سنگشکن ضربهای نوعی تجهیز خردایش است که برای کاهش اندازه سنگ و مواد معدنی، انرژی حرکت را از طریق برخورد به ماده منتقل میکند. در این روش، خوراک با اجزای متحرک دستگاه یا سطوح خردکننده برخورد میکند و تنش ایجادشده در اثر این برخورد، باعث شکست و جدا شدن قطعات از سنگ میشود؛ روشی که با خردایش فشاری در سنگشکنهایی مانند فکی و مخروطی تفاوت دارد.
یک ویژگی مهم این خانواده، امکان کنترل و تولید محصول با دانهبندی و شکل مناسب است؛ به همین دلیل سنگشکن ضربهای فقط برای کوچککردن سنگ به کار نمیرود و مشخصات محصول خروجی نیز در انتخاب آن اهمیت دارد. این تجهیزات در دو آرایش اصلی افقی (HSI) و عمودی (VSI) ساخته میشوند و هرکدام برای شرایط متفاوتی از خردایش به کار میروند.
سنگ شکن ضربه ای چگونه سنگ را میشکند؟
در سنگشکن ضربهای، سنگ بهجای اینکه میان دو سطح تحت فشار قرار بگیرد، انرژی جنبشی بالایی دریافت میکند و در اثر یک برخورد شدید دچار شکست میشود. این برخورد تنش زیادی در ساختار سنگ ایجاد میکند؛ اگر تنش ایجادشده از مقاومت سنگ بیشتر باشد، سنگ به قطعات کوچکتر میشکند.
خردایش معمولا با یک برخورد تمام نمیشود. قطعات شکستهشده پس از برخورد اولیه دوباره با اجزای داخلی سنگشکن یا با یکدیگر برخورد میکنند و در هر برخورد، بخشی از اندازه آنها کاهش مییابد. در این میان، سرعت برخورد و انرژی منتقلشده به سنگ نقش مهمی در شدت شکست دارند.
وبسایت Metso این سازوکار را چنین بیان میکند:
“Materials inside an impact crusher, are reduced in size by their impact on the rotor, the impact on the breaker plates and the impact among materials.”
ترجمه» :اندازه مواد داخل سنگشکن ضربهای بر اثر برخورد با روتور، برخورد با صفحات خردکن و برخورد ذرات با یکدیگر کاهش مییابد«.
این توضیح، پایه عملکرد سنگشکن ضربهای را روشن میکند: کاهش اندازه حاصل یک برخورد منفرد نیست، بلکه از توالی برخوردهایی شکل میگیرد که انرژی را به ماده منتقل کرده و شکست آن را ادامه میدهند.
سنگ شکن ضربه ای چگونه کار میکند؟
پس از ورود خوراک به محفظه، روتور دستگاه با سرعت بالا میچرخد و بلوکهای ضربهای یا چکشهای نصبشده روی روتور را به حرکت درمیآورد. ماده در مسیر حرکت روتور قرار میگیرد و پس از عبور از ناحیه خردایش، میان روتور و صفحات ضربهای جابهجا میشود.
فاصله میان روتور و صفحات ضربهای یکی از تنظیمات مهم دستگاه است و تغییر آن میتواند اندازه و دانهبندی محصول خروجی را تغییر دهد. همچنین سرعت روتور و اندازه خوراک ورودی بر مشخصات محصول نهایی اثر میگذارند.
در طول کار، ذراتی که هنوز به اندازه موردنظر نرسیدهاند در محفظه باقی میمانند و پس از رسیدن به محدوده مناسب از قسمت خروجی خارج میشوند.
انواع سنگ شکن ضربه ای
سنگشکنهای ضربهای عمدتا در دو گروه افقی (HSI) و عمودی (VSI) قرار میگیرند که تفاوت اصلی آنها به آرایش شفت، ساختار دستگاه و مسیر حرکت ماده مربوط است. هر دو از اصل خردایش ضربهای استفاده میکنند، اما طراحی روتور و مسیر حرکت ماده باعث میشود محصول و کاربرد آنها یکسان نباشد.
سنگ شکن ضربه ای افقی (HSI) یا کوبیت
در سنگ شکن HIS روتور افقی با سرعت بالا میچرخد و چکشها یا میلههای ضربهای، انرژی حرکت خود را مستقیما به سنگ منتقل میکنند. قطعات خرد شده پس از برخورد اولیه، در محفظه با صفحات داخلی و یکدیگر نیز برخورد میکنند و به اندازه و شکل مناسبتری میرسند. این ساختار باعث شده HSI برای خردایش طیف متنوعی از مواد، بهویژه سنگهای نرم تا نیمهسخت، مورد استفاده قرار گیرد.
سنگ شکن ضربه ای عمودی (VSI) یا ماسهساز
در VSI ماده از مرکز روتور وارد میشود و با چرخش سریع به سمت محیط روتور شتاب میگیرد. سپس با سرعت بالا به بدنه یا سایر ذرات برخورد میکند؛ در اینجا بخشی از خردایش با برخورد سنگها به یکدیگر انجام میشود. این سازوکار به VSI امکان میدهد محصولی با شکل دانهای یکنواختتر و نزدیک به فرم مکعبی تولید کند و به همین دلیل در تولید ماسه و اصلاح شکل سنگدانهها کاربرد زیادی دارد.
این دو مدل یک اصل مشترک دارند: خردایش با ضربه؛ اما مسیر حرکت ماده و نحوه برخورد در آنها متفاوت است و همین تفاوت، کاربردشان را از یکدیگر جدا میکند.
کاربردهای سنگ شکن ضربه ای
سنگشکن ضربهای بیشتر در خطوط تولید سنگدانه، عملیات معدنی و بازیافت استفاده میشود. بسته به نوع دستگاه و مشخصات خوراک، میتوان از آن برای کاهش اندازه سنگ، تولید سنگدانه با شکل مناسب یا فرآوری موادی مانند بتن و آسفالت بازیافتی استفاده کرد.
در تولید مصالح، مدلهای سنگشکن ضربهای افقی (HSI) برای کاهش اندازه سنگ و تولید سنگدانه استفاده میشوند، در حالی که سنگشکن ضربهای عمودی (VSI) بیشتر برای شکلدهی دانه و تولید محصولی یکنواختتر کاربرد دارد. این تفاوت بهویژه در تولید مصالح مناسب برای بتن و آسفالت اهمیت پیدا میکند.
یکی دیگر از کاربردهای مهم، بازیافت بتن و آسفالت است؛ جایی که سنگشکن ضربهای مواد حاصل از تخریب یا آسفالت قدیمی را به مصالح قابل استفاده تبدیل میکند.
در صنایع معدنی نیز HSI میتواند برای کاهش اندازه خوراک و VSI برای تولید محصول ریزتر، شکلدهی سنگدانه یا آمادهسازی خوراک مراحل بعدی به کار رود.
در یک خط تولید، کاربرد سنگشکن ضربهای را باید بر اساس محصول مورد نیاز و کیفیت خروجی انتخاب کرد، نه فقط نوع سنگ ورودی.