Механическое оборудование. I. оборудование для измельчения и сортирования строительных материалов
 Скачать 9.08 Mb.
|
|
§2 Вибрационные грохоты В зависимости от размеров и плотности сортируемых материалов различают легкие, средние и тяжелые грохоты. Легкие грохоты применяют в основном в угольной промышленности, средние и тяжелые грохоты — в промышленности строительных материалов. Наибольшее распространение получили инерционные наклонные грохоты с круговыми колебаниями и инерционные горизонтальные грохоты с направленными колебаниями (рис. 100). Наиболее простую конструкцию имеет грохот с круговыми колебаниями. На рис. 101 показан общий вид грохота с круговыми колебаниями С-784 с размером просеивающей поверхности 1500Х2750 мм. Этот грохот предназначен для товарного грохочения. Металлический короб грохота сварен из листов и труб и выполнен с расположенными внутри него в два яруса ситами, прикрепленными к нему деревянными клиньями и растяжками. В средней части короба установлен вибратор. Вал вибратора опирается на два роликоподшипника, которые прикреплены к коробу. Вал защищен от пыли и ударов трубой. На концах вала симметрично установлены дебалансы, допускающие бесступенчатое   регулирование статического момента. На одном из концов вала имеется шкив, соединенный клиновыми ремнями со шкивом электродвигателя. Для уменьшения износа клиновых ремней и предотвращения передачи вибраций на вал двигателя приводной шкив насажен на вал вибратора с эксцентриситетом, примерно равным амплитуде колебаний грохота. Центробежные силы инерции, возникающие при вращении дебалансов, вызывают круговые или близкие к ним колебательные движения короба грохота. Амплитуда этих колебаний зависит от сил инерции, характеристики амортизаторов и нагрузки на грохот. Грохот опирается на фундамент или подвешивается при помощи пружинных амортизаторов. При увеличении нагрузки на грохот амплитуда колебаний его короба соответственно уменьшается, и нагрузка на подшипники остается практически постоянной, т. е. инерционный грохот обладает свойством «самозащиты» от перегрузок. Это свойство позволяет успешно использовать рассматриваемые грохоты для грубого грохочения крупнокускового материала, например, для отсева мелкого материала перед первичным дроблением. Для этого созданы инерционные грохоты тяжелого типа, в качестве просеивающей поверхности которых служат решета из тяжелых колосников. Колосниковый грохот (рис. 102) имеет мощный футерованный короб, внутри которого на разных уровнях размещены колосниковые решетки. Короб установлен на опорные кронштейны рамы при помощи винтовых пружин. Благодаря конструкции опорных устройств просеивающую поверхность возможно располагать под углом наклона 0—30° к горизонту. Сменные колосники из высокомарганцовистой стали можно устанавливать с просветом 70 или 200 мм. Расстояние между колосниками в направлении от загрузки материала к выгрузке увеличивается, что предотвращает забивание решетки.  Вал вибратора приводится во вращение от электродвигателя клиноременной передачей. Параметры колебаний таких грохотов назначают исходя из условий обеспечения скольжения материала по поверхности колосников. Инерционные горизонтальные грохоты среднего типа предназначены для окончательного грохочения (см. рис. 100,б), эти грохоты по конструктивному исполнению сложнее, чем грохоты с круговыми колебаниями, так как в них применены вибраторы с направленными колебаниями. Однако в этих грохотах возможно установить просеивающую поверхность грохота горизонтально и тем самым уменьшить его размеры по высоте. Устанавливают такие грохоты на передвижных дробильно-сортировочных установках, а также в местах, где высота ограничена. На рис. 103 показан вибратор грохота с направленными колебаниями. Он состоит из корпуса 2, прикрепленного к коробу грохота. В корпусе на роликоподшипниках установлены два дебалансных вала 3. На конце одного из валов имеется шкив 1, соединенный клиноременной передачей со шкивом приводного электродвигателя. Второй дебалансный вал приводится во вращение от первого дебалансного вала зубчатой передачи 4 с передаточным отношением, равным единице, что обеспечивает синхронное  вращение дебалансных валов. Линия, соединяющая центры дебалансных валов, расположена под углом 55° к горизонту, вследствие чего коробу грохота сообщаются прямолинейные колебания, направленные под углом 35° к плоскости сита. Техническая характеристика отечественных грохотов приведена в табл. 11. В качестве упругих опор на отечественных грохотах использовались спиральные пружины или пластинчатые рессоры. Из-за специфической работы грохотов к их упругим опорам предъявляют высокие требования: при достаточной жесткости они должны передавать как можно меньше вибраций на основание, отличаться хорошей демпфирующей способностью и большим сроком службы. Как показала эксплуатация, металлические упругие опоры не соответствуют этим требованиям. Особенно сказывается несовершенство их конструкций при переходе через резонансную область колебаний при пуске и остановке грохота. Длительное время перехода резонанса и большие амплитуды колебаний при этом вызывают быстрый выход из строя упругих опор и снижают срок службы остальных узлов грохота. Недостатком таких опор является также их многообразие и сложность унификации, так как грохоты, отличаясь один от другого массой и размерами, требуют соответственно различных по конструктивному исполнению упругих опор. Исследованиями ВНИИстройдормаша установлено, что наиболее эффективными опорами грохотов являются пневмобаллонные амортизаторы. Они имеют по сравнению с металлическими пружинами следующие преимущества. 
 Пневмобаллон (рис. 104) представляет собой резинокордную оболочку, внутри которой помещена камера. С торцов пневмобаллон выполнен с металлическими крышками. В связи с возросшими требованиями по повышению производительности оборудования для переработки горных пород наметилась тенденция создания грохотов с большими поверхностями просеивания.Следует отметить, что при традиционной конструкции инерционного грохота увеличение его ширины связано с определенными конструктивными затруднениями, а именно: чем больше расстояние между опорами, тем больше прогиб приводного вала под действием собственной массы; самоустанавливающиеся роликовые подшипники не могут компенсировать прогиб в желаемых пределах; с увеличением расстояния между опорами значительно (в третьей степени) снижается жесткость вала и уменьшается частота собственных колебаний. При этом возможно совпадение частот собственных колебаний вала и колебаний грохота под действием возбуждающей силы и наступление резонанса, что может привести к разрушению узла вибратора. На грохотах с большими просеивающими поверхностями рекомендуется применять так называемые виброблоки, каждый из которых состоит из короткого вала, установленного в двух цилиндрических подшипниках и с закрепленными на его концах дебалансами. Такое решение дает возможность выпускать грохоты с большими площадями просеивания с круговыми и направленными колебаниями, используя в различных комбинациях всего несколько размеров унифицированных виброблоков. На рис. 105 показан виброблок и различные схемы расположения виброблоков на грохотах с круговыми и направленными колебаниями. На рис. 106 показан горизонтальный инерционный грохот с направленными колебаниями одной из зарубежных фирм. На этом грохоте направленные колебания создаются отдельными системами виброблоков и электродвигателей, т. е. по принципу самосинхронизации. В грохотах с направленными колебаниями других зарубежных фирм применяют двухвальные виброблоки с передачей движения от приводного вала ко второму при помощи шестеренчатой пары (рис. 107). На рис. 108 показан двухъярусный грохот с большой поверхностью просеивания с направленными колебаниями американской фирмы Аллис-Чалмерс.   Короб грохота приводится в движение сдвоенными виброблоками, установленными на мощную поперечную траверсу. Такое конструктивное исполнение привода грохота используют некоторые западногерманские фирмы, например, Крупп и Зибтехник. Основные преимущества виброблока следующие: больший срок службы подшипников благодаря центральной и равномерной нагрузке; высокая собственная частота колебаний вала, что обеспечивается благоприятными соотношениями диаметра и длины вала; возможность регулирования возбуждающей силы как внутри блока (регулировкой дебалансов), так и установкой различного числа блоков на грохот; возможность равномерного распределения нагрузки на короб грохота и создания грохотов с большими поверхностями просеивания; легкая замена, практически без простоя грохота. Другим направлением в создании привода виброгрохотов является применение специальных мотор-вибраторов, устанавли- Рис. 107 Двухвальные виброблоки: а — схема; б — общий вид; 1 — ведомый вал с дебалансами; 2 — приводной шкив; 3 — ведущий вал с дебалансами; 4 — шестеренчатая передача; 5 — подшипники; 6 — масляная ванна а)     ваемых непосредственно на коробе грохота. Мотор-вибраторы имеют те же преимущества, что и виброблоки. Кроме того, привод не имеет внешних вращающихся частей и при компоновке из нескольких мотор-вибраторов они почти не зависят друг от друга, как виброблоки. Их не обязательно располагать по одной прямой, а можно, например, один закрепить на верхней части грохота, а другой на нижней части. На рис. 109, а, б показаны схемы крепления мотор-вибратора к коробу грохота, а также конструкция мотор-вибратора. В зависимости от способа крепления мотор-вибраторов к коробу грохота можно сообщать его просеивающей поверхности различные виды колебания: круговые, эллиптические, прямолинейные (рис. 109, в—д). Необходимо отметить, что мотор-вибраторы сложнее и тяжелее виброблоков, а создание их с большими статическими моментами при сравнительно низких частотах связано с трудностями. Поэтому мотор-вибраторы применяют преимущественно на виброгрохотах малых типоразмеров и для грохочения мелких фракций материала, а также для привода тяжелых колосниковых грохотов, где требуется лишь обеспечить скольжение кусков материала по поверхности колосников и не предъявляются жесткие требования к параметрам колебаний. Мотор-вибраторы высокой надежности имеют виброустойчивую обмотку, снабжены двухрядными сферическими подшипниками с принудительным воздушным охлаждением. Вал мотор-вибратора выполнен из высоколегированной хромоникелевой стали. Рис. 109. Мотор-вибратор и схема его крепления на грохоте: в)  Следует отметить, что мотор-вибраторы так же, как и виброблоки, имеют свои области рационального применения. Они как виды привода грохотов не исключают, а дополняют друг друга.  В некоторых случаях, в основном при грохочении мелких материалов, применяют грохоты, у которых колебания просеивающей поверхности создаются электромагнитным вибратором (рис. 110). При пропускании тока через катушку электромагнит 1 нритягиваетякорь2, соединенный тягой 3 с планками, между которыми зажато сито 4. При движении вверх якорь ударяется об упоры, что вызывает резкий толчок, при этом подача тока в катушку прекращается и якорь пружиной 5 отжимается. При помощи маховичка 6 можно изменять зазор между якорем и упорами, а следовательно, и амплитуду колебания сита. Электромагнитный вибратор закрепляют над средней частью просеивающей поверхности, поэтому амплитуда колебаний последней неравномерная: наибольшая в средней части и минимальная по краям, что является недостатком грохота с электромагнитным вибратором. К преимуществам таких грохотов можно отнести отсутствие вращающихся и трущихся частей, а также то, что колебания сообщаются только просеивающей поверхности, а короб (рама) остается неподвижным. Электромагнитный вибратор сообщает просеивающей поверхности 3000 колебаний в минуту и амплитуду, равную, примерно, 0,3 мм. Расчет основных параметров Основными параметрами, определяющими эффективность и производительность грохочения, являются размеры просеивающих поверхностей, частота и амплитуда колебаний, угол наклона грохота, направление вращения вала вибратора и траектория движения сита. Расчет параметров колебаний короба грохота. На рис. 111 показана схема грохота с инерционным возбудителем колебаний. Движение грохота на опорах в установившемся режиме без учета сопротивлений и момента, развиваемого электродвигателем, описывается уравнениями:  где М—масса короба грохота;m—масса дебалансов; ÿ,ẍ—ускорения по соответствующим осям; Кx Кy — жесткость упругих связей в горизонтальном и вертикальном направлениях; r—эксцентриситет центра масс дебаланса; ω— угловая частота короба; t— время; ху— координаты движения короба грохота.  Разделив уравнение (51) на (М |