Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Измельчительно-сортировочные машины и оборудование

1.1 Классификация машин и оборудования для измельчения материалов

Измельчение горных пород может производиться механическим, физическим и химическим способами. Наиболее распространен механический способ, при котором материал разрушается в машине под воздействием кажущегося рабочего органа. На материал могут действовать нагрузки от раздавливания, излома удара, раскалывания и истирания. При раздавливании происходит сжатие материала между двумя плоскими дробящими органами (рис. 1.1, а); при ударе - столкновение материала с дробящим органом (рис. 1.1, 6); при раскалывании - сжатие материала между расположенными напротив друг друга острыми гранями дробящих органов (рис. 1.1, в); при разламывании - сжатие материала между расположенными в шахматном порядке острыми гранями дробящих органов (рис. 1.1, г); при истирании - трение разрушаемого материала о дробящий орган (рис. 1.1, д). В реальных условиях эти нагрузки действуют на материал в различных сочетаниях.

Рис. 1.1. Схемы воздействия внешних нагрузок на измельчаемый материал.

Измельчение механическим способом производится в дробилках и мельницах в зависимости от крупности исходного материала. Дробилки классифицируются по конструкции и принципу действия на следующие типы: щековые (рис. 1.2, а), в которых дробление материала происходит между двумя щеками под действием раздавливающих, раскалывающих и истирающих нагрузок; конусные (рис. 1.2, б), в которых материал дробится между двумя коническими поверхностями, одна из которых совершает круговые колебательные движения эксцентрично по отношению к другой под действием раздавливающих, изламывающих и истирающих нагрузок; валковые (рис. 1.2, в), в которых материал дробится между вращающимися навстречу друг другу валками под действием раздавливающих и истирающих нагрузок; ударного действия, которые подразделяются на две группы: молотковые (рис. 1.2, г) и роторные (рис. 1.2, д). В первых материал дробится под ударами шарнирно подвешенных молотков, а также истиранием о стенки корпуса и колосниковую решетку. В роторных дробилках материал дробится под ударами билов, жестко закрепленных на роторе, при ударе кусков об отбойные плиты, /а также при соударении кусков.

Рис. 1.2. Схемы дробилок.

Помольное оборудование (мельницы) по конструкции и принципу действия классифицируются на следующие виды: барабанные (рис. 1.3, а - в), в которых материал измельчается внутри вращающегося или вибрирующего барабана с помощью мелющих тел (шары, стержни, ролики) или при соударении частиц материала между собой под действием ударных и истирающих нагрузок, с повышенной скоростью движения рабочих органов (рис. 1.3, г) - среднеходовые шаровые, валковые и роликомаятниковые, в которых измельчение материала происходит между рабочим органом мельницы и каким-либо основанием путем раздавливания и частичного истирания.

Рис. 1.3. Схемы мельниц: а - барабанная, вращающаяся с мелющими телами; б-то же, вибрационная; в-барабанная, вращающаяся с самоизмельчением частиц о стенки барабана; г - роликомаятниковая.

Мельницы для тонкого и сверхтонкого помола (вибрационные, струйные и др.) в строительстве применения не имеют.

1.2 Щековые дробилки

Щековые дробилки применяются для крупного и среднего дробления пород высокой и средней прочности (а_в ? 250 МПа). Рабочий процесс щековых дробилок происходит в камере дробления - замкнутом пространстве, образованном подвижной и неподвижной щеками. Разрушение кусков материала осуществляется при сближении подвижной и неподвижной щек (рабочий, ход); продвижение кусков по высоте камеры дробления и выход раздробленного материала из нее происходят при отходе подвижной щеки от неподвижной (холостой ход). Следовательно, щековые дробилки являются машинами циклического действия, у которых цикл соответствует одному обороту приводного вала.

В зависимости от кинематической схемы щековые дробилки подразделяются на две основные группы: с простым и сложным движением подвижной щеки. У дробилок с простым качанием щеки вращательное движение эксцентрикового приводного вала преобразуется с помощью шатуна и рас - норных плит в качательное движение подвижной щеки, подвешенной на неподвижной оси; при этом траектории точек подвижной щеки представляют собой дуги окружностей с центром в точке подвеса. У дробилок со сложным качанием щеки последняя подвешена непосредственно на эксцентриковом приводном валу, а в нижней части шарнирно соединена с распорной плитой, что обеспечивает точкам ее поверхности движение по замкнутым траекториям.

Схема дробилки с простым движением щеки показана на рис. 1.4. а). Электродвигатель вращает шкив-маховик и связанный с ним эксцентриковый вал 3, на котором насажен шатун 4. Конец шатуна имеет специальные гнезда, в которые свободно вставлены концы распорных плит 11 и 9. Второй конец плиты 11 шарнирно соединен с подвижной щекой 12, подвешенной на оси 1. Конец плиты 9 упирается в клиновой упор регулировочного устройства. Когда шатун движется вверх, он тянет за собой концы распорных плит, вследствие чего подвижная щека приближается к неподвижной щеке 13. При движении шатуна вниз концы распорных плит опускаются, и подвижная щека отходит от другой под действием собственной массы, а также в результате действия тяги 10 замыкающего устройства с пружиной 8. Тяга и пружина не только обеспечивают обратное движение подвижной щеки, но и удерживают распорные плиты от выпадения из своих гнезд.

Ширину выходной щели изменяют регулировочным устройством, которое состоит из клиньев 6 и 7 и винта 5. Для изменения ширины разгрузочной щели на крупных дробилках (900 X 1200 мм и выше) используют прокладки, комплект которых поставляется вместе с дробилкой.

Сопротивление движению подвижной щеки, непостоянное за время рабочего хода, при холостом ходе резко падает. Поэтому для более равномерной работы дробилки на эксцентриковом валу устанавливают два маховика 2, один из которых выполняет функции шкива.

Преимущество дробилок с простым движением щеки - возможность переработки высокопрочного и абразивного материала [у_в до 3500 кгс/см² (350 МПа)], а также довольно малая вертикальная составляющая хода, вследствие чего истирание камня, а, следовательно, и износ дробящих плит незначительны.

Рис. 1.4. Схема действия щековой дробилки:

а - с простым движением щеки; б - со сложным движением щеки.

дробилка ковшевой элеватор помол

Схема машины со сложным движением щеки (рис. 1.4, б) отличается от схемы машины с простым движением щеки тем, что подвижная щека 12 надета непосредственно на эксцентриковый вал 3, при вращении которого она не только приближается к неподвижной щеке, но и движется вверх и вниз, т.е. осуществляет сложное движение. Нижний конец подвижной щеки имеет гнездо, в которое свободно вставлен конец распорной плиты 11. Второй конец этой плиты упирается в клин 6 регулировочного устройства. В остальном конструкция этой дробилки аналогична схеме дробилки с простым движением. Однако конструкция дробилок со сложным движением щеки проще, чем у машин с простым движением, а габаритные размеры и масса ниже.

Основными параметрами, характеризующими щековую дробилку, являются: размер приемного отверстия В; размер выходной щели b длина зева L; ход сжатия в нижней точке S_H.

Величина кусков D_мaкс, загружаемых в дробилку, должна быть меньше 0,85 В, а при работе дробилок в автоматических линиях - меньше 0,5 В.

В щековых дробилках крупность дробления, а также производительность зависят от размера выходной щели b, которая замеряется между вершинами рифлений плит и противолежащей впадиной в момент наибольшего удаления подвижной щеки.

1.3 Конусные дробилки

Конусные дробилки применяют для дробления очень прочных материалов, у_сж до 3000 кгс/см² (300 МПа) с высокой степенью абразивности. По своему назначению конусные дробилки разделяются на дробилки для крупного (ККД), среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления.

Принцип работы дробилок заключается в том, что дробление происходит раздавливанием материала между двумя конусами, из которых один неподвижен, а другой совершает круговые качания (гирации) внутри первого таким образом, что его геометрическая ось также описывает коническую поверхность (рис. 1.5. а).

Рис. 1.5. Схемы конусных дробинок.

а) Схема дробилки с крутым конусом: 1, 4 - неподвижный и подвижный конусы; 2 - шаровая пята; 3 - траверса; 5 - приводной шкив; 6 - коническая передача; 7 - стакан; 8 - лоток; 9 - вал.

б) Схема дробилки с пологим конусом: 1 - вал; 2 - подвижный конус; 3 - питатель; 4 - корпус; 5 - коническая передача; 6 - приводной шкив; 7 - стакан.

Такое движение достигается благодаря тому, что ось подвижного конуса нижним концом закреплена эксцентрично и под углом к вертикали в эксцентриковом стакане. Верхний конец в дробилках крупного дробления подвешивается на верхней траверсе, а в дробилках среднего и мелкого дробления - на сферическом подпятнике вместе с дробящим конусом. При таком движении внутреннего конуса одна часть его поверхности сближается с поверхностью неподвижного конуса, а другая часть удаляется от нее. При сближении поверхностей неподвижного и дробящего конусов материал, находящийся между ними, раздавливается. В отличие от щековых дробилок дробление материала в конусных дробилках происходит непрерывно.

Конусные дробилки Делают с различными углами конусов, т.е. конусы могут быть крутыми или пологими (рис. 1.5, б). Дробилки, предназначенные для крупного дробления, делают с крутым конусом. Вершины внутреннего и внешнего конусов обращены в противоположные стороны. При таком расположении конусов ширина зева имеет максимальную величину, что дает возможность захвата крупных кусков.

1.4 Валковые дробилки

Измельчение материала в валковых дробилках происходит между двумя цилиндрическими валками, вращающимися на горизонтальных осях навстречу друг другу под действием сжимающих и истирающих нагрузок. Валковые дробилки бывают одно-, двух - и четырехвалковые с гладкой, рифленой, ребристой и зубчатой поверхностью валков. Для пород средней прочности (до 150 МПа) применяют валки с гладкими и рифлеными поверхностями; для мягких и хрупких пород (до 80 МПа) - с зубчатой поверхностью. Наибольшее распространение получили двухвалковые дробилки, принципиальная схема и привод которых приведены на рис. 1.6.

Рис. 1.6. Принципиальная схема (а) и приводы (б - г) двухвалковых дробилок.

Основными рабочими органами дробилки являются валки 2 и 4 (рис. 1.6, а). Измельчаемый материал поступает в машину через приемное отверстие 3 в корпусе 5. Для предохранения машины от разрушения при попадании недробимых предметов один из валков установлен на подшипниках, связанных с пружинами 1, и может перемещаться, отодвигаясь от другого валка.

Валковые дробилки имеют различные схемы привода валков. На рис. 1.6, б показан привод на один валок от электродвигателя через шкив 6 и шестеренчатую передачу 8. Другой валок вращается от первого через шестерни 7 с удлиненными зубьями, обеспечивающими отход валков при пропуске недробимых тел. Такая схема привода сложна и имеет невысокую надежность из-за частого разрушения шестерен 7, работающих в условиях динамических нагрузок и абразивной запыленности. В связи с этим в настоящее время широкое распространение получил индивидуальный привод на каждый валок через шкивы 6 (рис. 1.6, в) или от одного электродвигателя 11 через редуктор 10 и карданные валы 9 (рис. 1.6, г). В последнем случае оба валка выполняются подвижными, что делает конструкцию динамически уравновешенной.

Конструкция валковой дробилки с двумя валками, один из которых гладкий, а другой рифленый приведена на рис. 1.7. Подшипники неподвижного валка 7 крепятся к корпусу 6 дробилки, подшипники другого - к подвижной раме 3, соединенной с корпусом шарниром 4. В верхней части корпус и рама связаны между собой предохранительным устройством 1, состоящим из тяг и пружин, позволяющих регулировать зазор между валками, а также обеспечивающих их отход при попадании недробимых предметов. В этом случае валок вместе с подвижной рамой и установленным на ней электродвигателем 2 поворачивается вокруг шарнира и ширина разгрузочной щели увеличивается.

Рис. 1.7. валковая дробилка

После прохождения недробимого предмета валок возвращается в первоначальное положение. Усилие, необходимое для дробления материала, обеспечивается предварительным поджатием пружин. Каждый валок приводится во вращение от самостоятельного электродвигателя через клиноременную передачу. Наличие на валу каждого валка шкива 5 способствует их более равномерному вращению за счет сообщения дополнительного махового момента. Валки футеруются бандажами, состоящими из отдельных секторов, что улучшает и ускоряет процесс их замены. Бандаж изготовляется из марганцовистой стали.

Валковые дробилки имеют диаметр валка D = 200 - 1500 мм и длину L = 0,4 - 1,0 диаметра (в последние годы выпускаются дробилки, у которых L > D). Крупность исходного материала при гладких валках составляет 1/17 - 1/20 от диаметра валка, при рифленых или зубчатых - 1/2 - 1/6.

Достоинствами валковых дробилок являются простота конструкции и надежность работы, низкий удельный расход электроэнергии, небольшое содержание переизмельченного материала в готовом продукте. К недостаткам относятся: низкая производительность, невысокая степень измельчения, низкое качество готового продукта (большое процентное содержание «лещадных» зерен), ограниченная прочность измельчаемого материала, высокая динамичность процесса измельчения, что повышает нагрузки на корпус и на фундамент.

В настоящее время валковые дробилки применяются преимущественно для измельчения материалов, склонных к налипанию или содержащих липкие включения.

1.5 Дробилки ударного действия

В дробилках ударного действия измельчение материала происходит при соударении кусков с рабочими органами (молотками, билами), а также с ограждающими элементами (отражательными плитами, колосниковыми решетками). Эти дробилки применяются преимущественно для измельчения малоабразивных пород средней прочности влажностью не более 10%. Преимуществами дробилок ударного действия являются: высокие степень измельчения (до 50), качество готового продукта по форме зерен, удельная производительность (на единицу массы машины), а также простота конструкции, удобство обслуживания. К недостаткам относятся интенсивный износ рабочих органов и неравномерный (по зерновому составу) готовый продукт.

По конструктивному исполнению такие дробилки подразделяются на молотковые и роторные. Первые в качестве рабочего органа имеют молотки, шарнирно подвешенные к ротору, у вторых - на массивном роторе жестко закреплены сменные била из износостойкой стали. Жесткое крепление бил на роторе обеспечивает использование при дроблении материала кинетической энергии всего ротора, что позволяет применять роторные дробилки для первичного дробления прочных материалов. Молотковые дробилки предназначены для дробления хрупких и мягких малоабразивных материалов (мел, гипс, известняк и т.п.).

Рабочий процесс дробилок ударного действия происходит следующим образом. Материал, подлежащий измельчению, загружается в дробилку сверху и, падая вниз, попадает под действие быстро вращающихся бил или молотков. В результате соударения куски разрушаются, разлетаясь в разные стороны, попадают на ограждающие элементы - колосники, отбойные плиты, где дополнительно измельчаются. Отражаясь от ограждающих элементов, куски вновь попадают под действие рабочих органов. Такой процесс происходит многократно, пока измельченные куски не пройдут сквозь колосниковую решетку или разгрузочную щель. Разрушению материала способствуют также центробежные силы, возникающие при эксцентричном соударении куска с рабочим органом, благодаря чему в нем возникают растягивающие напряжения (у_р ? 10 МПа), превышающие предел прочности материала на растяжение.

Роторные и молотковые дробилки имеют одинаковые принципиальные схемы (рис. 1.8). Наиболее распространены однороторные нереверсивные дробилки (рис. 1.8, а), которые применяются для измельчения малоабразивных материалов средней и малой прочности. Однороторные дробилки могут быть также реверсивными (рис. 1.8, б), при этом изменяющееся направление вращения ротора позволяет использовать рабочие поверхности бил и молотков с двух сторон, не производя их перестановку, что увеличивает межремонтный срок службы машины. Двухроторные дробилки бывают одноступенчатого (рис. 1.8, в) и двухступенчатого (рис. 1.8, г) действия. Первые применяются для получения большей производительности, когда каждый ротор работает самостоятельно и материал поступает равномерно на каждый из них.

Рис. 1.8. Схемы дробилок ударного действия: I - роторные; II - молотковые.

Двухступенчатые двухроторные дробилки позволяют повысить степень измельчения материала в одной машине, где исходный материал сначала поступает на первый ротор, затем на второй.

Основным узлом дробилки ударного действия является ротор который должен обладать высокими массой (до 20 т) и окружной скоростью (20 - 80 м/с), что обеспечивает эффективное дробление материала.

1.6 Машины и оборудование для помола. Барабанные мельницы

В барабанных мельницах измельчение материала происходит внутри полого вращающегося барабана с помощью мелющих тел (шаров, стержней). Помещенный в мельницу материал разрушается под действием ударных и истирающих нагрузок. Барабанные мельницы классифицируются по нескольким признакам: по режиму работы - периодического (рис. 1.9, а) и непрерывного (рис. 1.9, б - ж) действия; по характеру работы - мельницы, работающие в открытом и замкнутом цикле; по форме барабана - цилиндрические короткие (рис. 1.9, а - г), цилиндрические длинные или трубные (рис. 1.9, е, ж) и конусные (рис. 1.9, д); по форме мелющих тел - шаровые, стержневые и самоизмельчения (без мелющих тел); по способу загрузки и выгрузки материала - с загрузкой и выгрузкой через люк (рис. 1.9, а), с загрузкой и выгрузкой через полые цапфы (рис. 1.9, б, д, е), с загрузкой через полую цапфу и выгрузкой через периферийное сито (рис. 1.9, в, г) или днище барабана (рис. 1.9, ж); по способу помола - сухого и мокрого помола; по конструкции привода - с периферийным (рис. 1.9, е) и центральным (рис. 1.9, ж) приводом.

Преимуществами барабанных мельниц являются простота и надежность конструкции, простота регулировки степени измельчения, однородность готового продукта. К недостаткам относятся большой расход энергии (35 - 40 кВт ч/т), низкое использование в рабочем процессе объема барабана (35 - 45%), малые скорости воздействия на материал мелющих тел, значительные габариты и масса, повышенный шум при работе. Определяющими параметрами барабанных мельниц являются диаметр (D) и длина (L барабана. У мельниц с относительно коротким барабаном соотношение L/D - 2 - 3 у трубных L/D = 3 - 6.

Рис. 1.9. Схемы барабанных мельниц: а - периодического действия; б - непрерывного действия с загрузкой и выгрузкой через пустотелые цапфы; в-непрерывного действия с выгрузкой через периферийное сито; г - непрерывного действия с выгрузкой через торцовую решетку; д - конусная мельница; е - трубная мельница с периферийным приводом; ж - трубная мельница с центральным приводом.

Шаровая цилиндрическая мельница периодического действия (рис. 1.10, а) состоит из сварного цилиндрического барабана 1 с люком, прикрытым крышкой 2, и двумя днищами 3. Днища центральными осями опираются на подшипники 4. Внутренняя поверхность барабана футеруется износостойкими плитами. Привод мельницы состоит из электродвигателя 8, редуктора 7 и зубчатой передачи 6. Для уменьшения пускового момента в схеме привода предусмотрена фрикционная муфта 5. При работе мельницы исходный материал подается в барабан через люк 2, измельчается в зависимости от требуемой тонкости помола в течение 5 - 8 ч, после чего разгружается через тот же люк. Для предотвращения выпадения из мельницы мелющих тел при выгрузке готового продукта в люк вставляется трубка с отверстиями. Такие мельницы имеют низкую производительность.

Более высокую производительность помола имеют шаровые конусные мельницы непрерывного действия (рис. 1.10, б). В них исходный материал поступает через пустотелую цапфу 5 в барабан 6, где происходит помол с помощью мелющих тел 4. Измельченный материал проходит через отверстия 7 в приемник 8, откуда ссыпается в сепарирующие установки. Недоизмельченный материал поступает в барабан через цапфу 2 и подвергается повторному помолу. Барабан вращается от электродвигателя через шестерню 1 и зубчатый венец 3.

Рис. 1.10. Шаровые мельницы.

Наиболее эффективными барабанными мельницами являются трубные многокамерные мельницы, что достигается увеличением длины барабана, а также разделением его по длине на 2 - 4 камеры с помощью решетчатых перегородок. Первую (со стороны загрузки) камеру заполняют более крупными мелющими телами, следующие - более мелкими, а последнюю камеру загружают наиболее мелкими мелющими телами в виде коротких цилиндриков, интенсивно истирающих материал при перекатывании. Такое распределение мелющих тел позволяет наиболее полно использовать накопленную ими при падении кинетическую энергию.

Трубная мельница (рис. 1.11) состоит из цилиндрического барабана 4 с торцовыми днищами 3 и 7, который опирается цапфами 2 и 8 на подшипниковые опоры с самоустанавливающимися вкладышами. Барабан разделен решетчатыми перегородками на четыре камеры. Три из них футеруются волнистыми броневыми плитами, облегчающими подъем мелющих шаров, а четвертая - гладкими плитами, что способствует равномерному перекатыванию цилиндрических мелющих тел. Четвертая камера, имеющая наибольшую длину, разделена продольными перегородками на пять частей, что повышает интенсивность помола и снижает (на 20%) удельный расход потребляемой энергии за счет уравновешивания отдельных частей при вращении барабана.

Рис. 1.11. Трубная многокамерная мельница

Рабочий процесс в мельнице происходит следующим образом. Исходный материал подается питателем в воронку 1 и через конусную втулку полой цапфы 2 поступает в первую камеру. После измельчения в ней крупными шарами материал через перегородку перемещается во вторую камеру, а затем - в третью и четвертую. Окончательно измельченный материал через овальные отверстия 6 днища 7 ссыпается из барабана на разгрузочное сито 9, откуда готовый продукт поступает на склад, а недоизмельченный материал - в боковой сборник на доизмельчение. Привод барабана осуществляется от электродвигателя через редуктор и соединительный вал. Герметизация барабана при сухом помоле осуществляется с помощью колец 5.

Кроме рассмотренных выше типов барабанных мельниц для помола некоторых материалов применяются мельницы без мелющих тел, в которых происходит самоизмельчение материала при падении его в машину и при перекатывании внутри барабана. Процесс самоизмельчения материала интенсифицируется с увеличением диаметра барабана, уменьшением его длины, а также оптимальной формой футеровки. Такие машины применяются в промышленности строительных материалов при обогащении полезных ископаемых и работают в открытом и замкнутом циклах сухого и мокрого измельчения.

1.7 Машины и оборудование для сортировки нерудных материалов

При производстве строительных материалов (песок, гравий, щебень и др.) исходное сырье в большинстве случаев представляет собой неоднородную по крупности смесь, содержащую различные примеси и включения. В процессе переработки сырья исходный материал бывает необходимо разделить на отдельные сорта по крупности, а также удалить из него примеси и включения. Процесс разделения смеси на отдельные сорта по крупности называется сортировкой.

Сортировка может производиться механическим (грохочение), воздушным (сепарация), гидравлическим (классификация) и магнитным (сепарация) способами. Наиболее распространен механический способ сортировки, при котором разделение материала по крупности производится с помощью машин и устройств, снабженных разделительными просеивающими поверхностями, (плоскими или криволинейными), - грохотов. Смесь, поступающая на грохочение, называется исходным материалом. Часть исходного материала, остающаяся при грохочении на просеивающей поверхности, называется надрешетным (верхним) классом; прошедший через отверстия поверхности - подрешетным (нижним) классом. Надрешетный класс обозначается знаком «плюс», подрешетный - «минус». Так, если смесь разделяется на поверхности с отверстиями 20 мм, то верхний класс обозначается +20, нижний - 20, т.е. одна поверхность разделит смесь на два класса. При последовательном грохочении на поверхностях получается n + 1 классов.

Процесс грохочения оценивается двумя показателями: производительностью, т.е. количеством поступающего на грохот исходного материала в единицу времени, и эффективностью, характеризующей полноту разделения исходного материала. Теоретически (при бесконечно большом времени грохочения) исходный материал полностью разделяется на верхний и нижний классы, однако практически (при ограничении времени грохочения) нельзя добиться полного разделения смеси, и часть зерен нижнего класса не пройдет через просеивающую поверхность, останется в верхнем классе и вместе с ним сойдет с поверхности.

Колосниковые грохоты предназначены для грубого предварительного отделения крупных кусков перед дроблением и бывают неподвижные и подвижные. Просеивающая поверхность этих грохотов представляет собой набор колосников 1 (рис. 1.12), укрепленных на общей раме с помощью стяжных болтов 3 на некотором расстоянии друг от друга. Расстояние между колосниками регулируется с помощью распорных шайб 2. В неподвижных грохотах материал движется по просеивающей поверхности под действием силы тяжести кусков, для чего грохот устанавливается под углом, превышающим угол трения материала по ситу. Подвижные колосниковые грохоты имеют приводы, сообщающие просеивающей поверхности качательное или вибрационное движение, что обеспечивает более интенсивный процесс грохочения. Такие грохоты используются для равномерной загрузки дробилок материалом.

Рис. 1.13. Неподвижный колосниковый грохот

Барабанные грохоты по форме просеивающей поверхности бывают цилиндрическими, коническими, призматическими или пирамидальными. Барабаны малых грохотов изготовляются с центральным валом, к которому на спицах крепят просеивающую поверхность. Тяжелые барабанные грохоты вращаются на бандажах, опирающихся на ролики. Привод барабанных грохотов состоит из электродвигателя и редуктора. Материал подается непрерывно внутрь барабана, за счет трения увлекается внутренней поверхностью барабана и по достижении высоты, соответствующей углу естественного откоса материала, скатывается вниз, просеиваясь сквозь отверстия в барабане. Продольное перемещение материала обеспечивается наклоном центральной оси барабана (4… 7°) и его вращением. Частота вращения барабанных грохотов ограничена величиной центробежных сил, прижимающих куски материала к просеивающей поверхности.

Преимуществами барабанных грохотов являются уравновешенность и тихоходность, что позволяет устанавливать их на верхних этажах сортировочных заводов. К недостаткам относятся малая удельная производительность и низкая эффективность грохочения. Они громоздки и имеют большую массу. Изготовление и ремонт просеивающих поверхностей усложнено из-за изогнутой формы поверхности.

Валковые грохоты (рис. 1.13) состоят из набора параллельных, расположенных на некотором расстоянии друг от друг валков 1, установленных на наклонной раме 2 и вращающихся в направлении движения материала.

Рис. 1.13. Валковый грохот: а - общий вид; б - схема движения материала.

На валки насажены или отлиты заодно с ними круглые или фигурные диски. При сортировке каменных материалов применяются круглые диски, причем каждый последующий валок с дисками должен вращаться быстрее предыдущего. Диски насажены на валок эксцентрично для разрыхления материала и его продвижения по грохоту. Привод грохота осуществляется от электродвигателя через ременную передачу, ведомый шкив 3 которой насажен на главный вал 4. От главного вала движение передается через звездочки 5 и цепную передачу 6 на каждый валок.

Валковые грохоты используются для предварительного крупного грохочения материалов повышенной абразивности и в качестве питателей дробящих и транспортирующих машин.

Наибольшее распространение в промышленности строительных материалов получили вибрационные грохоты с плоскими просеивающими поверхностями, конструкция и расчет которых рассмотрены ниже.

1.8 Передвижные дробильно-сортировочные установки

Передвижные дробильно-сортировочные установки (ПДСУ) представляют собой комплект дробильно-сортировочного и транспортирующего оборудования, установленного на самоходных прицепных платформах на пневмоколесном ходу. ПДСУ используются в транспортном, сельскохозяйственном и других видах строительства при эксплуатации месторождений малой мощности. Применение ПДСУ позволяет значительно снизить стоимость строительных работ за счет уменьшения транспортных расходов на перевозку щебня, сократить затраты на возведение и эксплуатацию подобных предприятий. Передвижные дробильно-сортировочные установки по производительности подразделяются на три основные группы: малой (до 12 т/ч), средней (до 50 т/ч) и большой (более 50 т/ч) производительности.

ПДСУ малой производительности применяются при строительстве и ремонте автомобильных дорог местного значения. Источником питания таких ПДСУ служат дизель-генераторные станции, что позволяет использовать их в удаленных от источников электроэнергии местах. Такие установки отличаются простотой конструкции, малой массой и высокой мобильностью. Конструкцию установки малой производительности рассмотрим на примере установки СМД-106. Дробление в установке производится по одностадийной схеме в замкнутом цикле. На раме 1 (рис. 1.14) установлены бункер 3, лотковый питатель 4, щековая дробилка 5 и виброгрохот 6. Рама снабжена двумя пневмоколесными тележками 2, при эксплуатации установки рама опирается на домкраты. С установкой работают пять конвейеров: три - для транспортировки готового продукта и два - для работы установки в замкнутом цикле.

Рис. 1.14. Передвижная дробильно-сортировочная установка малой производительности

Работа установки происходит следующим образом. Исходный материал загружается в бункер 3, откуда лотковым питателем 4 подается в щековую дробилку 5. Питатель снабжен колосниковой решеткой для предварительного грохочения перед дробилкой. Измельченный в дробилке материал по ленточным конвейерам поступает на двухситный виброгрохот 6. Материал, сошедший с верхнего сита, направляется на доизмельчение в дробилку 5, а остальной разделяется на ситах по фракциям и конвейерами отводится на склад готовой продукции. Управление установкой - дистанционное, что улучшает условия работы обслуживающего персонала.

Установки средней производительности обычно состоят из двух агрегатов: крупного дробления и мелкого дробления и сортировки. Такие установки применяются для получения щебня крупностью 0… 25 мм. При замене сит на грохоте крупность получаемого щебня может увеличиться до 40 мм. На рис. 10.4 показана СМ 739/740, состоящая из двух агрегатов: крупного дробления СМ 739 и мелкого дробления и сортировки СМ 740.

Рис. 1.15. Передвижная дробильно-сортировочная установка средней производительности.

Исходный материал загружается в приемный бункер 1 экскаватором, погрузчиком или автотранспортом и далее пластинчатым питателем 2 подается в щековую дробилку со сложным качанием щеки 3. Измельченный материал по ленточному конвейеру 4 через воронку 5 и конвейер 6 поступает на вибрационный грохот 8. Отсортированные фракции щебня подаются в бункер 9 и далее на склад готовой продукции или грузятся на автотранспорт с помощью отвальных конвейеров. Надрешетный продукт верхнего сита поступает в конусную дробилку 7, работающую в замкнутом цикле. Из дробилки 7 материал конвейером 12 подается в воронку 5 и далее конвейером 6 на виброгрохот 8. Оборудование агрегатов установлено на рамах 11, имеющих пневмоколесные тележки 10. При эксплуатации агрегаты опираются на винтовые домкраты 13.

Электропривод включает восемь электродвигателей, установленных на каждой машине, пускорегулирующую аппаратуру и два переносных пульта управления. Схемой управления предусмотрены три режима работы установки: наладочный, полуавтоматический и раздельный. Первый режим работы предусматривает поочередный пуск электродвигателей для выявления возможных неисправностей; второй - автоматическую блокировку всего оборудования при совместной работе агрегатов; третий - работу каждого агрегата самостоятельно. ПДСУ можно снабжать дизель-генераторной установкой, что позволяет эксплуатировать ее в отдаленных районах, не имеющих постоянного электроснабжения.

Дробильно-сортировочные установки большой производительности применяются при строительстве магистральных автомобильных дорог, аэродромов, в тех случаях гидротехнического строительства, когда на месторождении нерудных ископаемых нерентабельно создавать стационарное дробильно-сортировочное предприятие или необходимо резко увеличить производство щебня различных фракций.

ПДСУ большой производительности позволяют обеспечить комплексную механизацию технологического процесса; они состоят из отдельных агрегатов, включающих только одну технологическую операцию. Агрегаты смонтированы на ходовых тележках с пневмоколесным ходом, что обеспечивает их транспортировку со скоростью до 40 км /ч.

Агрегаты крупного и среднего дробления обеспечивают одностадийное дробление в открытом цикле; агрегаты мелкого дробления и сортировки работают обычно в замкнутом цикле. В качестве рабочего оборудования агрегатов применяются щековые, конусные и роторные дробилки, а также вибрационные грохоты различных типов.

2. Продуктивность кранов

Эксплуатационное изменение производительности крана рассчитывают так:

П = Q•n•K_в•K₁•Tсм,

где Q - грузоподъемность крана, т;

n - количество рабочих циклов крана (n =60/tц);

K_в - коэффициент использования крана по грузоподъемности,

K_в = Q_i / Q,

Q_i - средневзвешенная грузоподъемность, Е;

K₁ - коэффициент использования крана по времени (К₁ = 0,7 - 0,8);

Т_cм = 8 год. Продолжительность смены. Количество рабочих циклов

n - 60/t_ц,

где t_ц - продолжительность одного цикла башенного крана, мин.;

t_ц = ?t_м + ?t_ро

где ?t_м - время машинных операций;

?t_ро - время ручных операций;

,

где К₂ - коэффициент, который учитывает потерю времени на пуск, остановку и реверсирование (K₂ = 1,1 - 1,2);

К₃ - коэффициент, который учитывает сокращение совмещения операций по времени (K₃ = 0,8 - 0,9);

H_B - высота поднятия груза, м;

L₁ - длинна пути грузового тележки, который зависит от принятой марки крана;

L₂ - длинна пути крана, м;

V₁ - скорость поднятия груза, 10-² м/с;

V₂ - скорость передвижения грузовой тележки крана, 10-² м/с;

V₃ - скорость передвижения крана, 10-² м/с;

t₁ - время поворота крана, с;

?t_ро - время ручных операций: прицепления - 1 мин.; установки - 3 мин; снятия строп - 0,5 мин. при Q = 5 т; 0,6 при Q = 10 т и больше.

3. Ковшовые элеваторы

Элеватором называется транспортное устройство непрерывного действия, предназначенное для перемещения сыпучих и мелкокусковых материалов с подъёмом по вертикали или с большим уклоном к горизонту, в ковшах, укрепленных на бесконечном гибком тяговом органе. Ковшевой элеватор (рис. 3.1) состоит из бесконечной ленты 6 (рис. 3.1, а) или цепей 2 (рис. 3.1, б) с закреплёнными на них ковшами 1, огибающих два концевых барабана (или звездочки), из которых верхний 3 является приводным, а нижний 4 - натяжным. Ковши загружаются насыпанием материала через жёлоб или зачерпыванием его в башмаке 5. Из ковшей материал разгружается в верхней части элеватора. Верхняя часть кожуха элеватора с заключенными в ней верхним барабаном называется головкой элеватора; часть кожуха с нижним шкивом называется башмаком элеватора. Основные элементы конструкции элеваторов следующие.

Тяговый орган. В качестве тягового органа в элеваторах применяют ленту или цепь. Лента обладает плавным и бесшумным ходом и может работать на больших скоростях (0,75 - 1,75 м/сек.), что является ее преимуществом. Ширина ленты берется на 25 - 30 мм больше ширины ковшей, прикрепляемых к ней. Концы ленты сшиваются или склеиваются. Для прикрепления ковшей к ленте, во избежание ударов головок болтов о барабаны, применяются болты с потайной головкой, а в спинке ковша делается соответствующее углубление, и поверхность ленты, соприкасающаяся с барабанами, остается гладкой. Недостатком ленточных элеваторов является сравнительно небольшая прочность ленты, значительное её вытягивание и склонность к буксованию на барабане. Высота ленточных элеваторов обычно не превышает 20 - 25 м. Ленты применяются резиновые с хлопчатобумажными прокладками. Для прикрепления ковшей к цепям последние имеют специальные звенья, к которым ковши привертываются болтами.

Рис. 3.1. Элеватор со снятым кожухом: а - ленточный элеватор; б - цепной элеватор

Башмак и натяжное устройство. Башмак предназначен для подвода перемещаемого материала к ковшам, также для установки на нем подшипников вала нижнего барабана или звездочек. Нижний барабан элеватора обычно бывает натяжным. Применяется винтовая или грузовая автоматическая натяжка.

Винтовое натяжное устройство представляет собой подшипник, корпус которого может перемещаться по направляющим. Натяжение осуществляется винтом 7 (рис. 3.2), гайка которого закреплена неподвижно. Натяжное устройство монтируется на боковых стенках башмака или на несущей конструкции элеватора. Приводная головка (рис. 3.2) состоит из корпуса 7, приводного механизма и разгрузочного лотка 8. Приводные шкивы, зубчатые колеса и др. монтируются на головке элеватора снаружи, для чего к головке прикрепляют соответствующие балки.

Рис. 3.2. Схемы элеваторов: 1 - опорная рама; 2 - храповик; 3 - вал головных звездочек; 4 - зубчатое колесо; 5 - редуктор; 6 - электродвигатель; 7 - корпус; 8 - разгрузочный лоток

Для предотвращения обратного хода ленты или цепи при внезапной остановке электродвигателя, разрыве приводного ремня и т.п. на приводном валу элеватора обычно ставят храповик, выключающийся при прямом ходе элеватора и выключающийся при обратном его ходе.

Кожух. Назначение кожуха является защита механизмов элеватора от воздействия внешней среды и предохранение производственного помещения от пыления. В кожух заключены обе ветви ковшевой ленты, а иногда каждая из них заключается в самостоятельный кожух. Кожух обычно выполняется отдельными секциями прямоугольного сечения.

Секции имеют на концах фланцы для соединения между собой болтами. Чаще всего кожух изготовляется из стальных листов толщиной 1 - 3 мм и угольников, служащих для придания ему жесткости.

Ковши. Ковши изготавливаются из листовой стали штампованными, сварными или клепанными, а так отлитыми из твердого пластика.

В зависимости от характера перемещаемого материал ковшам придают различную форму, соответствующую условиям наилучшего зачерпывания материала в башмаке элеватора и правильного выбрасывания его в головке элеватора. Так, для материалов (липких, сбивающихся в комья и т.п.) могущих заклиниваться в ковше, ставят ковши широкие с большим углом раструба между передней и задней стенками, но небольшой глубины. Для материалов же, не заклеивающихся в ковшах, ковши делают более глубокими, с меньшим углом раструба. Последние чаще всего применяются для транспортировки песков, формовочных смесей, зерновых культур.

В литейных цехах ковшевые элеваторы применяются для транспортировки сырого песка при загрузке его в сушильные печи, подачи просушенных песка и глины в бункеры размольных установок и установок, приготовляющих стержневые и формовочные смеси, а также на ряде других операций по приготовлению формовочных смесей.

Производительность ковшевых элеваторов достигает 12 - 60 м³/час, мощность элеваторов 2 -7 кВт.

Размещено на Allbest.ru