Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса. постановка задачи исследований 12
1.1 Основы теории разделения зернистых материалов по крупности 12
1.2 Классификация и краткая характеристика существующих типов грохотов , 18
1.3 Разделение сыпучих материалов на грохотах со спиральными просеивающими поверхностями 32
1.4 Методы расчета вибрационных грохотов 35
1.5 Выводы 39
1.6 Цель и задачи исследований 40
2. Разработка конструкции пружинного грохота и основы теоретического анализа рабочего процесса пружинного грохота 40
2.1 Разработка конструкции пружинного грохота 40
2.2 Теоретические основы рабочего процесса пружинного грохота . 51
2.3 Определение частоты собственных колебаний витков пружинного рабочего органа 54
2.4 Частота колебаний рабочего органа 55
2.5 Определение допустимого прогиба 60
2.6 Скорость движения материала по просеивающей поверхности 62
2.7 Определение производительности 64
2.8 Масса материала на просеивающей поверхности пружинного грохота 70
2.9 Основы расчета мощности привода пружинного грохота 72
2.10 Выводы 76
3. Экспериментальное оборудование, методика и планирование эксперимента 77
3.1 Состав и содержание экспериментальных исследований 77
3.2 Экспериментальное оборудование и контрольно - измерительные приборы 78
3.3 Изменяемые параметры оборудования и критерии оценки результатов процесса грохочения 82
3.4 Методика проведения и программа исследований 86
3.5 Планирование эксперимента и построение математической модели процесса грохочения 92
3.6 Выводы 98
4. Экспериментальные исследования рабочего процесса пружинного грохота 99
4.1 Результаты экспериментальных исследований 99
4.2 Влияние частоты колебаний рабочего органа на процесс грохочения пружинного грохота 108
4.3 Влияние угла наклона рабочего органа на процесс грохочения 111
4.4 Влияние влажности ' на процесс грохочения песка 115
4.5 Влияние зернового состава материала на процесс грохочения 117
4.6 Экспериментальное определение эффекта от наложения собственных колебаний витков рабочего органа пружинного грохота 122
4.7 Выводы 123
5. Методика инженерного расчета и прогнозирование рациональных областей использования пружинного грохота 125
5.1 Разработка методики инженерного расчета пружинного грохота 125
5.2 Прогнозирование рациональных областей использования
пружинного грохота 128
Общие выводы 138
Список литературы
- Классификация и краткая характеристика существующих типов грохотов
- Теоретические основы рабочего процесса пружинного грохота
- Экспериментальное оборудование и контрольно - измерительные приборы
- Влияние частоты колебаний рабочего органа на процесс грохочения пружинного грохота
Введение к работе
Актуальность работы. Производство нерудных строительных материалов в настоящее время превысило 1 млрд. м в год. Особенно возрос выпуск мелкого щебня и крупнозернистого песка. Однако, в связи с истощением традиционных источников нерудного сырья и растущими требованиями к качеству продукции, дефицит в мелких высококачественных заполнителях бетона и строительно-отделочных смесях сохраняется. На развитие нерудной промышленности существенное влияние оказывают необходимость экономии минеральных и энергетических ресурсов, а также экологические требования по охране окружающей среды. Поэтому, наряду с освоением новых месторождений нерудных полезных ископаемых, особую актуальность приобретают интенсификация разработки месторождений низкокачественного сырья и широкое использование отходов нерудной, горнорудной, металлургической и других отраслей промышленности.
Ведущая роль в комплексном использовании минерального сырья принадлежит обогащению нерудных полезных ископаемых. Возникает необходимость в широком применении традиционных методов обогащения и создании новых технологических схем и нового обогатительного оборудования для нерудных полезных ископаемых с учетом специфики их переработки и использования в народном хозяйстве.
Разделение по крупности, очистку от пылевидных и глинистых включений при обогащении нерудного сырья для строительства относят к основным процессам, позволяющим получать высококачественный песок и щебень, соответствующие требованиям ТУ. Широко распространенные при обогащении гидравлические способы классификации и мокрое грохочение для производства нерудных строительных материалов используются ограниченно из-за сезонности выпуска продукции, дороговизны применения мокрых ) способов. Поэтому в мировой практике широко ведутся работы по совершенствованию и созданию сухих способов классификации.
В связи с выше изложенным, можно сказать, что разработка и внедрение нового пружинного грохота повышенной эффективности является актуальной научной и практической задачей [1, с.205].
Цель и задачи исследования:
Целью данной работы является разработка и исследование конструкции пружинного грохота повышенной эффективности для грохочения мелкозернистых материалов и материалов повышенной влажности; расчет его кинематических и конструктивно-технологических параметров.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи: провести анализ конструкций существующих аппаратов для разделения, выявить их достоинства и недостатки и разработать конструкцию пружинного грохота обладающего повышенной эффективностью процесса грохочения мелкозернистых материалов и материалов повышенной влажности; рассмотреть рабочий процесс пружинного грохота и разработать теоретические зависимости для расчета основных кинематических параметров работы пружинного грохота, с учетом обеспечения эффективности процесса.
провести экспериментальную проверку разработанных теоретических зависимостей;
установить по результатам экспериментальных исследований регрессионные зависимости эффективности и производительности процесса грохочения от исследуемых факторов планирования;
разработать методику инженерного расчета конструктивно -технологических параметров пружинного грохота;
апробировать в производстве конструкцию пружинного грохота.
Связь работы с крупными научными программами, темами. Работа выполнялась в соответствии с планами ХД по договору №2-2002 «Отработка условий и режимов размола технического дробленого кремния с получением целевой фракции 0-250 мкм при мощности 100 кг/ч и процесса сепарации крупной фракции из размолотого кремния для его возврата на измельчение» с Государственным научным центром Российской Федерации «ГНИИХТЭОС».
Методы исследований. В работе использовались методы математического моделирования, теория планирования эксперимента, численные и математические методы математического анализа. Достоверность результатов подтверждается достаточно большим объемом экспериментальных данных, а также адекватностью полученных теоретических зависимостей и результатов экспериментальных исследований.
Научная новизна работы заключается в установлении теоретических зависимостей для расчета основных кинематических параметров работы пружинного грохота; в разработке методики расчета его производительности и потребляемой мощности; в получении математических моделей в виде уравнений регрессии, позволяющих на основе результатов экспериментальных исследований определить влияние конструктивно-технологических параметров пружинного грохота на производительность и эффективность процесса грохочения.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
1. Теоретические зависимости для расчета основных кинематических параметров и режимов работы пружинного грохота с учетом обеспечения эффективности процесса.
2. Новая конструкция пружинного грохота и новые варианты конструкций пружинных рабочих органов.
3. Регрессионные зависимости производительности и эффективности процесса грохочения от частоты колебаний рабочего органа пружинного грохота, угла наклона рабочего органа, зернового состава исходной смеси и её влажности.
4. Методика инженерного расчета основных конструктивно-технологических параметров пружинного грохота.
5. Результаты экспериментальных исследований процесса грохочения влажного инертного материала от основных конструктивно-технологических параметров пружинного грохота, проведенных в лабораторных и промышленных условиях, а также результаты внедрения пружинного грохота в производство.
Практическая значимость полученных результатов заключается в создании нового класса оборудования для грохочения мелкозернистых материалов, обладающего повышенной технологической эффективностью (89-96%) при грохочении материалов с влажностью 3% и более и отвечающего требованиям интенсификации производственных, процессов; разработанные варианты конструкций обладают простотой, универсальностью, способностью изменения границ разделения позволяют их широко использовать для разделения материалов с различными физическими свойствами. Применение разработанной конструкции позволяет повысить производительность в 1,8 раза.
Личный вклад соискателя. Вклад автора диссертационной работы заключается в постановке задачи исследований, обосновании её реализации, проведении экспериментальных исследований и анализе их результатов, в разработке математической модели и в методике инженерного расчета, в формировании основных положений и выводов. Все доклады и статьи подготовлены при непосредственном и личном участии автора.
Апробация результатов диссертационной работы. Основные результаты исследований докладывались на заседаниях и научных семинарах кафедры «Строительные, дорожные и подъемно-транспортные машины» «Белорусско-Российского университета» (1999 - 2004г.г.) и на следующих научных конференциях:
• Международной научно-практической конференции «Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века», Белгород, 2000;
• Международной научно-технической конференции «Новые машины для производства строительных материалов и конструкций, современные строительные технологии», Полтава, 2000;
• Международной научно-технической конференции «Перспективные технологии, материалы и системы», Могилев, 2001;
• Международной научно-технической конференции «Создание и применение высокоэффективных наукоемких ресурсосберегающих технологий, машин и комплексов», Могилев, 2001;
• Международной научно-технической конференции «Современные технологии, материалы, машины и оборудование», Могилев, 2002;
• Международной научно-технической конференции «ИнтерСтройМех-2002», Могилев, 2002;
• X Международной конференции «Технология, оборудование и сырьевая база горных предприятий промышленности строительных материалов», Минск, 2002;
• Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии, технологические процессы и оборудование», Могилев, 2003;
Международном конгрессе «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии», посвященном 150-летию В.Г. Шухова, Белгород, 2003;
• Республиканской научно-технической конференции аспирантов, магистрантов и студентов «Новые материалы, оборудование и технологии в промышленности», Могилев, 2004;
• Республиканской научно-технической конференции аспирантов, f магистрантов и студентов «Новые материалы, оборудование и технологии в промышленности», Могилев, 2005;
• Международной научно-технической конференции «Новые машины для производства строительных материалов и конструкций, современные строительные технологии», Полтава, 2005;
• VII Международной научно-технической конференции «Вибрационные машины и технологии», Курск, 2005.
Материалы докладов и тезисов опубликованы. , Реализация результатов работы. Разработанные по результатам проведенных теоретических и экспериментальных исследований опытные образцы пружинных просеивающих агрегатов используются в учебном процессе кафедры «СДПТМ и О» Белорусско-Российского университета. Разработанный промышленный образец пружинного грохота внедрен в производство пенобетонных изделий ООО «Райт-плюс» объемом 3,5 тыс. шт./мес. Представлен акт технологических испытаний пружинных просеивающих агрегатов при тонком разделении кремния в Федеральном Государственном унитарном предприятии «ГНИИХТЭОС». Результаты научно-исследовательской работы «Комплекс оборудования с адаптивными рабочими органами для переработки дисперсных материалов» внедрен на УРП «МоАЗ» им. СМ. Кирова для освоения новых видов продукции в цеху товаров народного потребления для изготовления по заказам различных отраслей народного хозяйства.
Опубликованность результатов. По результатам выполненных исследований опубликовано 20 печатных работ, из них: по статье в журналах «Инженер-механик» № 2(23) 2004 г., «Обогащение руд» № 3 2005 г. и в «Горном журнале» №6 2005 г; получено решение о выдаче патента на изобретение РБ от 17.10.2005 по заявке № а20011089 «Устройство для просеивания сыпучих материалов».
По результатам работы оформлены заявки на патент Республики Беларусь № а20040918 «Аппарат для просеивания зернистых материалов» от 7 октября 2004 г. и № а20050363 «Аппарат для просеивания зернистых материалов» от 8 апреля 2005 г.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и общих выводов, списка литературы и 10 приложений. Диссертация содержит 68 рисунков, 8 таблиц. Общий объем работы с приложениями - 181 страница, в том числе: 62 страницы, занимаемые иллюстрациями, 8 страниц, занимаемых таблицами, список использованных источников из 112 наименований на 11 страницах и 10 приложений на 30 страницах.
Классификация и краткая характеристика существующих типов грохотов
В настоящее время различными фирмами промышленно развитых стран выпускается большое количество грохотов разнообразных конструкций. Все их охарактеризовать в настоящей работе не представляется возможным и целесообразным. Поэтому рассмотрим наиболее распространенные современные конструкции грохотов.
Грохоты можно разделить на две группы: неподвижные и подвижные. К первой группе грохотов относят устройства, которые представляют собой неподвижные поверхности просеивания различной формы, укрепленные на специальной раме. Это - колосниковые, конические, дуговые и некоторые другие грохоты.
Колосниковые грохоты применяются для грубой предварительной сортировки перед дроблением. Примером современной конструкции такого грохота может служить грохот «Megatex» фирмы «Rotex Inc.» (США). Площадь просеивания данного агрегата - до 30 м2, производительность - до 500 т/ч.
Конструкция конического грохота основана на действии центробежных сил с использованием воды, как несущей среды. Наибольшее распространение получил такой грохот для выделения гравия из песчано-гравийного материала на две фракции: крупней и мельче 5 мм (иногда 3 мм), производительность - до 20 т/ч, по [15].
Грохоты с подвижной просеивающей поверхностью (далее - ПП) могут быть подразделены на две подгруппы [16; 17; 18]:
1. Валковые и барабанные грохоты. В них подвижной является только просеивающая поверхность.
2. Грохоты, имеющие одну или несколько ПП, жестко закрепленных в металлическом корпусе (коробе), который приводится в движение специальными механизмами (эксцентриками или вибраторами). К этой подгруппе относятся качающиеся и вибрационные грохоты.
В связи с тем, что исследуемый в данной работе пружинный грохот, представляет собой конструкцию близкую по принципу воздействия на обрабатываемую среду с вибрационным грохотом, а по форме - конструкцию барабанного грохота, рассмотрим последние более подробно.
Барабанный грохот представляет собой цилиндрическую ПП (барабан), которая вращается с постоянной небольшой угловой скоростью(рис1.4схема 1).
Сортируемый материал подается на внутреннюю поверхность вращающегося барабана и, продвигаясь в осевом направлении в сторону наклона грохота, рассортировывается на фракции. ПП представляет собой металлический цилиндрический лист с выштампованными отверстиями круглой, квадратной или прямоугольной формы. В промышленности строительных материалов барабанные грохоты применяются, главным образом, как гравиемоечно-сортировочные барабаны при промывке и сортировке песчано-гравийных смесей. Производительность - до 200 т/ч [19 с. 146].
Если сравнивать плоские вибрационные грохоты с барабанными, то больше преимуществ на стороне первых, по [20, с.Н; 4, с.94]. В случае одинаковой производительности масса и габариты плоских вибрационных грохотов меньше, чем барабанных. Это объясняется большой удельной производительностью плоских вибрационных грохотов на квадратный метр поверхности. Последние, в свою очередь, . связаны с энергичным подбрасыванием материала, а также с тем, что у вибрационных грохотов в каждый данный момент времени участвует в работе вся поверхность просеивания, а у барабанного лишь какая-то часть.
Преимуществом барабанных грохотов является простота, надежность и долговечность, а также спокойная работа без значительных инерционных сил, могущих оказать вредное влияние на конструкции зданий и сооружений или на другие агрегаты машин.
Качающиеся грохоты характеризуются относительно меньшей частотой колебаний и относительно большей амплитудой по сравнению с вибрационными. Частота колебаний качающихся грохотов не превышает 8,5 Гц, а амплитуда бывает в пределах от 10 мм до 50-60 мм. Производительность -до 150 т/ч. Не применяются при грохочении материала имеющего высокую способность к залипанню сита. Движение материала может происходить без подбрасывания. Грохочение происходит за счет относительного скольжения материала по ситу [19 с. 158]. Конструктивная схема представлена на рис 1.4 схема 2.
Вибрационные грохоты получили наибольшее распространение в мировой практике. Они весьма разнообразны по конструктивному исполнению и по способу возбуждения колебаний. В промышленности строительных материалов наибольшее распространение имеют следующие вибрационные грохоты, по [2 с. 144; 20 с. 46; 21 с. 73; 22 с. 38; 23 с. 221; 24 с. 39; 25 с. 263; 26; Рис. 1.4 Конструктивные схемы грохотов 27; 28]: гирационные (эксцентриковые) и инерционные, последние делятся на инерционные с ненаправленными колебаниями (круговыми или близкими к ним) и с направленными колебаниями - самобалансные.
Теоретические основы рабочего процесса пружинного грохота
Рассмотрим рабочий орган в режиме «холостого» хода и при загрузке материалом. В каждом из этих состояний возможно два положения рабочего органа.
Рассмотрим положение рабочего органа в режиме «холостого хода»: 1 положение - когда рабочий орган находится в состоянии покоя (рис. 2.11).
Положение витков в пространстве задано шагом навивки, длина рабочего органа ограничена жестким защемлением по торцам в муфтах (по п. 2.1).
Рабочий орган в состоянии покоя без материала: где D - средний диаметр рабочего органа; сів - диаметр проволоки витка рабочего органа; t - шаг навивки; zCT - статический зазор между витками рабочего органа; L - длина рабочего органа. 2 положение - когда рабочий орган находится в режиме «холостого» хода.
При придании рабочему органу колебательного движения в вертикальной плоскости (по описанию работы конструкции) возникают перемещения витков в вертикальной плоскости.
При поперечных колебаниях пружины возникают продольные колебания пружины - собственные колебания витков р. Перемещения витков в горизонтальной плоскости будут являться амплитудой А, но при этом общая длина рабочего органа не изменяется (рис. 2.11). Определим эмпирическим путем частоту собственных колебаний рабочего органа (п. 2.3).
Вертикальные перемещения витков происходят при придании колебательного движения рабочему органу в вертикальной плоскости (по констр. соображениям.) при этом 5= А, (2.1) где А - заданная амплитуда колебаний, мм; 5 - перемещения витков в вертикальной плоскости, мм.
Также может наблюдаться дополнительный прогиб в случае возникновения резонанса при колебательном движении рабочего органа. Но при определенном соотношении частоты колебаний - 18 Гц, длины рабочего органа - 200 мм и жесткости пружины резонанса не будет (фотоснимки колебаний пружин [46, с. 131]) т.о. образование дополнительного прогиба при «холостом» ходе не наблюдается.
Рассмотрим рабочий орган с материалом на внутренней поверхности в состоянии внезапной остановки (статическое производительности и эффективности грохочения. Масса материала внутри рабочего органа и самой положение). Предположим, что при статическом положении спиральный рабочий орган имеет полную загрузку исходным материалом, обеспечивающую рациональные значения пружины образуют поперечную нагрузку, которая может способствовать образованию прогиба, который будет приходиться на центральную часть рабочего органа. Прогиб вызывает перемещения витков рабочего органа в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
В рассматриваемой конструкции пружинного грохота заделка витков спирали жесткая (п. 2.1) при этом, так как рабочий орган выполнен так, что в нем изначально существуют зазоры между витками, то один конец спирали принимаем подвижным в осевом направлении. Для определения полного перемещения центрального витка при статической поперечной нагрузке воспользуемся формулой (1.19), удовлетворительной в отношении пружинного грохота (при целом числе витков).
Чтобы определить перемещения витков в вертикальной плоскости, необходимо определить допускаемый прогиб рабочего органа и рациональную массу материала на просеивающей поверхности, обеспечивающую возникновение допускаемого прогиба, но с учетом качества грохочения (для лабораторной установки, для грохотов в которых целесообразно применение пружинных рабочих органов малой длины и грохотов сравнительно небольшой производительности, т.к. в промышленном образце грохота реализован вариант закрепления рабочего органа согласно рис. 2.9 а).
Рассмотрим состояние рабочего органа с материалом на внутренней поверхности, когда он совершает колебательные движения в вертикальной плоскости - поперечные колебания спирали (динамическая модель).
Перемещения витков в вертикальной плоскости складываются из амплитуды колебаний и дополнительных перемещений, образующихся при возникновении прогиба, от массы материала находящегося на поверхности рабочего органа. Амплитуда колебаний величина известная, а дополнительные перемещения необходимо определить (п. 2.5).
Экспериментальное оборудование и контрольно - измерительные приборы
Экспериментальное исследование процесса грохочения мелкозернистого материала - песка на пружинном грохоте требует применения экспериментального оборудования отвечающего следующим условиям:
1. Оборудование должно обеспечить возможность изменения исследуемых факторов и режимов работы оборудования в необходимых пределах.
2. Конструкция оборудования, контрольно-измерительные приборы должны обеспечить эффективное исследование изучаемого процесса и необходимую точность измерений.
Проектирование конструкции пружинного грохота носило поисковый характер. В связи с отсутствием данных, описывающих поведение частицы материала при взаимодействии с пружинным рабочим органом, а также учитывая надежность современных методов моделирования и получаемую при этом точность результатов, основные параметры экспериментальной установки и режимы проведения экспериментов были определены на основании технологических параметров, представленных в главе 2.
В «Белорусско-Российском университете» были разработаны экспериментальные конструкции пружинных вибрационных грохотов с гирационным приводом и с инерционным приводом, предназначенные для исследования процесса грохочения песка и других зернистых материалов крупностью от 0,5 до 5 мм (рис. 3.1 и 3.2). Установка работает следующим образом.
Исходный материал подается в загрузочный бункер 1 и через патрубок 9, попадает на внутреннюю поверхность рабочего органа - пружину 3, жёстко закрепленную между двумя фланцами 2 посредством трёх шпилек. Рабочий ( орган подвешен на двух упругих элементах одинаковой жёсткости 7 к раме установки. Рабочий орган приводится к колебательному движению в вертикальной плоскости посредством кулачково-толкательного механизма 4. Кулачок насажен на вале ведомого колеса зубчатой передачи, посредством которой, он получает вращение от электродвигателя 5.
Исходный материал подается на внутреннюю поверхность рабочего органа - пружину 3, закрепленную с помощью держателя 4 на корпусе вибровозбудителя 2. Рабочий орган приводится к колебательному движению в горизонтальной плоскости с помощью вибровозбудителя с пристроенным электродвигателем 1 фланцевого исполнения. Корпус электродвигателя 1 своим фланцем прикрепляется к корпусу вибровозбудителя 2. Регулирование частоты колебаний рабочего органа осуществляется с помощью преобразователя частоты, который подсоединяется в цепь. Регулирование угла наклона рабочего органа пружинного грохота с инерционным приводом производится поворотом держателя на определенный угол. Регулирование зазора между витками рабочего органа осуществляется поджатием (или ослаблением) торцов рабочего органа с помощью лапок держателя. Исходный материал, пройдя по пружине, делится на две фракции.
В качестве контрольно-измерительной аппаратуры в экспериментальном исследовании использованы следующие приборы: для определения размеров фракций зернового состава исходной смеси использовался набор сит "Физприбор " по ГОСТ 3584-73 с размером ячеек от 2,5 до 0,08 мм; для определения массы навески песка использовались весы электронные - "Casio SKK- 1011 В5". Ошибка измерения - ± 0,1 г; сушильный шкаф; клещи токоизмерительные Ц4505М с пределом измерений 0...500 А; амперметр М 367.
На процесс грохочения сыпучих смесей влияет большое количество факторов, учесть которые все. практически невозможно. Однако теоретическое и экспериментальное изучение объекта исследования позволяет сказать, что эффективность грохочения зависит от следующих факторов, характеризующих начальное состояние сыпучего исходного материала и параметры пружинного грохота [79; 80, с. 278]: Е = f(L, D, zCT, и т, n, A, X, П, w, Bn), (3.1) где L - длина рабочего органа, м; D - диаметр рабочего органа, м; zCT - статический зазор между витками рабочего органа, мм; ошт - скорость течения материала по поверхности просеивания, м/с; п - частота колебаний рабочего органа, Гц; А - амплитуда колебаний рабочего органа, мм; а - угол наклона рабочего органа, град; П - производительность по питанию, кг/ч; w - влажность материала, %; Вп - зерновой состав исходной смеси, %.
Теоретическое исследование данной функции, и её математическое описание, невозможно из-за большого количества факторов. Поэтому особое значение имеют правильно спланированные экспериментальные исследования, при определённом отборе факторов.
Экстремальное планирование экспериментов [81; 82; 83], делает возможным, используя как можно меньшее число опытов, выбрать именно те условия, которые позволяют оптимизировать выходные параметры. При этом необходимо исследовать влияние на процесс грохочения наиболее существенных факторов, чтобы исключить усложнение метода экспериментирования и обработки экспериментальных данных.
Влияние частоты колебаний рабочего органа на процесс грохочения пружинного грохота
Методику инженерного расчета разработаем в соответствии с теоретическим обоснованием параметров работы пружинного грохота представленного в главе 2.
Пружинный грохот оснащаем рабочим органом в виде цилиндрической пружины с поперечным сечением круглого профиля (рис. 5.1). Б-Б Схема рабочего органа пружинного грохота. Расчет и выбор параметров производится в следующем порядке: - определяем основные геометрические параметры рабочего органа; - определяем режим работы и потребляемую мощность.
Основным параметром является статический зазор, который принимаем равным 1,2... 1,25 от величины границы разделения. z = 1,2... 1,25 xdx, (5.1)
Диаметр рабочего органа и диаметр витка рабочего органа на основании производственной эксплуатации находятся в соотношении 1/15...1/40: dB =—...—Dw. (5.2) B 15 40 PO K J Геометрические размеры диаметра рабочего органа пружинного грохота — Dpo принимаем, исходя из конструктивных соображений (соотнося пружинный грохот с другими конструкциями грохотов по габаритным размерам, производительности, назначению и из экспериментальных наблюдений). Длина рабочего органа L рассчитывается по формуле: L = ixzCT+dBx(i + l) (5.3)
Рациональным соотношением длины рабочего органа и диаметра (которое используется) является соотношение DPOIL приближенно равное 1/3 1/5.
Частоту колебаний пружинного рабочего органа грохота определяем в зависимости от жесткостных и геометрических характеристик рабочего органа и конструктивных параметров грохота: . 1 I &\п{(р-а) 1 / Ар sin a cos р 2\Asm( p + a) 2л\ As m( p + a) ._1_ I sm( p-a) 1 1 Ар sin а 2 \ As m(a-(р) 2я\ А$\п{а-(р)
Угол наклона рабочего органа принимаем исходя из области применения, с материалом повышенной влажности угол принимаем больший, а с сухим материалом - меньший. Рациональный диапазон значений располагается в пределах - 5... 10.
Производительность одной секции с учетом качества получаемого продукта изменяется в зависимости от диаметра рабочего органа, от статического зазора и от влажности исходной смеси. Она может составлять для диаметра от 100 до 260 мм - от 0,3 до 5 м3/ч.
Рассчитываем производительность для одного рабочего органа по формуле (2.38). _3600х/СУх2стх/х Повысить производительность можно набором секций рабочих органов. Тогда производительность можно рассчитать как набор суммы производительностей рабочих модулей. Л = 1Х, (5.6) где к - количество рабочих модулей.
Эффективность процесса грохочения колеблется в пределах 89 - 96% в зависимости от частоты колебаний рабочего органа, угла наклона и влажности исходной смеси. Мощность, потребляемая пружинным грохотом, определяется по формуле (2.52), предложенной в главе 2. Y Mxn ПхА N= (5.7) /, х4л3 хи2 xmxd+f2 xGM +cx AGM+GP.O.)
Установлено, что мощность, потребляемая пружинным грохотом на 20% ниже, чем у существующих аналогов и составляет 0,1 кВт/ч т для одной секции с диаметром рабочего органа 100 мм и статическим зазором 1,6 мм.
