые валки. Итальянская фирма Bedeschi выпускает зубчатые дробилки с различной скоростью вращения валков, что обеспечивает разрушение материала не только за счет сжатия, но и за счет усилий растяжения и сдвига [11].
При различной скорости вращения валков одна сторона куска хрупкой породы перемещается быстрее другой и происходит переориентация положения его таким образом, что он попадает и затягивается валками более тонкой стороной, что должно способствовать уменьшению прилагаемых усилий и количеству переизмельченного материала [42].
Основные конструктивные схемы одновалковых дробилок представлены на рисунке 1.3.
Схему 7, где камера дробления образована поверхностями валка и неподвижной футеровки, применяют при зубчатом валке [9]. Одновалковую зубчатую дробилку используют для дробления угля, агломерата и др. Дробилка состоит из зубчатого валка и колосниковой решетки, шарнирно подвешенной в верхней части рамы. Нижний конец колосниковой решетки притянут пружиной к регулируемому упору, что позволяет изменять зазор между зубьями и колосниковой решеткой, и предохраняет дробилку от поломок при попадании недробимых предметов.
Для дробления агломерата на агломерационных фабриках, в ряде случаев, длиннозубчатые валки устанавливают непосредственно над колосниковой решеткой, по которой движутся пласты агломерата, причем зубья валка проходят в зазоры между колосниками (рисунок 1.4).
Одновалковые длиннозубчатые дробилки типа СМД-1, СМД-2А и СМД-ЗБ предназначены для дробления агломерата температурой 600-850С и поэтому для отвода теплоты, поступающей к цапфам вала при непосредственном контакте ротора с горячим агломератом, вал выполняют полым, и в нем предусмотрена циркуляция воды для охлаждения.
Станина представляет собой сварную конструкцию из листового проката, в нижней ее части расположены сменные колосники, а боковые стенки облицованы износостойкими плитами. Вал ротора установлен на подшипниках качения. На валу насажены звездочки и дистанционные втулки. При работе дробилки ротор захватывает звездочками поступающий в дробилку «пирог» агломерата, дробит его на куски и продавливает в зазоры колосниковой решетки.
По схемам 2 и 3 (рисунок 1.3) выполнены одновалковые дробилки, принципиально отличающиеся от всех других конструкций. Валки этих дробилок опираются на подшипники, которые закреплены на эксцентричной части вала.
По схеме 2 выполнена валково-щековая дробилка-гранулятор «Гравилор» фирмы АБМ (Франция). На эксцентриковом валу на роликовых подшипниках закреплен валок, облицованный бандажом с треугольными рифлениями. Верхняя часть неподвижной щеки подвешена на оси, соединенной с боковыми стенками корпуса. Нижняя часть щеки опирается на распорную плиту, которая упирается в регулировочное устройство, что позволяет регулировать зазор между ней и валком. Машина предназначена для приготовления мелкого щебня с повышенным содержанием зерен кубообразной формы.
В схеме 3 две камеры дробления, поверхность рабочих органов гладкая. По сравнению с дробилкой, выполненной по схеме 2, узел крепления валка не имеет принципиальных отличий, а наличие двух камер дробления, примерно, в 2 раза увеличивает производительность машины. По схеме 3 выполнена дробилка «Ротекс» (ФРГ). Дробилка «Ротекс» снабжена двойным предохранительным устройством: приводной шкив связан с эксцентриковым валом посредством фрикционной муфты, ограничивающей момент, а между щекой и корпусом дробилки расположены предварительно напряженные спиральные пружины, сжимающиеся при попадании недробимых предметов.
Фирма Вестингауз (США) также изготовила подобную дробилку, в которой использовались гидравлика, как для изменения размера выходной щели, так и для предохранения машины при попадании недробимых предметов.
ВНИИстройдормаш провел исследования дробилки данной конструкции. Эксперименты показали, что при определенных режимах такая дробилка может обеспечить приготовление щебня размером до 20 мм с содержанием лещадных зерен до 15%, что соответствовало требованиям действующего в то время ГОСТа на щебень. Однако было установлено, что дробилка легко запрессовывается влажным материалом, а в продукте дробления содержится до 40-45%) зерен переизмельченного материала (меньше 5 мм), что для конкретных условий производства товарного щебня нежелательно.
Схема 4 (рисунок 1.3) применена в валково-щековой дробилке, впервые предложенной фирмой Даймонд (США) для передвижных дробильно-сортировочных установок. На общей раме смонтированы подвижная и неподвижная щеки, а также валок. Подвижная щека имеет сложное движение. Привод валка связан цепной передачей с эксцентриковым валом подвижной щеки. Материал поступает в камеру дробления, образованную неподвижной и подвижной щеками, раздробленный материал поступает на вторую стадию дробления - между вращающимся валком и нижней частью той же подвижной щеки. В эту же камеру дробления может дополнительно подаваться мелкий материал. По данным фирмы, использование такой дробилки на 30-40%) снижало вес всей установки. Фирма освоила выпуск трех моделей дробилок, однако эксплуатация показала, что данные дробилки имеют низкую надежность и поэтому выпуск их ограничен.
К одновалковым дробилкам можно отнести устройство для измельчения окомкованных частиц цемента, представленное на рисунке 1.5 [43].
Устройство для измельчения окомкованных частиц цемента состоит из загрузочного приспособления 1 с возможностью подачи растаренного цемента на наклонную колосниковую решетку 2 с шириной щелей между колосниками, соответствующей допустимому максимальному размеру окомкованных частиц цемента в его товарной массе. Под колосниковой решеткой 2 размещена приемная воронка 3 для товарного цемента. За нижней кромкой колосниковой решетки 2 ступенчато по отношению к ней размещена наклонная плита 4 с возможностью перекатывания по ней утяжеленного катка 5 цилиндрической формы. Ось б катка 5 с помощью двух тяг 7 и 8 кинематически связана с кривошипно-шатунным механизмом 9, снабженным приводом 10. На оси 6 катка 5 с двух сторон установлены обгонные муфты 11 с возможностью обеспечения вращения катка 5 в направлении колосниковой решетки 2 и торможения катка 5 при его реверсе. Под нижней кромкой плиты 4 на стыке приемной воронки 3 и воронки 12 для измельченных окомкованных частиц цемента установлен шибер 13 с возможностью его поворота относительно горизонтальной оси 14 и фиксации.
Силовой анализ процесса дробления в одновалковой дробилке. Условия захвата дробимого куска
Дробление куска хрупкой породы неправильной формы - сложный процесс, так как при разрушении возникает несколько точек соприкосновения (контактов) с поверхностью дробильных элементов, через которые передается разрушающее воздействие на кусок хрупкой породы. Решение задачи об энергозатратах при разрушении отдельного куска правильной формы упрощается [13]. Так как форма дробимого материала не влияет на величину и направление сил, то для наглядности сечение куска принято квадратным (рисунок 2.1).
При соприкосновении дробимого куска с дробильными элементами под действием силы тяжести куска Р,, на кусок со стороны валка и со стороны щеки будут действовать силы нормального давления TV, и N2 Сила нормального давления TV, направлена по радиусу валка в точке касания от валка, а сила нормального давления TV2 направлена по горизонтали от неподвижной щеки.
При вращении валка в месте касания валка и куска возникает сила трения, действующая на валок и направленная по касательной в обратную сторону вращения валка, препятствуя его движению. Соответственно, на дробимый кусок будет действовать реактивная сила трения F], которая равна по величине силе трения действующей на валок и направлена по касательной в противоположную сторону (рисунок 2.3).
Сила нормального давления, возникающая при работе двигателя, многократно превышает, силу нормального давления, возникшую под действием силы тяжести Р, , поэтому сила тяжести Р7 в дальнейшем не учитывается ввиду ее незначительности по сравнению с силами, возникающими в процессе дробления материала.
Для обеспечения захвата кусков материала в щель между валком и неподвижной щекой необходимо, чтобы проекция на вертикальную ось равнодействующей силы R была направлена вниз, что выполняется в том случае, если равнодействующая сила R отклонена вниз от горизонтали.
Так как угол между силой нормального давления N) и равнодействующей силой R есть угол трения между куском и валком Д, то затягивание куска в зазор между валком и щекой произойдет, как видно из рисунка 2.3, при выполнении следующего условия.
Под действием горизонтальной составляющей Rr - R- cos (р равнодействующей силы R возникает нормальная сила iV2, направленная по горизонтали от неподвижной щеки, и, соответственно, сила трения F2 = f2Rr = f2R cos ер , направленная вертикально вверх и препятствующая движению куска дробимого материала в щель между валком и неподвижной щекой. Таким образом, для обеспечения захвата куска дробимого материала, необходимо, чтобы вертикальная составляющая RB - R sin (р равнодействующей силы R была больше силы трения F2 , следовательно, выполнялось условие.
Из анализа которого следует, что чем меньше угол трения между куском дробимого материала и неподвижной щекой /32 и больше угол трения между куском дробимого материала и валком Д , то тем больший, при прочих равных условиях, можно задавать угол захвата а Тогда для увеличения степени дробления в одновалковой дробилке необходимо увеличивать коэффициент трения между куском дробимого материала и валком и уменьшать его между куском дробимого материала и щекой [46].
Захват дробимого куска в зазор между валком и неподвижной щекой зависит от коэффициентов трения между куском и дробящими телами, а значит, процесс дробления в одновалковой дробилке обеспечивается наличием сил трения [47].
На кусок дробимого материала в вертикальной плоскости действуют две параллельные силы: сила трения F2 и вертикальная составляющая RB равнодействующей силы, не равные по величине и направленные в противоположные стороны (рисунок 2.5), тогда по правилу сложения двух не равных по величине параллельных сил, направленных в противоположные стороны, их равнодействующая им параллельна, направлена в сторону большей силы и равна по величине их разности, а её линия действия лежит за большей силой [48].
В данном случае, на кусок дробимого материала действует сила Т = RB-F2. Для определения закона движения тела под действием силы Т необходимо в центре тяжести сечения этого тела приложить две равные по величине между собой и равнодействующей силе Т силы Т и Т" , направленные в противоположные стороны, при этом равновесие тела не изменится. Тогда сила Т" будет стремиться затянуть кусок дробимого материала в щель между валком и неподвижной щекой, а пара сил Т и Т" создают момент, под действием которого кусок кубической формы поворачивается и его заклинивает по ребру. Таким образом, неподвижная щека не дает повернуться дробимому куску, а по линии контакта куска и неподвижной щеки возникает реактивная сила и, соответственно, момент М, который уравновешивает кусок и не дает ему провернуться. Под действием внешнего момента в дробимом куске возникает внутренний крутящий момент, вызывающий действие касательных напряжений.
Если в дробимом куске выделить элементарное сечение dx (рисунок 2.6), то видно, что на кусок дробимого материала действуют как сжимающие силы (горизонтальная составляющая равнодействующей силы R и нормальная сила N2 ), вызывающие в куске действие нормальных сжимающих напряжений, так и крутящий момент, вызывающий действие касательных напряжений, значит, в дробимом куске создаётся сложное напряжённое состояние с одновременным действием нормальных и касательных напряжений [49, 50]. Так как в дробилке разрушается хрупкий материал, то для определения эквивалентного напряжения следует использовать первую гипотезу предельных состояний [51].
При сложном напряжённом состоянии в дробимом куске материала возникают напряжения, которые достигают предельного значения при меньшей силе дробления, чем при линейном напряжённом состоянии, возникающем, когда дробление материала производится в двухвалковой дробилке с гладкими валками [52]. Таким образом, при одинаковой степени дробления использование одновалковых дробилок более эффективно, чем двухвалковых.
Влияние диаметра валка и величины размера зазора между валком и неподвижной щекой на степень дробления
Влияние величины диаметра валка и размера выходной щели на степень дробления для двухвалковых дробилок известно, но так как конструкция одновалковой дробилки ранее не рассматривалась, то возникает необходимость выяснить влияние выше перечисленных параметров на степень дробления для одновалковой дробилки и получить связь в общем виде между степенью дробления и диаметром валка, а также между степенью дробления и зазором между валком и неподвижной щекой.
На рисунке 3.5 представлены две одновалковые дробилки, на которых дробится материал с одинаковыми прочностными свойствами и одинаковым размером зазором а между вращающимся валком и неподвижной щекой, но с разными диаметрами валков [58]. Угол захвата для обеих дробилок принимается максимальным, то есть а, = а2 - ашх
Выразив средневзвешенный размер исходного куска DCB из формулы (3.69), и подставив в выражение (3.73), определяется связь между диаметром валка D и степенью дробления.
Таким образом, диаметр валка D влияет на степень дробления і, при этом для увеличения степени дробления необходимо увеличивать диаметр валка. Данное положение, определенное для одновалковой дробилки, не противоречит и для двухвалковой дробилки.
На рисунке 3.6 представлен случай дробления куска в одновалковой дробилке с установленным зазором а, и с зазором а2 , причем зазор а2 больше, чем зазор а, [58]. Угол захвата для обеих дробилок принимается максимальным, то есть а) - а2 = ашх
При максимальном угле захвата дробилка с большим размером зазора между валком и неподвижной щекой может захватить кусок большего размера, а{ аг (рисунок 3.6).
Связь между зазором а и степенью дробления і определяется по формуле (3.74).
Из формулы (3.74) можно сделать вывод, что для увеличения степени дробления / необходимо уменьшить размер зазора между валком и неподвижной щекой а. Данное положение, определенное для одновалковой дробилки, не противоречит и для двухвалковой дробилки.
На рисунке 3.7 и 3.8 представлены графики зависимости степени дробления от диаметра валка и величины размера зазора между валком и неподвижной щекой, полученные исходя их формулы (3.74).
Описание экспериментальной установки
Исследовательская установка, представляющая собой одновалковую дробилку, представлена на рисунке 4.4. Одновалковая дробилка (рисунок 4.5) состоит из двигателя 1 постоянного тока, соединенного с редуктором 3 (передаточное отношение і =15,3) при помощи муфты 2. Редуктор 3 передает вращательное движение валку 7 посредством пальцевой муфты 5. Валок 7 (диаметр валка 180 мм, число оборотов в минуту 100) опирается на подшипники скольжения 8, закрепленные в станине 6. Так же в станине 6 крепится неподвижная щека 9. Зазор между вращающимся валком и неподвижной щекой можно изменять с помощью регулировочных болтов 4.
Дробилка работает следующим образом. В зависимости от крупности фракции исходного и конечного продукта дробления устанавливается зазор между валком и неподвижной щекой с помощью регулировочных болтов. Дробимый материал подается в зазор, а готовый продукт поступает в приемный контейнер, находящийся под выходной щелью (зазор между валком и неподвижной щекой).
Крепление и регулирование положения неподвижной щеки осуществляется следующим образом (рисунок 4.6). Для придания щеке 1 дополнительной жесткости к ней прикреплен уголок 2 при помощи болтов (на рисунке не показано). Фиксирование щеки 1 осуществляется как в верхней ее части, так и в нижней. Неподвижную щеку фиксируют в нижней части с помощью регулировочных болтов 5 и 6, с помощью которых выбирается зазор между вращающимся валком и щекой 1. Болты 5 и б жестко фиксируют уголок 2, к которому прикреплена щека 1. Верхняя часть щеки 1 с одной стороны фиксируется болтами 3, которые расположены в пазах швеллеров, а с другой стороны жестко фиксируется с помощью шпильки 4, которая также расположена в пазах швеллеров. Перед началом дробления проверяется вертикальность неподвижной щеки и равномерность зазора по длине валка.
Для измерения величины силы, необходимой для дробления материала, в силовую схему одновалковой дробилки был встроен динамометр (рисунок 4.7). При дроблении куска в зазор между валком 1 и неподвижной щекой 2 на цапфу 3 валка будет действовать реактивная сила F, равная по величине силе необходимой для дробления куска материала. Цапфа 3 валка 1 вращается во вкладыше 9, который крепится в корпусе подшипника скольжения, при этом корпус состоит из двух частей. Правая часть 4 корпуса подшипника жестко закреплена, а левая часть 5 имеет возможность движения вдоль станины дробилки. Динамометр закреплен между траверсой 7 и станиной 8. Траверса 7 является подвижной и посредством штанги 6 соединена с подвижной частью 5 корпуса подшипника скольжения. Таким образом, сила F, действующая на цапфу, с помощью штанги 6 и траверсы 7 передается на динамометр, с индикатора которого снимаются показания.
При дроблении материала в одновалковой дробилке на валок со стороны дробимого куска действует сила R r , которая по величине равна горизонтальной составляющей Rf (рисунок 4.8). В центре тяжести сечения цапфы прикладываем две равные между собой и силе R, силы F и F , направленные в противоположные стороны, при этом равновесие тела не изменится. Тогда пара сил R t и F образуют момент, на преодоление которого расходуется мощность привода, а на цапфу действует сила F , равная по величине горизонтальной составляющей R.
