8.4. Порядок проведения работы

8.4.1. Изучить назначение, общее устройство и принцип работы щековой дробилки со сложным движением щеки.

8.4.2. В соответствии с расчетной схемой (рис. 8.5) определить путем замеров следующие параметры щековой дробилки:

Рис. 8.5. Расчетная схема щековой дробилки

– размеры зева В×L,

где В – ширина зева;

L – длина зева;

– размер разгрузочной щели е при сомкнутом положении щек;

– размер b при максимальном удалении подвижной щеки от неподвижной;

– величину хода S_Н подвижной щеки в нижней части по формуле

,

где b – размер разгрузочного отверстия дробилки при максимальном удалении подвижной щеки от неподвижной;

– высоту камеры дробления Н путем замера на модели;

– угол захвата α с учетом ранее полученных данных по формуле

,

откуда

;

– частоту вращения эксцентрикового вала дробилки n исходя из числа оборотов вала электродвигателя n_дв и передаточного числа клиноременной передачи i

;

– объем призмы материала V, выпадающего из дробилки, за один отход подвижной щеки

,

где F – площадь поперечного сечения призмы измельченного материала, выпадающего через разгрузочное отверстие дробилки;

,

где h – высота призмы выпадающего материала;

,

тогда

;

– техническую производительность щековой дробилки, (м³/ч):

,

где μ – коэффициент, учитывающий разрыхление материала,

μ = 0,3…0,65;

n – частота вращения эксцентрикового вала, об/мин;

– фактическую производительность дробилки путем замера объема материала, вышедшего из дробилки при ее работе в течение одной минуты. Полученные значения технической и фактической производительности необходимо сравнить и дать оценку;

– мощность привода дробилки по эмпирической зависимости, кВт:

.

8.4.3. Построить графическую зависимость производительности П_Т от ширины разгрузочной щели дробилки е в пределах 10, 15, 20, 25 и 30 мм.

8.4.4. Рассчитать степень измельчения щековой дробилки для этих же условий.

8.4.5. Изучить назначение, общее устройство и принцип работы валковой дробилки.

8.4.6. Определить путем замеров следующие параметры валковой дробилки:

– размеры валков: диаметр D_B и длину L_B;

– частоту вращения валков n_B исходя из числа оборотов вала электродвигателя n_дв и передаточного числа клиноременной передачи i;

– размеры загружаемых кусков материала D_max в дробилку, зависящие от диаметра дробящих валков, вида их поверхности и зазора между ними.

Для гладких валков D_max не должен превышать следующих величин

,

где е – зазор между валками.

Для рифленых валков

.

Так как в рабочем состоянии под действием усилий дробления предохранительные пружины деформируются, то в расчетах необходимо принимать приближенно величину е на 25 % больше начально замеренного на модели. Следует помнить, что величина зазора зависит от прочности дробимого материала. При работе дробилки зазор е можно замерить с учетом начального зазора и величины отхода подвижного валка, замерить перемещение корпуса подшипника. Средний размер готового продукта обычно принимают равным ;

– производительность дробилки П_Т (м³/ч) определяется по формуле

,

где К – коэффициент, учитывающий использование ширины валков и степень разрыхления материала,

К = 0,2…0,3 – для твердых пород,

К = 0,5…0,7 – для влажных вяжущих материалов;

υ – окружная скорость валков, м/с;

,

тогда

.

– фактическую производительность валковой дробилки при непрерывной подаче материала в машину в течение 60 с.

– установочную мощность электродвигателя валковой дробилки исходя из затрат мощности на измельчение материала N₁, трение в подшипниках N₂ и КПД привода η

,

,

где σ_сж – предел прочности материала при сжатии,

σ_сж = 15 · I0⁷ Н/м² – для материалов средней прочности;

l – длина дуги на участке измельчения материала,

,

где R_в – радиус валка;

α – угол захвата в валковой дробилке,

α = I6°40’ = 0,29 рад при измельчении твердых материалов,

тогда

;

f – коэффициент трения материала о валок,

f = 0,3 для прочных пород (известняка, песчаника, гранита и т.д.);

λ – коэффициент, учитывающий одновременность раскалывания,

λ ≤ 0,02.

Мощность, необходимая на преодоление трения в подшипниках

,

где d – диаметр шейки вала, м, определяется замером на модели;

f₁ – коэффициент трения качения, приведенный к валу,

f₁ = 0,001;

n_в – число оборотов валка, об/мин;

G – нагрузка на подшипники валка, Н,

,

где Q – сила тяжести валка, Н;

P_ср – среднее усилие дробления, Н.

Для твердых материалов

.

Полученную величину мощности сравнить с паспортными данными, установленных на макете двигателей и дать оценку.

8.4.7. Построить графические зависимости производительности от расстояния между валками

е = 0,005, 0,01, 0,015, 0,020 и 0,025 м при n_в = 40 об/мин;

и скорости вращения валков

n_в = 40, 60, 80, 100, 120, и 140 об/мин при е = 0,005 м.

8.4.8. Изучить назначение, общее устройство и принцип работы конусных дробилок.

8.4.9. Определить путем замеров следующие основные параметры действующей модели конусной дробилки мелкого дробления:

– нижний диаметр подвижного конуса D_н,

– длину образующей l подвижного конуса;

– диаметр верхней части подвижного конуса D_в;

– длину параллельной зоны l_n для дробилок мелкого дробления принимается равной ;

– угол наклона образующей подвижного конуса к основанию γ (рис 8.4.)

;

– число оборотов n_э эксцентриковой втулки, используя паспортные данные приводного электродвигателя и передаточное число клиноременной и конической передач;

– теоретическую производительность дробилки по формуле

,

где μ – коэффициент разрыхления материала,

μ = 0,3…0,6;

n_э – число оборотов эксцентриковой втулки, об/с;

V – объем кольца материала, выпадающий за один оборот втулки, м³.

,

где d – ширина выходной щели, м;

– фактическую производительность дробилки при полной загрузке дробилки в течение 60 с. Сравнить полученные результаты в течение 1 часа непрерывной работы;

– мощность двигателя при работе конусной дробилки расходуется на измельчение материала, трение в сферической опоре, трение в узле эксцентрикового вала и потери в приводе. Определение этих величин представляет значительные трудности, поэтому нашла применение эмпирическая зависимость проф. Олевского:

,

где D_н – нижний диаметр подвижного конуса, м;

n_э – число оборотов эксцентриковой втулки, об/с.

Сравнить полученное значение N_дв с фактическим по паспортным данным.

8.4.10. Построить графическую зависимость производительности от размера выходной щели, d = 0,003; 0,005; 0;008; 0,011 и 0,014 м при n_э = const.

8.4.11. Выводы.

Лабораторная работа № 9

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ, ПРИНЦИПА РАБОТЫ

И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИОННОГО ГРОХОТА

9.1. Цель работы

Целью работы является изучение конструкции, принципа работы определение основных параметров вибрационного инерционного грохота.

9.2. Приборы, оборудование и инструменты

Плакаты, альбомы, действующая модель грохота.

9.3. Общие сведения

Для механического разделения щебня, гравия, песка и других сыпучих материалов на классы по крупности применяются сортировочные машины – грохоты, рабочим органом которых является подвижная, просеивающая поверхность.

Машины для механической сортировки классифицируют по следующим признакам:

– по типу просеивающей поверхности: колосниковые, штампованные и плетеные;

– по характеру движения просеивающей поверхности: неподвижные, качающиеся, вибрационные и вращающиеся;

– по форме просеивающей поверхности: плоские и цилиндрические;

– по положению просеивающей поверхности в пространстве: горизонтальные и наклонные.

Наибольшее распространение получили наклонные и горизонтальные вибрационные грохоты (виброгрохоты) с просеивающей поверхностью в виде плоских сит или решет. Сито представляет собой сетку с ячейками определенной формы и размера, изготовленную из плетеной проволоки, сваренных прутков или растянутых резиновых шнуров: решета – штампованный стальной или литой резиновый лист с отверстиями или колосники. Просеивающей поверхности виброгрохотов сообщаются колебательные движения от приводного устройства. Частота и амплитуда колебаний у грохотов устанавливается в зависимости от гранулометрического состава сортируемой смеси. Частицы материала интенсивно встряхиваются колеблющейся поверхностью грохочения и, проходя сквозь ее отверстия, разделяются на классы. Часть материала, остающаяся на сите, называется верхним классом, а прошедшая через отверстия сита – нижним классом. Показателем, оценивающим полноту разделения исходного материала на классы, служит эффективность грохочения. Эффективностью грохочения называют выраженное в процентах или долях единицы весовое отношение количества зерен, прошедших сквозь отверстия сита, к количеству зерен такой же крупности, содержащихся в поступившем на грохот исходном материале. Эффективность грохочения современных виброгрохотов составляет 90…95%.

Размер отверстий сита выбирает в зависимости от максимального граничного размера зерен отделяемого нижнего класса. Виброгрохоты, как правило, имеют одно или два сита. При последовательном грохочении на n ситах получают n + 1 классов сортируемого материала.

Классификация вибрационных грохотов производится по роду приводных устройств, в качестве которых применяются эксцентриковые механизмы и дебалансные вибраторы с круговыми и направленными колебаниями. Первая группа грохотов относится к эксцентриковым (гирационным), вторая – к инерционным.

Различают грохоты:

– тяжелого типа (колосниковые), предназначенные для грубой сортировки крупнокусковых (до 1000 мм) материалов;

– среднего типа – для промежуточного и товарного грохочения материалов с кусками крупностью 150, 100 мм;

– легкого типа, применяемыми для сортировки мелких щебеночных и гравийно-песчаных смесей.

Инерционные виброгрохоты (рис. 9.1) выполняются наклонными (угол наклона сит 10…25°) и горизонтальными.

Рис. 9.1. Схемы инерционных виброгрохотов:

а – наклонный виброгрохот; б, в – горизонтальные инерционные виброгрохоты:

1 – короб; 2 – пружины цилиндрические; 3 – электродвигатель; 4 – передача клиноременная;

5 – дебаланс; 6 – вал; 7 – сито; 8 – короб подвижный; 9, 10 – дебалансные валы;

11 – рессоры наклонные пластинчатые

Наклонный виброгрохот (рис 9.1, а) имеет вибровозбудитель круговых колебаний, состоящий из вала 6 с дебалансами 5. Дебалансный вал приводится во вращение от электродвигателя 3 через клиноременную передачу 4. Короб 1 с двумя ярусами сит 7 опирается на четыре вертикальные цилиндрические пружины 2.

Размеры просеивающей поверхности сит до 1750×4500 мм, частота колебаний до 800 мин^-1, амплитуда колебаний 4…4,5 мм.

Горизонтальные инерционные виброгрохоты (рис. 9.1, б, в) в качестве источника колебаний имеют вибратор с направленными колебаниями который состоит из двух параллельно расположенных дебалансных валов 9 и 10, вращающихся навстречу друг другу с одинаковой скоростью. Один из валов вибратора приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу; вращение другому валу от ведущего передается цилиндрическими шестернями. Вибратор смонтирован на подвижном коробе 8 с ситами. Продольная ось вибратора наклонена под углом 35…45° к поверхности сит.

Короб имеет четыре упругие опоры в виде стальных цилиндрических пружин 2 (рис. 9.1, б), установленных вертикально, или наклонных пластинчатых рессор 11 (рис. 9.1, в). Пружинные цилиндрические опоры в отличие от пластинчатых допускают несколько степеней свободы движения короба. При этом траектория перемещения короба получается эллиптической, что улучшает эффект рассеивания зерен на ситах. Эффективность грохочения и производительность машин на пружинных цилиндрических опорах выше, чем у машин с пластинчатыми рессорами, в среднем соответственно на 8 и 25%.

Горизонтальные виброгрохоты имеют по два сита размерами до 1250×3000 мм, частоту колебаний 720…750 мин^-1, амплитуду колебаний 8…12 мм.