RU2369438C1

RU2369438C1 - Crushing plate of jaw crusher

Info

Publication number: RU2369438C1
Application number: RU2008105783/03A
Authority: RU
Inventors: Георгий Андреевич Соколов (RU); Георгий Андреевич Соколов; Ольга Федоровна Рубина (RU); Ольга Федоровна Рубина
Original assignee: Открытое акционерное общество "Оленегорский механический завод"
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2009-10-10

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: crushing plate of jaw crusher includes flat back surface with deepenings and working surface with corrugations arranged in the form of longitudinally installed rectilinear parallel protrusions of blunted trapezoidal shape. Corrugations have radius coupling of inclined surfaces of neighboring protrusions in indents, extreme corrugations along plate width are arranged as more massive, and deepenings from the side of back surface are arranged under each corrugation as oval and broken, having triangular shape in cross section with rounded indents.

EFFECT: invention makes it possible to increase wear resistance and service life of plate, to reduce probability of sudden failures, to improve manufacturability in process of casting and thermal treatment.

4 dwg

Description

Изобретение относится к технике для измельчения горных пород в промышленных условиях, а именно к футеровочным плитам рабочих органов щековых дробилок, и может быть использовано в горнодобывающей промышленности и строительстве для измельчения пород любой прочности.The invention relates to techniques for grinding rocks in an industrial environment, namely to lining plates of the working bodies of jaw crushers, and can be used in the mining industry and construction for grinding rocks of any strength.

Известна цельнолитая плита дробящая щековой дробилки, имеющая плоскую тыльную поверхность и рабочую поверхность с рифлениями, выполненными в виде продольно расположенных параллельных выступов [1]. Рифления в поперечном сечении образуют равнобедренный треугольник с закругленной вершиной, а по длине выполнены волнообразными. Такая форма рифлений выбрана из соображений повышения производительности и сведения до минимума плитняковых фракций в дробимой породе.Known solid plate crushing jaw crusher having a flat back surface and a working surface with corrugations made in the form of longitudinally spaced parallel protrusions [1]. The corrugations in the cross section form an isosceles triangle with a rounded apex, and are made wavy along the length. This form of corrugation is selected for reasons of increasing productivity and minimizing the limestone fractions in crushed rock.

Однако рифления треугольной формы по мере износа при эксплуатации быстро затупляются, увеличивается радиус давящей поверхности и сила, необходимая для разрушения кусков породы, при этом производительность дробилки снижается, а износ ускоряется. Волнообразный продольный профиль рифлений действительно способствует максимальному разрушению плитняковых фракций в породе, но короткие относительно крупные куски породы при движении щеки дробилки могут перескакивать с одной впадины волнообразного профиля на другую и забивать камеру дробления в нижней зоне. В этом случае может потребоваться остановка агрегата для очистки камеры дробления. Кроме того, использование рифлений с волнообразным продольным профилем приводит к переменному по высоте камеры дробления углу захвата кусков породы, причем в некоторых зонах угол захвата будет даже отрицательным. Это может снижать производительность щековой дробилки. Плита нетехнологична при литье и термообработке, т.к. толщина плиты резко изменяется в сопряженных элементах - от рифления к впадине, под рифлениями при литье образуются тепловые узлы и возможно образование рыхлот и раковин. Резкие переходы во впадинах между соседними рифлениями способствуют концентрации напряжений и образованию трещин при литье и термообработке плиты. Эти трещины при эксплуатации приводят к внезапным поломкам дробящих плит.However, triangular corrugations as they wear during operation quickly become dull, the radius of the pressing surface and the force required to destroy pieces of rock increase, while the performance of the crusher decreases, and wear accelerates. The undulating longitudinal profile of the corrugations really contributes to the maximum destruction of the limestone fractions in the rock, but short relatively large pieces of rock during the movement of the crusher cheek can jump from one cavity of the undulating profile to another and clog the crushing chamber in the lower zone. In this case, it may be necessary to stop the unit to clean the crushing chamber. In addition, the use of corrugations with a wavelike longitudinal profile leads to a variable angle of capture of rock pieces with a height of crushing chamber, and in some areas the angle of capture will be even negative. This can reduce the performance of the jaw crusher. The plate is low-tech during casting and heat treatment, because the thickness of the plate changes dramatically in the mating elements - from corrugation to the depression, under the corrugations during molding, thermal nodes are formed and the formation of loosening and shells is possible. Sharp transitions in the depressions between adjacent corrugations contribute to stress concentration and crack formation during casting and heat treatment of the plate. These cracks during operation lead to sudden breakdown of crushing plates.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является цельнолитая плита дробящая щековой дробилки, имеющая плоскую тыльную поверхность и рабочую поверхность с рифлениями, выполненными в виде продольно расположенных параллельных выступов притупленной трапецеидальной формы. Чаще всего такие плиты выполняются с прямолинейным продольным профилем рифлений, обеспечивающим постоянный угол захвата по всей высоте камеры дробления [2]. Установлено, что использование дробящих плит с рифлениями трапецеидальной формы позволяет снизить износ и увеличить срок службы дробящей плиты. С целью уменьшения массы плиты и сокращения объема механической обработки на тыльной поверхности плит предусматриваются углубления, форма и объем которых назначаются исходя из требований к прочности и жесткости плиты.Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a solid cast plate crushing a jaw crusher having a flat back surface and a working surface with corrugations made in the form of longitudinally located parallel protrusions of a blunt trapezoidal shape. Most often, such plates are made with a rectilinear longitudinal profile of the corrugations, providing a constant angle of capture over the entire height of the crushing chamber [2]. It is established that the use of crushing plates with trapezoidal corrugations allows to reduce wear and increase the life of the crushing plate. In order to reduce the weight of the slab and reduce the amount of machining on the back surface of the slabs, recesses are provided, the shape and volume of which are assigned based on the requirements for strength and stiffness of the slab.

Однако такая форма рифлений хотя и позволяет несколько снизить износ и увеличить срок службы по сравнению с плитой, имеющей рифления треугольной формы, но добиться большого выигрыша не удается. Вопросам технологичности плиты при литье и термообработке не уделяется серьезного внимания, а ведь именно при этих процессах формируются кристаллическое строение и дефекты материала инструмента, которыми и определяются прочность и твердость контактной поверхности плиты. Снижение объема механической обработки является несравненно менее важной задачей, на современных фрезерных или грубошлифовальных станках эта обработка занимает минуты. По мере износа рифлений, как и в предыдущем примере, качество металла на давящей поверхности рифлений последовательно ухудшается. Интенсивность износа рифлений плит после стирания поверхностного слоя прогрессивно увеличивается, соответственно увеличивается площадь поверхности контакта плиты и кусков дробимой породы, а твердость материала плиты на поверхности контакта снижается. Увеличение площади и снижение твердости поверхности контакта приводит к необходимости увеличения контактных сил, требуемых для дробления материала, и сил трения между плитой и разрушаемой породой, при этом интенсивность износа дополнительно увеличивается. Как и в предыдущем случае, толщина плиты резко изменяется в сопряженных элементах - от рифления к впадине, это обстоятельство, а также резкие переходы во впадинах между соседними рифлениями способствуют образованию трещин при литье и термообработке, трещины плит развиваются при работе дробилки, и плиты внезапно ломаются.However, this form of corrugations, although it allows to slightly reduce wear and increase service life compared to a plate having corrugations of a triangular shape, but it is not possible to achieve a big gain. Serious attention is not paid to the technological issues of the plate during casting and heat treatment, and it is during these processes that the crystal structure and defects of the tool material are formed, which determine the strength and hardness of the contact surface of the plate. Reducing the volume of machining is an incomparably less important task; on modern milling or rough grinding machines this treatment takes minutes. As the corrugations wear out, as in the previous example, the quality of the metal on the pressing surface of the corrugations gradually deteriorates. The wear rate of corrugations of plates after abrasion of the surface layer increases progressively, respectively, the contact surface area of the plate and pieces of crushed rock increases, and the hardness of the plate material on the contact surface decreases. An increase in the area and a decrease in the hardness of the contact surface necessitates an increase in the contact forces required for crushing the material and the friction forces between the plate and the rock being destroyed, while the wear rate is further increased. As in the previous case, the plate thickness changes dramatically in the mating elements - from corrugation to the cavity, this fact, as well as sharp transitions in the cavities between adjacent corrugations contribute to the formation of cracks during casting and heat treatment, cracked plates develop during crusher operation, and the plates suddenly break .

Целью изобретения является повышение износостойкости и срока службы, уменьшение вероятности внезапной поломки, улучшение технологичности при литье и термообработке.The aim of the invention is to increase wear resistance and service life, reduce the likelihood of sudden breakdowns, improve manufacturability during casting and heat treatment.

Указанные цели достигаются при комплексном решении вопросов служебного соответствия и технологичности инструмента. Конфигурация и размеры рифлений принимаются в соответствии с рекомендациями [2] для обеспечения высокой эффективности дробления горной породы - минимизации сил, необходимых для достижения заданной степени измельчения. Повышение срока службы достигается за счет снижения интенсивности износа рифлений плиты. Этот эффект реализуется повышением качества литого металла при тщательной проработке вопросов технологичности инструмента: оформление плиты дробящей как отливки с минимально возможным изменением толщины от рифления к впадине, тем самым предотвращается образование усадочных дефектов в виде рыхлот и раковин и повышается твердость и прочность материала плиты.These goals are achieved with a comprehensive solution to the issues of service compliance and manufacturability of the tool. The configuration and dimensions of the corrugations are adopted in accordance with the recommendations [2] to ensure high efficiency of crushing the rock - minimizing the forces necessary to achieve a given degree of grinding. Increasing the service life is achieved by reducing the wear rate of the corrugations of the plate. This effect is realized by improving the quality of cast metal with careful study of the technological issues of the tool: the design of a crushing plate as a casting with the smallest possible change in thickness from corrugation to a depression, thereby preventing the formation of shrinkage defects in the form of loosening and shells and increasing the hardness and strength of the plate material.

Уменьшение вероятности внезапной поломки обусловлено отсутствием в конструкции плиты резких переходов конструктивных элементов в сопряжениях, что способствует снижению концентрации термических напряжений, а также высоким качеством металла плиты после литья и термообработки.The decrease in the probability of sudden breakdown is due to the absence of sharp transitions of structural elements in the joints in the construction of the plate, which helps to reduce the concentration of thermal stresses, as well as the high quality of the plate metal after casting and heat treatment.

Улучшение технологичности при литье и термообработке обусловлено устранением массивов металла под рифлениями и тепловых узлов в отливке, а также использованием жесткой окантовки плиты по продольным граням при выполнении крайних по ширине плиты рифлений более толстыми, чем остальные.The improvement of manufacturability during casting and heat treatment is due to the elimination of metal arrays under corrugations and thermal units in the casting, as well as the use of rigid edging of the plate along the longitudinal faces when performing corrugations that are extreme in width of the plate are thicker than the others.

На фиг.1 изображена предлагаемая плита дробящая щековой дробилки, на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.3 - то же, поперечный разрез; на фиг.4 - то же, тыльная сторона плиты.Figure 1 shows the proposed plate crushing jaw crusher, figure 2 is the same side view; figure 3 is the same, cross section; figure 4 is the same, the back side of the plate.

Плита имеет плоскую тыльную поверхность 1 и рабочую поверхность 2 с рифлениями 3. Ширина плиты равна ширине рабочей части щеки дробилки. Плита стыкуется с соседними по высоте плитами или с клиновым прижимом посредством наклонных поверхностей 4. Рифления 3 выполнены в виде прямолинейных параллельных выступов трапецеидальной формы и одинаковой высоты. Углы вершин выступов притуплены радиусными сопряжениями R₁ боковых поверхностей и вершин рифлений. Во впадинах боковые поверхности соседних выступов плавно сопрягаются по радиусам R₂. Эти радиусы соответствуют рекомендациям литейной технологии по сопряжениям стенок отливок галтелями. Под каждым рифлением со стороны тыльной поверхности выполнены прерывистые углубления 5, имеющие в поперечном сечении треугольную форму со скругленными впадинами радиусом R₃. Углубления выполнены прерывистыми для повышения поперечной жесткости плиты и размещения монтажных отверстий 6 под болты, прижимающие плиту к щеке дробилки. В продольном направлении углубления имеют овальную форму, а углубления, крайние по длине плиты и соседние с отверстиями 6, выполнены коническими. Крайние по ширине плиты рифления 7 выполнены более массивными за счет того, что наружные боковые грани 8 выполнены менее крутыми, а углубления 9 под этими выступами имеют меньший объем. Увеличение толщины крайних рифлений 6 и массива металла под ними не приводит к снижению качества литого металла, т.к. крайние рифления за счет большей площади контакта с формой охлаждаются интенсивнее, чем плита в области внутренних рифлений. Самые длинные овальные углубления 10 выполнены вдоль призматических выступов 11, выполненных на тыльной поверхности и служащих для фиксации положения плиты на щеке дробилки. Углубления 10 уменьшают толщины сечений литой плиты в районе выступов 11. Принятые в конструкции плиты дробящей форма и расположение углублений способствуют уменьшению термических напряжений в материале плиты при литье и термообработке и коробления плиты.The plate has a flat back surface 1 and a working surface 2 with corrugations 3. The width of the plate is equal to the width of the working part of the crusher cheek. The plate is joined with adjacent in height plates or with a wedge clamp by means of inclined surfaces 4. The corrugations 3 are made in the form of rectilinear parallel protrusions of trapezoidal shape and the same height. The angles of the peaks of the protrusions are blunted by the radius mates R _{1 of the} side surfaces and the corrugation vertices. In the depressions, the lateral surfaces of adjacent protrusions smoothly mate along the radii R ₂ . These radii correspond to the recommendations of the foundry technology for fillet wall mating. Under each corrugation, discontinuous recesses 5 are made on the back surface side, having a triangular cross-section with rounded cavities of radius R ₃ . The recesses are made intermittent to increase the lateral rigidity of the plate and the placement of mounting holes 6 under the bolts that press the plate to the crusher cheek. In the longitudinal direction, the recesses are oval, and the recesses, extreme along the length of the plate and adjacent to the holes 6, are made conical. Extremely wide corrugation plates 7 are made more massive due to the fact that the outer side faces 8 are made less steep, and the recesses 9 under these protrusions have a smaller volume. An increase in the thickness of the extreme corrugations 6 and the metal array beneath them does not lead to a decrease in the quality of cast metal, since extreme corrugations due to the larger area of contact with the mold are cooled more intensively than a plate in the area of internal corrugations. The longest oval recesses 10 are made along the prismatic protrusions 11, made on the back surface and serving to fix the position of the plate on the crusher cheek. The recesses 10 reduce the thickness of the cross sections of the cast plate in the region of the protrusions 11. The crushing shape and arrangement of the recesses adopted in the design of the plate contribute to the reduction of thermal stresses in the plate material during casting and heat treatment and warping of the plate.

Инструмент работает следующим образом. Под действием привода и передаточного механизма подвижная щека дробилки совершает периодические движения к неподвижной щеке, сжимая куски породы между выступами (рифлениями) 3 на дробящих плитах, установленных на обеих щеках. Рифления 3 своими вершинами создают большие давления на поверхность кусков породы, при превышении давлением предела прочности породы куски разрушаются (дробятся). Полученные мелкие куски породы перемещается в камере дробления вниз, где зазор между плитами меньше и куски породы дробятся во все большей степени, при достижении нужной степени дробления куски породы высыпаются из камеры дробления через разгрузочную щель. При работе дробилки рифления 3 плит дробящих деформируются в каждой точке контакта и интенсивно истираются о породу. Наиболее интенсивно изнашиваются рифления плит дробящих, установленных в нижних зонах камер дробления, где число точек контакта рифлений с кусками породы наибольшее. Интенсивность износа рифлений плит после стирания поверхностного слоя прогрессивно увеличивается, соответственно увеличивается площадь поверхности контакта плиты и кусков дробимой породы, а твердость материала плиты на поверхности контакта снижается. Увеличение площади и снижение твердости поверхности контакта приводит к необходимости увеличения контактных сил, требуемых для дробления материала, и сил трения между плитой и разрушаемой породой, при этом интенсивность износа дополнительно увеличивается. По данным [2] расход марганцовистой стали на 1 т дробленой горной массы составляет для крепких пород 0,05-0,098 кг, а стоимость дробящих плит составляет 13-39% общих затрат на дробление. За счет более высокого качества металла в предлагаемой конструкции плит дробящих снижаются интенсивность износа рифлений, что позволяет использовать меньшие силы при дроблении породы и снизить силы трения и износ. За счет проработки технологичности инструмента уменьшилось коробление плит и поражение трещинами, что снижает затраты на исправление дефектов. Значительно снижается и вероятность внезапной поломки плит, ни одна из плит предлагаемой конструкции не сломалась при эксплуатации.The tool works as follows. Under the action of the drive and the transmission mechanism, the movable cheek of the crusher makes periodic movements to the fixed cheek, compressing pieces of rock between the protrusions (corrugations) 3 on the crushing plates mounted on both cheeks. The corrugations 3 with their peaks create great pressure on the surface of the pieces of rock, when the pressure exceeds the tensile strength of the rock, the pieces are destroyed (crushed). The resulting small pieces of rock move downward in the crushing chamber, where the gap between the plates is smaller and the pieces of rock are crushed to an increasing degree, when the desired degree of crushing is achieved, the pieces of rock are poured out of the crushing chamber through the discharge gap. During operation, the corrugating crusher 3 crushing plates are deformed at each contact point and are intensively rubbed against the rock. The most intensive wear of the corrugations of the crushing plates installed in the lower zones of the crushing chambers, where the number of contact points of corrugations with pieces of rock is greatest. The wear rate of corrugations of plates after abrasion of the surface layer increases progressively, respectively, the contact surface area of the plate and pieces of crushed rock increases, and the hardness of the plate material on the contact surface decreases. An increase in the area and a decrease in the hardness of the contact surface necessitates an increase in the contact forces required for crushing the material and the friction forces between the plate and the rock being destroyed, while the wear rate is further increased. According to [2], the consumption of manganese steel per 1 ton of crushed rock mass is 0.05-0.098 kg for hard rocks, and the cost of crushing plates is 13-39% of the total cost of crushing. Due to the higher quality of the metal in the proposed design of crushing plates, the wear rate of the corrugations is reduced, which allows the use of lower forces when crushing the rock and to reduce friction and wear. Due to the study of the manufacturability of the tool, warpage of the plates and damage by cracks decreased, which reduces the cost of fixing defects. The likelihood of sudden breakdown of the plates is significantly reduced, not one of the plates of the proposed design broke during operation.

Конструкция плит дробящих и технология их изготовления совершенствовались в производственных условиях на Оленегорском механическом заводе, испытания проведены на щековой дробилке СМД-117Б, установленной на дробильно-обогатительной фабрике ОАО «ОЛКОН». Испытаны большие серии плит (сотни шт.) на твердых горных породах. При использовании плит дробящих предлагаемой конструкции наработка плит до износа по объемам горной массы увеличилась не менее 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 производительности агрегата.The design of the crushing plates and the technology of their manufacture were improved under production conditions at the Olenegorsk Mechanical Plant, tests were carried out on the SMD-117B jaw crusher installed at the OLKON OJSC crushing and concentration plant. Large series of slabs (hundreds of pieces) were tested on hard rocks. When using plates of crushing of the proposed design, the operating time of the plates before wear in terms of the volume of rock mass increased by at least 2.5 times compared with the average operating time of previously used plates. Approximately in the same proportion, the time for stopping the crushers for repairs (replacing plates) was reduced, which helps to increase the productivity of the unit.

1. Футеровочная дробящая плита щековой дробилки. Авт. св. СССР. №342665. - Кл. В02с 1/10. - Заявл. 27.11.69. - Опубл. 22.06.72., бюлл. №20. Авторы: Гавришев П.В., Бужин Н.К.1. Lining crushing plate of jaw crusher. Auth. St. THE USSR. No. 342665. - Cl. B02s 1/10. - Declared. 11/27/69. - Publ. 06/22/72., Bull. No. 20. Authors: Gavrishev P.V., Buzhin N.K.

2. Дробящие плиты отечественных и зарубежных щековых дробилок. Обзор. Авторы: Богацкий А.И. и др. М.: ЦНИИ информации и технико-экономических исследований по строительному, дорожному и коммунальному машиностроению. - 1970, 55 с.2. Crushing plates of domestic and foreign jaw crushers. Overview. Authors: Bogatsky A.I. and other M .: Central Research Institute of Information and feasibility studies on construction, road and municipal engineering. - 1970, 55 p.

Claims

The crushing plate of a jaw crusher having a flat back surface with recesses and a working surface with corrugations made in the form of longitudinally arranged rectilinear parallel protrusions of a blunt trapezoidal shape, characterized in that the corrugations have a radial conjugation of the inclined surfaces of adjacent protrusions in the depressions, the corners of the corrugation plate being made more massive, and the recesses from the back surface are made under each corrugation oval and discontinuous, having in cross section It has a triangular shape with rounded cavities.