Назначение машины, область использования, техническая характеристика, описание конструкции и работа. Обоснование принятого решения, выбор конструкционных материалов. Проведение технологических, прочностных расчетов и методика расчета мощности привода.
Зерна (куски) материала, размер которых больше размера отверстий сита, остаются при просеивании на сите, а зерна меньших размеров проваливаются через отверстия. Материал, поступающий на грохочение, называется исходным, остающийся на сите - надрешетным (верхним) продуктом, проваливающийся через отверстия сита - подрешетным (нижним) продуктом. Материал, прошедший через сито с отверстиями l1 и оставшийся на сите с отверстиями l 2, причем l 2 <l1, называется классом. Всякий грохот имеет одну или несколько рабочих (просеивающих) поверхностей - сит, установленных в одном или нескольких коробах, совершающих качательные или встряхивающие движения. Характерные особенности: многоярусное горизонтальное размещение сит, обеспечивающее компактность грохота; динамическая уравновешенность конструкции, благодаря которой грохот может быть установлен на любом этаже промышленного здания без крепления к монтажной площадке; достаточно высокое качество разделения материала по классам крупности от 2 до 0,05 мм; удобство и надежность в эксплуатации.Конструкция каждой машины требует экономического обоснования ее целесообразности. Это обоснование должно строится на данных технико-экономического анализа производственных и эксплутационных 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. При выборе материала конструктор должен учитывать технические требования, предъявляемые к детали в связи с возникающими в процессе работы нагрузками.
Введение
Цель курсового проекта: углубление знания производственных процессов и оборудования, их детальное изучение, а также сбор информации касательно действующего предприятия (ДКЗХИ). Особую часть составляют материалы, содержащие информацию о специальном оборудовании предприятия и процессах протекающих в нем.
В связи с особыми условиями работы предприятия в целом, а также работы его отдельных цехов и мастерских в работе представлены, и другие материалы являющиеся своеобразным введением в научно-исследовательский раздел курсового проекта по проектированию и конструированию технологического оборудования. Эти материалы объединены в раздел данной работы и содержат информацию об особенностях проектирования предприятий различных категорий опасности, правила выбора фактов для оценки опасности и определения категории опасности предприятия.
По окончанию работы сделаны выводы об условиях работы действующего оборудования с точки зрения техногенной безопасности и учетом категории опасности на основании рекомендаций научно-исследовательских материалов и других официальных документов, представленных в работе.
1. Анализ существующих конструкций и обоснование принятых решений
1.1 Свойства сырья
Согласно с данным технологическим процессом проводится утилизация веществ, которая в настоящее время используется в других отраслях промышленности. Одним из веществ, которые получают в результате выплавки из корпусов боеприпасов, имеется тротил, который используется в горнодобывающей промышленности.
Тротил вторичный утилизированный - промышленное вещество первого класса, которое получают из боеприпасов методом выплавки, применяется для изготовления всех видов промышленных ВВ, кроме предохранительных и нитроэфиросодержащих. Также его используют во время проведения взрывных работ при ручном снаряжении скважин во всех климатических условиях, а также для изготовления промышленных шашек - детонаторов, литых кумулятивных зарядов для сейсмических промышленных взрывных робот.
Тротил утилизированный выпускается марок: УД-1 - утилизированный раздробленный, в виде кусков полидисперсного состава с размером частиц не более 60 мм, шашек диаметром до 45 мм и высотой до 60 мм;
УД-2 - утилизированный раздробленный, в виде кусков полидисперсного состава с размером частиц не более 10 мм;
УГ - утилизированный гранулированный;
УЛ - утилизированный чешуированный.
Тротил вторичный утилизированный содержит примеси лаков, эмалей, грунтовок, ранее контактирующих и совместимых с тротилом.
Тротил не содержит никаких специальных добавок.
По физико-химическим показателям вторичный тротил должен удовлетворять нормам, указанным в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Физико-химические свойства утилизированного тротила
Название показателя Норма для марки УЧ
1. Внешний вид Чешуйки нерегламентированной формы полидисперсного состава от светло-желтого до коричневого цвета с примесями лака, грунтовок, эмалей
2. Масовая доля влаги и летучих веществ Не более 2%
3. Масовая доля веществ, неростворяемых в органических растворителях Не более 0.5%
4. Кислотность в пересчете на серную кислоту Не более 0.05%
5. Температура твердеет Не менее 740С
6. Химическая стойкость манометровым методом по газовыделению Не более 20 КПА привод технический грохот
Примечания: 1. Масовая доля влаги и летучих веществ в тротиле утилизированном, который предназначен для ведения взрывных работ при заряжании скважин любой степени обводнения не регламентируется (в теплый период года).
2. Неконтролируемые физико-химические и взрывные характеристики тротила утилизированного приведены в таблице 1.2.
Утилизированный тротил - бризантное взрывчатое вещество. Взрывопожароопасный, физически и химически стойкий. При нагревании на протяжении 100 часов при 1500°С не изменяет своих свойств и начинает разлагаться при 160ОС.
Таблица 1.2 - Взрывчатые характеристики тротила утилизированного
Наименование характеристик Значение характеристик
1. Теплота взрыва, КДЖ 3700-4100
2. Температура вспышки со временем задержки 60с 295-305
3. Бризантность, мм, не меньше 16
4. Фугасность, м3 285-295
5. Критический диаметр детонации, мм - в бумажной оболочке - в стальной оболочке 60-80 10-15
6. Чувствительность к трению на приборе К-44-3 при давлении прижатия 686 МПА, (7000 кгс/см 2), % 0-4
7. Чувствительность к удару нижняя граница в приборе 2, мм Частота взрывов в приборе 400 0-28
8. Насыпная плотность, г/см3 0.9 - 1.0
9. Плотность кусков и гранул, г/см3 1.45
10. Скорость детонации, км/с в сухом виде в водонаполненном 4,4-4,6 5,0-5,5
11. Кислородный баланс, % -74
12. Полнота детонации полная
Нижняя концентрационная граница распространения пламени тротила - 70 г./м3.
Тротил растворяется в большинстве органических растворителей, взаимодействует с водными растворами щелочей, образовывая неустойчивые и чувствительные к механическим действиям соединения.
Солнечный свет действует на тротил, вызывая образование чувствительных к механическим действиям соединения.
В воде растворяется 0.15% при 100°С.
Методы контроля тротила утилизированного: - Определение массовой доли веществ, которые не растворяются в органических растворителях;
- Определение температуры затвердевания;
- Определение кислотности тротила;
- Определение химической стойкости манометрическим методом.
Гарантийный срок сохранения тротила вторичного утилизированного один год со дня изготовления.
1.2 Основные виды грохочения и параметры процесса
Грохочение (просеивание) - процесс разделения сыпучих материалов на классы крупности путем просеивания через одно или несколько сит или классификация материала на просеивающих поверхностях.
Зерна (куски) материала, размер которых больше размера отверстий сита, остаются при просеивании на сите, а зерна меньших размеров проваливаются через отверстия.
Материал, поступающий на грохочение, называется исходным, остающийся на сите - надрешетным (верхним) продуктом, проваливающийся через отверстия сита - подрешетным (нижним) продуктом.
При последовательном просеивании материала на п ситах получают п 1 продуктов. В этом случае один из продуктов предыдущего просеивания служит исходным материалом для последующего просеивания.
Размер d наибольших зерен (кусков) подрешетного продукта так же, как и размер наименьших кусков надрешетного продукта, условно принимают равным величине отверстий сита, через которое производится просеивание материала, т.е. d = l.
Материал, прошедший через сито с отверстиями l1 и оставшийся на сите с отверстиями l 2, причем l 2 < l1, называется классом.
Крупность класса обозначают следующими тремя способами: - l1 l2 или - d1 d2; l1 - l2 или d1 - d2; l2 - l1 или d2 - d1. Например, класс - 25 10 мм, класс 20 - 10 мм, класс 10-25 мм.
Из приведенных способов обозначения крупности классов наиболее широко применяют первый и третий, обязательный для применения при грохочении углей (ГОСТ 2093-69).
В получаемых при грохочении классах размер наибольших кусков материала d1 всегда меньше величины отверстий сита l1 и размер наименьших кусков d2 меньше отверстий l2. Обозначения крупности классов - d1 d2 или d1 - d2 указывают лишь на то, что данный класс был получен последовательным просеиванием материала на двух ситах с отверстиями размером d1 = l1 и d2 = l2.
Машины и устройства для грохочения называются грохотами. Всякий грохот имеет одну или несколько рабочих (просеивающих) поверхностей - сит, установленных в одном или нескольких коробах, совершающих качательные или встряхивающие движения. В некоторых конструкциях грохотов просеивающую поверхность образуют вращающиеся диски (валки), располагаемые параллельно в несколько рядов. Для грохочения крупного материала иногда применяют решетки, собранные из колосников различной формы или стержней, которые устанавливают неподвижно с наклоном, достаточным для свободного скольжения по ним материала.
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.
Самостоятельное грохочение применяется на сортировках для выделения классов - готовых продуктов, направляемых непосредственно потребителям. Сортировке подвергаются угли, железные руды, каменные строительные и дорожные материалы, абразивы и т.д.
Подготовительное грохочение применяется на обогатительных фабриках с целью разделения перерабатываемого материала на классы, поступающие далее в операции обогащения. Такое грохочение часто необходимо перед гравитационными процессами, электромагнитной сепарацией и др.
Вспомогательное грохочение применяется в связи с операциями дробления, для выделения готового по крупности продукта перед дробилками и для контроля крупности дробленого продукта. Первый вид грохочения часто называют предварительным, а второй - контрольным или поверочным.
(а) (б)
Рисунок 1.1 - Схема грохочения при дроблении: а - предварительное грохочение; б - предварительное и поверочное грохочение.
В некоторых случаях грохочение преследует называется избирательным грохочением. В результате такого грохочения получают продукты, отличающиеся не только по крупности, но и по содержанию в них ценного компонента. При избирательном грохочении используются различия в физических свойствах отдельных компонентов, входящих в состав ископаемого сырья, например, различие в твердости и крепости или в форме кусков ценного компонента и пустой породы. При добыче, транспортировании и дроблении такого сырья в продуктах разной крупности будет неодинаковое содержание полезного минерала.
Проанализировав существующие виды просеивания, на данном грохоте применяется вспомогательное грохочение.
1.3 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 (рис. 2.1), где рабочая поверхность (т.е. колосниковая решетка, проволочное сито, а чаще всего - листовое перфорированное решето) имеет форму цилиндра или усеченного конуса.
Рисунок 1.2 - Сито барабанное
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: 5. Плоские подвижные грохоты с поперечными колебаниями.
6. Плоские подвижные грохоты с продольными колебаниями и несимметричной скоростной диаграммой.
7. 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.
В настоящее время наиболее распространены грохоты последней из перечисленных основных групп. К ней относятся всевозможные вибрационные, полу вибрационные и качающиеся плоские грохоты
Грохот инерционный
1) Грохот инерционный ГИСЛ-42К (рис. 1.3). Назначение и область применения: предназначен для грохочения сыпучих материалов с объемной массой насыпного груза до 1400 кг/м3 при угле наклона просеивающей поверхности до 25° на операциях обезвоживания, обесшламливания, для мокрого и сухого (с поверхностной влагой не более 5%) грохочения каменных углей, антрацитов и сланцев крупностью кусков питания не более 300х300х600 мм, а также для отмывании суспензии от продуктов их обогащения.
Грохот инерционный ГИСЛ-42К состоит из следующих основных частей: 1. Короб;
2. Вибратор;
3. Установка сит верхних;
4. Установка сит нижних;
5. Опора;
6. Подвеска;
7. Электродвигатели привода и вибратора.
Рисунок 1.3 - Грохот инерционный ГИСЛ-42К
2) Грохот инерционный ГИСЛ-82АК (рис. 1.4). Назначение и область применения: Грохот инерционный ГИСЛ-82АК предназначен для грохочения сыпучих материалов с объемной массой насыпного груза до 1,4 т/м3 при угле наклона просеивающей поверхности до 25° на операциях обезвоживания, обесшламливания, для мокрого и сухого (с поверхностной влагой материала не более 5%) грохочения каменных углей, антрацитов и горючих сланцев крупностью кусков питания не более 300х300х600 мм, а также для отмывания суспензии от продуктов их обогащения.
Рисунок 1.4 - Грохот инерционный ГИСЛ-82АК
3) Грохот инерционный ГИЛ-52У (рис. 1.5). Назначение и область применения: Грохот инерционный ГИЛ-52У предназначен для разделения по крупности сыпучих материалов с объемной массой насыпного груза не более 1,4 т/м3 при угле наклона просеивающей поверхности 10-15° на операциях сухого (с поверхностной влагой материала не более 5%) грохочения углей, антрацитов и горючих сланцев крупностью кусков питания не более 300 мм.
Рисунок 1.5 - Грохот инерционный ГИЛ-52У
4) Грохоты инерционные типа ГИЛ (рис. 1.6) предназначены для классификации сыпучих материалов и твердой фазы пульпы. Характерные особенности: высокая интенсивность вибрации и, соответственно, высокая эффективность грохочения; безболтовое крепление сит, как металлических, так и резиновых; наличие устройства для натяжения металлических сеток; простота и надежность конструкции, низкие эксплуатационные расходы. Область применения: переработка различных рудных и строительных материалов; переработка природного и техногенного сырья; переработка продуктов химической, фармацевтической и пищевой промышленности.
Рисунок 1.6 - Грохот инерционный типа ГИЛ
5) Грохоты инерционные многоситные (рис. 1.7) предназначены для разделения мелких сухих материалов на 5 (ГСТ 14) или 7 (ГСТ 16) классов крупности. Характерные особенности: многоярусное горизонтальное размещение сит, обеспечивающее компактность грохота; динамическая уравновешенность конструкции, благодаря которой грохот может быть установлен на любом этаже промышленного здания без крепления к монтажной площадке; достаточно высокое качество разделения материала по классам крупности от 2 до 0,05 мм; удобство и надежность в эксплуатации.
Рисунок 1.7 - Грохот инерционный многоситный
6) Грохоты инерционные самосинхронизирующиеся (рис. 1.8) предназначены для сухого и мокрого грохочения руд, а также для рассева других сыпучих материалов. Характерные особенности: низкая металлоемкость и энергоемкость по сравнению с грохотами аналогичной площади, а также меньшая высота; повышенная надежность грохота за счет использования высокопрочных болтов в узлах сопряжения поперечных балок с бортами грохота, а также за счет усовершенствованной конструкции соединительной муфты привода; безболтовое крепление резиновых сит, позволяющее производить их замену на месте эксплуатации.
1) Грохоты вибрационные круглые (рис. 1.9) предназначены для рассева сыпучих материалов по различным классам крупности частиц.
Рисунок 1.9 - Грохот вибрационный круглый
2) Грохоты вибрационные наклонные (рис. 1.10) предназначены для классификации сыпучих материалов и твердой фазы пульпы. Характерные особенности: высокая интенсивность вибрации и, соответственно, высокая эффективность грохочения; безболтовое крепление сит, как металлических, так и резиновых; наличие устройства для натяжения металлических сеток; простота и надежность конструкции, низкие эксплуатационные расходы. Область применения: переработка различных рудных и строительных материалов; переработка природного и техногенного сырья; переработка продуктов химической, фармацевтической и пищевой промышленности.
Рисунок 1.10 - Грохот вибрационный наклонный
3) Грохот вибрационный ГВ-0,6У (рис. 1.11)
Рисунок 1.11 - Грохот вибрационный ГВ-0,6У
4) Вибросита (рис. 1.12) предназначены для классификации легких и хрупких материалов. Характерные особенности: неоднородное поле круговых колебаний;
колебания возбуждаются только в плоскости сита; низкие эксплуатационные расходы, низкая металлоемкость; возможность мокрого грохочения на вибросите В31. Область применения: классификация по крупности сравнительно легких материалов, например всех видов строительного сырья и материалов, специальных химических и фармацевтических продуктов, пищевого сырья и продуктов; разделение по крупности хрупких и ценных материалов в тех случаях, когда нежелательны их истирание и разрушение; классификация материалов, имеющих частицы сложной геометрической формы.
Рисунок 1.12 - Вибросито
Грохот самосинхронизирующийся ГПКТ-72У.
Такой грохот (рис. 1.13) предназначен для сухого и мокрого грохочения материалов с повышенной производительностью в циклах среднего и мелкого дробления, а также для самостоятельных операций грохочения продуктов дробления. Характерные особенности: увеличенная площадь просеивающей поверхности - по сравнению с серийным грохотом - и высокая интенсивность колебаний, обеспечивают высокую эффективность грохочения и производительность; широкий диапазон регулирования амплитуды, позволяющий выбрать оптимальный режим процесса грохочения; наличие вибратора блочного типа с повышенной надежностью и ремонтопригодностью; повышенная жесткость короба - по сравнению с серийным грохотом - обеспечивает надежность и долговечность грохота.
Область применения: защитное грохочение перед операциями, осуществляемыми с применением оборудования, строго ограничивающего верхний предел крупности питания; технологические циклы доводки концентратов цветных и редких металлов при обогащении; технологические схемы рудоподготовки и доводки золото- и алмазосодержащих руд; классификация легкопромываемых глинистых руд; технологические схемы глубокого обогащения кварца для производства высококачественного стекла; переработка различных тонкоизмельченных нерудных материалов.
Характерные особенности: Грохот гидравлический (рис. 1.14) с эластичным синтетическим ситом ГСС - 0,8; ГСС - 1,25: просеивающая поверхность - эластичная ситовая ткань из синтетической мононити - имеет большое живое сечение и обладает свойствами самоочистки; брызгальные устройства обеспечивают эффективное орошение сита при максимальном расходе воды 5 м3/ч (ГСС - 0,8) и 6-8 м3/ч (ГСС - 1,25); отсутствуют движущиеся части и приводные устройства, потребляющие энергию; обеспечена возможность быстрой замены изношенной ситовой ткани.
Грохот инерционный полупогружной ГСТ-21: просеивающая поверхность частично погружена в водную среду; самосинхронизирующиеся вибровозбудители обеспечивают оптимальные динамические параметры процесса грохочения различных материалов; отличается простотой и надежностью конструкции, низкими эксплуатационными расходами.
Грохоты гидравлические 299ГРА и ГГП - 2,5: неподвижная сетка периодически (1-20 мин-1) встряхивается с целью очистки; шпальтовое сито грохота ГГП - 2,5 имеет возможность поворота, при этом разгрузочная часть сита становится загрузочной, что повышает срок службы сита в два раза; сито грохота 299ГРА изогнуто, радиус кривизны R составляет 2290 мм, сито грохота ГГП - 2,5 может изготавливаться как плоским, так и изогнутым (R = 2290 мм).
Рисунок 1.14 - Грохоты гидравлические
Роторные грохоты
Роторный грохот (рис. 1.15) - это крайне прочная конструкция, используемая в основном для сортировки строительного мусора.
Свойства: · Различные размеры устройства
· Место сберегающая конструкция
· Возможна установка нескольких грохотов в сортировочную цепь
· Вращение в обратном направлении
· Сортировочное сито изготовлено, из износостойкой стали марки Naxtra
· Мощный электродвигатель
· Устройство можно легко интегрировать в функционирующий мусоросортировочный завод.
Рисунок 1.15 - Роторный грохот
Барабанные грохоты
Барабанные грохоты (рис. 1.16) в зависимости от формы барабаны могут быть цилиндрическими или коническими. Боковая поверхность барабана, образованная перфорированными стальными листами или сеткой, служит просеивающей поверхностью грохота. Ось цилиндрического барабана наклонена к горизонту под углом от 1 до 14 градусов (чаще 4 - 7), а ось конического - горизонтальна. Исходный материал загружается внутрь барабана на верхнем конце и вследствие вращения и наклона продвигается вдоль оси барабана. Мелкий материал проваливается через отверстия, крупный - удаляется из барабана на нижнем конце.
Барабанные грохоты изготовляются также для грохочения материала на несколько классов. При этом сито на барабане собирается по длине из нескольких секций с отверстиями, увеличивающимися в размерах по направлению к разгрузочному концу, или сита собираются концентрическими поверхностями - внутренние с наибольшими, а наружные с наименьшими отверстиями. Применяют также комбинированные конструкции, в которых на барабане, состоящем из нескольких секций сит с отверстиями, увеличивающимися в размерах, устанавливается концентрически еще одно или несколько сит с мелкой сеткой.
Применяются также призматические барабанные грохоты, называемые буратами. 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 определенными 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.
Барабанные грохоты относятся к числу тихоходных машин. Применяются они преимущественно для среднего и тонкого грохочения при отверстиях решета или сита от 40 мм и менее; нижний предел практически равен 1 мм.
Дробилка-грохот барабанная ДГБ-28 предназначена для избирательного дробления угля по заданному классу крупности, с одновременным удалением не дробимой породы и посторонних предметов (металла, дерева и.т.д.) размер которых превышает размер отверстий решет.
Дробилка может также использоваться для избирательного дробления других легко - дробимых материалов: сланцев, известняка, механического разрушения хрупких углей с пределом прочности на сжатие до 120 МПА и влагосодержанием не более 4% с одновременной сортировкой продукта дробления и удалением не дробимого материала.
Дробилка-грохот применяется для подготовки угля перед обогащением на обогатительных фабриках, а также на поверхностных комплексах шахт и разрезов.
Разновидностью барабанных грохотов являются бураты. Они применяются для сортировки асбестового волокна на асбестообогатительных фабриках и для рассева графитового концентрата, для просева тротила или аммиачной селитры при их подготовке. Бурат имеет не цилиндрическую, а многогранную призматическую рабочую поверхность, состоящую из 6-8 плоских сит (рис. 1.18).
1-сменные плоские сита; 2-торец грохота, где установлен лоток для загрузки
Для улавливания скрапа и крупных кусков руды, разгружающихся из шаровых и стержневых мельниц вместе с пульпой применяют малые барабанные грохоты (бутары).
Просеивающая поверхность
В качестве просеивающей (рабочей) поверхности грохотов используют проволочные сетки, листовые сита (решета, т.е. перфорированные стальные листы) и колосниковые решетки.
Проволочные сетки изготовляются с квадратными или прямоугольными отверстиями размером от 100 до 0,04 мм. Для изготовления сеток применяются проволоки стальные (из легированных и нержавеющих сталей), латунные, медные, бронзовые, никелевые и др.
Различают тканые сетки, сборные из рифленых проволок и сварные, в которых проволоки в местах пересечения сваривают.
Сита для грохотов из полиуретана (рис. 1.19). Преимущества сит для грохотов из полиуретана: - точная сортировка за счет высокой точности ячеек сита;
- выдача предельной фракции за счет эластичных перемычек между перфорациями и конической формы ячеек сита;
- высокая износостойкость и продолжительная работоспособность в результате особых свойств полиуретана;
- подавление шума за счет звукопоглощающих свойств полиуретана;
- повышение скорости прохождения материала в связи с ровной верхней поверхностью.
Конструктивно сита модульного исполнения представляют собой набор ситовых карт с набором просеивающих модулей. Ситовые карты изготавливаются из полиуретана по ширине короба грохота. Соединение ситовых карт в ситовое полотно по длине короба грохота выполняется замковыми элементами типа рояльной петли.
Просеивающие модули изготавливаются из полиуретана с размерами просеивающих отверстий от 0,5х0,5 до 100х100 мм.
Рисунок 1.19 - Просеивающая поверхность из полиуретана
Просеивающие модули устанавливаются в ячейки ситовых карт в замок (клиновая фиксация) и не требуют дополнительных элементов крепления.
Фиксирующее соединение дает возможность быстрой выборочной смены просеивающих модулей без демонтажа ситового полотна и без применения специальных приспособлений.
1.4 Обоснование принятых решений. Конструкция и принцип работы аппарата
Правильно подобранное оборудование для заданных условий производства позволяет получить высококачественную продукцию при оптимальных материальных затратах.
На заводах оборонной промышленности при утилизации ВВ применяются в основном грохота для среднего и мелкого грохочения (просеивания) кусков ВВ (тротил, гексоген). Для среднего и мелкого грохочения на предприятиях гражданской промышленности чаще всего применяются вибрационные, барабанные и ударно - вибрационные грохота. Проанализировав существующие конструкции грохотов, можно прийти к выводу, что самым оптимальным для грохочения (просеивания) ВВ вариантом являются барабанные грохота. Эти грохота наиболее безопасны в связи с небольшой скоростью вращения барабана, отсутствием ударов и вибраций.
Барабанный грохот состоит из следующих основных узлов: барабан цилиндрический, сито с 3-мя секциями, кожух нижний, кожух верхний, рама, течка, привод (электродвигатель, редуктор и цепная передача), ограждение.
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 (см. рис. 1.20)
Рисунок 1.20 - Общая схема барабанного грохота
2. Кинематические расчеты
2.1 Исходные данные
В нашем случае исходные данные для выбора и расчета оборудования следующие: - материал - тротил;
- плотность материала - 1400 кг/м3;
- крупность материала - 5 - 40 мм;
- принцип действия установки - периодический;
- крупность конечного продукта - 2 - 5 мм;
2.2 Определение геометрических размеров
Определяем диаметр барабана: По рекомендациям [6, стр. 88] назначаем диаметр барабана не менее 14-кратного диаметра наибольших кусков.
, где dmakc - диаметр наибольших кусков;
Так как в случае мелкого дробления на грохот поступают куски от 5 до 40 мм, то dmakc = 40 мм. Отсюда: Для проектирования данного оборудования принимаем по справочным данным стандартный диаметр барабана Dб = 600 мм [2, табл. 5].
Длина L барабана выбирается в пределах L/D = 3 ? 5 [6, стр. 87]. Принимаем L = 3D. отсюда: L = 3 • 600 = 1800 мм;
Требуемый рабочий объем барабана определяется по формуле:
Максимальная толщина слоя hmakc материала внутри барабана принимается равной удвоенному диаметру наибольших кусков [6, стр. 87]: h макс = 2 d макс;
h макс = 2 • 40 = 80 мм.
Наибольший центральный угол, соответствующий сегменту загрузки, может быть равен в = 90°
2.3 Определение скорости вращения барабана и расчет производительности
Производительность барабанного грохота рассчитывается по следующей формуле [6, стр. 88]:
где д - объемный вес, д = 0,9 т/м3 [2, табл. 16];
nб - число оборотов барабана. Рекомендуемое число оборотов в минуту примерно равно 40% условной критической частоте вращения: ,
где nkp - условная критическая частота вращения: , ;
Отсюда
По справочным данным выбираю nб = 22 об / мин [2, табл. 5].
R - радиус барабана, R = 0,3 м;
h - толщина слоя руды барабане, h = hmax = 0,08 м;
б - угол наклона барабана. Для облегчения продвижения материала в барабане, барабан устанавливают под углом к горизонту. Угол б ? 3?7°. Принимаем б = 3° [2];
Тогда: 16,41 т/ч
3. Расчет привода
3.1 Расчет мощности привода
Привод состоит из электродвигателя, цилиндрического редуктора, цепной передачи. Цепная передача служит для передачи мощности от выходного вала редуктора (через цепь, которая насажена на две звездочки) к валу, на который насажен барабан. При передаче мощности имеют место ее потери на преодоление сил вредного сопротивления. Такие сопротивления имеют место и в нашем приводе: в зубчатой передаче, в опорах валов. Ввиду этого мощность на приводном валу будет меньше мощности, развиваемой двигателем, на величину потерь.
Для определения мощности двигателя привода вращения барабана необходимо найти мощность барабана Рб. Зная угловую скорость (щ1) и вращательный момент (Т1) на ведущей звездочке (тихоходный вал редуктора) получаем соотношение: Т1 щ1 зпот. = щб Тб, где зпот. - КПД механических потерь, зпот. = зц.п.• зподш., зподш. = 0,99 - КПД пары подшипников качения [3, табл. 2.2] зц.п. = 0,93 - КПД открытой цепной передачи [3, табл. 2.2] зпот. = 0,99 • 0,93 = 0,92
,
где щб - угловая скорость вращения барабана.
Рб = щб Тб = 214,4 • 2,3 = 493,12 Вт;
Определим требуемую мощность двигателя: , где зобщ. - общий КПД привода зобщ = з2пк ззп зц.п. зм. = 0,992 • 0,97 • 0,95 • 0,98 = 0,87;
Следовательно для привода вращения барабана необходим двигатель, мощность которого больше или равна требуемой.
3.2 Выбор элементов привода
Выбор электродвигателя
По полученным результатам (Рдв = 567 Вт) выбираем для привода вращения барабана электродвигатель типа В 80 S4 ГОСТ 23111-78 мощностью 1,1 КВТ с частотой вращения 1500 об/мин.
Выбор редуктора
Исходя из требуемой частоты барабана и выбранного двигателя цепи, состоящие из цепной передачи, редуктора соответственно должны иметь следующие передаточные отношения: = nдв / nб = 1500/22 = 63, Передаточное отношение цепной передачи іц.п = 2 [см. п. 3.4].
Тогда передаточное отношение редуктора:
Вращающий момент на тихоходном валу редуктора известен из расчета цепной передачи: Т1 = 116,5 Н • м.
Таким образом, для данного привода принимаем редуктор Ц2У-160-31,5-22У2 ГОСТ 15150 - 89 с передаточным отношением 31,5 и вращающим моментом 125 Нм.
3.3 Расчет цепной передачи
Проектный расчет
Для проектирования и монтажа привода найдем геометрические размеры ведущей и ведомой звездочек, длину и тип цепи. Проведем проверочный расчет цепной передачи.
Определяем шаг цепи p, мм:
где Т1 - вращающий момент на ведущей звездочке (на тихоходном валу редуктора), Н•м;
Кэ - коэффициент эксплуатации, который представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия работы передачи [1, табл. 5.7]: Кэ = Кд • Кс • К? • Крег • Кр;
Кэ = 1 • 1,5 • 1,15 • 1,25 • 1,25 = 2,695.
Z1 - число зубьев ведущей звездочки: Z1 = 19 - 2 • іц.п., где іц.п. - передаточное число цепной передачи. Принимаем іц.п. = 2.
Z1 = 19 - 2 • 2 = 15 н - число рядов цепи. Для однородных цепей типа ПР н = 1.
[рц] - допускаемое давление в шарнирах цепи, Н/мм2.
Допускаемое давление можно определить по скорости цепи х, м/с, пологая, что она будет того же порядка, что и скорость тягового органа машины.
Определим скорость цепи х, м/с: х = Z1 • p • n1 / 60 • 103;
где р - шаг цепи цепной передачи. Принимаем p = 25,4 мм по рекомендациям [3]. n1 - частота вращения тихоходного вала редуктора (меньшая звездочка). Определим ее при помощи передаточного числа цепной передачи: , где n2 - частота вращения большой звездочки, равная частоте вращения барабана (потерями мощности в подшипниках пренебрегаем).
Определяем оптимальное межосевое расстояние a, мм. Из условия долговечности цепи: a = (30…50) p, где p - стандартный шаг цепи. Отсюда: a = 30 • 25,4 = 762 мм.
Определяем число звеньев цепи Lp: , где ap - межосевое расстояние в шагах, ap = a / p = 30.
Уточняем межосевое расстояние ap в шагах:
Определяем фактическое межосевое расстояние: a = ap • p = 30 • 25,4 = 762 мм.
Определяем длину цепи L, мм: L = Lp • p = 83 • 25,4 = 2108 мм.
Определяем диаметры звездочек, мм. Диаметр делительной окружности: ведущей звездочки:
ведомой звездочки:
Диаметр окружности выступов ведущей звездочки: , где К = 0,7 - коэффициент высоты зуба;
Kz - коэффициент числа зубьев. для ведущей звездочки: Kz1 = ctg180/ Z1 = ctg180/15 = 4,705 л - геометрическая характеристика зацепления [3, табл. К32]: л = p / d1, где d1 - диаметр ролика шарнира цепи. d1 = 7,92 мм [3, табл. К32] л = 25,4 / 7,92 = 3,2 мм
Диаметр окружности выступов ведомой звездочки: , где Kz - коэффициент числа зубьев. для ведомой звездочки: Kz2 = ctg180/ Z2 = ctg180/30 = 9,514
Диаметр окружности впадин ведущей звездочки:
Диаметр окружности впадин ведомой звездочки:
Проверочный расчет
Проверяем частоту вращения меньшей звездочки n1, об/мин: n1 ? [n]1 где [n]1 - допускаемая частота вращения: [n]1 = 15 • 103/ р = 15•103/ 25,4 = 590 об/мин
44 ? 590;
Т.е. условие выполняется
Проверим число ударов цепи о зубья звездочек U, с-1: U ? [U],
где U = 4 n1 Z1 / 60 • Lp - расчетное число ударов: U = 4 • 44 • 15 / 60 • 82 = 0,53 с-1, [U] - допускаемое число ударов цепи о зубья звездочек. [U] = 508 / р = 20 с-1.
0,53 ? 20
Определяем окружную силу, передаваемую цепью Ft: Ft = P1 • 103 / х, где P1 - мощность на ведущей звездочке (на тихоходном валу редуктора), КВТ;
P1 = Т1 • щ1;
где щ1 - угдовая скорость ведущей звездочки. щ1 = р•n1/30 = 4,6 с-1.
P1 = 116,3 • 4,6 = 536 Вт = 0,536 КВТ;
Ft = 536 / 0,4 = 1,34 КН.
Проверяем давление в шарнирах цепи рц, Н/мм2: рц = Ft Кэ / А ? [рц];
где А - площадь проекции опорной поверхности шарнира, мм2: А = d1 • b3, где d1 и b3 - соответственно диаметр валика и ширина внутреннего звена цепи, мм [3, табл. К32], d1 = 7,92 мм; b3 = 15,88 мм.
А = 7,92 • 15,88 = 125,77 мм;
Отсюда рц = 1340 • 2,695 / 125,77 = 27,7
Условие выполняется, т.к. 27,7 ? 28.
Проверяем прочность цепи. Прочность цепи удовлетворяется соотношением: S ?[S], где [S] - допускаемый коэффициент запаса прочности для роликовых (втулочных) цепей [см. 3, табл. 5.9];
S - расчетный коэффициент запаса прочности, где Fp - разрушающая нагрузка цепи, зависящая от шага цепи р, Н. Fp = 6 КН, [3];
Ft - окружная сила, Ft = 1,34 КН;
КД - коэффициент, учитывающий
Вывод
Конструкция каждой машины требует экономического обоснования ее целесообразности. Это обоснование должно строится на данных технико-экономического анализа производственных и эксплутационных 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.
Перечень ссылок
1. Андреев С.Е., Зверевич В.В., Перов В.А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. М.: Недра, - 2010, 395 с.
2. Олевский В.А. Конструкции и расчеты грохотов. М. Машиностроение, - 2006, 124 с.
3. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. М.: Высшая школа, 2007, 432 с.
4. Братченко Б.Ф. Оборудование для обогащения угля. М. Недра, - 2009, 355 с.
5. Серго Е.Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. К.: Высшая школа, - 2011, 240 с.
Размещено на
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
