سنگ شکنها و انواع آنها

 

 

کاهش اندازه مواد به طوری که برای مراحل بعدی تولید قابل استفاده باشند توسط سنگ شکنها صورت می گیرد. غالبا سنگهای که در اثر انفجار بوجود می آیند درشت و دارای رطوبت هستند. فرسایش ، سختی، اندازه سنگها و رطوبت از جمله مواردی هستند که در انتخاب نوع سنگ شکن مورد توجه می باشند.

 

 

در مواردی که سنگهایی سخت و ترد وجود دارند و باعث سایش می شوند از سنگ شکن با دور کم از قبیل سنگ شکنهای فکی و چرخشی استفاده می شود در این نوع، عامل فشار باعث خرد شدن می گردد.

 

 

در سنگهای نیم سخت از سنگ شکنهای ضربه ای و چکشی استفاده می شود.

 

 

در مواردی که سنگها نیمه سخت و مرطوب و دارای سایش باشند از سنگ شکنهای غلطکی استفاده می شود.

 

 

سنگ شکنهای فکی

 

 

سنگ شکنهای فکی استفاده عمومی در صنایع دارند و بدلیل طرح ساده بعنوان سنگ شکن مقدماتی عمل می کند. این نوع سنگ شکن برای کاهش اندازه سنگهای ترکیبی بسیار سخت و فرساینده از قبیل سنگ آهن کوارتزیت و کلوخه های بزرگ کلینکر به کار می رود و غالبا برای کاهش بیشتر اندازه مواد از سنگ شکنهای ثانویه استفاده می شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در شکل زیر یک سنگ شکن فکی و قسمتهای مختلف آن نشان داده شده است:

 

 

 

 

 

 

1-        شافت سنگ شکن        2- زره های فکهای سنگ شکن            3- فک ثابت

 

 

4- فک متحرک               5- شافت فک متحرک                      6- چرخ تسمه یا پولی

 

 

7- بلبرینگ شافت             8- بازوهای مربوط به فک متحرک         9- پیچ رگلاژ

 

 

10- فنر برگردان فک متحرک

 

 

 

 

فکهای سنگ شکنهای فکی به این صورت می باشد که یکی ثابت و دیگری متحرک است.پوشش این فکها از زره می باشد که سنگ در میان آنها خرد می شود، جنس زره ها از فولاد ریخته گری و مقاوم در برابر ضربه وسایش می باشد. در شکل زیر چهار نوع فک نمایش داده شده است :

 

 

 

 

 

=ارتفاع دندهh                       =گام دندهt                =فاصله دهانه در یک مقطع بین لاینرها(زره ها)e

 

 

 

 

برای سنگهای شکننده با سختی معمولی از شکل a وزاویه حدود 90-100درجه استفاده می شود. برای سنگهای سخت تر زاویه حدود 100- 110 وهمچنین از لاینرهای با شکل b استفاده می شود.برای سنگهای خیلی سخت از لاینرهای با فاصله دنده بر اساس شکل c استفاده می شود. برای فکهای سنگ شکنهای اولیه عرض یا گام دنده ها 2-6 اینچ و برای نوع ثانویه 4. -1.6 در نظر گرفته می شود.

 

 

بالاترین میزان سایش در قسمت زیرین فک ثابت می باشد.طرح لاینرها اجازه میدهد که 180 درجه چرخانده شود و قسمت سایش پیدا کرده به بالا منتقل شود  بنابراین استفاده بیشتری از آنها شده و عمرقطعه افزایش پیدا کند .

 

 

لاینرها از جنس فولاد استنیتی منگنزی با 12-14 در صد منگنز می باشد وعمر آنها حدود 800-1200 ساعت ( وابسته به سختی سنگ) است.

 

 

در گذشته طرح لاینرها به گونه ای بود که 18-25 درصد از وزن زره ها را دنده ها تشکیل می داد و پس ازخرد شدن عملا 82-75 در صد از فولاد مرغوب دور ریخته می شد ولی اخیرا این نسبت به 50 درصد رسیده است.

 

 

 

 

انواع سنگ شکنهای فکی

 

 

سنگ شکنهای فکی به صورت دو تیپ مهم و اصلی دسته بندی شده اند:

 

 

(Single toggle)1 - نوع تک بازوئی

 

 

(Double toggle or Blake crusher) - نوع دو بازوئی 2

 

 

در نوع تک بازویی حرکت فکها به طرف جلو وعقب و بالا و پایین می باشد و بدلیل اینکه حرکت به آرامی صورت می گیرد فشار بر روی فکها کمتر از نوع بازویی دوبله می باشد و نسبت دهانه تغذیه آن نیز کوچکتر می باشد و برای سنگهای سخت مورد استفاده قرار می گیرد.

 

 

در نوع دو بازوئی حرکت در فکها  بصورت نوسانی و به طرف عقب و جلو است و برای سنگهای سخت و خیلی سخت مورد استفاده قرار می گیرد. دهانه تغذیه نسبت به نوع تک بازوئی بزرگتر و فشار در بین فکها بیشتر خواهد بود.

 

 

 

 

 

 

در شکلهای زیر شمای کلی از این دو نوع سنگ شکن ارائه شده است :

 

 

سنگ شکن فکی تک بازوئی

 

 

Single toggle

 

 

 

 

سنگ شکن فکی دو بازوئی

 

 

Double toggle

 

 

 

 

سرعت دورانی در سنگ شکنهای فکی

 

 

دور سنگ شکنها دارای حدی است که از آن به بعد ظرفیت افزایش نخواهد یافت .سازندگان اغلب 170(rpm) را پیشنهاد می کنند. لازم به ذکر است که دهانه فکها باید به خوبی تنظیم شده باشد تا فرصت کافی  برای تخلیه بین فکها وجود داشته باشد.

 

 

فرمول عملی برای سرعت دور رتور سنگ شکنها عبارت است از :

 

 

n=

 

 

=تعداد دور در دقیقه ( rpm) n

 

 

=زاویه فکها بر حسب درجهa

 

 

=مقدار طول حرکت فک بر حسب (mc)s

 

 

مثال : دهانه یک سنگ شکن فکی 35*47 اینچ و زاویه فکها 22 درجه و مقدار حرکت فک mc 3  مطلوب است محاسبه سرعت دور:

 

 

n=

 

 

n=665 =240 rpm

 

 

فرمول تجربی فوق  برای زاویه 20 درجه به صورت زیر در خواهد آمد:

 

 

n=360/

 

 

مثال : دهانه یک سنگ شکن فک 36*47 اینچ و زاویه فکها 20 درجه و مقدار حرکت فک mc4  مطلوب است محاسبه سرعت دور موتور سنگ شکن :

 

 

n= =360/ =180 rpm   

 

 

ظرفیت سنگ شکن های فکی

 

 

یک فرمول عملی برای تعیین ظرفیت (دبی جرمی قابل عبور) سنگ شکنهای فکی توسط trtagga پیشنهاد شده که برای سنگ شکنهای متوسط به کار می رود و به صورت زیر می باشد.

 

 

Q=.093*b*d

 

 

=ظرفیت سنگ شکن (h/t)Q

 

 

=عرض فک (mc)b

 

 

=ماکزیمم بعد مواد خورد شونده d

 

 

برای سنگ شکنهای نسبتا بزرگ فرمول پیشرفته تر آقای noslewen به صورت زیر پیشنهاد شده است :

 

 

Q=150*n*b*s*d*μ*ρ

 

 

= ظرفیت سنگ شکن (h/t)                                     Q

 

 

=دور شافت سنگ شکن  ( rpm) n

 

 

=عرض فک سنگ شکن( m)b

 

 

=میدان نوسان فک متحرک ( m)s

 

 

=بزرگترین بعد مواد خورد شونده ( m)d

 

 

=فاکتور فشار 25.- 5. μ

 

 

=وزن مخصوص مواد(3^m/t) ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

توان سنگ شکن های فکی

 

 

توان لازم برای سنگ شکن فکی بر اساس پیشنهاد Viard برحسب اسب بخار به صورت زیر محاسبه می شود:

 

 

P=.0155b*d

 

 

=بزرگترین اندازه سنگ ورودی به دهانه سنگ شکن (mc)d

 

 

=عرض فک سنگ شکن (mc)                P =توان بر حسب اسب بخارb

 

 

فرمول دیگری بر اساس پیشنهاد noslewen برای توان سنگ شکنهای فکی وجود دارد که به صورت زیر می باشد:

 

 

P=

 

 

=قدرت موتور برحسب اسب بخار P

 

 

= دور شافت اصلی(rpm) n

 

 

=عرض فک (m)b

 

 

=متوسط طول سنگ ورودی به دهانه سنگ شکن (m)D

 

 

= متوسط اندازه سنگ خورد شده (m)d

 

 

برای اطمینان موتور انتخاب شده تا پانزده درصد قویتر بکار گرفته می شود. به عنوان مثال کاربردی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

 

 

توان مصرفی برای سنگ آهک باسختی  متوسط در سنگ شکنهای بزرگ تقریبا  75. -35.  ( 3^m/Kwh)٬ در سنگ شکنهای  متوسط 75. -1.1   ( 3^m/Kwh) و درسنگ شکنهای فکی کوچک 1.1-2.2                 ( 3^m/Kwh) است.

 

 

 

 

 انواع دیگر سنگ شکن

 

 

با توجه به معرفی جامع سنگ شکن فکی در این قسمت سه نوع مرسوم دیگر از سنگ شکنها شامل سنگ شکنهای چرخشی , غلتکی  و ضربه ای نیز به صورت اجمالی مورد بررسی قرار می گیرد.

 

 

سنگ شکن مخروطی

 

 

این نوع از سنگ شکن در صنایع سیمان و صنایعی که نیاز به کوچک کردن مواد دارند مورد استفاده قرار می گیرد. عمل خورد کردن توسط فشار صورت می گیرد که بین کاسه قیفی شکل (رینگ) ثابت و دسته مخروطی  شکل (توپی) که در داخل آن به صورت خارج از مرکز گردش می کند ایجاد می شود.

 

 

در سنگ شکنهای مخروطی مانند فکی مواد از دهانه گشاد ورودی به یک دهانه پایینی کوچک می رسند. دهانه خروجی مواد با بالا و پایین آوردن شافت قابل تنظیم می باشد. این عمل در زمانی صورت می گیرد که بدلیل سایش بین توپی و قیف دهانه خروجی از اندازه مناسب بازتر شود و یا نیاز به تغییر اندازه سنگ خرد شده خروجی باشد. در این سیستم با ریز و درشت شدن مواد اختلالی در کار بوجود نمی آید ولی این نوع سیستم به رطوبت حساس بوده و در اثر آن به حالت خفگی می افتد.

 

 

در زیر چندشکل از این نوع سنگ شکن آورده شده است :

 

 

در شکل روبرو سطح مقطع عرضی ارائه شده است . در شکل واضح است که توپی دارای حرکت خارج از مرکز است :

 

 

  :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

دو تصویر از سنگ شکن مخروطی 

سنگ شکن ضربه ای

 

 

نوع دیگری از سنگ شکنها می باشد که دارای کاربرد قابل توجه است .عملکرد این نوع به این صورت است که ابتدا سنگها از دهانه ورودی وارد شده و روی چکشهای چرخان می افتند و کمی خورد شده و به اطاقک خرد کننده برگشت داده می شوند ودوباره بر روی چکشها می افتند و این عمل آنقدر تکرار می شود که سنگها به اندازه کافی کوچک شده و از دهانه  خروجی خارج شوند.

 

 

سنگها در برخورد با هم ودر فضای بین چکشها و صفحات خرد کننده نیز خرد میشوند.

 

 

این نوع از سنگ شکنها برای سنگهای سخت و ترد و نیمه سخت مناسبند و درمقلبل مواد نرم و مرطوب عملکرد مناسبی ندارند.

 

 

در ادامه تعدادی تصویر از این نوع سنگ شکنها ارائه شده است :

 

 

 

 

سنگ شکن ضربه ای با دو محور چرخان

 

 

که هر محور شامل شش ردیف چکش است.

 

 


 

 

 

 

سنگ شکن ضربه ای با یک محور چرخان

 

 

که هر محور شامل شش ردیف چکش است.

 

 


سنگ شکن غلطکی

 

 

عمل خورد شدن مواد در سنگ شکنهای غلطکی بر اساس عبور مواد از بین دو غلطک گردنده و با فشار صورت می گیرد. اندازه مواد خورد شده به فاصله بین دو غلطک که قابل تنظیم نیز می باشد بستگی دارد.سطوح غلطکها بسته به نیاز نوع خرد شدن صاف درارای برجستگی و یا دندانه دار می باشد که برجستگی ها و دندانه ها به صورت طولی یا عرضی در روی غلطکها تعبیه شده اند.

 

 

در شکل زیرتصویر یک نمونه از سنگ شکنهای غلطکی ارائه شده است :

 

 


غلطک شماره1 به طور ثابت روی شاسی نصب شده در حالیکه غلطک دیگر طوری طراحی شده که دائما توسط فنر شماره3 تحت فشار می باشد. در زمان ورود قطعاتی که غیر قابل خورد شدن باشند (مثل آهن و قطعات بزرگ سنگ) ایمنی دستگاه حفظ شده و فنر جمع و غلطک به عقب می رود  وفاصله بین غلطکها زیاد شده و جسم بدون اینکه لطمه ای به دستگاه بزند از  بین غلطکها عبور می کند.

 

 

گاهی برای افزایش نسبت خرد شدن از دو سنگ شکن سری به صورت اولیه و ثانویه استفاده می شود که به صورت دو طبقه ی روی هم عمل کرده و در دو مرحله سنگها را خرد می کنند. در مواردی که نیاز به خرد کردن زیادی باشد تا  سه جفت غلطک هم  به صورت سری به کار میرود. در شکلهای زیر دو نمونه از این  قرارگیری نشان داده شده است. در شکل اسمت راست  نیز نمونه ای از یک جفت غلطک دندانه دار مشاهده می شود.