Udarna drobilica s vertikalnim vratilom (VSI) stroj je za proizvodnju pijeska i završno oblikovanje zrna u postrojenju za proizvodnju agregata: ulazni materijal pada u središte brzookretnog vertikalnog rotora i velikom se brzinom izbacuje prema van kako bi se razbio pri udaru. Constmach izrađuje četiri VSI modela, od jedinice sa zatvorenim rotorom od 700 mm i kapacitetom 60–100 t/h do stroja s otvorenim rotorom od 975 mm i kapacitetom 250–300 t/h, koji sitnu frakciju iz drobilice pretvaraju u drobljeni pijesak i kubični agregat.
Što je udarna drobilica s vertikalnim vratilom?
Udarna drobilica s vertikalnim vratilom tercijarni je stroj za sitno drobljenje čiji se rotor vrti oko vertikalne, a ne horizontalne osi. Ta jedina razlika određuje sve što stroj radi. Umjesto da kamen gnječi između dviju površina, ubrzava materijal i prepušta razbijanje brzini. Rezultat nisu samo sitnija zrna, nego i zrna boljeg oblika.
U Constmachovu postrojenju VSI drobilica stoji na kraju linije za drobljenje. Dok materijal dođe do nje, čeljusne i udarne ili konusne drobilice već su kamen svele na malu, lako obradivu veličinu. VSI drobilica preuzima tu sitnu frakciju i pretvara je u drobljeni pijesak i kubični sitni agregat. To je stroj koji kamenolomu omogućuje da pijesak za prodaju proizvede na licu mjesta umjesto da kupuje prirodni riječni pijesak.
Vertikalna os važna je iz vrlo praktičnog razloga. Udarna drobilica s horizontalnim vratilom baca materijal na nepomične udarne letve i daje grublji, manje ujednačen oblik zrna. Vertikalni rotor okreće materijal simetrično i izbacuje ga u punom krugu od 360°, pa svako zrno prelazi sličan put i na udarnu površinu nailazi pod sličnim kutom. Upravo ta simetrija daje uzak i ponovljiv granulometrijski sastav, a to je ono što specifikacija za pijesak i traži.
Kako radi VSI drobilica
Materijal ulazi odozgo i pada u središte rotora koji se vrti velikom brzinom. Centrifugalna sila izbacuje svako zrno prema van i ubrzava ga do velike brzine prije nego što napusti vrhove rotora. Što se zatim događa, ovisi o izvedbi rotora.
Kod stroja sa zatvorenim rotorom (CR) ubrzana zrna udaraju u nepomičan metalni prsten nakovnja postavljen oko rotora. To je klasična izvedba kamen na nakovanj. Snažan udar u čelik daje agresivno oblikovanje zrna i velik udio sitnih frakcija, što odgovara manje abrazivnom materijalu kod kojeg trošenje nakovnja ostaje razumno.
Kod stroja s otvorenim rotorom (OR) zrna umjesto toga udaraju u sloj istog materijala zadržan u komori za drobljenje kamena na kamen. Kamen se lomi o kamen, a ne o habajući dio. Budući da je udarna površina sam ulazni materijal, potrošnja habajućih dijelova naglo pada, pa se otvoreni rotor bira za abrazivnije materijale. Ustupak je nešto drugačiji granulometrijski sastav proizvoda, no kod tvrdog kamena bogatog silicijevim dioksidom ušteda u pogonskim troškovima presudna je.
Rezultat određuju dvije veličine: obodna brzina rotora i količina dovedenog materijala. Obodna brzina određuje kojom snagom svako zrno udara, a time i koliko energije odlazi na oblikovanje; povećate li je, dobivate više pijeska i sitniji proizvod, ali raste i potrošnja habajućih dijelova. Količina dovedenog materijala određuje koliko je zrna istodobno u letu. Progurate li previše, zrna se počinju sudarati prije nego što dođu do udarne površine, čime se lom ublažava, a energija troši uzalud. Dobro vođena VSI drobilica drži oba parametra u ravnoteži prema granulometriji koju postrojenje prodaje.
Vrijedi znati i jedan detalj o toku materijala. Većina VSI rotora propušta kontrolirani dio ulaznog materijala kroz središnji otvor kao obilazni tok, pa se ne ubrzava svako zrno do pune brzine. Taj obilazni tok ublažava granulometriju i sprječava rotor da proizvede previše najsitnijih frakcija. Podešavanje rotora i raspodjele ulaznog materijala dio je namještanja stroja na određenu krivulju pijeska.
Zašto koristiti udarnu drobilicu s vertikalnim vratilom?
Zbog oblika zrna i zbog pijeska. Čeljusne, konusne i primarne udarne drobilice sve dobro obavljaju svoj posao, ali proizvod može sadržavati pločasta ili izdužena zrna, a prirodni pijesak nije uvijek dostupan ni povoljan. VSI drobilica rješava oba problema. Udar velikom brzinom otkida bridove s pločastih zrna i pomiče granulometriju prema kubičnom, dobro graduiranom proizvodu.
Oblik nije pitanje izgleda. Kubični agregat bolje se slaže i traži manje vode i veziva za istu obradivost, pa proizvođač betona ili asfalta koji kupuje dobro oblikovan pijesak troši manje cementa ili bitumena za istu mješavinu. Pločasta i izdužena zrna djeluju suprotno: slabo se ukliještuju, povećavaju potrebu za vodom i slabe mješavinu. VSI drobilica koja popravi oblik sitne frakcije izravno utječe na to što kupac dalje u lancu može proizvesti.
Drugi je razlog opskrba. Mnogi kamenolomi imaju obilje kamena, ali manjak sitnog pijeska. VSI drobilica proizvodi pijesak iz drobljenog kamena, pa kamenolom može ispuniti specifikaciju za pijesak bez dovoza riječnog pijeska kamionima. To je jednako komercijalna koliko i tehnička prednost, a u područjima u kojima je vađenje iz rijeka ograničeno često je i jedini put do pijeska koji se uopće može prodati.
Constmachova ponuda VSI drobilica
Constmach nudi četiri udarne drobilice s vertikalnim vratilom, od malih zadaća oblikovanja zrna do proizvodnje pijeska u velikim količinama. Najlakša, VSI-700-CR, teži oko 6500 kg i pogoni je jedan motor, pa se lako dodaje postojećem postrojenju. Tri veća modela imaju dva motora radi većeg protoka. Modeli sa zatvorenim rotorom odgovaraju standardnom i manje abrazivnom materijalu; VSI-1000-OR s otvorenim rotorom građen je za abrazivne materijale kod kojih drobljenje kamena na kamen čuva pogonske troškove.
| Model | Promjer rotora | Izvedba | Kapacitet (t/h) | Pogon |
|---|
| VSI-700-CR | 700 mm | Zatvoreni rotor / nakovanj | 60–100 | 110 kW (jedan motor) |
| VSI-800-CR | 800 mm | Zatvoreni rotor / nakovanj | 150–200 | 2 × 160 kW |
| VSI-900-CR | 900 mm | Zatvoreni rotor / nakovanj | 200–250 | 2 × 185 kW |
| VSI-1000-OR | 975 mm | Otvoreni rotor / kamen na kamen | 250–300 | 2 × 200 kW |
Iz oznake se vidi što dobivate. Broj je promjer rotora u milimetrima; CR označava zatvoreni rotor s prstenom nakovnja, a OR otvoreni rotor koji drobi kamen na kamen. Kapacitet raste s veličinom rotora i instaliranom snagom, pa odabir modela slijedi iz ciljane količine i abrazivnosti ulaznog materijala. VSI-1000-OR nosi rotor od 975 mm, a ne doslovnih 1000 mm; broj u oznaci zaokružuje klasu, dok je podatak o rotoru stvarna dimenzija.
Zatvoreni ili otvoreni rotor?
To je prva odluka i određuje je vaš kamen. Stroj sa zatvorenim rotorom (CR) odaberite kada je ulazni materijal umjereno abrazivan i kada želite najjače oblikovanje zrna i najveći udio sitnih frakcija; prsten nakovnja daje tvrd i kontroliran udar. Stroj s otvorenim rotorom (OR) odaberite kada je ulazni materijal tvrd i abrazivan, primjerice šljunak s visokim udjelom silicijeva dioksida i kvarcitne stijene, jer drobljenje kamena na kamen drži trošak habajućih dijelova niskim tijekom cijelog vijeka postrojenja.
Kada pobjeđuje zatvoreni rotor
Kod vapnenca i drugih manje abrazivnih stijena trošenje nakovnja je prihvatljivo, a zatvoreni rotor daje najagresivniju proizvodnju pijeska. Nakovanj pruža tvrdu i nepopustljivu plohu, pa više energije udara odlazi na lom zrna, a manje na popustljivi sloj kamena. Zato su tri od četiri Constmachova modela sa zatvorenim rotorom: većina agregatnog materijala nalazi se u pojasu umjerene abrazivnosti u kojem se nakovanj isplati.
Kada pobjeđuje otvoreni rotor
Kod abrazivnog materijala potrošni dijelovi stroja s nakovnjem brzo bi se trošili i podigli trošak po toni. VSI-1000-OR to zaobilazi tako što materijalu prepušta da sam stvori svoju površinu za drobljenje. Sloj kamena koji se nakuplja u komori neprekidno se obnavlja dolaznim materijalom, pa je habajuća površina praktički besplatna. Odričete se dijela intenziteta oblikovanja koji ima zatvoreni rotor, ali kod kvarcita ili riječnog šljunka niži račun za potrošne dijelove to više nego nadoknađuje.
Kvaliteta izrade i put habanja
U VSI drobilici sve što dodiruje ubrzani kamen habajući je dio: vrhovi rotora, obloge koje oblažu rotor te prsten nakovnja (CR) ili dijelovi komore za drobljenje kamena na kamen (OR). Constmach na tim površinama koristi kaljene, zamjenjive habajuće dijelove kako bi konstrukcija i ležajevi bili zaštićeni, a povremeno se mijenjaju samo potrošni dijelovi.
Rotor i ležajni sklop nose opterećenje teške mase koja se brzo vrti, pa su uravnoteženost i krutost ležajnog kućišta bitne. Neuravnotežen rotor pri svakom okretaju unosi cikličku silu u ležajeve, a pri brzinama VSI drobilice ta se sila brzo pretvara u vibracije i toplinu. Constmach glavne konstrukcijske dijelove izrađuje u vlastitoj proizvodnji, čime kontrola kvalitete i opskrba rezervnim dijelovima ostaju na jednom mjestu, a rotor tvornicu napušta uravnotežen kao cjelina.
Automatsko podmazivanje u standardnoj opremi
Vijek trajanja ležajeva brzookretnog rotora ovisi o čistom i ujednačenom podmazivanju. Svaka Constmachova VSI drobilica isporučuje se s automatskim sustavom za podmazivanje u standardnoj opremi, pa ležajevi na vrijeme dobivaju točnu količinu masti ili ulja bez oslanjanja na to hoće li se operater sjetiti. To uklanja najčešći uzrok preranog kvara ležaja i održavanje čini predvidivim. Ujedno operateru skida jedan svakodnevni ručni zadatak, što je važno u postrojenju u kojem posada nadzire cijeli krug, a ne samo jedan stroj.
Gdje VSI drobilica stoji u liniji za drobljenje
VSI drobilica posljednja je drobilica u nizu. Tipičan tok izgleda ovako: primarna čeljusna drobilica, zatim sekundarna drobilica (udarna ili konusna), pa VSI drobilica za oblikovanje zrna i proizvodnju pijeska, uz vibracijska sita i trakaste transportere koji između faza prevoze i razvrstavaju materijal. Sita zatvaraju krug tako da se nadmjera vraća u VSI drobilicu, a izlaze samo pijesak i agregat traženih frakcija.
Dodavač ispred VSI drobilice zaslužuje pozornost. Stroj voli ravnomjeran i stalno pun dotok, a ne nalete, jer poplava materijala nakon koje slijedi praznina remeti opterećenje rotora, a s njim i granulometriju. Trakasti ili vibracijski dodavač koji vuče iz izravnalnog bunkera izglađuje tok, a sam bunker VSI drobilicu odvaja od ritma zaustavljanja i pokretanja drobilica i sita uzvodno.
Nizvodno sito koje zatvara krug obavlja dva posla. Gotovi pijesak i sitni agregat izdvaja kao proizvod, a nadmjeru koja još nije dovoljno oblikovana vraća u VSI drobilicu. Dimenzioniranje tog povrata stvaran je dio projektiranja jer sve što kruži troši kapacitet koji ne izlazi kao proizvod. Trakasti transporteri povezuju petlju, a njihova brzina i širina moraju odgovarati i svježem dotoku i povratnom opterećenju, a ne samo neto proizvodnji.
Budući da VSI drobilica oblikuje sitne frakcije, a ne usitnjava veliko kamenje, u nju nikada ne smije ući prevelik materijal. Najveća ulazna veličina namjerno joj je niska. Upravo dovođenje ispravno dimenzioniranog materijala štiti rotor i daje ujednačen proizvod.
Kapacitet i dimenzioniranje
Nazivni kapacitet kreće se od 60–100 t/h kod modela VSI-700-CR do 250–300 t/h kod modela VSI-1000-OR. Te brojke ovise o granulometriji ulaznog materijala, frakciji koju želite pretvoriti u pijesak, brzini rotora i tome koliko čvrsto zatvarate krug. Stroj koji vraća veliku nadmjeru pokazat će niži neto proizvod nego što se čini iz protočnog kapaciteta.
VSI drobilicu dimenzionirajte prema pijesku koji mora proizvesti, a ne samo prema količini koja kroz nju prolazi. Ako vašem postrojenju treba, recimo, 80 t/h drobljenog pijeska iz zadanog ulaznog materijala, pravi je model onaj koji daje taj neto proizvod nakon što se uračuna povrat sa sita. Constmachovi inženjeri primjene stroj dimenzioniraju prema vašoj granulometriji, a ne prema brojci iz naslova.
Primjer izračuna dimenzioniranja
Pretpostavimo da je cilj 120 t/h drobljenog pijeska koji prolazi kroz zadano sito te da vaš ulazni materijal i postavke rotora u jednom prolazu pretvaraju otprilike 60 posto onoga što uđe u rotor u taj proizvod. Preostalih 40 posto odlazi sa sita koje zatvara krug kao nadmjera i ide u novi krug. Da bi dala 120 t/h neto, drobilica kroz rotor mora propustiti oko 200 t/h kada se uračuna povratno opterećenje. To zadatak smješta u razred VSI-800-CR ili VSI-900-CR, a ne na stroj kojemu na natpisnoj pločici piše samo 120. Podatak o kapacitetu čitajte kao protočni kapacitet i uvijek se preko omjera pretvorbe i povratnog opterećenja vratite na neto proizvod; u razmaku između te dvije brojke skrivaju se razočaranja poddimenzioniranih postrojenja. Omjer pretvorbe ovisi o stijeni, granulometriji ulaznog materijala i tome koliko snažno vozite rotor, pa se stvarni odabir radi s vašim brojkama, a ne s ovima za primjer.
Materijali i primjene
VSI drobilica obrađuje prethodno izdrobljenu sitnu frakciju većine kamena iz kamenoloma: vapnenca, bazalta, granita, riječnog šljunka i sličnih agregata. Proizvod je drobljeni pijesak za uporabu kao agregat u betonu i asfaltu te kubični sitni agregat ondje gdje je oblik zrna propisan.
- Drobljeni pijesak kao zamjena ili dopuna prirodnom i riječnom pijesku.
- Kubični sitni agregat za betonske i asfaltne mješavine.
- Oblikovanje zrna proizvoda drobilice radi smanjenja udjela pločastih i izduženih čestica.
- Oplemenjivanje sitnih frakcija iz postojećeg postrojenja kojemu nedostaje pijeska.
Posljednju je stavku vrijedno naglasiti. VSI drobilica ne mora biti predviđena od samog početka. Može se dodati postojećem postrojenju kako bi se nadoknadio manjak pijeska, tako da sitni proizvod koji se već proizvodi pretvori u pijesak koji se može prodati.
Ekonomika habanja: zatvoreni rotor naspram otvorenoga kroz vrijeme
Izbor između stroja s nakovnjem i stroja koji drobi kamen na kamen na kraju je računski zadatak koji se rješava kroz tisuće sati rada. Na umjereno abrazivnom vapnencu prsten nakovnja izdrži razuman interval, a jače oblikovanje zrna kod zatvorenog rotora opravdava svoju cijenu, pa trošak po toni proizvoda ostaje nizak i CR stroj je pravi izbor. Stavite li isti zatvoreni rotor na kvarcit ili šljunak bogat silicijevim dioksidom, nakovanj se istroši u djeliću tog vremena; više trošite na potrošne dijelove, više na rad i zastoje potrebne za njihovu ugradnju, a trošak po toni raste.
Otvoreni rotor mijenja račun. Drobljenjem kamena na kamen pretvara abrazivni ulazni materijal u vlastitu habajuću površinu, pa se troše vrhovi i obloge rotora, a ne velik čelični nakovanj. Potrošnja habajućih dijelova po toni pada, a razmaci između zamjena se produljuju, čime na abrazivnom kamenu otvoreni rotor nadoknađuje svoje nešto blaže oblikovanje zrna. Pošteno se dvije izvedbe ne uspoređuju po nabavnoj cijeni, nego po zbroju troškova habajućih dijelova, rada i izgubljene proizvodnje kroz godinu dana pri vašoj količini i vašoj abrazivnosti. Uskladite li izvedbu s kamenom, taj zbroj ostaje pod kontrolom; promašite li, potrošni dijelovi tiho postaju najveća stavka pogonskog troška.
Održavanje i habajući dijelovi
Održavanje VSI drobilice usredotočeno je na put habanja. Vrhovi rotora, obloge te prsten nakovnja ili dijelovi za drobljenje kamena na kamen stavke su koje mijenjate u ciklusu koji ovisi o abrazivnosti ulaznog materijala i broju prerađenih tona. Redoviti propisani pregledi i zamjena prije nego što se probiju štite tijelo rotora.
Izvedba s otvorenim rotorom postoji upravo zato da te intervale na abrazivnom kamenu produlji. Budući da automatski sustav za podmazivanje brine o ležajevima, redoviti se posao uglavnom svodi na pregled i zamjenu habajućih dijelova te na održavanje ispravne ulazne granulacije kako rotor ne bi bio preopterećen ni primio prevelik komad. Zamjena habajućih dijelova u uravnoteženom kompletu, a ne komad po komad, održava rotor u ravnoteži, a bilježenje broja tona između zamjena pretvara održavanje iz iznenađenja u predviđanje koje možete uvrstiti u proračun.
Savjeti za rad s ujednačenim pijeskom na izlazu
Nekoliko navika razdvaja VSI drobilicu koja drži svoju granulometriju od one kojoj granulometrija odluta. Dotok držite ravnomjernim i punim, umjesto da dolazi u naletima, kako bi rotor imao stalno opterećenje. Pratite struju pogona kao pokazatelj koliko stroj naporno radi; nagli porast obično znači preplavljenu komoru ili nalet prevelikog materijala, a nagli pad da je dotok presušio. Prevelik materijal držite podalje od ulaznog koša jer VSI drobilica oblikuje zrno, a nije primarna drobilica, pa zalutali veliki komad kažnjava vrhove rotora. Redovito uzimajte uzorke proizvoda sa sita i dotok te brzinu rotora mijenjajte u malim, a ne velikim koracima, jer je odziv osjetljiv, a pretjerana korekcija samo pomiče problem na drugu stranu. Bilježite sate rada habajućih dijelova kako bi zamjena vrha ili obloge bila planirana u smjeni, a ne iznuđena kvarom.
Česte pogreške koje treba izbjegavati
- Dovođenje prevelikog materijala. VSI drobilica oblikuje sitne frakcije. Ubacivanje velikog kamena opterećuje rotor i uzalud troši habajuće dijelove. Držite se propisane najveće ulazne veličine.
- Odabir zatvorenog rotora za abrazivni materijal. Nakovanj će se brzo istrošiti, a trošak po toni rasti. Uskladite izvedbu s kamenom.
- Dimenzioniranje samo prema protočnom kapacitetu. Važan je neto proizvod pijeska nakon povrata sa sita; zanemarite li ga, postrojenje neće dati očekivano.
- Zanemarivanje uravnoteženosti rotora i zamjene habajućih dijelova. Istrošeni ili neravnomjerno istrošeni dijelovi izazivaju vibracije i skraćuju vijek ležajeva.
- Rad u otvorenom krugu. Bez sita koje zatvara krug granulometrija odlutava, a nadmjera bježi u proizvod.
Kako odabrati svoju VSI drobilicu
Krenite od kamena, zatim od količine, pa tek onda od konteksta postrojenja. Najprije prema abrazivnosti odlučite hoće li to biti zatvoreni ili otvoreni rotor: manje abrazivan materijal upućuje na CR model, a tvrd i abrazivan na OR stroj. Zatim odredite ciljanu neto proizvodnju pijeska i odaberite veličinu rotora i pogon koji je ostvaruju. Naposljetku razmislite o uklapanju stroja: VSI-700-CR s jednim motorom i masom od oko 6500 kg najjednostavnija je jedinica za naknadnu ugradnju, dok modeli s dva motora odgovaraju namjenski građenim krugovima velikog kapaciteta.
VSI drobilica usko je specijaliziran alat. Radi jedan posao – proizvodi pijesak i oblikuje zrno – i radi ga dobro kada je ispravno usklađena s ulaznim materijalom i kada joj se dovodi ispravno dimenzioniran materijal. Pogodite li izvedbu i dimenzioniranje prema vlastitoj granulometriji, stroj se isplaćuje kroz proizvodnju pijeska na licu mjesta i traženiji, kubični agregat.
