Оглавление Дисциплина Системы, технологии и организация технического обслуживания и
 Скачать 4.28 Mb.
|
|
энергия деформации пропорциональна объему деформируемого тела и позволяет оценить предельное значение энергии упругой деформации, выше которого упругая деформация переходит в необратимую деформацию – разрушение. Значение напряжения, соответствующего этому переходу, называется предельным (критическим) или разрушающим напряжением. Поведение тела в запредельном состоянии не может быть описано этим законом. Закон Кика-Кирпичева имеет формулировку: подобным деформациям геометрически подобных и физически одинаковых тел соответствуют работы, пропорциональные их объемам: , 𝐸 = 𝑘 𝑣 𝑉 = 𝑘 3 𝐷 3 , (3) где k v - коэффициент пропорциональности, Н×м/м 2 ; V - объем кубического куска с ребром D, м. Уравнение (3) выводится из уравнения (2), путем его интегрирования при n=1 𝐸 = 𝑘 3 𝑙𝑛 ( 𝐷 ср 𝑑 ср ) = 𝑘 3 𝑙𝑛𝑖, (4) где i - степень сокращения материала. Закон Бонда: Полная работа дробления включает в себя работу деформации (К.-К.) и работу работу вновь образованной поверхности (Р.) и пропорциональна среднему геометрическому объема и площади поверхности разрушаемого зерна. Применимость законов дробления: 1) Закон Кирпичева-Кика применяется при крупном дроблении; 2) Закон Ф.Бонда применятся при среднем дроблении; 3) Закон Ритенгера применяется при помоле 83 3. Способы сортировки материалов: механическая, гидравлическая, воздушная, магнитная. Общие характеристики и схемы. Сущность процесса сортировки заключается в разделении смеси сыпучих материалов на отдельные фракции по крупности. Существует 4 способа сортировки: 1)Механическая сортировка (грохочение) производится на машинах имеющих в качестве рабочих органов просеивающие поверхности: сито, решето. Различают сухой и мокрый способы грохочения. 84 2) Гидравлическая сортировка: основана на различных скоростях падания частиц разной крупности и массы жидкости. Конусные классификаторы применяют для разделения пульпы по крупности на два продукта (рис. 18). Пульпу подают по центральной трубе, погруженной ниже уровня слива. Топкий материал переливается через борт конуса в сливной желоб, а крупный разгружается через нижнюю насадку. Часто конусы оборудуют поплавковым устройством для автоматической разгрузки песковой фракции. Крупность разделения в конусе данного размера определяется средней скоростью восходящего потока в верхнем сечении на уровне слива, т. е. объемом сливаемой пульпы. Частицы материала, имеющие скорость падения больше этой скорости, будут осаждаться, а более мелкие будут уходить в слив. Содержание твердого в разгрузке регулируется размером песковой насадки. Рис. 18. Конусный классификатор садки. Недостаток конусных классификаторов - их низкая эффективность. При этом много мелких частиц уходит в крупную фракцию, что объясняется высоким содержанием в ней воды. Конусы применяются для грубой классификации, сгущения и обесшламливания пульп. Конусы с постоянной разгрузочной насадкой можно использовать в качестве 85 дозаторов пульпы перед обогатительными аппаратами. При истечении материала через насадку под постоянным напором столба пульпы объемный расход ее остается постоянным. 3)Воздушная сортировка: основана на выделение воздушным потоком частиц разной крупности под действием сил тяжести. Применяется для сухих порошковых материалов менее 1мм. 4)Магнитная сепарация: применяется для выделения из материала металлических включений. Подвесной электромагнит предназначен для извлечения железных предметов особенно из верхних слоев сыпучей массы. 4. Гравитационные бетоносмесители. Бетоносмесители принудительного и непрерывного действия. Основные схемы. В гравитационных бетоносмесителях процесс перемешивания осуществляется за счет свободного падения бетонной смеси. Отличительными особенностями 86 гравитационной бетономешалки является наличие подвижного колокола (груши) и опрокидывающегося механизма разгрузки. На стенках колокола установлены лопасти, которые в процессе вращения подхватывают смесь и поднимают ее вверх. В критичной верхней точки смесь под действием силы тяжести падает и вызывает движение основной массы раствора. На качество перемешивания в гравитационном бетоносмесителе оказывает влияние угол наклона колокола, количество и форма лопастей, а также скорость вращения колокола. К неоспоримым достоинствам гравитационной бетономешалки можно отнести следующее: 1) Простота и надежность конструкции; 2) Незначительный вес агрегата, способного перемешивать значительные объемы смеси; 3) Максимально полная и быстрая разгрузка бетоносмесителя за счет опрокидывающегося колокола; 4) Способность к перемешиванию смеси с очень крупным наполнителем (более 100 мм); 5) Низкое энергопотребление. Для приготовления смеси объемом 500 л достаточно двигателя мощностью 3кВт. Нельзя не сказать о недостатках, присущих гравитационному бетоносмесителю: 1) Длительное время перемешивания для получения однородной смеси; 2) Неэффективное распределение в бетонной смеси пигментов и фиброволокна; 3) Низкая эффективность перемешивания мелкозернистых растворов. Некоторые технологии декоративных бетонов максимально используют преимущества данных бетоносмесителей, с одновременным сведением к минимуму недостатков. На рис.1 показан бетоносмеситель, оснащенный загрузочным ковшом. Сыпучие компоненты из дозаторов поступают в загрузочный ковш 4, который перемещается по направляющим 6 с помощью каната 5, проходящего по блоку 7 на полиспаст, состоящий из неподвижной 1 и подвижной 3 обойм блоков. Подвижная обойма перемещается гидроцилиндром 2. Днище ковша открывается и образуется лоток, по которому материалы поступают в смесительный барабан 8, установленный на траверсе 11. Траверса с помощью цапф опирается на стойки 16, прикрепленные к раме 17. Барабан приводится во вращение двигателем 13 через редуктор 12, размещенный в траверсе. Готовая смесь выгружается при наклоне барабана в результате поворота траверсы гидроцилиндром 14, зубчатым сектором 10 и шестерней 9, насаженной на палец траверсы. Смеситель оборудован гидроприводом 15, состоящим из двигателя, гидронасоса и распределительной арматуры. Бетоносмеситель с двухконусным наклоняющимся барабаном состоит из рамы 9, на которой в подшипниках, встроенных в стойки 7, установлена траверса 8, несущая смесительный барабан 4. Последний опирается на ролики 11 и 10 и удерживается от осевых смещений роликами 5. Материалы загружаются в барабан через воронку 2. Готовая смесь выгружается при наклоне барабана в результате поворота траверсы пневмоцилиндром 1. 87 Рисунок 1 - Бетоносмеситель, оснащенный загрузочным ковшом Бетоносмесители непрерывного действия бывают гравитационные и с принудительным перемешиванием. В гравитационных бетоносмесителях перемешивание компонентов бетонной смеси производится с использованием их свободного падения. Такие машины применяют при строительстве больших объектов: производительность этих бетоносмесителей 120-130 м 3 бетона в час. По сравнению с бетоносмесителями цикличного действия они имеют более простое устройство и меньшую металлоемкость, а их управление легче автоматизировать. Бетоносмесители принудительного типа с горизонтальным расположением валов. Эти принудительные бетоносмесители имеют ёмкость в виде лежащего цилиндра, на торцах которого расположены подшипниковые узлы, в которых вращается вал с перемешивающими лопастями. Такие растворосмесители обеспечивают очень хорошее качество смешивания как легких растворов и жестких бетонных смесей. Из минусов можно отметить разве что повышенную массу смесителя по отношению к рабочему объему емкости и небходимость применять заполнитель только некрупных размеров - как правило, не более 40 мм. В случае применения более крупных заполнителей может случиться поломка смесителя. Исходя из вышесказанного, такие бетономешалки оптимальнее всего применять для приготовления легких газо- и пенобетонных смесей, подвижных и жестких бетонов с ограниченной крупностью заполнителя, а также сухих строительных смесей. Бетоносмесители принудительного типа с вертикальным расположением валов. Данный вид смесителей имеет глухую цилиндрическую часть, препятствующую скоплению перемешиваемой смеси в центре емкости. Смесительная часть - это, как правило, конструкция, на которой крепятся перемешивающие и очищающие лопасти. Каждая из стоек имеет разную длину. Двигаясь по своей траектории, смесительная лопатка падает смесь в область работы соседней лопасти. Это самый универсальный вид бетоносмесителей, для которых характерно хорошее отношение собственной массы смесителя к полезному объему смесительной емкости и хорошее качество смешивания. Они позволяют производить как подвижные, так и малоподвижные бетоны, а также жесткие, формовочные составы. В отличие от бетоносмесителей с горизонтальным валом, не требовательны к крупности заполнителя и лучше перемешивают составы с разным насыпным весом заполнителя (например, полистиролбетонные смеси). Благодаря своим достоинствам они получили наибольшее распространение и признание. 88 5. Дорожные катки. Общее устройство. Линейное давление катка. Технико- эксплуатационные требования к конструкции катка. Катки предназначены для уплотнения оснований и покрытий из асфальтобетонных смесей, а также для послойного уплотнения грунтов, гравийно-щебеночных и стабилизированных материалов при сооружении плотин, дамб, аэродромов и дорог. Рабочими органами этих машин являются металлические вальцы или пневматические колеса. Рабочие органы катков разделяются на ведущие и ведомые. К ведущим рабочим органам передается крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания. Ведомые рабочие органы самоходных катков являются направляющими и служат для поворота машины. Катки классифицируют по принципу действия, виду рабочего органа, способу передвижения, числу осей и по количеству вальцов (ГОСТ 21994—76). По принципу действия катки делятся на статические и вибрационные. На статических катках покрытие уплотняют за счет действия силы тяжести при перекатывании рабочего органа по материалу. На вибрационных катках кроме статического нагружения уплотняемому материалу передается динамическая нагрузка за счет колебательных движений одного вальца. Для создания вибрации в один из вальцов встраивают дебалансный возбудитель колебаний, приводимый в действие от трансмиссии катка. По виду рабочего органа различают катки с гладкими вальцами и пневмоколесные. По способу передвижения катки делятся на полуприцепные и самоходные. В полуприцепном катке часть его массы передается на тягач через сцепное устройство. С полуприцепными катками применяют пневмоколесные тягачи или тракторы. По числу осей катки делятся на одноосные, двухосные и трехосные. По количеству вальцов различают одновальцовые, двухвальцовые и трехвальцовые катки. Главным параметром катков является масса. По массе и конструктивному исполнению дорожные самоходные катки с гладкими вальцами изготовляют следующих типов и исполнений: тип 1-легкие вибрационные массой 0,6; 1,5 и 4 т одноосные одновальцовые (1/1) и двухосные двухвальцовые (2/2); тип 2 - средние вибрационные и статические массой 6 т двухосные двухвальцовые (2/2) и двухосные трехвальцовые (2/3); тип 3 - тяжелые статические массой 10 и 15 т двухосные двухвальцовые (2/2); двухосные трехвальцовые (2/3) и трехосные трехвальцовые (3/3). Пневмоколесные полуприцепные катки разделяют на следующие типы (ГОСТ 16481— 70): легкие (15 т), средние (30 т) и тяжелые (45 т). Пневмоколесные самоходные катки делят на средние (16 т) и тяжелые (30 т). 89 Многолетний опыт их эксплуатации позволил выработать техникоэксплуатационные требования к их конструкции: 1) они должны обеспечивать получение необходимой плотности и ровности поверхности; 2) должны быть приспособлены к перевозке на трейлерах; 3) необходимо иметь возможность регулировать вес катка; 4) оператор должен иметь хороший обзор при движении как вперед, так и назад; 5) обороты двигателя должны регулироваться на всех режимах работы, а сам двигатель должен быть приспособлен к работе при большой запыленности воздуха и температуре до +50° С; 6) необходимо предусмотреть одинаковое количество скоростей движения катка как вперед, так и назад; 7) необходимо иметь возможность торможения катка с выключенным двигателем на уклоне I = 0,25; 8) каток должен быть поворотлив; трогание с места, остановка и реверсирование движения должны быть плавными; 9) усилие на рычагах управления не должно быть более 6 кГ. Вопросы для контроля усвоенных умений: 1. Представить физическую картину процесса разрушения каменного материала на примере дробления известняка в щековой дробилке. 90 Принцип работы щековой дробилки основан на сжатии рабочими поверхностями (щеками) материала, что приводит к возникновению больших напряжений сжатия и сдвига, разрушающих материал. На рисунке показан принцип работы щековой дробилки. Одна из щек дробилки делается неподвижной. Вторая щека крепится на шатуне, обеспечивающем перемещение верхнего края щеки так, что щека совершает качающееся движение. Вал шатуна приводится во вращение через клиноремённую передачу от двигателя (электрический, дизельный). На этом же валу крепится второй шкив, играющий роль маховика и противовеса для основного шкива. Нижний край подвижной щеки имеет возможность регулировки положения в горизонтальном направлении (механический или гидравлический привод), которое влияет на ширину минимальной щели, определяющую максимальную крупность материала на выходе из дробилки. Щеки образуют клинообразную форму камеры дробления, в которой материал под действием силы тяжести продвигается после разрушения от верхней части, в которую загружаются крупные куски, до выходной (разгрузочной) щели. Боковые стенки в процессе дробления не участвуют. Сейчас применяют щековые дробилки простого и сложного качения щеки. В последних дробилках достигается более высокая степень нагрузки на материал (большие напряжения сдвига). Одно из относительно недавних новшеств - это виброщековые дробилки, которые должны найти применение на очень прочных материалах. В силу больших нормальных и сдвиговых напряжений материал в щековой дробилке разрушается с образованием вытянутых кусков: пластин — содержание которых в дробленном материале может достигать большого количества (в процентном отношении по массе) от 25 до 50 %. Поэтому материал по одному из характерных направлений проходит через разгрузочную щель, а по двум другим может превышать размер щели. Поэтому, если ширина разгрузочной щели задана и равна D, то в дробленном 95 % материала будет меньше размера 1.5*D, а 100 % материала должно быть меньше 2*D. Обычная степень сокращения крупности материала в щековой дробилке соответствует 2-3 (уменьшение средней крупности в 2-3 раза). Реальные характеристики работы щековой дробилки и дробленного материала зависят от свойств исходного материала, его происхождения (геологии) и способа добычи. 2. Обосновать, с помощью эскиза, необходимость наклона ( на 3 о … 6 о ) сушильного агрегата асфальтобетонной установки. Барабанная сушилка поз.5 установлена под углом 3°-5° к горизонтали и может вращаться вокруг продольной оси со скоростью, задаваемой частотным преобразователем, 91 которым можно регулировать скорость вращения приводного двигателя. Материал, поступивший в сушильный барабан, постоянно перемещается вдоль оси барабана, при этом перемешивается и постоянно находится в контакте с теплоносителем. Для регулирования количества материала, подаваемого винтовым питателем поз.2, скорость вращения двигателя привода питателя винтового также регулируется частотным преобразователем. По мере продвижения к камере выгрузочной поз.8, материал высушивается 3. Объяснить устройство тканевого фильтра и охарактеризовать способы регенерации его фильтрующих рукавов. В тканевых фильтрах пылевоздушная смесь пропускается через перегородки, изготовленные из толстых тканей. Производительность тканевых фильтров составляет 2-5 м куб. в мин, с 1 метра квадратного поверхности ткани. Коэффициент эффективности тканевых фильтров достигает 99 процентов и более. Общее сопротивление фильтра состовляет 70-120 мм вод. столба. Для очистки газов разъедающего ткань и имеющего температуру больше 100 градусов необходимо использовать специальные ткани стеклянные, перхлорвиниловые и др. Различают тканевые фильтры рамного и рукавного типов. Схема рамного типа В рамных фильтрах материал натягивается на рамки и газовый поток содержащийся проходит через них и очищается. Более совершенны и надежный по 92 конструкции рукавные фильтры. Газ пропускают через ткань шитую через рукава один конец которого открыт для воды, газа, другой закрыт. Рукава по 8-12,24 собраны в секции. Секции разделены перегородками на определенные камеры, через тканевые фильтры газ просачивается при помощи вентиляторов, которые могут нагнетать их в фильтр или отсасывать. В перов случе установка работает под давлением, во втором под разряжением, во избежание загрязнения ткани частичками пыли оседающие на внутренней поверхности рукавов их периодически стряхивают, стряхивание происходит механически с помощью специального устройства. При встряхивании часто рукава продувают воздухом в течении 18-20 сек, при этом очищаемая секция отсоединяется клапанами от потока общего очищаемого воздуха, очистка встряхиванием не совсем качественная, поэтому через каждые три месяца рукава очищают ремонтным способом, т.е. все вскрывают и выбивают ткань в ручную. Рукава фильтров работают до 3000ч, фильтры устанавливают в отапливаемых помещениях, чтобы не было конденсации влаги, кроме встряхивания существует очистка рукавов при помощи обратного пульсирующего потока газа. В секцию подается обратный поток воздуха с помощью специального ресивера, который заставляет пыль в стакане осыпаться вниз. Широкое распространение получили также рукавные фильтры, в которых регенерация осуществляется воздухом при высоком избыточном давлении (рис. 3.11). Этого удалось достичь благодаря использованию в качестве фильтрующего материала игольчатого войлока, имеющего высокую прочность. В фильтрах этого типа дымовые газы подаются в рукав всегда снаружи (с периферии). Для регенерации фильтров кратковременно сверху вниз в рукав «выстреливают» струю воздуха при высоком давлении со скоростью звука. Происходит встряхивание и деформация рукава, который вздувается, благодаря чему слой пыли стекает вниз и удаляется (рис. 3.12). Можно регенерировать как отдельные рукава, так и ряды рукавов, отключать подачу дымовых газов в этом случае не обязательно. Процесс регенерации продолжается от 100 до 300 мс. Для таких фильтров нет необходимости иметь многокамерную конструкцию. Давление воздуха в резервуаре для регенерации варьируется от 0,5∙10 Па до 7∙105 Па. Тканевые фильтры и электрофильтры требуют приблизительно одинаковых капитальных и эксплуатационных затрат, но в отличие от электрофильтров тканевые электрофильтры проще в эксплуатации и более эффективны. Кроме рукавных тканевых фильтров находят применение и карманные тканевые фильтры, хотя они и менее распространены. Фильтрующая ткань в них выполняется в форме прямоугольных плоских карманов, закрепленных на специальных рамах. Поток дымовых газов проходит через наружную поверхность ткани внутрь кармана. Таким образом очистка дымовых газов от золы происходит на наружной стороне ткани. Преимущество карманной конструкции фильтров заключается в возможности вывести из процесса работы любую отдельную камеру без выключения всей фильтровальной установки. Кроме того, есть возможность наращивания установки добавочными камерами. 93 Рис. 3.11. Тканевый рукавный фильтр Рис. 3.12. Фазы функционирования тканевого рукавного фильтра. Вместе с тем, при одинаковых габаритных размерах в установке с рукавными фильтрами можно разместить большую фильтрационную поверхность, чем в установке с карманными тканевыми фильтрами. Обычно камерные фильтры применяют на малых энергоустановках. Использование тканевых фильтров позволяет довести степень очистки дымовых газов до 99,9 % и снизить содержание золовых частиц в уходящих газах котлов ТЭО до 35-50 мг/м, что соответствует показателям экологически безопасных ТЭО. |