Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние механизации технологического процесса восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений в транспортно-складских комплексах 11
1.1. Транспортно-складские комплексы для минеральных удобрений 11
1.2. Изменение физико-химических свойств минеральных удобрений в процессе хранения 19
1.3. Анализ существующих конструкций устройств для измельчения слежавшихся грузов 22
1.4. Обзор научных исследований 36
1.5. Цель и задачи исследований 41
2. Теоретические исследования устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений 42
2.1. Анализ технологического процесса измельчения слежавшихся минеральных удобрений 42
2.2. Конструктивно-технологическая схема устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений 48
2.3. Параметрическая модель функционирования устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений 50
2.4. Теоретическое обоснование основных параметров устройства...55
2.4.1. Определение угла захвата устройства 55
2.4.2. Определение минимальной частоты колебаний подвижной плиты 57
2.4.3 Влияние параметров рабочего органа на энергозатраты процесса измельчения 58
2.4.4. Обоснование основных технологических параметров устройства 61
Выводы по 2 главе 66
3. Экспериментальные исследования устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений 67
3.1. Программа экспериментальных исследований 67
3.2. Общая методика экспериментальных исследований 67
3.3. Описание экспериментальных установок 69
3.4. Методика проведения опытов 72
3.5. Результаты и анализ экспериментальных исследований 80
3.5.1. Основные физико-механические свойства слежавшихся минеральных удобрений 80
3.5.2. Определение влияния угла заточки рабочего органа на величину разрушающих нагрузок 81
3.5.3. Определение влияния угла наклона лотка на степень измельчения, энергозатраты, производительность 83
3.5.4. Определение влияния частоты колебаний подвижной плиты на степень измельчения, энергозатраты, производительность 87
3.5.5. Определение влияния амплитуды колебаний подвижной плиты настелень измельчения 91
3.5.6. Определения влияния величины зазора между лотком и рабочими поверхностями дробящих пластин на степень измельчения 95
3.5.7. Определение влияния интервала между дробящими пластинами на степень измельчения 99
Выводы по 3 главе 103
4. Производственная проверка технологической линии переработки слежавшихся минеральных удобрений предлагаемым устройством и экономическое обоснование ее применения 104
4.1. Хозяйственные испытания технологической линии переработки слежавшихся минеральных удобрений с использованием предлагаемого устройства 104
4.2. Экономическая оценка результатов испытаний 108
Общие выводы... 115
Список использованной литературы 117
Приложения 126
- Анализ существующих конструкций устройств для измельчения слежавшихся грузов
- Параметрическая модель функционирования устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений
- Определение влияния угла наклона лотка на степень измельчения, энергозатраты, производительность
- Хозяйственные испытания технологической линии переработки слежавшихся минеральных удобрений с использованием предлагаемого устройства
Введение к работе
Сезонность применения минеральных удобрений и непрерывность их производства приводит к необходимости длительного хранения. Процесс хранения удобрений, особенно азотных, сопровождается насыщением их влагой, что стимулирует процессы слеживаемости и агрегатирования частиц. Это снижает качество удобрений и требует дополнительных затрат на отделение некондиционного материала от основной массы и восстановление его исходных физико-механических свойств, препятствует стабильному функционированию транспортных систем и технических средств для внесения удобрений в почву. Исходя из этого востребованы устройства для восстановления исходного гранулометрического состава удобрений во всей логистической цепи: поставщик - носитель транспортных услуг - потребитель. Это особенно важно, так как минеральные удобрения относятся к сильнейшим загрязнителям окружающей среды.
Изучению вопросов восстановления сыпучести слежавшихся грузов посвящены работы СМ. Жафера, А.Д. Зимона, В.Н. Кольберга, М.Л. Круглякова и A.M. Круглякова, М.А. Литвинова, СИ. Назарова, Н.Н. Назарова, А.П. Никодимова, В.В. Рядных, В.Т. Седукова. Общие вопросы функционирования транспортно-складских комплексов нашли отражение в трудах В.Г. Галабурды, B.C. Горюшинского, И.В. Горюшинского, Г.П. Гриневича, О.Б. Маликова, И.И. Мачульского, В.М. Николашина, A.M. Островского, В.А. Персианова, СМ. Резера, А.Э. Риделя, В.А. Рычкова, А.А. Смехова, А.Л. Степанова, Г.М. Третьякова.
Экономическая эффективность использования минеральных удобрений в значительной степени зависит от организации их правильного хранения и комплексной механизации складских работ на основе перспективных технологий. Качественное использование средств химизации нуждается в создании надлежащей материально-технической базы, включающей экономичные складские сооружения, высокопроизводительное складское оборудование, необходимые транспортные и инженерные коммуникации, объекты защиты окружающей среды.
Комплексное развитие материально-технической базы, особенно создание современного складского хозяйства для хранения средств химизации, является первоочередной задачей. Производство высокопроизводительной техники по транспортированию, складской переработке и применению удобрений требует концентрации складской сети. В связи с этим возрастает роль прирельсовых (пристанских) складов, межхозяйственных глубинных складов, крупных складов хозяйств-потребителей.
Техническая политика в области сельскохозяйственного производства на современном этапе нацеливает на решение задач по повышению качества поставляемых удобрений путем подготовки их к внесению и удовлетворению спроса всех потребителей как по формам поставок, так и по соотношению питательных веществ.
Анализ технических средств, способных обеспечить выполнение комплекса указанных работ, позволил сделать вывод о целесообразности создания для этих целей технологической линии по подготовке минеральных удобрений к применению и реализации.
Применяемое в отрасли оборудование для этих целей требует совершенствования, а для некоторых технологических операций необходимо создание нового оборудования, учитывающего специфику его эксплуатации. С технической точки зрения наиболее сложной задачей является создание эффективных средств механизации по измельчению слежавшихся удобрений. Из имеющихся в настоящее время конструктивных решений указанных машин ни одно не отвечает современным требованиям.
Для получения необходимой эффективности от использования устройств для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений новой конструкции при конструировании последних следует всесторонне изучить и учесть физико-механические свойства перерабатываемых грузов.
Одним из перспективных решений поставленной задачи является разработка измельчающих устройств, которые воздействуют на груз концентрированными нагрузками, обеспечивающих ресурсосбережение и качественную переработку слежавшихся минеральных удобрений.
Измельчающие устройства избирательного дробления, резервы улучшения которых до конца еще не использованы, позволяют наиболее полно реализовать возможности оптимизации качественных и энергетических показателей процесса восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений.
Таким образом, существует потребность в оптимизации конструкции измельчающих устройств избирательного дробления и нахождении энергосберегающих режимов их работы.
Цель работы. Повышение качества и обеспечение ресурсосбережения процесса восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений.
Объект исследований. Процесс восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений и устройство для его осуществления.
Методика исследований. Решение поставленных задач осуществлялось методами теоретического и экспериментального исследования. Теоретические исследования заключались в получении зависимостей, позволяющих установить оптимальные конструктивно-кинематические и технологические параметры устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений.
Экспериментальные исследования - выполнены на специально изготовленных установках с использованием стандартных и частных методик в соответствии с действующими стандартами.
Научная новизна: На основании анализа различных способов и средств измельчения хрупких материалов предложен способ измельчения слежавшихся гранулированных минеральных удобрений, заключающийся в разрушении только связей между гранулами концентрированными ударно-раскалывающими нагрузками клиновидным рабочим органом. Для реализации указанного способа разработана принципиально новая конструкция устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений, новизна технического решения которой защищена патентами РФ № 2196490 и № 2166268.
Предложена параметрическая модель функционирования предлагаемого устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений, на основании которой разработаны методика расчета производительности камеры основного измельчения и камеры предварительного измельчения в зависимости от поступающего потока слежавшегося груза, выражения для определения геометрических параметров устройства.
Практическая ценность. Разработано устройство для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений, обеспечивающее измельчение удобрений без дополнительного пылеобразования с минимальными затратами энергии. Опытный образец измельчающего устройства испытан в условиях складского хозяйства Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова и в технологической линии по переработке минеральных удобрений на базе Рузаевской механизированной дистанции погрузочно-разгрузочных работ Куйбышевской железной дороги.
Экспериментальные исследования проводились в лаборатории кафедры "Технология грузовой и коммерческой работы, станции и узлы" Самарской государственной академии путей сообщения. Производственные испытания линия проходила на базе Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова, а также на базе Рузаевской механизированной дистанции погрузочно-разгрузочных работ Куйбышевской железной дороги. Обработка исследований проводилась статистическими методами с использованием ПЭВМ.
Апробация. Основные положения диссертации доложены, обсуждены и одобрены: на 2-й Международной отраслевой научно-технической конференции "Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта и роль молодых ученых в их решении" (РГУПС, г. Ростов-на-Дону) в 2000г.; на 1-ой Региональной научно-практической конференции "Энергосберегающие технологии на предприятиях транспортного, промышленного и коммунального хозяйства" (РГУПС, г. Ростов-на-Дону) в 2001 г; на 3-й Международной научно-практической конференции "Безопасность транспортных систем" (МАНЭБ, г. Самара) 2002 г.; на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, сотрудников и аспирантов факультета механизации сельского хозяйства Самарской ГСХА (г. Кинель) в 2001 и 2002 г.; на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, сотрудников и аспирантов по итогам научно-исследовательской работы (СГАУ им. Н.И. Вавилова, г. Саратов) в 2001 и 2002 г.; на международной научно-практической конференции (к XIII международной специализированной выставке "Агро-2003") г. Уфа, 2003г.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ. Новизна конструкции устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений подтверждена патентами Российской федерации № 2196490 и №2166268.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, заключения, списка использованной литературы и 4 приложений. Она содержит 125 страниц машинописного текста и 43 иллюстрации.
На защиту выносятся: анализ технологических схем доставки минеральных удобрений; анализ способов измельчения и их реализация в измельчающих устройствах; параметрическая модель функционирования устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений; теоретическое обоснование конструкции устройства и ее рабочих параметров; результаты экспериментальных исследований устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений в лабораторных и производственных условиях; результаты производственных испытаний линии по переработке слежавшихся минеральных удобрений.
Анализ существующих конструкций устройств для измельчения слежавшихся грузов
В связи с сезонностью применения период накопления и хранения минеральных удобрений на складах может достигать 6...8 месяцев. Этого времени достаточно для образования значительного количества удобрений не отвечающих требованиям ГОСТ по их физико-химическим свойствам. В результате чего на них скапливаются сотни тонн слежавшихся удобрений. Часть из них направляется на растворение, но большая часть потребляется близлежащими колхозами и фермерскими хозяйствами, где примитивными средствами с применением ручного труда эти удобрения измельчаются. Из-за несовершенства используемых для этой цели средств рассев и удаление пылевидной фракции не производится. Применение измельченных таким способом удобрений ухудшает и без того сложную сложившуюся экологическую обстановку, так как из-за большого содержания в общей массе удобрений частиц с минимальными и максимальными размерами происходит их быстрое превращение в нерастворимые фосфаты, поглощение почвенными микроорганизмами, выдувание ветрами, проникновение в грунтовые воды из переудобренных очагов концентрированных солей [41].
Слеживаемость минеральных удобрений наблюдается и при их транспортировании в вагонах-хопперах. Правилами перевозок на железной дороге предусмотрен возврат вагонов со слежавшимися удобрениями грузоотправителю. Выгрузка таких вагонов осуществляется на подъездных путях или прирельсовых складах предприятий-отправителей при помощи специальных устройств, а в основном с применением ручного труда. В результате чего выгруженная масса имеет неоднородный фракционный состав [26].
Гранулометрический состав удобрений, поставляемых агропромышленному комплексу по ГОСТу должен составлять у аммиачной селитры и карбамида 94...95% гранул размером 1...4 мм, в том числе гранул 2...3 мм - не менее 50%, а в суперфосфате количество гранул 1 ...4 мм — 80...85%. Содержание в фосфорных удобрениях гранул 1...3 мм не регламентируется совсем [54]. Содержание пылевидной фракции (менее 1мм) в удобрениях, как установлено исследованиями [43, 75, 11], не должно превышать 1%. Но при существующей технологии их производства, условиях хранения и доставки это требование практически невыполнимо. В связи с этим агротехническими требованиями предусматривается содержание пылевидной фракции не более 3%.
В настоящее время вследствие неудовлетворительных условий хранения, воздействия на груз атмосферной влаги и колебания температур происходит разрушение гранул, увеличение пылевидной фракции и количества монолитных включений. Это приводит к дополнительным затратам на восстановление сыпучести слежавшихся удобрений и к потерям 4...5% общей массы продукта [63].
В связи с этим возникла необходимость оборудования складских комплексов техническими средствами для восстановления сыпучести слежавшихся удобрений, которые должны обеспечивать их измельчение без дополнительного образования пыли, разрушая только связи между гранулами, не измельчая самих гранул.
Применяемое оборудование для этих целей требует совершенствования. С технической точки зрения наиболее сложной задачей является создание эффективных средств механизации по измельчению слежавшихся удобрений [62].
Наиболее важным требованием, предъявляемым к процессу восстановления сыпучести слежавшихся удобрений, является его качественные показатели. Из общей массы должна быть выделена основная фракция с размером гранул 1...5 мм, при этом необходимо удалить некондиционную часть размером менее 1 мм и более 5 мм.
Известно, что процесс измельчения заключается в последовательном уменьшении кусков груза от первоначальной крупности до частиц желаемого размера. В зависимости от вида воздействия рабочего органа на измельчаемый материал способы разрушения подразделяются на следующие виды: раздавливание, разламывание, раскалывание, резание, распиливание, истирание, дробление ударом (рис. 1.4) [44, 55, 15]. Многие существующие конструкции измельчителей одновременно реализуют несколько различных способов измельчения. При оценке способа измельчения и конструкции рабочих органов измельчающих устройств прежде всего необходимо учитывать многообразие физико—механических свойств и размеров измельчаемых материалов, различные требования к процессу измельчения и выбрать такие способы воздействия на перерабатываемый материал, при которых его разрушение должно быть достигнуто при наименьших напряжениях и затратах энергии [31, 43].
К измельчителям раздавливающего действия относятся гладковалковые дробилки, вертикальные и горизонтальные ролико-кольцевые мельницы.. Принцип действия машин этого типа заключается в раздавливании материала между двумя рабочими поверхностями, причем одна из поверхностей или обе должны быть подвижными, так как раздавливание материала происходит только при их сближении. Несмотря на то, что в основе действия этих машин лежит один и тот же способ измельчения, они значительно отличаются по конструкции. Основным отличием является положение рабочих элементов и принцип создания раздавливающих усилий (пружинами, собственным весом или центробежными силами).
В валковых дробилках (рис. 1.5) измельчаемый материал затягивается в зазор между двумя вращающимися навстречу друг другу валками и разрушается за счет действия сжимающих сил при вращении валков с одинаковой скоростью. Если валки вращаются с разной скоростью, то к раздавливающему воздействию валков на материал добавляется эффект истирания [35]. Для качественной работы валковых дробилок необходима равномерная подача материала во времени и по ширине валков, при этом скорость подачи должна соответст- рис. L5. Конструктивная схема валко вовать пропускной способности валков[21, 9]. вои дро илки В ролико-кольцевых мельницах (рис. 1.6) как в вертикальных, так и в горизонтальных измельчаемый материал подается на размольное кольцо и измельчается между ним и прижимными роликами. Часть материала сбрасывается с кольца и направляется на сепарацию, оставшаяся часть материала, прижимаемая центробежными силами к поверхности кольца попадает под следующий ролик. Под действием сжимающих нагрузок материал разрушается вследствие деформации. Измельченный материал, вытесняемый непрерывно поступающим в мельницу сырьем выносится из зоны измельчения [91].
Параметрическая модель функционирования устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений
Таким образом, кусок материала, будучи зажатым между рабочими органами и перфорированным ложем, разрушится при дальнейшем опускании игл - стоек. В связи с тем, что величина вертикального перемещения игл - стоек ограничена, исключается их взаимодействие с гранулами, находящимися между перфорированным ложем и участком материала, находящегося в контакте с рабочими органами. Несмотря на это, усилия, передаваемого рабочими органами на материал, оказывается вполне достаточно для разрушения куска по всему объему, т. к. слежавшиеся удобрения относятся к хрупким материалам. Кроме того, как показали исследования [42, 29], прочность гранул в слежавшихся удобрениях превосходит прочность связей, удерживающих их, даже при длительном хранении.
Рассмотренная конструкция, несмотря на качественное осуществление процесса восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений, является сложной в изготовлении.
Таким образом, совершенствование устройств для измельчения удобрений в транспортно — складских комплексах, в которых используется избирательное измельчение, должно продолжаться, при этом необходимость теоретического обоснования их конструктивных параметров очевидна.
На основании анализа технологического процесса работы измельчающих устройств в транспортно - складских комплексах было разработано и изготовлено устройство для восстановления сыпучести слежавшихся гранулированных материалов. Разрушение материала осуществляется за счет удара по нему клиновидных рабочих органов. Указанный способ измельчения позволяет получать продукт с однородным гранулометрическим составом при минимальных энергозатратах вследствие действия больших концентраций нагрузок в местах контакта материала с рабочими элементами. дробящих пластин 5, которые выполнены заостренными и регулировочных пластин 6. Лоток 2 установлен на упругих опорах 7, степень сжатия которых регулируется с помощью устройств для натяжения 8. Угол наклона подвижной плиты 3 и лотка 2 может регулироваться при помощи винтового талрепа 9, смонтированного на раме 10. Эксцентриковый вал 11 обеспечивает колебания подвижной плиты 3 в вертикальном направлении.
Устройство для восстановления сыпучести слежавшихся гранулированных материалов работает следующим образом.
Перед включением устройства назначают режим дробления обрабатываемого груза и интенсивность раздробляющего воздействия на него. При этом от вида обрабатываемого груза выбирают длину чередующихся дробящих пластин 5 и толщину регулировочных пластин 6. В зависимости от необходимых для обработки данного слежавшегося груза скорости его передвижения по лотку 2 и частоты ударно-раскалывающего воздействия дробящих пластин 5 устанавливают, соответственно, подвижную плиту 3 и лоток 2 с требуемым наклоном при помощи винтового талрепа 9 и скорость вращения эксцентрикового вала 11 посредством привода (на рис. 2.5 не показан).
После настройки устройства на выбранный режим дробления включают привод вала 11 и подают слежавшийся груз на лоток 2. Эксцентриковый вал И, вращаясь, вызывает колебания подвижной плиты 3 в вертикальной плоскости совместно с установленными на ней пластинами 5 и 6. Обрабатываемый груз, поступивший на лоток 2, подвергается на нем ударно - раскалывающему воздействию дробящих пластин 5. По меньшей мере часть дробящих пластин 5 (в зависимости от их длины) контактирует с поверхностью лотка 2 при колебаниях подвижной плиты 3, при этом лоток 2, проседая на упругих опорах 7 при поднятии подвижной плиты 3, подкидывает вверх обрабатываемый груз с частотой, соответствующей частоте колебаний подвижной плиты 3, в результате чего обрабатываемый груз постепенно продвигается по камере дробления 1 и подвергается многократному ударно - раскалывающему воздействию дробящих пластин 5. На выходе из камеры дробления 1 измельченный груз, т. е. готовая продукция направляется в хранилище или на упаковку.
На рассмотренное устройство получен патент РФ № 2196490, в соответствии с которым разработана техническая документация и изготовлен производст 50 венный образец устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений. Процесс функционирования устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений в транспортно-складских комплексах в упрощенном виде включает в себя два взаимосвязанных функциональных блока, которые выражают: характеристику некондиционного груза (Хг) и процесс измельчения поступающего потока груза (Упи) На рис. 2.6 представлена упрощенная схема предлагаемой параметрической модели, которая включает в себя ниже перечисленные параметры, характеризующие происходящий про-ЦЄСС(ППФ): Хг - параметры, характеризующие некондиционный груз; Хч - параметры, характеризующие частицы, составляющие поступающий груз; Хпп - параметры поступающего потока некондиционного груза в зону измельчения; Ypo - параметры, характеризующие измельчающий рабочий орган; Упи - параметры процесса возвращения грузу кондиционных свойств (процесс измельчения); ZBn - выходные параметры процесса измельчения. В целом все выше перечисленные параметры можно представить в виде выражения, характеризующего процесс функционирования измельчителя:
Для полноценного анализа происходящего процесса необходимо детально разложить каждый из представленных элементов параметрической модели.
Исходный, некондиционный груз представляет собой предварительно подготовленные куски, стандартизированные под определенный размер, которые состоят из частиц, имеющих прочные связи между собой. Вектор-функцию, характеризующую свойства некондиционного груза, можно представить в следующем виде: где Х]Г— прочность куска материала (чем больше показатель прочности материала, тем сложнее его разрушить); Х2г - влажность (влажный материал легче подвергается разрушению); х3г - упругость (чем больше модуль упругости, тем сложнее разрушить материал); Х4г — плотность (чем больше плотность, тем легче разрушить материал); Х5г — фракционный состав (для измельчения мелких кусков требуется меньшее количество ударов рабочих органов, чем для больших кусков); Хбг - абразивность кусков подаваемого некондиционного груза (приводит к износу рабочих органов и поверхности лотка устройства). В свою очередь, необходимо также представить характеристики частиц, составляющих куски подаваемого некондиционного груза, которые можно выразить вектор-функцией:
Определение влияния угла наклона лотка на степень измельчения, энергозатраты, производительность
Скорость продвижения измельчаемого материала по камере дробления измельчающего устройства, а следовательно и продолжительность нахождения груза в контакте с рабочими органами зависит от угла наклона лотка измельчителя. Выявление его необходимой величины, обеспечивающей качественное измельчение при наибольшей пропускной способности, явилось целью данного эксперимента.
Эксперимент проводился в следующей последовательности: - с помощью винтовых талрепов устанавливался определенный угол наклона лотка в пределах 0...40 с шагом 2,5; - одновременно с включением привода измельчающего механизма открывалась заслонка отпускного бункера и материал поступал в камеру дробления; - замерялось время от момента поступления материала в камеру дробления до момента схода частиц груза с наклонного лотка устройства; - определялся гранулометрический состав измельченного груза. Методика определения влияния величины зазора между лотком и рабочими поверхностями дробящих пластин на степень измельчения Степень измельчения является важнейшим качественным показателем функционирования измельчающих устройств. Величина зазора должна обеспечивать выход готовой продукции из камеры дробления с частицами, фракционный состав которых удовлетворяет соответствующим ГОСТ [12]. В опытах изучалась зависимость степени измельчения от величины зазора между лотком и рабочими поверхностями дробящих пластин. Величина зазора устанавливалась с помощью натяжных устройств и варьировалась в пределах 0...7 мм с шагом 1мм. Опыты проводились в следующей последовательности: - зазор между лотком и дробящими пластинами устанавливался на определенную величину; - включался привод измельчающего механизма; - в камеру дробления поступала порция измельчаемого груза; - определялся гранулометрический состав измельченного груза. Методика определения влияния частоты колебаний подвижной плиты на производительность и степень измельчения При измельчении материалов с помощью раскалывания необходимо, чтобы куски материала подвергались такому количеству разрушающих ударных воздействий, при котором обеспечивалось бы дробление агломератов до частиц необходимой крупности. В то же время необходимо учитывать тот факт, что чрезмерное ударное воздействие может привести к переизмельчению частиц материала, дополнительному пылеобразованию и неэффективным затратам энергии. Целью настоящего эксперимента явилось выявление оптимальной частоты колебаний подвижной плиты с точки зрения наилучшей степени измельчения и пропускной способности. Опыты проводились в следующей последовательности: - при помощи преобразователя устанавливалась частота вращения вала электродвигателя, один оборот вала соответствовал одному подъему и опусканию подвижной плиты; - одновременно с включением привода измельчающего механизма открывалась заслонка отпускного бункера и порция материала установленной массы поступала в камеру дробления; - замерялось время от момента поступления материала в камеру дробления до момента схода частиц груза с наклонного лотка устройства; - определялся гранулометрический состав измельченного груза. Методика определения влияния амплитуды колебаний подвижной плиты на производительность. Для равномерного продвижения кусков груза по камере измельчения: необходимо, чтобы подвижная плита имела ход, при котором обеспечивалось бы продвижение агломератов по лотку к следующему рабочему органу. Чтобы избежать недоизмельчения кусков груза высота хода подвижной плиты не должна быть слишком высока. Выявление необходимой величины хода подвижной плиты, обеспечивающей равномерное продвижение материала по камере измельчения, явилось целью данного эксперимента. Опыты проводились в следующей последовательности: - устанавливалась необходимая величина хода подвижной плиты путем установки шатунов на участки вала с различным эксцентриситетом; - одновременно с включением привода измельчающего механизма открывалась заслонка отпускного бункера и порция материала установленной массы поступала в камеру дробления; - замерялось время от момента поступления материала в камеру дробления до момента схода частиц груза с наклонного лотка устройства; - определялся гранулометрический состав измельченного груза. Методика определения влияния интервала между рабочими органами на степень измельчения. Наряду с величиной зазора между лотком и рабочими органами на степень измельчения оказывает влияние величина расстояния между дробящими пластинами. Определить оптимальное расстояние между дробящими пластинами, обеспечивающим требуемую степень измельчения явилось целью проведения данного эксперимента. При его проведении использовался набор сменных регулировочных пластин, устанавливаемых между дробящими пластинами. Эксперимент проводился в следующей последовательности: - дробящие пластины устанавливались на определенное расстояние между собой с помощью регулировочных пластин; - одновременно с включением привода измельчающего механизма открывалась заслонка отпускного бункера и материал поступал в камеру дробления; - замерялось время от момента поступления материала в камеру дробления до момента схода частиц груза с наклонного лотка устройства; - определялся гранулометрический состав измельченного груза.
Хозяйственные испытания технологической линии переработки слежавшихся минеральных удобрений с использованием предлагаемого устройства
В целом технологическая линия (рис. 4.4) включает в себя склад бестарного хранения 1, ковшовый погрузчик 2, устройство для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений 3, склад 4.
Перерабатываемый груз из склада 1 ковшовым погрузчиком 2 подается в приемный бункер устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений 3, где он измельчается и просеивается на качающемся грохоте. Полученный продукт отгружается в склад 4.
Технические характеристики испытуемого устройства для восстановления сыпучести минеральных удобрений следующие: 1. Измельчающее устройство. - габаритные размеры, мм: высота - 840; длина - 880; ширина - 850; - варьирование угла наклона лотка, град - 0.. .40; - варьирование зазора между рабочими поверхностями дробящих пластин и поверхностью лотка, мм — 0... 15; - варьирование амплитуды колебаний подвижной плиты, мм - 0.. .30. 2. Рабочий орган. - количество дробящих пластин, шт — 75; - варьирование расстояния между дробящими пластинами, 0..30; - угол заточки дробящих пластин, град - 45. 3. Привод. - мощность электродвигателя, кВт — 1,5; - частота вращения вала редуктора, мин"1 - 14; - напряжение питания, В - 380, 50 Гц. Целью производственной проверки устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений явилось определение производительности и качества измельчения. Оценка условий испытаний проводилась непосредственно в процессе работы устройства в технологической линии. Измельчению подвергались аммофос и карбамид, хранившиеся на складе в течение двух лет в полиэтиленовых мешках. Слежавшаяся фракция составляла 25% от общей массы, наличие пылевидной фракции у аммофоса 17,3%, у карбамида 5,5%, влажность соответственно 1,5 % и 3,7 %. Проведенные хозяйственные испытания технологической линии с предлагаемым устройством показали следующие результаты: 1. Производительность производственного образца устройства для восстановления сыпучести слежавшихся минеральных удобрений составила 10...12т/ч. 2. Потребляемая мощность электродвигателем на привод эксцентрикового вала устройства (совместно с приводом грохота) составила 1,5 кВт. 3. Качество работы: - выделяемая фракция - 1...5 мм; - дополнительное образование пылевидной фракции, 0,27% от общей массы; (при требованиях стандартов к содержанию пылевидной фракции в готовых удобрениях - не более 3%, что обеспечивает экологическую безопасность процесса восстановления сыпучести). Испытанное в производственных условиях устройство для восстановления сыпучести слежавшихся грузов пригодно для эксплуатации, является перспективной конструкцией и может служить основой для создания промышленного образца. Механизация и автоматизация процесса хранения и переработки минеральных удобрений позволяет усовершенствовать технологию и сократить расходы за счет повышения качества измельчения и ресурсосбережения. Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства в технологическую линию по переработке минеральных удобрений, по сравнению с серийным агрегатом АИР-20 ожидается по следующим позициям: - сокращение расходов от невозвратимых потерь; - снижение расходов на силовую энергию; - экономии капитальных вложений. Расчет экономической эффективности предварял анализ методик и литературных источников [48, 5, 88,1, 83,46]. Экономическая оценка предлагаемых и существующих технологий, экономного потребления ресурсов, применения высокопроизводительной техники является залогом успешной работы предприятия в условиях рыночных отношений. Работа предприятия направлена на снижение до минимума издержек производства и реализации продукции. Организация производства продукции, пользующейся спросом и обладающей конкурентоспособностью позволяет достичь обеспечения высоких доходов квалифицированных работников. Расчет приведенных ниже технико-экономических показателей склада необходим для своевременного и полного отражения соотношения расходов и доходов, связанных с деятельностью склада. Экономическая оценка является заключительным этапом комплексной оценки работы склада. Все технико-экономические показатели можно условно разделить на две группы, отражающие расходы и доходы склада. Каждый из этих показателей, в свою очередь, подразделяется на подгруппы. К группе расходных показателей относятся: - Капитальные затраты на строительство склада (они представляют собой совокупность затрат на строительство, оснащение, механизацию и автоматизацию склада для ввода его в эксплуатацию). Капитальные затраты рассчитываются в два этапа: первый этап - определение необходимой суммы инвестиций на строительство объекта; второй — определение капитальных вложений с учетом их распределения по периодам и упущенной выгоды. Таким образом, расчет этого показателя необходим для реализации проекта и обоснования его эффективности. - Эксплуатационные расходы по складу представляют собой совокупность расходов, необходимых для нормальной деятельности склада. В эту подгруппу входят расходы: на заработную плату (совокупность заработной платы работников склада, а также отчисления на зарплату); на амортизацию; на ремонт оборудования, на содержание склада; на освещение склада; на энергоносители (силовая энергия, топливо, сжатый воздух, смазка, обтирочный материал); на уплату налогов (на имущество, НДС, на землю и т.д.). К показателям эффективности работы склада относят: - число высвобождаемых рабочих за счет увеличения производительности труда - важный показатель, отражающий эффективность работы склада и служит основанием для расчета экономии фонда заработной платы.
