Грохоты с плоским рабочим органом

Грохоты с плоским рабочим органом целесообразно классифицировать по отдельным, характерным для них признакам.

По положению рабочей поверхности грохоты можно разделить на неподвижные и подвижные.

По виду приводного механизма грохоты подразделяются на имеющие привод механический (эксцентриковый или клиноременная передача) и электромагнитный.

Характерные особенности грохотов:

1. Перемещение сита вызывается динамическими причинами.

2. Амплитуда колебаний просеивающей поверхности находится в пределах от 0,5 до 25мм, а частота колебаний 800-3000 колебаний в минуту.

3. Грохоты характеризуются малым удельным расходом энергии.

4. Обладают высокой эффективностью разделения материала.

К недостаткам можно отнести: большие габаритные размеры, шум и вибрация на фундаменты, пыление материала.

При использовании клоноременной передачи от электродвигателя на приводной вал грохота шкив вала может иметь неподвижную в пространстве ось – гирационные грохоты (рис.8.3) или ось шкива описывает окружность с определенным радиусом – качающиеся грохоты (рис8.4).

Гирационные грохоты отличаются тем, что вал 4 (см.рис.8.3) грохота закреплен в подшипниках 3, установленных на раме 2. Корпуса двух средних подшипников 5 укреплены на боковых стенках кооба 8, их внутренние кольца посажены на эксцентриных шейках вала. На валу насажены два маховика 7 со смещенным центром массы для уравновешивания центробежных сил инерции колеблющегося короба грохота. Короб с ситом 9 устанавливается на амортизаторах 1 наклонно под углом α к горизонтальной раме, равном 10-30 ˚ . В центральной части грохот совершает круговые движения с радиусом, равным эксцентриситету е вала, крайние точки короба движутся по замкнутым овальным кривым, форма которых зависит от отношения продольной и поперечной жесткости амортизаторов. Такой вид приводного механизма обеспечивает постоянную амплитуду колебания сита грохота, равную величине эксцентриситета е при неподвижной оси 6 шкива клиноременной передачи и отсутствии передачи вибраций на строительные конструкции.

 

 

Рис. 8.4 Схемы качающегося (а) и самоцентрирующего (б) грохотов.

 

При движении короба с находящимся на сите материалом по круговой траектории возникает центробежная сила

 

Fц =                 = 4 π²n²еm_{1                (3)}

 

 

где m₁ – масса короба с находящимся на сите материалом, кг; vo – окружная скорость кривошипа, м/с; е – эксцентриситет вала, м.

Для исключения передачи вибрации на опорные конструкции на маховиках устанавливают неуравновешенные грузики массой m₂ – дебалансы на расстоянии от оси вращения, равном r. Массы двух грузиков подбирают так, чтобы при их вращении возникала центробежная сила, равная также Fц

 

 

Fц =                 4 π²n²r ²= 8 π²n²r m₂                                 (4)

 

 

Приравнивая уравнения (2) и (3), получаем

 

 m₁е = 2m₂r                                                      (5)

 

Качающиеся грохота в отличие от гирационных имеют только два подшипника 1 (см.рис. 8.4, а), укрепленных на коробе 6 грохота. Для создания центробежной силы, необходимой для колебания сита грохота, устанавливаются маховики 3 с неуравновешенными грузиками – дебалансами 2. На валу 5 грохота закреплен щкив 4 клиноременной передачи. В некоторых конструкциях качающихся грохотов вместо маховиков с дебалансами используется неуравновешенный вал ( в средней части на длине между боковыми стенками короба вал имеет лыску) и шкив клиноременной передачи устанавливается с эксцентриситетом.

Промежуточное положение между гирационными и качающимися грохотами занимают самоцентрирующиеся грохота (см.рис.8.4, б). Колебание сита 6 вызвано эксцентричной установкой подшипников 5 вала 2, которые, как в качающихся, крепятся к коробу 3 грохота. Применение маховиков 1 с дебалансами 4 позволяет уравновесит колеблющуюся систему.

В самоцентрирующихся грохотах при загрузке соответствующей установленным дебалансам ось шкива клиноременной передачи будет неподвижной, как в гирационных грохотах. Практически считается, что небольшие круговые вращения вала при перегрузке или недогрузке грохота не оказывают существенного влияния на работу клиноременной передачи, поэтому нет необходимости в тщательном подборе дебалансных грузов. Эти самоцентрируюшиеся грохота выгодно отличаются от гирационных, в которых требуется тщательная балансировка дебалансов.

Для разделения частиц по классам крупности необходимо перемещение материала относительно сита. Промышленные грохоты работают при таких загрузках, что материал на сите лежит сравнительно толстым слоем. Для облегчения перераспределения мелких частиц в нижние слои, а крупных наоборот вверх (явление сегрегации) необходимо материал подбрасывать на сите. Поведение частиц на поверхности сита зависит от режима работы грохотов.

 

 

8.4. Режим работы грохотов

 

Рассмотрим частицу, находящуюся на наклонном под углом α к горизонту сите, которое колеблется под действием неуравновешенных масс дебалансов с ускорением ј_сит.На частицу действует сила инерции со стороны сита Fц и вес G = mg. Нормальное к плоскости усилие

F_N = mg cos α – mј _сит sinβ

Ускорение сита в направлении, перпендикулярном его плоскости, равно ј׳ _сит = ј _сит sinβ= a ω2sinφ sinβ, где φ – фазовый угол; a – амплитуда колебаний; ω – угловая скорость; β – угол вибрации. Тогда

F_N = m (g cos α – a ω2sinφ sinβ).               (6)

 

 

Рис.8.5 Расчетные схемы к определению коэффициента С (а) и скорости материала υ_м (б).

 

Если первое слагаемое в уравнении (6) больше второго, то частица будет постоянно прижиматься к плоскости, если при каком-то значении φ второе слагаемое превысит первое, то частица оторвётся от плоскости сита и совершит свободный полет. Угол φ изменяется от 0 до 360 ˚. Второе слагаемое имеет максимальное значение при φ = 90˚ и sinφ = 1.

Отношение максимальной составляющей ускорения сита к составляющей ускорения силы веса называется коэффициентом режима работы С.

С = a ω2sinβ/ ( g cos α).

Значение коэффициента С характеризует динамический режим работы грохота: если С>1, то грохот работает в вибрационном режиме и частицы передвигаются по ситу с подбрасыванием, если С ≤1, то грохот работает в инерционном режиме и частицы от поверхности сита не отрываются.

Значение коэффициента Г в пределах 1< С<3,3. На заводах по переработке торфа практически грохоты всех применяемых конструкций работают в вибрационном режиме, т.е. С>1.

 

 

8.5. Устройство грохотов с плоской просеивающей поверхностью

 

В горноперерабатывающей промышленности широко применяются гирационные грохоты.

Гирационный (эксцентриковый) грохот (рис.8.6) состоит из неподвижной сварной рамы 1, подвижного короба 9, оснащенного двумя ситами, эксцентрикового механизма 8 и привода. Ось эксцентрикового вала 3 проходит через центр тяжести короба. На боковых стенках короба расположены кронштейны 5, посредством которых концы короба опираются на цилиндрические пружины 10.

 

Рис.8.6 Гирационный (эксцентриковый) грохот

 

Привод грохота осуществляется от электродвигателя 7 клиноременной передачей. Рама грохота установлена на фундаменте или подвешена к опорной конструкции. Подвески 2 и 4 снабжены винтовыми стяжками, с помощью которых можно изменять угол наклона грохота от 0 до 30˚. Резиновые амортизаторы 6 служат для гашения резонансных явлений при пуске и остановки грохота.

Для разделения КСЕ на фракции по крупности на обогатительных фабриках получили распространение грохоты марки «RHEWUM».

Техническая характеристика.

1. Производительность, м/н – 350-380

2. Размер исходного материала, мм 0-20

3. Количество сим, шт – 1-5

4. Угол наклона сим, град – 38

5. Размер сита, мм – 2000х2600

6. Мощность вибродвигателей, кВт -2х5,1

Грохот состоит (рис.8.7) из просеивающего агрегата 1 с пружинной опорой 2, корпуса 3. К корпусу примыкает впускная воронка 4 и выпускной лоток 5. Для пылеудаления имеется канал 6, подсоединяющийся к вентиляционной системе. На просеивающийся агрегат 1 установлены два вибропривода 7. Для очистки просеивающей поверхности предназначено устройство 8.

 

 

Рис. 8.7. Грохот “RHEWUM”

 

Вибропривод (рис.8.8) представляет собой асинхронный двигатель 1 на валу 2 которого установлены по обе стороны по два маховика 3 и 4, которые поворачиваются друг относительно друга. С помощью этих маховиков можно плавно устанавливать центробежную силу от 0 до максимума. Для этого необходимо отпустить болты 5 и маховики 4 повернуть на определенный угол, отмеченный рисками на капсуле корпуса 6. Вал двигателя установлен на роликовых подшипниках 7.

Рис.8.8 Схема вибропривода грохота.

 

Ситовая ткань со стороны впуска и выпуска имеет натяжные фальцы и натягивается в просеивающем устройстве посредством натяжных болтов .

Очистка ситовой ткани осуществляется при помощи высокочастотных колебаний звеньев цепи на ситовой ткани (эффект биения). Траверсы цепей передвигаются по всему ситу в поперечном направлении с помощью редуктора по роликовым направляющим.

8.6. Расчёт грохотов с плоской просеивающей поверхностью

 

Расчёт производительности Qв. гр производится по формуле

Qв.гр = q _o Ωсит k₁k₂k₃k₄,

где Qв.гр – производительность грохота, т/ч; q _o – удельная производительность, т/ (ч.м2); Ωсит – площадь сита, м2; k1 – коэффициент, зависящий от угла наклона сита (выбирается по табл.8.1)

Табл. 8.1.

Угол накл. сита,α,град.	9	10	11	12	13	14
Коэф. К1	0,45	0,5	0,56	0,61	0,67	0,73

К2 и К3 – коэффициенты, зависящие от гранулометрического состава исходного материала.

Коэффициент К2 выбирается в зависимости от содержания фракций нижнего класса в исходном материале (см. табл.8.2)

Табл.8.2.

Сод.фрак- ций, %	10	20	30	40	50	60	70	80
Знач.К2	0,58	0,66	0,76	0,86	0,92	1,0	1,08	1,1

Коэффициент К3 выбирается по значению содержания в нижнем классе частиц, размером меньше половины размера отверстий ситв (см. табл.8.3)

Табл. 8.3.

Содерж. частиц, %	10	20	30	40	50	60
К3	0,63	0,72	0,82	0,91	1,0	1,09

Расчёт параметров колебания грохота. Работа грохотов в вибрационном режиме, как отмечалось выше, улучшает условия классификации за счёт сегрегации частиц.

Кроме этого, на основании экспериментальных данных установлено, что высота hr подбрасывания частиц должна иметь определенную высоту, равную hr≥0,4 D, где D – размер отверстия. В этом случае обеспечиваются наилучшие условия самоочистки сит. Из условия самоочистки максимальная скорость v _сит сита в направлении колебания:

Для горизонтального грохота с направленными колебаниями рабочей поверхности

v _сит=√2ghr/sinβ;                                          (9)

для наклонного грохота с направленными колебаниями

v _сит=√2ghr(cos αsinβ);                                 (10)

где       β и α - углы соответственно направления колебания к просеивающей поверхности и наклона плоскости сита к горизонту.

В момент отрыва частицы от поверхности сита её скорость равна амплитудному значению скорости рабочей поверхности

v = αω≤ v_сит                                                                    (11)

и должна иметь меньше необходимой с точки зрения самоочистки сита грохота скорости v_сит , вычисленной по формулам (9) или (10).

Решая совместно уравнения (9) – (11) получаем выражение, из которого можно определить α или α ω.

Для наклонных грохотов с направленными колебаними имеем

α ω= √ 0,8 gD ( cos α/ sin β )                    (12)

Для горизонтальных грохотов с направленными колебаниями

α ω= √ 0,8 gD / sin β                                  (13)

В качестве второй зависимости, связывающей α и ω между собой, используют кривую оптимальных сочетаний амплитуд и частот колебаний при грохочении мелкозернистых материалов (рис.8,9) или данные табл.8.4.

 

 

Рис.8.9 Зависимость частоты n колебания грохотов от амплитуды а

                                                                                                Таблица. 8.4

 

Привод	Частота колеб. короба n, с -1	Ампл.колеб. короба α (мм) для пылевидных мат.	Ампл.колеб. короба α (мм) для кусковых мат.
Центробежный	45	0,8-1,2	0,8-1,0
Дебалансный	25	2-3	1,5-2,5
Центробежный направл. действия	17-25	2-4	2-3
Эксцентриковый	7,5	5-15	4-8

 

Размеры сита. По вычисленным значениям α и ω можно определить величину ускорения колебаний ј сит = α ω2 и скорость vм транспортирования материала по ситу

vм =H v =H α ω,                         (14)

где Н – коэффициент передачи скорости (рис.8.10); v – амплиудное значение скорости рабочего органа.

 

 

Рис.8.10 Зависимость коэффициента к передачи скорости от ускорения, а ω² колебания рабочего органа.

 

Ускорение колебания ј сит рекомендуется принимать не более 80м/с² во избежание быстрого выхода из строя узлов грохота при установке грохота на междуэтажном перекрытии значение максимального ускорения колебания снижается до 40-50м/с².

При перемещении материала его скорость vм всегда меньше значения v. С одной стороны, скорость v направлена под каким-то углом β к поверхности сита( в этот момент сила, отрывающая материал от поверхности сита, становится больше силы веса), vм – вдоль сита.

С другой стороны, во время части периода колебания рабочего органа материал относительно сита не перемещается.

На рис.8.11 изображено перемещение плоскости грохота (Г=1) и частицы при Г=2; 3,3 и 6,28. При Г =2 время полёта частицы обозначено через t пол. Только время совместного движения материала и плоскости за период tп равно (tп – t пол). В течение этого времени, относительно перемещения материала по поверхности сита не происходит и поэтому

vм =0.

Отставание скорости транспортирования материала от скорости рабочего органа характеризуется коэффициентом передачи скорости

Н =vм/м, который при известном значении ускорения колебания α ω² определяется по графику (см.рис.8.10).

Формулу производительности грохота

Q_в.гр = 3,6 Bh_м v_м p                                   (15)

Можно преобразовать относительно h_м и вычислить высоту слоя материала (м) в месте загрузки.

 

Рис. 8.11 Схема перемещения частиц материала при разных значениях коэффициента Г.

⇐ Предыдущая123456789

Поделиться: