Модернизация вибрационных грохотов

Министерство  образования и науки Российской Федерации

 

 

 

Курсовой  проект по дисциплине «Проектирование машин и оборудования» на тему:

«Модернизация вибрационных грохотов»

Выполнил: студент гр.

 

Принял:

 

 

Содержание:

Введение 

1 Общие сведения о вибрационных грохотах 

1.1 Область применения и назначение виброгрохотов 

1.2 Описание конструкций и принцип действия виброгрохотов 

2 Пути совершенствования основных узлов и деталей виброгрохотов 

2.1 Модернизация привода 

2.2 Модернизация рабочих элементов. 

2.3 Модернизация корпуса 

Заключение 

Список литературы 

 

 

Введение

  Используемые в химической и смежных отраслях промышленности сыпу-чие материалы имеют, как правило, полидисперсный состав. Необходимая для производственных целей крупность материала определяется требованиями технологического процесса, а для других случаев назначе-нием и условиями его потребления.  Для выделения из общей массы сыпучего материала определенных фракций используют машины для классификации.

Под классификацией смеси частиц понимается процесс разделения смеси на две или более частей с существенным содержанием классификационного признака. Признаком классификации может быть крупность частиц,  их плотность,  форма,  диэлектрические и магнитные свойства и пр.

  В механических процессах термин «классификация» относится к раз-делению частиц по их крупности. Технологическая задача процесса классификации в основном сводится к разделению исходного полидисперсного продукта на два класса: мелкий с содержанием частиц мельче граничного размера и крупный с содержанием частиц с размером больше граничного.

Различают классификаторы непрерывного и периодического действия.  Классификационные аппараты также делятся на поверхностные, объемные и комбинированные. 

В поверхностных  аппаратах разделение происходит при  достижении части-цей некоторой контрольной поверхности,  например поверхности сита. В объемных аппаратах разделение частиц по крупности реализуется в некотором объеме, называемом зоной разделения, за счет организации в ней силовых воздействий на частицы. В комбинированных аппаратах разделение в объеме дополняется разделением на поверхности,  ограничивающей зону разделения.

По способу  транспортирования сыпучей среды вдоль разделяющей поверхности или в объеме зоны разделения различают механические, пневматические и гидравлические классификаторы.

В механических классификаторах,  называемых грохотами,  движение материала вдоль разделяющей поверхности происходит за счет перемеще-

ния частиц среды по наклонной поверхности или (и) периодических дви- жений самой поверхности.

В пневмоклассификаторах несущей средой является газ, в сочетании с которым частицы могут образовывать сквозной газодисперсный поток (проходные классификаторы),  находиться в состоянии,  близком к кон- центрированному (классификаторы с псевдоожиженным слоем) или пе- реходить из концентрированного состояния в сквозной газодисперсный поток. В отдельных конструкциях классификаторов несущая среда в целом может оставаться неподвижной. 

Гидравлические классификаторы построены на тех же принципах, что  и пневмоклассификаторы, но в них в качестве несущей среды используется капельная жидкость. Классификаторы подразделяются на аппараты для двухпродуктового (крупный и мелкий продукт)  и многопродуктового разделения,  когда число получаемых фракций больше двух. [1 стр. 56 ]

 

 

 

 

1 Общие сведения о вибрационных грохотах

1. Область применения и назначение виброгрохотов

 Сортировка - это процесс разделения измельченного материала на частицы определенной крупности (на фракции) механическим, воздушным и гидравлическим способами.

Воздушную сортировку применяют для выделения особо  тонких фракций (менее 1,0...0,1 мм), когда  механическая сортировка становится неэффективной. В процессе воздушной сепарации крупные и мелкие частицы материала разлетаются в воздушном потоке под действием сил тяжести, центробежных сил и давления потока воздуха.

Гидравлическую  классификацию, основанную на различной  скорости осаждения в воде частиц неодинаковой крупности и плотности, применяют при очистке щебня и песка от загрязняющих пылевидных и илистых частиц. Гидравлической классификации подвергают материал, крупность которого в основном не превышает 5...10 мм, то есть мелкий заполнитель бетона - песок и щебень. Использование чистого (обогащенного) песка повышает прочность и морозостойкость, качество бетонных и железобетонных изделий, а также позволяет экономить до 20 % цемента.

Механическая  сортировка (грохочение) - это процесс  разделения исходной массы по крупности  на плоских или криволинейных  просеивающих поверхностях, выполняемых машинами (грохотами), в которых сортируемый материал пропускают через колосниковые решетки для сита с отверстиями заданного размера и формы. Число получаемых фракций материала определяется числом сит в грохоте, а крупность фракций - размерами отверстий в этих ситах (решетах). При этом материал, прошедший и не прошедший через сито, называют соответственно верхним и нижним классом.

Эффективность грохочения определяется как отношение (в процентах) массы зерен, прошедших через сито, к количеству материала такой же крупности, содержащегося в исходном материале.

Грохочение  может быть сухим и мокрым. В  последнем случае исходный материал поступает на грохот в виде пульпы или в сухом виде, где он орошается водой из специальных брызгальных устройств. При мокром грохочении материал сортируется по фракциям и одновременно промывается, очищаясь от вредных примесей (глины, ила и т.п.). Материал делится на фракции по последовательной, параллельной и комбинированной схемам.

Барабанные  грохоты применяют главным образом  в цехах с небольшим расходом сортируемых материалов, когда невысокая стоимость установки, простое устройство и обслуживание являются основными производственными требованиями. Их используют при мокром процессе сортировки песка и гравия, совмещаемом с промывкой. Недостатки барабанных грохотов: малая удельная производительность, низкая эффективность грохочения, большие габариты и масса.

Наибольшее  распространение в строительной промышленности получили вибрационные грохоты с гирационным (эксцентриковым) и инерционным приводами.[ 1, стр.59]

 

 

 

 

 

 

2. Описание  конструкций и принцип действия виброгрохотов

  Машины для механической сортировки классифицируют по следующим признакам:

а) по типу просеивающей поверхности: колосниковые, штампованные и плетеные;

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

в) по форме просеивающей поверхности: плоские и цилиндрические;

г) по положению  просеивающей поверхности в пространстве: горизонтальные и наклонные.

д) по исполнению и типу привода грохоты делят: неподвижные колосниковые, барабанные вращающиеся, эксцентриковые и инерционные виброгрохоты.

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

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.1. Схема эксцентрикового грохота

Различают грохоты  тяжелого типа (колосниковые), предназначенные для грубой сортировки крупнокусковых (до 1000 мм) материалов; среднего типа, предназначенные для товарного грохочения материалов с кусками крупностью до 150 мм и легкого типа, применяемые для сортировки мелких щебеночных и гравийно-песчаных смесей.

 

Рисунок 1.2. Схемы  инерционных виброгрохотов

 

 

 

 

Эксцентриковый  грохот (рисунок 1.1) сортирует материал за счет круговых колебаний подвижного наклонного короба с ситами. Короб шарнирно подвешен на эксцентрично смещенных шейках приводного вала и опирается на пружины. Угол наклона короба составляет 15-25°. Вал с дебалансами получает вращение от электродвигателя через клиноременную передачу. Амплитуда колебаний эксцентриковых грохотов постоянная, равна двойному эксцентриситету вала при любых значениях нагрузки на сито и составляет 3-4,5 мм. Сита имеют размеры до 1500X3750 мм, частоту колебаний 800—1400 кол/мин.

    Инерционные виброгрохоты (рисунок 1.2) выполняются наклонными (угол наклона сит 10—25°) и горизонтальными.

    Наклонные виброгрохоты (рисунок 1.2, а) имеет вибровозбудитель круговых колебаний, состоящий из вала с дебалансами. Дебалансный вал приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу. Короб с двумя ярусами сит опирается на четыре вертикальные цилиндрические пружины. Размеры просеивающей поверхности сит до 1750X4500 мм, частота колебаний до 800 кол/мин, амплитуда колебаний 4-4,5 мм.

     Горизонтальные инерционные виброгрохоты (рисунок 1.2, б, в) в качестве источника колебаний имеют вибратор с направленными колебаниями, который

состоит из двух параллельно расположенных дебалансных  валов, вращающихся навстречу друг другу с одинаковой скоростью. Один из валов вибратора приводится во вращение от электродвигателя через  клиноременную передачу; вращение другому  валу от ведущего передается цилиндрическими  шестернями. Вибратор смонтирован на подвижном коробе 8 с ситами. Продольная ось вибратора наклонена под  углом 35-45° к поверхности сит.

     Короб имеет четыре упругих  опоры в виде спиральных цилиндрических  пружин (рисунок 1.2,б), установленных  вертикально, или наклонных пластинчатых  рессор (рисунок 1.2, в).

     Вибрационные инерционные грохоты бывают с эллиптической траекторией качания или с направленными колебаниями.

     В инерционном грохоте неподвижная  рама отсутствует. Короб 1 (рисунок  1.3) сварной конструкции имеет  пылезащитный кожух 2 и подвешивается  к строительным конструкциям  с помощью тяг 3 и пружинных  амортизаторов 4. В коробе с  помощью специальных зажимов  5 крепятся два яруса сит 6. В  средней части короба на роликовых  подшипниках 7 вращается вал 8 с дебалансами 9 и регулировочными  контргрузами 10.

     Вал 8 вращается в защитной трубе 11, приваренной к обоймам 12 подшипников. Дебалансы 9 с регулировочными контргрузами 10 защищены кожухами 13. Материал на грохот подается через загрузочную воронку 14. Вал грохота получает движение от электродвигателя 15 через клиноременную передачу 16.

     При вращении вала с дебалансами 9 и регулировочными контргрузами 10 возникает возмущающая (центробежная) сила, сообщающая грохоту колебании. При этом вал вращается вокруг собственной оси и описывает траектории (по кругу) относительно оси, проходящей через центр тяжести грохота.

    По сравнению с эксцентриковыми инерционные грохоты несколько проще по конструкции и удобнее в эксплуатации, могут изменять амплитуду колебания.

    Вследствие неравномерности загрузки грохота исходным материалом центр тяжести системы перемещается, поэтому в зависимости от соотношений участвующих в колебаниях масс меняется амплитуда колебаний; таким образом, для нормальной работы инерционного грохота необходима равномерная (стабильная) загрузка. В эксцентриковом грохоте амплитуда постоянна. К недостаткам инерционного грохота следует отнести также резкое увеличение в период пуска и остановки грохота, т. е. в момент перехода резонансных режимов, амплитуд колебаний, а это, естественно, вызывает дополнительные динамические нагрузки в узлах самого грохота и нагрузки в поддерживающих грохот конструкциях.

 

Рисунок 1.3 Инерционный наклонный грохот

 

 

     В настоящее время начато серийное изготовление инерционных грохотов, в которых пружинные опоры (амортизаторы) заменены пневматическими баллонами, позволяющими устанавливать грохоты на фундамент либо подвешивать их к конструкциям здания. Пневмобаллоны обеспечивают по сравнению с пружинными более плавную остановку. Достоинством их является также и то, что они могут менять свою жесткость в зависимости от внутреннего давления. Эксплуатация грохотов с пневмобаллонами показала их надежную работу, а также значительное уменьшение динамических нагрузок и продолжительности их воздействия на поддерживающие конструкции. Для уменьшения износа клиновых ремней и предотвращения передачи вибраций на вал двигателя приводной шкив посажен на вал вибратора с эксцентриситетом, примерно равным амплитуде колебаний грохота.

     Центробежные силы инерции, возникающие при вращении дебалансов, вызывают колебательные движения короба грохота. Амплитуда этих колебаний зависит от сил инерции, характеристики амортизаторов и нагрузки на грохот. Грохот снабжен пружинными амортизаторами 4, с помощью которых он опирается на фундамент или подвешивается. При увеличении нагрузки на грохот амплитуда колебаний его короба соответственно уменьшается, и нагрузка на подшипники остается практически постоянной, т.е. грохот инерционного типа обладает свойством «самозащиты» от перегрузок.[1, стр. 66 ]

 

 

 

 

 

2 Пути совершенствования основных узлов и деталей вибрационного грохота

2.1 Модернизация привода

Патентный поиск  производился в патентном отделе научно-технической библиотеке БГТУ им. В.Г. Шухова, а также в интернете  на сайте Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (www.fips.ru).

Патент RU № 2353438, B07В1/18, Привод барабанного вибрационного грохота.

Изобретение относится к технике грохочения зернистых материалов и может  быть использовано при производстве катализаторов для получения нано структурированных материалов. Барабанный грохот включает рас-положенную на основании посредством амортизаторов раму с вибро-возбудителем, установленный на ней с возможностью вращения барабан с просеивающей поверхностью, загрузочное и разгрузочное приспособления. Грохот  дополнительно снабжен реверсивным приводом вращения. Внутри барабана установлены лопасти в виде пластин, причем расстояние R₁ между ближними краями пластин и осью вращения барабана равно (0,65-0,7)R, а расстояние R ₂ между дальними краями пластин и осью вращения барабана - (0,8-0,95)R, где R - внутренний радиус барабана. Лопасти соединены с барабаном с помощью шарниров и снабжены ограничителями, которые позволяют лопастям поворачиваться относительно радиального положения на угол, равный 15-25 градусов. Лопасти соединены с валом посредством тяг с регулируемой длиной, причем вал расположен соосно с барабаном и снабжен реверсивным приводом, который вращает этот вал в направлении, противоположном направлению вращения барабана. Технический результат - повышение эффективности процесса грохочения полидисперсного материала.