Центробежно-ударные дробилки (по западной терминологии – дробилки с вертикальным валом) находят все большее применение в процессах дробления и измельчения рудных и нерудных материалов. Благодаря тому, что практически вся подводимая к дробилке энергия используется для сообщения кинетической энергии измельчаемому материалу, центробежно-ударные дробилки имеют большой КПД и высокий коэффициент измельчения.
Принцип действия этого сравнительно нового оборудования состоит в следующем. Измельчаемый материал подается сверху в центральное входное отверстие так называемого ускорителя. Он представляет собой цилиндрическую полую конструкцию с радиальными перегородками, вращающуюся вокруг вертикальной оси. Под действием возникающей в результате вращения ускорителя центробежной силы, куски измельчаемого материала двигаются с ускорением от центра к периферии вдоль образуемых перегородками каналов. Материал вылетает из ускорителя в камеру измельчения с линейной скоростью, определяемой частотой вращения и диаметром ускорителя. При соударении кусков материала с неподвижными стенками происходит разрушение материала посредством ударной дезинтеграции. Дополнительному измельчению материала способствует также процесс хаотичного столкновения кусков друг с другом внутри камеры.
Дробление материалов с помощью центробежно-ударных дробилок обладает рядом преимуществ перед другими способами измельчения: предпочтительное разрушение по естественным структурным границам внутри измельчаемых кусков, незначительные сдвиговые деформации внутри однородных фрагментов. Это делает центробежно-ударные дробилки особенно эффективными для получения высокопрочного щебня кубовидной формы, а при измельчении руд позволяет достигнуть «раскрытия» вкраплений полезных компонентов при крупности в 2–3 раза большей, чем в другом измельчительном оборудовании.
При всей привлекательности центробежно-ударных дробилок, до 80-х годов ХХ века существовал ряд технических и «материаловедческих» ограничений, сдерживавших широкое применение реализуемого в них способа дробления, изобретенного еще в начале прошлого века. Для повышения эффективности ударной дезинтеграции необходимо увеличить скорость материала при соударениях, однако это приводило к чрезмерному росту ударно-абразивного износа рабочих органов и снижению ресурса подшипниковых узлов привода дробилки.
Проблема износа была в значительной степени решена использованием принципа самофутеровки. Новые ускорители, изобретенные в 80-х годах новозеландцами Брайаном Бэйтли (Bryan Baitley) и Джимом Макдоналдом (Jim McDonald), были сконструированы так, что вызывающий ударно-абразивный износ материал соприкасался в основном не с поверхностью рабочих органов дробилки, а со слоем самого измельчаемого материала. В процессе работы материал залегает в уплотненном состоянии в специальных карманах, расположенных, как в самом ускорителе (рис. 1), так и в камере измельчения (рис. 2). В результате абразивно-ударное воздействие со стороны измельчаемого материала на канал ускорителя происходит в основном только при столкновении материала с удерживающей самофутеровку так называемой «лопаткой», расположенной в конце канала. Лопатку изготавливают с включением вставок из твердого сплава и восстанавливают периодической наплавкой специальными электродами.