В строительстве, горноперерабатывающей промышленности, домашнем хозяйстве широко используются специальные машины для дробления материалов различной твердости и размера, имеющие соответствующее название — дробилки.
В зависимости от габаритов используемого материала, они делятся на несколько типов: крупного (100−300 мм), среднего (25−100 мм) и мелкого (5−25 мм) дробления.
Виды дробилок
По форме дробящего механизма существует 5 классов дробилок:
- Щековые (дробление производится методом раздавливания между двумя плитами-щеками);
- Конусные (дробление происходит внутри конусной чаши);
- Валковые (материал раздавливается между цилиндрическими валками, вращающимися навстречу друг другу с одинаковой скоростью);
- Молотковые (материал дробится молотками);
- Стержневые.
Валковые и молотковые механизмы используют для дробления хрупких и мягких материалов, таких как уголь, мел, известняк и др.
Дробилки остальных классов измельчают твердые материалы, например, строительный камень.
Разные материалы требуют разного подхода в переработке.
- В случае с твердыми и абразивными материалами применяют метод раздавливания;
- Для прочных и вязких — раздавливание с одновременным истиранием;
- Мягкие и хрупкие — метод раскалывания.
С помощью дробилок перерабатываются твердые и мягкие горные породы, металлургические отходы, пластмасса, полимеры, древесина, твердые бытовые отходы и органика.
По конструкции дробильные механизмы делятся на:
- Ножевые (шредеры) — используются для первичного дробления твердых материалов (дерево, металл, твердые бытовые отходы, резина, полимеры). Для последующего измельчения необходимо использовать другой тип механизма.
- Роторно-ножевые. Как правило, используются для повторной переработки полимеров.
- Щековые — используются для дробления наиболее сложных и твердых материалов и для измельчения асфальта, железобетона и строительного камня. Также успешно можно измельчать и более хрупкие материалы (стекло, керамика).
- Конусные. Используются для дробления очень прочных строительных материалов.
- Валковые.
- Молотковые используются для дробления волокнистых нетвердых материалов, а также для переработки кирпичной крошки, электротехнических отходов, стекла и керамики.
Щековые дробилки
Щековые механизмы относятся к машинам периодического действия. Камень разрушается между двух пластин (щек), из которых одна подвижная, другая — нет. Щеки сдвигаются и дробят материал. Это одна из самых популярных дробильных машин. Применяется для разрушения горных пород любой прочности и всех типов дробления.
Конструкция крепежа дробящих плит позволяет легко заменить их при необходимости. От ширины приемного отверстия зависит допустимый размер используемого материала. При сближении щек происходит измельчение материала, при отходе — материал опускается к выходному отверстию дробилки.
К достоинствам щековых дробилок относятся надежность, простота, удобство в обслуживании, компактность и широкая область применения.
Недостатки: периодичность воздействия на обрабатываемый материал, недостаточная уравновешенность движущихся масс, что создает сильный шум. Чтобы его немного уменьшить, можно поставить механизм на тяжелый фундамент и дополнительно снабдить тяжеловесными маховиками.
Конусные дробилки
Чтобы измельчить материал средней и высокой твердости, используют конусные дробильные механизмы. Такой вид дробилки представляет собой два конуса, вставленных один в другой. Причем один из них неподвижный, а другой совершает круговые движения. Чтобы пропускать недробимые куски, подвижный конус отходит от подвижного, благодаря системе пружинных амортизаторов. Конусные дробилки последнего поколения оснащены гидравлическим прижимом.
Размер продукта можно менять за счет изменения зазора между конусами.
Конусная дробилка относится к одним из самых простых в управлении и надежных агрегатов. Применяется в строительстве, металлургии и химической промышленности.
Достоинства: непрерывное воздействие на материал, хорошая уравновешенность, большая производительность.
Недостатки: высокое потребление энергии, большие габариты.
Валковые дробилки
Валковые дробильные механизмы используются для производства строительного щебня. Применяются для среднего и мелкого дробления на небольших заводах и передвижных установках. Чаще всего применяется двухвалковая дробилка СМ-12.
Достоинства: происходит одновременное сжатие материала, что исключает переизмельчение.
Недостатки: при неравномерной загрузке возможен перекос зубчатой передачи, может пропускать недробимые части.
Роторные дробилки
Для измельчения продукта небольшой и средней твердости применяют роторные дробилки. Дробление осуществляется ударами специальных бил, закрепленных на вращающемся вокруг горизонтальной оси роторе. Большой запас кинетической энергии позволяет использовать эту модель для крупного дробления с высокой степенью измельчения. Модели делятся на однороторные и многороторные. С помощью роторных дробилок изготавливаются заполнители для бетона и различные осадочные материалы. В сравнении с щековыми и конусными дробильными машинами, роторные относятся к высокоэффективному типу аппаратов для измельчения.
Молотковые дробилки
Молотковые дробилки напоминают роторные. Материал измельчается быстро чередующимися ударами молотков, шарнирно закрепленных на вращающемся роторе. Молотковые дробилки измельчают минеральный материал средней прочности. Применяются при изготовлении стекла и строительного кирпича, для дробления сухой глины, угля, кирпичного боя. Обычно такая дробилка имеет небольшой вес и низкую стоимость. Существуют однороторные и двухроторные дробилки. В последнее время все большее распространение получают реверсивные молотковые дробилки, в которых можно менять направление вращения вала.
Существенным недостатком молотковых дробилок является быстрый износ молотков и применение только для дробления малоабразивных пород, большое пылеобразование, а также отсутствие механизмов, предотвращающих поломки при попадании недробимых частей.
К достоинствам можно отнести высокую степень дробления, что позволяет избежать повторной переработки, низкий расход энергии и небольшой вес, простоту конструкции и обслуживания.
Как сделать дробилку своими руками
Имея базовые знания по физике, вполне возможно сделать дробилку собственными руками. Как правило, используется электродвигатель небольшой мощности, обычно не больше 1 кВт.
Существует методика, помогающая спроектировать механизм с необходимыми характеристиками. Во-первых, необходимо определиться с перерабатываемым материалом.
- Чтобы не усложнять конструкцию, лучше делать механизм с одной подвижной щекой. Для неподвижной щеки подойдет чугунный лист, который устанавливается с наклоном на твердом основании. Наклон обязателен для создания верхнего отверстия для засыпки материала. Также изменяя угол наклона, можно регулировать зазор дробления.
- В качестве подвижной щеки удобно использовать металлический вал большого диаметра. В движение он приводится электродвигателем через ременную передачу, которая нужна для уменьшения количества оборотов и увеличения нагрузочных характеристик двигателя. В случае перегрузок, ременная передача позволит избежать заклинивания.
- Вращение вала должно быть направлено в сторону засыпки продукта.
- Параметры дробления меняются при смещении нижней точки крепления неподвижной щеки.
- Весь механизм можно поместить в один корпус, а сверху сделать бункер для загрузки.
Для использования в домашнем хозяйстве, как правило, используются дробилки, изготовленные из подручных средств своими руками. По своей сути, это емкость с установленным на подшипниках валом, с несколькими ножами. Вал вращается благодаря электродвигателю через ременную передачу. Для регулирования скорости вращения вала устанавливаются колеса разного диаметра.
Обычное применение таких механизмов в домашнем хозяйстве — это измельчение овощей, травы и др. Также можно их использовать и в строительстве, для изготовления гравия или щебня.
