<== Возврат к разделу 1.3

1.3.2 Основные конструкции и расчеты грохотов

Наиболее распространенные конструкции грохотов - барабанные, плоские качающиеся и вибрационные;

Подпись:Барабанный грохот (рисунок 1.19) - это вращающийся барабан, установленный с уклоном в сторону выгрузки верхнего класса. Его обечайка изготовлена из листового или проволочного сита. Для разделения материала более чем на две фракции используют многоситовые барабаны. Сита могут быть расположены концентрично (от крупного к мелкому), либо последовательно вдоль образующей (от мелкого к крупному). При вращении барабана частицы поднимаются вместе с его стенкой, а затем, скатываясь вниз, продвигаются к нижнему концу барабана и просеиваются.

Основное преимущество барабанного грохота - динамическая уравновешенность, т. е. отсутствие качающихся масс. Недостатки: низкий коэффициент использования сит (около 2/3 их поверхности пустует), низкая эффективность грохочения (60¸70%), высокая металло - и энергоемкость. По этим причинам барабанные грохоты применяются в промышленности все реже, главным образом при объединении классификации материала с промывкой.

Подпись:Технологический расчет барабанного грохота проводится по заданной массовой производительности (G), углу наклона его оси (a) и коэффициенту (j) заполнения барабана материалом, характеристикам материала (rн, m, f).

Частота вращения барабана n определяется из условия скатывания частиц, поднявшихся на заданный угол b. Предельный угол подъема, обеспечивающий просеивание частиц материала bmax = 38¸40о

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Условие скатывания (рисунок1.20):

m×g×Sinb > f×(m×g×Сosb+m×w2×D/2), где f - коэффициент трения частиц о сита. Учитывая, что w = 2×p×n, получим:

.

Подпись:При движении вдоль оси барабана частицы материала поднимаются по дуге на угол b, а затем скатываются по винтовой линии, угол спуска которой примерно равен 2×a (рисунок 1.21). Путь частиц материала в грохоте можно свести к прямоугольному треугольнику, причем каждую из его сторон они проходят за одинаковое время. Тогда скорость v движения материала вдоль барабана можно определить из равенства:

tg(2×a) =L/H = v/p×D×n,

т. е. v = p×D×n×tg(2×a).

Производительность грохота

G = m×rн×F×v,

где F = p×D2×j/4 - усредненная площадь сечения слоя материала в барабане.

Значение D определяется подстановкой в формулу расчета производительности соотношений для расчета величин F,v и n. Длина барабана L определяется требуемым временем t обработки материала L = v×t, или заданным отношением L/D.

Необходимую мощность электродвигателя барабанного грохота определяют по сумме затрат мощности на подъем материала

Nэ= p×D×n×M×g×Sinb,

где М = m×rн×F×L - масса материала в грохоте, и на преодоление трения материала о сито

Nт = p×D×n× M×g×f×(Сosb+2×p2×n2×D/g),

т. е. Nдв»( Nэ+ Nт)/0.9.

Плоский качающийся грохот (рисунок 1.22) - это прямоугольный короб с ситами, установленный на шарнирных опорах (подвесках) с уклоном в сторону разгрузки. Эксцентриковый вал привода сообщает коробу горизонтальные колебания, за счет которых материал перемещается по ситам вниз и рассеивается на фракции (иногда и промывается). Применение этих грохотов ограниченно из-за небольшой производительности, громоздкости, большой энергоемкости, низкой эффективности грохочения (70¸80%).

Технологический расчет плоского качающегося грохота ведется по заданной массовой производительности (G), наибольшему размеру кусков нижнего класса (d), характеристикам материала (rн, m, f), углу наклона сит

Подпись:грохота (a), размеру их отверстий (b), эксцентриситету (r) вала привода.

Материал движется вниз по ситам, если сумма составляющих сил тяжести (m×g) и инерции (Рц=m×w2×r) больше силы трения, см. рисунок1.23:

m×w2×r×Cosa + m×g×Sina > f×(m×g×Сosa - m×w2×r×Sina),

откуда частота вращения вала привода: .

Подпись:При обратном качании материал не должен перемещаться вверх, т. е.:

m×w2×r×Cosa – m×g×Sina < f×(m×g×Сosa + m×w2×r×Sina),

откуда: .

Подпись:Скорость v движения материала относительно сита должна обеспечивать проход частиц через его отверстия. В предельном случае частица, скатываясь по ситу, сталкивается с противоположной кромкой отверстия (рисунок 1.24) и составляющие пройденного ею пути:

x = (b-d/2)×Сosa-(d/2)×Sina, y = (b-d/2)×Sina+(d/2)×Сosa.

Поскольку x = vп×t×Сosa,

y = vп×t×Sina + g×t2/2=

= x×tga + g×x2/2×vп2×Сos2a,

получим:

vп = [(b – d/2)∙Cosα – d∙Sinα/2] × .

Принятое значение n должно удовлетворять условию:

vп ³ 2×p×r×n.

Ширина сита В определяется производительностью грохота

G = m×rн×v×h×B,

где высота слоя материала на сите принимается равной минимальному размеру частиц верхнего класса h = b×Сosa. По заданному отношению L/B определяется длина сита, его поверхность F=L×B и масса находящегося на нем материала:

M=m×rн×F×h.

Мощность электродвигателя грохота

Nдв=(Nэ+Nт)/0.9,

где Nэ= M×v2×n - мощность, затрачиваемая на сообщение материалу кинетической энергии,

Nт= 0.667×f×L×G×g - мощность, затрачиваемая на преодоление трения материала о сито.

Подпись:Вибрационный грохот (рис.1.25) конструктивно аналогичен плоскому качающемуся. Вибрацию сит, установленных внутри короба на пружинах, создает вращение вала вибровозбудителя с дебалансами. Траектория движения сит у большинства промышленнных грохотов близка к круговой и может варьироваться жесткостью пружин и величиной дебалансов до прямолинейной.

Привод вибровозбудителя может быть установлен на отдельном фундаменте или непосредственно на корпусе грохота. Более популярна первая схема, при использовании которой электродвигатель и кабель не подвергаются воздействию вибрации, хотя колебания расстояния между центрами ведущего и ведомого шкивов приводят к быстрому износу ремней и подшипников.

Вибрационные грохоты постепенно вытесняют барабанные и плоские качающиеся, т. к. для них характерны высокая эффективность грохочения (90¸95%), малая металло - и энергоемкость, высокая производительность.

Технологический расчет вибрационного грохота с круговым движением сит базируется на эмпирических зависимостях. Исходные данные: массовая производительность (G), требуемая эффективность грохочения (Е), размер отверстий сита (b), отношение L/B, нормативная удельная объемная производительность (q) при эффективности грохочения 92.5% (дается в справочниках как функция b), доля (m) нижнего класса в исходном материале и его насыпная плотность (rн). Расчет сводится к определению:

- радиуса круговых колебаний грохота r = 0.15×b+0.001;

- частоты вибраций n = 0.17×r -0.8;

- расчетной ширины сита , где Ko = (1-Е)/0.075 – коэффициент точности отсева;

- ширины и длины сита B = Bр /0.95, L = B×(L/B);

- оптимального угла наклона сита  a = 4140×G/(rн×B+135×G);

- фактической удельной объемной производительности qр= G/(Bр×L×rн);

- оптимальной скорости движения материала по ситу v = 0.16+54×qр;

- среднего времени пребывания частицы материала на грохоте t = L/v;

- массы материала на сите M=G×t×(1- m×E/2).

Мощность электродвигателя вибрационного грохота:

Nдв=(Nтр+Nгр)/hпр.

Здесь – затраты мощности на трение в подшипниках (Fk - нагрузка на k-й подшипник, fп - коэффициент трения в подшипниках, dв - диаметр вала),

Nгр = M×(2×p×n×r)2 - затраты мощности на транспорт и просеивание материала.

<== Возврат к разделу 1.3