Расчет производительности

Грохоты отличаются геометрической формой, характером просеивающей поверхности, ее расположением относительно горизонтальной плоскости. По форме просеивающая поверхность бывает плоской, цилиндрической (барабанной) или дуговой. В зависимости от этой конструктивной особенности различают плоские, барабанные и дуговые грохоты. По расположению просеивающей поверхности различают горизонтальные (слабонаклонные) и наклонные грохоты (в некоторых случаях вертикальные).

По характеру движения просеивающей поверхности различают грохоты неподвижные (в некоторых случаях с движением отдельных элементов просеивающей поверхности), подвижные с круговым движением и подвижные с прямолинейным движением. Для мелкого грохочения используют также грохоты с вибрирующей сеткой. Эта конструктивная особенность грохотов принята за основу при их классификации.

Подвижные грохоты с круговыми и прямолинейными колебаниями просеивающей поверхности являются основными применяемыми на обогатительных предприятиях. Их называют вибрационными грохотами.

Вибрационные грохоты, являющиеся одномассными зарезонансными машинами с дебалансными вибраторами, стандарти­зированы. Действующий в настоящее время ГОСТ 23788-79Е подраз­деляет грохоты на три типа в зависимости от насыпной плотности грохо­тимого материала:

Л — легкий, для грохочения сыпучих материалов с насыпной плот­ностью до 1,4 т/м³;

С — средний, для грохочения сыпучих материалов с насыпной плот­ностью до 1,8 т/м³;

Т — тяжелый, для грохочения сыпучих материалов с насыпной плот­ностью до 2,8 т/м³.

Грохоты легкого типа предназначены главным образом для угольной промышленности, среднего – для промышленности строительных мате­риалов, тяжелого – для горнорудной промышленности.

Стандарт разделяет грохоты также по форме (траектории) колеба­ний на следующие виды:

И – с круговыми или близкими к ним колебаниями (см. рисунок 5, а);

С – с прямолинейными колебаниями (см. рисунок 5, б);

ИС – с близкими к прямолинейным колебаниями (см. рисунок 5, б).

Это разделение одновременно дает представление и о других призна­ках грохота: расположении просеивающей поверхности относительно горизонта и числе установленных на грохоте вибраторов.

а – наклонный грохот с круговыми и близкими к ним колебаниями

б – горизонтальный грохот с прямолинейными колебаниями

Рисунок 5 – Динамические схемы одномассных

зарезонансных грохотов с дебалансными вибраторами

Таким образом, буква И в обозначении грохота (инерционный) указывает, что это наклонный грохот с круговыми или близкими к ним колебаниями, возбуждаемыми центробежным вибратором. Буквой С (само­балансный) обозначают горизонтальные или слабонаклонные грохоты с прямолинейными колебаниями, возбуждаемыми самобалансным вибратором с кинематической синхронизацией двух дебалансных валов (зубчатым зацеплением) или двумя самосинхронизирующимися дебалансными вибраторами. Обозначение ИС, по существу, иден­тично обозначению С, с той лишь разницей, что в грохотах типа ИС ис­пользуются исключительно самосинхронизирующиеся вибраторы.

В структуру условного обозначения грохота по стандарту входит.

1) сокращенное наименование грохота Г;

2) обозначение траектории колебаний (И, С, ИС);

3) обозначение типа грохота (Л, С, Т);

4) обозначение ширины просеивающей поверхности:

1000 мм	1250 мм	1500 мм	1750мм	2000 мм	2500 мм	3000 мм	3500 мм	4000 мм

5) число ярусов сит;

6) индекс модификации (буквенный или цифровой).

Приведем пример условного обозначения весьма распространенного в горнорудной промышленности наклонного вибрационного грохота тяжелого типа с круговыми колебаниями, шириной просеивающей по­верхности 1750 мм и одним ситом – грохот инерционный ГИТ-51М.

Колосниковый грохот представляет собой решетку, собранную из колосников и установленную под углом к горизонту. Материал, загружаемый на верхний конец решетки, движется по ней под действием силы тяжести. При этом мелочь проваливается через щели решетки, а крупный класс сходит в нижнем конце. Эти грохоты применяют для крупного грохочения. Размер щели между колосниками – не менее 50 мм и в редких случаях может быть 25-30 мм.

Угол наклона решетки зависит от физических свойств грохотимого материала. По практическим данным для руд угол наклона составляет 40-45^О, для углей – 30-35^О. При переработке влажных материалов угол наклона грохота увеличивают на 5-10^О. Влажные глинистые руды на колосниковых грохотах перерабатывать невозможно вследствие замазывания щелей.

1 – колосник, 2 – стяжной болт; 3 – распорная трубка.

Рисунок 6 – Грохот колосниковый неподвижный

Барабанные грохоты в зависимости от формы барабана могут быть цилиндрическими или коническими. Боковая поверхность барабана, образованная перфорированными стальными листами или сеткой, служит просеивающей поверхностью грохота. Ось цилиндрического барабана наклонена к горизонту под углом от 1 до 14° (чаще 4-7°), а ось конического – горизонтальна. Исходный материал загружают внутрь барабана на верхнем конце и вследствие вращения и наклона он продвигается вдоль оси барабана.

Р_И – центробежная сила инерции, h – толщина слоя материала, G – вес частицы,

α – угол наклона грохота, β – угол подъема материала.

Рисунок 7 – Схема движения материала в барабанном грохоте

Мелкий материал проваливается через отверстия, крупный – удаляется из барабана на нижнем конце. По практическим данным, средняя производительность бара­банного грохота на 1 м² площади сита и на 1 мм размера отверстий составляет при сухом грохочении 0,25-0,3 т/ч, при мокром – около 0,45 т/ч. Основные недостатки барабанных грохотов – их громозд­кость, малая удельная производительность и низкая эффектив­ность, особенно при грохочении мелкого материала. По этим причинам барабанные грохоты не применяются для сухого грохочения (кроме буратов).

Грохоты самоцентрирующиеся. Принципиаль­ная схема самоцентрирующегося грохота показана на рисунке 9. Короб грохота 1 наклонно подвешивается к неподвижным поддержива­ющим конструкциям при помощи пружин 5. В подшипниках 2, жестко укрепленных в коробе, смонтирован эксцентриковый вал 4. На кон­цах вала посажены маховики 7 с дебалансными грузами 6, рас­положенными диаметрально противоположно по отношению к эксцентриковым заточкам вала 3. На валу 4 также укреплен шкив, при­водимый во вращение при помощи клиноременной передачи от элек­тродвигателя, установленного на неподвижной опоре.

Круговые качания короба совершаются за счет взаимодействия двух вращающихся масс: одна из них представлена коробом грохота, подвешенным на пружинах, а другая – дебалансными грузами, укрепленными на валу, вращающемся в подшипниках, соединенных с коробом.

Рисунок 8 – Схема автоматического дебаланса вибрационного грохота	Рисунок 9 – Схема самоцентрирующегося грохота

Поскольку вал вращается в подшипниках, закрепленных на ко­робе, а короб имеет эластичную подвеску, то давление эксцентрика вала на короб является внутренней силой системы. При отсутствии внешних сил центр тяжести системы должен оставаться неподвижным, поэтому при вращении вала короб полу­чает круговые движения некоторого радиуса в вертикальной пло­скости относительно центра тяжести системы. Дебалансные грузы 6 на маховиках 7 подбираются такими, чтобы центробежная сила инер­ции их уравновешивала центробежную силу, развиваемую коробом грохота при вращении на радиусе, равном эксцентриситету, т.е.

Pe = GR,

где: Р – полный вес короба с нагрузкой;

е – эксцентриситет вала;

G – вес дебалансных грузов;

К – расстояние от центра тяжести дебалансных грузов до оси вращения.

В этом случае короб грохота описывает круговые движения вокруг оси О-О, а ось вала (точнее ось приводного шкива) остается непод­вижной в пространстве. Отсюда грохотам с таким приводом дано название «самоцентрирующиеся».

Самобалансные грохоты имеют приводной механизм в виде двухвального вибратора. В связи с фазовым уравнове­шиванием дебалансов вибратора грохоты такого типа называются самобалансными. Прямолинейные гармонические ко­лебания короба грохота генерируются силой инерции двух противоположно вращающихся дебалансовых грузов.

Валы вибратора могут быть связаны между собой с помощью зубчатой передачи или чисто динамически. За грохотом с зубчатым вибратором закрепилось название самоба­лансного, а за грохотом без зубчатых передач — самосинхронизирующегося. Схема самобалансного грохота приведена на рисунке 10. Короб 1 с ситом 2, закрепленный на вертикальных упругих опорах 3, под действием вибровозбудителя 4 совершает прямо­линейные колебания по стрелке А под углом ε к плоскости сита. Вибратор самобалансного грохота (рисунок 11) имеет два параллельных вала О₁ и О₂ с эксцентрично расположенными дебалансными грузами M₁ и M₂, массой m каждый. Валы сцепле­ны парой зубчатых колес, вследствие чего грузы вращаются в противоположных направлениях.

1 – короб, 2 – сито, 3 – опорные пружины, 4 – вибратор
Рисунок 10 – Схема самобалансного грохота с зубчатой передачей между валами дебаланса	Рисунок 11 – Двухвальный вибратор

Каждому валу со стороны груза передается центробежная сила инерции:

Q = m ω² R,

где: R – расстояние от центра тяжести груза до оси вращения.

Разложим каждую из двух сил Q на две составляющих: Q_X (проекция на ось ОХ, совпадающую с линией центров О₁О₂) и Q_Y (проекция на ось OY). Составляющие Q_Х взаимно компен­сируются и на корпус вибратора в каждый данный мо­мент передается равнодействующая только двух составляю­щих Q_Y. Она равняется:

2 Q_Y = 2 Q sin ε = 2 m ω² R sin ε.

Соединенный с вибратором короб грохота получает от него гармоническое воздействие в направлении Q_Y под углом к плоскости сита, обычно ε = 45°.

Горизонтальные самобалансные грохоты с самосинхронизирующимися вибраторами. Существенным недостатком само­балансного грохота с двухвальным вибратором является наличие зубчатой передачи, создающей сильный шум и требую­щей частого ремонта. Он устранен в самосинхронизирующемся грохоте, имеющем два независимых дебалансных вибратора, непосредственно не связанных между собой какой-либо передачей. Их валы вращаются отдельными электродвигателями в противоположном направлении с одной и той же угловой скоростью (+ω и –ω) и с одной и той же фазой, благодаря автоматической самосинхронизации и самофазировке, достигае­мой путем соответствующего подбора движущихся масс, их мо­ментов инерции и взаимного расположения. Такого рода вибраторы являются самосинхронизирующимися. Их валы с дебалансными грузами, закрепленные в бортовых стенках короба, вращаются навстречу друг другу, поэтому результирующая цен­тробежных сил инерции проходит через центр тяжести короба. В результате достигаются прямолинейные синусоидальные колебания под заданным углом к плоскости сетки.

Лит.: 1 осн. [4-16, 33-73], 5 доп. [20-80].

Контрольные вопросы:

1) какие виды грохочения вы знаете?;

2) что характеризует просеивающую поверхность?;

3) какие виды просеивающих поверхностей вы знаете?;

4) что такое легкие, трудные и затрудняющие зерна?;

5) по каким признакам классифицируются грохоты?

6) что такое эффективность грохочения?;

7) как расшифровать марки грохотов ГИТ-51, ГСТ-72, ГИСЛ-81?

Дата добавления: 2017-01-13