IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Введение.

Грохочение – процесс разделения сыпучих материалов на классы крупности путем просеивания через одно или несколько сит или классификация материала на просеивающих поверхностях.

Операции грохочения широко применяются на обогатительных и брикетных фабриках и сортировках, в промышленности строительных материалов, химической, абразивной и многих других отраслях промышленности. В технологической схеме обогащения или при подготовке полезных ископаемых к переработке выделяют следующие виды операций грохочения: самостоятельное, подготовительное и вспомогательное.

(а) (б)

Рис. 1. Схема грохочения при дроблении: а – предварительное грохочение; б – предварительное и поверочное грохочение.

Анализ существующих конструкций грохотов.

При всем конструктивном многообразии грохотов различных типов, моделей и марок все грохоты можно разделить по принципу действия и по форме рабочего органа (просеивающей поверхности) на несколько основных групп, а именно:

1) Неподвижные грохоты – колосниковые и решетчатые.

2) Грохоты с подвижными и «полуподвижными» колосниками, к которым относятся: валковые (или дисковые), цепные, колосниковые самоочищающиеся, кольцевые и др.

3) Барабанные вращающиеся, где рабочая поверхность (т.е. колосниковая решетка, проволочное сито, а чаще всего – листовое перфорированное решето) имеет форму цилиндра или усеченного конуса.

Рис. 2. Сито барабанного грохота

4) Грохоты с местными вибрациями сита, где сито приобретает подвижность вследствие сотрясений (вибраций) центральной его части.

Все остальные грохоты можно было бы объединить в одну группу плоских подвижных грохотов, но, так как по принципу действия отдельные их разновидности существенно отличаются одна от другой, то удобно разделить их на следующие самостоятельные группы:

1) Плоские подвижные грохоты с поперечными колебаниями.

2) Плоские подвижные грохоты с продольными колебаниями и несимметричной скоростной диаграммой.

3) Плоские подвижные грохоты с продольными колебаниями и симметричной скоростной диаграммой.

Каждая из перечисленных семи групп грохотов характеризуется теми или иными конструктивными особенностями, а частично и областью применения.

Барабанный грохот – это сепарационная установка барабанного типа (барабанный сепаратор), предназначенная для разделения различных сыпучих материалов по фракциям: песок, щебень, уголь, торф, мусор (ТБО), камни, промышленные отходы, щепа, садово-парковые отходы, строительный мусор и др.

Барабанный грохот представляет собой цилиндрический барабан 1, на внутренней поверхности которого имеется сетка разных размеров (три фракции) от меньшей к большей. Внизу имеется три отверстия: две фракции и отсев. На левой верхней стороне конструкции расположено загрузочное устройство (течка) 2, через которую исходный материал попадает в полость барабана. Барабан вверху закрывается крышкой 3. Назначение данной крышки заключается в том, что она предусмотрена для технологических мероприятий (чистка или замена сит, проверка натяжения сит и другие мероприятия технологического характера). Для предотвращения сильного запыления грохот вверху и внизу обтянут верхним 7 н нижним 6 кожухом соответственно. На раме также смонтированы электродвигатель 5 и цилиндрический редуктор 4 (рис. 3).

Рис. 3. Общая схема барабанного грохота

Рабочая поверхность бурата состоит из шести или восьми плоских сит, образующие боковую поверхность призмы или усеченной пирамиды. Диаметр барабана принимаются от 500 до 3000 мм; длина – от 2000 до 9000 мм; длина отдельной секции барабана – от 800 до 1500 мм. Размеры буратов: диаметр 1000 – 1100 мм, длина 3500 – 6000 мм.

Материал под действием силы трения увлекается внутренней поверхностью вращающегося барабана и затем скатывается вниз. Вследствие наклона оси барабана скатывание материала происходит под некоторым углом к его плоскости вращения. Поэтому материал несколько продвигается вниз вдоль оси барабана. Далее цикл повторяется, и материал движется по зигзагообразной линии.

Частота вращения барабана ограничивается определенным пределом, так как при больших частотах возникающая центробежная сила прижимает материал к рабочей поверхности и грохочение становится невозможным. Частота вращения, при которой слой материала, прилегающей к поверхности барабана, начинает вращаться вместе с барабаном, называется критической.

Основными недостатками барабанных грохотов являются их громоздкость, малая удельная производительность и низкая эффективность, особенно при грохочении мелкого материала.

Выбор режимов работы барабанного грохота.

Возможные режимы работы электроприводов отличаются огромным многообразием по характеру и длительности циклов, значениям нагрузок, условиям охлаждения, соотношения потерь в период пуска и установившегося движения и т.п., поэтому изготовление электродвигателей для каждого из возможных режимов работы электропривода не имеет практического смысла.

На основании анализа реальных режимов выделен специальный класс режимов – номинальные режимы, для которых проектируются и изготавливаются серийные двигатели.

Данные, содержащиеся в паспорте электрической машины, относятся к определенному номинальному режиму и называются номинальными данными электрической машины. Заводы-изготовители гарантируют при работе электродвигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке полное использование его в тепловом отношении.

Различают следующие режимы работы двигателей под нагрузкой в зависимости от ее длительности: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

При продолжительном режиме двигатель работает без перерыва, причем рабочий период настолько велик, что нагрев двигателя достигает установившейся температуры.

Продолжительная нагрузка может быть постоянной или изменяющейся. В первом случае температура не изменяется, во втором – изменяется вместе с изменением нагрузки. С малоизменяющейся нагрузкой в этом режиме работают двигатели конвейеров, лесопильных рам и др., с переменной продолжительной нагрузкой работают двигатели различных металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станков.

При кратковременном режиме двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а в течение паузы охлаждается до температуры окружающей среды. Продолжительность кратковременной работы ГОСТ на электрические машины устанавливает равной 10, 30, 60 и 90 мин.

При повторно-кратковременном режиме двигатель за период работы не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы – охладиться до температуры окружающей среды. В этом режиме двигатель действует с непрерывно чередующимися периодами работы под нагрузкой и вхолостую, или паузами.

При повторно-кратковременном режиме двигатель за период работы не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы – охладиться до температуры окружающей среды. В этом режиме двигатель действует с непрерывно чередующимися периодами работы под нагрузкой и вхолостую, или паузами.

Таблица 1. Режимы работы двигателей под нагрузкой в зависимости от ее длительности

Повторно-кратковременный режим характеризуется относительной продолжительностью включения ПВ = [tp/(tp + tо)] 100 %, где tp и tо — время работы и паузы при продолжительности цикла (tц = tр+tо) не более 10 мин.

Повторно-кратковременный режим бывает:

- с продолжительностью включения ПВ= 15, 25, 40 и 60% и продолжительностью цикла 10 мин,

- с частыми пусками при ПВ = 15, 25, 40 и 60 % и числом включений в час 30, 60, 120 и 240 при коэффициенте инерции 1,2, 1,6, 2,5 и 4,

- с частыми пусками и электроторможением при тех же номинальных ПВ, числе включений и коэффициенте инерции,

- перемежающийся с продолжительностью цикла 10 мин при нагрузках ПВ= 15, 25, 40 и 60%,

- перемежающийся с электроторможением и частыми реверсами, число которых в час составляет 30, 60, 120 и 240 при коэффициенте инерции 1,2, 1,6, 2,5 и 4.

Действующим ГОСТ предусматриваются 8 номинальных режимов, которые в соответствии с международной классификацией имеют условные обозначения S1 - S8.

Продолжительный режим работы S1 – работа машины при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех ее частей.

Рис. 4. Продолжительный режим работы электродвигателя S1.

Кратковременный режим работы S2 – работа машины при неизменной нагрузке в течение времени, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2°С превышающей температуру окружающей среды.

Для кратковременного режима работы нормируется продолжительность рабочего периода 15, 30, 60, 90 мин

Рис. 5. Кратковременный режим работы электродвигателя S2.

Повторно-кратковременный режим работы S3 – последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает заметного влияния на превышение температуры. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия и не превышает 10 мин. Режим характеризуется величиной продолжительности включения в процентах:

ПВ = (tр / (tр + tп)) х 100%

Рис. 6. Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя S3.

Нормируемые значения продолжительности включения: 15, 25, 40, 60 %, или относительные значения продолжительности рабочего периода: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60.

Для режима S3 номинальные данные соответствуют только определенному значению ПВ и относятся к рабочему периоду.

Режимы S1 - S3 являются в настоящее время основными, номинальные данные на которые включаются отечественными электромашиностроительными заводами в каталоги и паспорт машины.

Номинальные режимы S4 - S8 введены для того, чтобы впоследствии упростить задачу эквивалентирования произвольного режима номинальным, расширив номенклатуру последних.

Результаты исследований.

Конструкция каждой машины требует экономического обоснования ее целесообразности. Это обоснование должно строиться на данных технико-экономического анализа производственных и эксплуатационных качеств машины. Как объект производства машина должна быть простой и дешевой, требовать минимальных затрат труда и времени на подготовку, ее производства и освоение, отличатся возможно меньшей материалоемкостью и допускать экономически целесообразное применение ее при производстве передовых методов технологии. Как объект эксплуатации машина должна обладать соответствующими заданными характеристиками (производительность, грузоподъемность и т.д.), быть удобной при обслуживании и ремонте, надежной и экономной в работе обеспечивать возможность ее использования с наименьшим числом рабочих при гарантии их полной безопасности. Существенно влияет на экономичность машины выбор материала. При выборе материала конструктор должен учитывать технические требования, предъявляемые к детали в связи с возникающими в процессе работы нагрузками. На экономичность машины влияет так же снижение веса. Снижению трудоемкости конструкции почти всегда сопутствует и снижение веса и наоборот.

Список литературы:

1. Семёнов А.С., Шипулин В.С. Использование газоаналитических систем нового поколения для защиты рудника // Фундаментальные исследования. 2014. № 6-3. С. 480-484;

2. Олевский В.А. Конструкции и расчеты грохотов. М. Машиностроение, – 2006, 124 с.;

3. Семёнов А.С. Применение системы электропривода с преобразователем частоты и автономным инвертором напряжения на проходческом комбайне // Технические науки - от теории к практике. 2013. № 18. С. 71-77;

4. Семёнов А.С., Пак А.Л., Шипулин В.С. Моделирование режима пуска электродвигателя погрузочно-доставочных машин применительно к рудникам по добыче алмазосодержащих пород // Приволжский научный вестник. 2012. № 11 (15). С. 17-23.

5. Серго Е.Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. К.: Высшая школа, – 2011, 240 с.

6. http://www.uk42.ru/index.php?id=495

7. http://coolreferat.com/358954

8. http://masters.donntu.edu.ua/2006/fema/lukyanenko/diss/index.htm

9. http://tehtab.ru/Guide/GuideEquipment/ElectricalMotors/ElMotorsRegimen/

10. http://electricalschool.info/spravochnik/maschiny/365-rezhimy-raboty-jelektrodvigatelejj.html

11. http://otherreferats.allbest.ru/manufacture/00131240.html

Код для цитирования: Скопировать