Вибрационные грохоты
В зависимости от размеров и плотности сортируемых материалов различают легкие, средние и тяжелые грохоты.
Легкие грохоты применяют в основном в угольной промышленности, средние и тяжелые грохоты — в промышленности строительных материалов.
Наибольшее распространение получили инерционные наклонные грохоты с круговыми колебаниями и инерционные горизонтальные грохоты с направленными колебаниями (рис. 100).
Наиболее простую конструкцию имеет грохот с круговыми колебаниями.
На рис. 101 показан общий вид грохота с круговыми колебаниями С-784 с размером просеивающей поверхности 1500Х2750 мм. Этот грохот предназначен для товарного грохочения.
Металлический короб грохота сварен из листов и труб и выполнен с расположенными внутри него в два яруса ситами, прикрепленными к нему деревянными клиньями и растяжками. В средней части короба установлен вибратор. Вал вибратора опирается на два роликоподшипника, которые прикреплены к коробу. Вал защищен от пыли и ударов трубой. На концах вала симметрично установлены дебалансы, допускающие бесступенчатое
регулирование статического момента. На одном из концов вала имеется шкив, соединенный клиновыми ремнями со шкивом электродвигателя.
Для уменьшения износа клиновых ремней и предотвращения передачи вибраций на вал двигателя приводной шкив насажен на вал вибратора с эксцентриситетом, примерно равным амплитуде колебаний грохота.
Центробежные силы инерции, возникающие при вращении дебалансов, вызывают круговые или близкие к ним колебательные движения короба грохота. Амплитуда этих колебаний зависит от сил инерции, характеристики амортизаторов и нагрузки на грохот.
Грохот опирается на фундамент или подвешивается при помощи пружинных амортизаторов. При увеличении нагрузки на грохот амплитуда колебаний его короба соответственно уменьшается, и нагрузка на подшипники остается практически постоянной, т. е. инерционный грохот обладает свойством «самозащиты» от перегрузок. Это свойство позволяет успешно использовать рассматриваемые грохоты для грубого грохочения крупнокускового материала, например, для отсева мелкого материала перед первичным дроблением. Для этого созданы инерционные грохоты тяжелого типа, в качестве просеивающей поверхности которых служат решета из тяжелых колосников.
Колосниковый грохот (рис. 102) имеет мощный футерованный короб, внутри которого на разных уровнях размещены колосниковые решетки. Короб установлен на опорные кронштейны рамы при помощи винтовых пружин. Благодаря конструкции опорных устройств просеивающую поверхность возможно располагать под углом наклона 0—30° к горизонту.
Сменные колосники из высокомарганцовистой стали можно устанавливать с просветом 70 или 200 мм. Расстояние между колосниками в направлении от загрузки материала к выгрузке увеличивается, что предотвращает забивание решетки.
Вал вибратора приводится во вращение от электродвигателя клиноременной передачей. Параметры колебаний таких грохотов назначают исходя из условий обеспечения скольжения материала по поверхности колосников.
Инерционные горизонтальные грохоты среднего типа предназначены для окончательного грохочения (см. рис. 100,б), эти грохоты по конструктивному исполнению сложнее, чем грохоты с круговыми колебаниями, так как в них применены вибраторы с направленными колебаниями. Однако в этих грохотах возможно установить просеивающую поверхность грохота горизонтально и тем самым уменьшить его размеры по высоте. Устанавливают такие грохоты на передвижных дробильно-сортировочных установках, а также в местах, где высота ограничена.
На рис. 103 показан вибратор грохота с направленными колебаниями. Он состоит из корпуса 2, прикрепленного к коробу грохота. В корпусе на роликоподшипниках установлены два дебалансных вала 3. На конце одного из валов имеется шкив 1, соединенный клиноременной передачей со шкивом приводного электродвигателя. Второй дебалансный вал приводится во вращение от первого дебалансного вала зубчатой передачи 4 с передаточным отношением, равным единице, что обеспечивает синхронное
вращение дебалансных валов. Линия, соединяющая центры дебалансных валов, расположена под углом 55° к горизонту, вследствие чего коробу грохота сообщаются прямолинейные колебания, направленные под углом 35° к плоскости сита.
Техническая характеристика отечественных грохотов приведена в табл. 11.
В качестве упругих опор на отечественных грохотах использовались спиральные пружины или пластинчатые рессоры. Из-за специфической работы грохотов к их упругим опорам предъявляют высокие требования: при достаточной жесткости они должны передавать как можно меньше вибраций на основание, отличаться хорошей демпфирующей способностью и большим сроком службы. Как показала эксплуатация, металлические упругие опоры не соответствуют этим требованиям. Особенно сказывается несовершенство их конструкций при переходе через резонансную область колебаний при пуске и остановке грохота. Длительное время перехода резонанса и большие амплитуды колебаний при этом вызывают быстрый выход из строя упругих опор и снижают срок службы остальных узлов грохота. Недостатком таких опор является также их многообразие и сложность унификации, так как грохоты, отличаясь один от другого массой и размерами, требуют соответственно различных по конструктивному исполнению упругих опор.
Исследованиями ВНИИстройдормаша установлено, что наиболее эффективными опорами грохотов являются пневмобаллонные амортизаторы. Они имеют по сравнению с металлическими пружинами следующие преимущества.
1. Пневмобаллонные опоры имеют нелинейную упругую характеристику и с возрастанием амплитуды колебаний при резонансе их жесткость увеличивается. В результате этого в 2,5—3 раза сокращается время выбега после отключения электродвигателя и на 20—25% уменьшается максимальная резонансная амплитуда.
2. Одна пневмобаллонная опора при изменении внутреннего давления может быть использована для различных нагрузок при различных параметрах колебаний, т. е. для различных типоразмеров грохотов. Таким образом, применение пневмобаллонной опоры позволит устранить разнообразные металлические пружины на вибрационных грохотах и полностью унифицировать узел подвески грохота.
3. Пневмобаллонная опора удобна в обслуживании, долговечна, способствует уменьшению шума при работе грохота.
Пневмобаллон (рис. 104) представляет собой резинокордную оболочку, внутри которой помещена камера. С торцов пневмобаллон выполнен с металлическими крышками.
В связи с возросшими требованиями по повышению производительности оборудования для переработки горных пород наметилась тенденция создания грохотов с большими поверхностями просеивания.
Следует отметить, что при традиционной конструкции инерционного грохота увеличение его ширины связано с определенными конструктивными затруднениями, а именно: чем больше расстояние между опорами, тем больше прогиб приводного вала под действием собственной массы; самоустанавливающиеся роликовые подшипники не могут компенсировать прогиб в желаемых пределах; с увеличением расстояния между опорами значительно (в третьей степени) снижается жесткость вала и уменьшается частота собственных колебаний.
При этом возможно совпадение частот собственных колебаний вала и колебаний грохота под действием возбуждающей силы и наступление резонанса, что может привести к разрушению узла вибратора.
На грохотах с большими просеивающими поверхностями рекомендуется применять так называемые виброблоки, каждый из которых состоит из короткого вала, установленного в двух цилиндрических подшипниках и с закрепленными на его концах дебалансами.
Такое решение дает возможность выпускать грохоты с большими площадями просеивания с круговыми и направленными колебаниями, используя в различных комбинациях всего несколько размеров унифицированных виброблоков.
На рис. 105 показан виброблок и различные схемы расположения виброблоков на грохотах с круговыми и направленными колебаниями.
На рис. 106 показан горизонтальный инерционный грохот с направленными колебаниями одной из зарубежных фирм. На этом грохоте направленные колебания создаются отдельными системами виброблоков и электродвигателей, т. е. по принципу самосинхронизации.
В грохотах с направленными колебаниями других зарубежных фирм применяют двухвальные виброблоки с передачей движения от приводного вала ко второму при помощи шестеренчатой пары (рис. 107). На рис. 108 показан двухъярусный грохот с большой поверхностью просеивания с направленными колебаниями американской фирмы Аллис-Чалмерс.
Короб грохота приводится в движение сдвоенными виброблоками, установленными на мощную поперечную траверсу. Такое конструктивное исполнение привода грохота используют некоторые западногерманские фирмы, например, Крупп и Зибтехник.
Основные преимущества виброблока следующие: больший срок службы подшипников благодаря центральной и равномерной нагрузке;
высокая собственная частота колебаний вала, что обеспечивается благоприятными соотношениями диаметра и длины вала;
возможность регулирования возбуждающей силы как внутри блока (регулировкой дебалансов), так и установкой различного числа блоков на грохот;
возможность равномерного распределения нагрузки на короб грохота и создания грохотов с большими поверхностями просеивания;
легкая замена, практически без простоя грохота.
Другим направлением в создании привода виброгрохотов является применение специальных мотор-вибраторов, устанавли-
|  |
ваемых непосредственно на коробе грохота. Мотор-вибраторы имеют те же преимущества, что и виброблоки. Кроме того, привод не имеет внешних вращающихся частей и при компоновке из нескольких мотор-вибраторов они почти не зависят друг от друга, как виброблоки. Их не обязательно располагать по одной прямой, а можно, например, один закрепить на верхней части грохота, а другой на нижней части.
На рис. 109, а, б показаны схемы крепления мотор-вибратора к коробу грохота, а также конструкция мотор-вибратора. В зависимости от способа крепления мотор-вибраторов к коробу грохота можно сообщать его просеивающей поверхности различные виды колебания: круговые, эллиптические, прямолинейные (рис. 109, в—д).
Необходимо отметить, что мотор-вибраторы сложнее и тяжелее виброблоков, а создание их с большими статическими моментами при сравнительно низких частотах связано с трудностями. Поэтому мотор-вибраторы применяют преимущественно на виброгрохотах малых типоразмеров и для грохочения мелких фракций материала, а также для привода тяжелых колосниковых грохотов, где требуется лишь обеспечить скольжение кусков материала по поверхности колосников и не предъявляются жесткие требования к параметрам колебаний.
Мотор-вибраторы высокой надежности имеют виброустойчивую обмотку, снабжены двухрядными сферическими подшипниками с принудительным воздушным охлаждением. Вал мотор-вибратора выполнен из высоколегированной хромоникелевой стали.
Следует отметить, что мотор-вибраторы так же, как и виброблоки, имеют свои области рационального применения. Они как виды привода грохотов не исключают, а дополняют друг друга.
В некоторых случаях, в основном при грохочении мелких материалов, применяют грохоты, у которых колебания просеивающей поверхности создаются электромагнитным вибратором (рис. 110).
При пропускании тока через катушку электромагнит 1 нритягиваетякорь2, соединенный тягой 3 с планками, между которыми зажато сито 4. При движении вверх якорь ударяется об упоры, что вызывает резкий толчок, при этом подача тока в катушку прекращается и якорь пружиной 5 отжимается. При помощи маховичка 6 можно изменять зазор между якорем и упорами, а следовательно, и амплитуду колебания сита.
Электромагнитный вибратор закрепляют над средней частью просеивающей поверхности, поэтому амплитуда колебаний последней неравномерная: наибольшая в средней части и минимальная по краям, что является недостатком грохота с электромагнитным вибратором. К преимуществам таких грохотов можно отнести отсутствие вращающихся и трущихся частей, а также то, что колебания сообщаются только просеивающей поверхности, а короб (рама) остается неподвижным.
Электромагнитный вибратор сообщает просеивающей поверхности 3000 колебаний в минуту и амплитуду, равную, примерно, 0,3 мм.
Расчет основных параметров
Основными параметрами, определяющими эффективность и производительность грохочения, являются размеры просеивающих поверхностей, частота и амплитуда колебаний, угол наклона грохота, направление вращения вала вибратора и траектория движения сита.
Расчет параметров колебаний короба грохота. На рис. 111 показана схема грохота с инерционным возбудителем колебаний. Движение грохота на опорах в установившемся режиме без учета сопротивлений и момента, развиваемого электродвигателем, описывается уравнениями:
где М—масса короба грохота;m—масса дебалансов; ÿ,ẍ—ускорения по соответствующим осям; Кx Кy — жесткость упругих связей в горизонтальном и вертикальном направлениях; r—эксцентриситет центра масс дебаланса; ω— угловая частота короба; t— время; ху— координаты движения короба грохота.
Разделив уравнение (51) на (М + m), получим:
где р— частота собственных колебаний; р2 = Кy/(М + m); q = т/(М + m).
Частное решение уравнений (52) получается в предположении, что ускорение х пропорционально cosωt, т.е. х=Ахcosωt, а у пропорционально sinωt, т. е. у=Ауsinωt [здесь Ах и Ау — постоянные, значения которых должны удовлетворять уравнению (52)].
Подставив в формулу значения х и у найдем:
Тогда искомое частное решение будет:
Учитывая, что при работе грохота в зарезонансном режиме частота собственных колебаний грохота р2 мала по сравнению с частотой вынужденных колебаний со2, из формулы (53) для максимального перемещения короба грохота имеем:
где X — амплитуда колебаний короба грохота; тг — статический момент вибратора.
Знак минус в левой части равенства (54) означает, что при зарезонансном режиме колебаний грохота перемещение его короба находится в противофазе с вынуждающей силой. Это следует учитывать при смещении центра посадочного отверстия шкива вибратора для обеспечения условий его самоцентрирования.
Определение оптимальной частоты и амплитуды колебаний. Оптимальные амплитуды и частота колебаний грохота зависят от формы траектории его движения. Совокупность этих трех факторов влияет на производительность, эффективность грохочения и способность грохота к самоочищению отверстий сит от зерен. Поскольку систематическое засорение сит нарушает работу виброгрохота, последний критерий оценки при выборе параметров колебаний является первостепенным.
Основными факторами, влияющими на процесс самоочищения отверстий сита, являются скорость и форма траектории его движения. С увеличением скорости улучшаются условия самоочищения сита, но при этом эффективность грохочения снижается в результате того, что с возрастанием скорости подбрасывания зерна увеличивается расстояние между смежными точками соприкосновения зерна с просеивающей поверхностью, а следовательно, уменьшается количество этих соприкосновений за время прохождения зерна по просевающей поверхности.
Экспериментально установлено, что отверстия сита не забиваются зернами, т. е. происходит самоочищение его, если высота h подбрасывания зерен над поверхностью сита превышает 0,4 размера отверстия l, т. е. h≥0,4l. Исходя из этого условия максимальную скорость движения просеивающей поверхности рассчитывают следующим образом. Для грохотов с просеивающей поверхностью, расположенной в горизонтальной плоскости и с направленными колебаниями, как следует из рис. 112, траектория движения подбрасываемого просеивающей поверхностью зерна может быть описана следующими уравнениями:
где у, x—координаты подбрасываемого зерна; υ0—максимальная скорость в направлении колебания; γ— угол наклона направления колебания к просеивающей поверхности.
Решая эти уравнения совместно, получаем:
Значение x1 при котором у имеет максимальное значение, получаем из производной уравнения (55), приравненной к нулю:
Принимая у = h, х = х1 из уравнения (55) находим:
откуда при угле наклона 35°
Из рис. 113 видно, что траектория движения зерна, подбрасываемого просеивающей поверхностью в наклонных грохотах с круговыми колебаниями, может быть описана уравнениями:
где α — угол наклона просеивающей поверхности.
Решая эти уравнения совместно, получаем:
Как и в предыдущем случае, находим значение х1 при котором у имеет максимальное значение; принимая у = h и х =х1 из уравнения (56) находим:
Принимая а = 20°, получаем:
Величина v0 может быть выражена через размер отверстия сита,
если подставить в полученное выражение 
h = 0,4l (здесь l — размер отверстия).
Если на грохоте установлено два или три яруса сит, то скорость рас- Утах- считывают, учитывая сито с наи- большим размером отверстий.
По вычисленной скорости колебаний сит определяют основные параметры колебаний грохота
где α— амплитуда колебаний; ω— угловая частота колебаний.
При выборе амплитуды колебаний надо иметь в виду следующее. Установлено, что ускорение грохота при колебаниях, превышающих 80 м/с2, приводит к быстрому выходу из строя элементов грохота и возникновению трещин в коробе.
Ускорение грохота:
Как видно из формулы (57), ускорение грохота увеличивается пропорционально амплитуде колебаний и частоте колебаний в квадрате. Поэтому амплитуда должна быть такой, чтобы ускорение w было бы менее 80 м/с2.
Существуют эмпирические формулы для определения частоты и амплитуды колебаний грохотов, которыми можно пользоваться для предварительных расчетов. ВНИИстройдормаш рекомендует определять частоту колебаний грохотов по следующим формулам:
для наклонных инерционных грохотов
для горизонтальных грохотов с прямолинейными колебаниями
где п— частота колебаний в секунду; l— размер отверстия в свету, м; α— амплитуда колебаний грохота, м.
Обычно α для наклонных грохотов принимается равной 2— 5 мм, l=0,07м для горизонтальных грохотов с направленными колебаниями l= 0,04м.
Угол наклона грохота. С уменьшением угла наклона грохота снижается скорость перемещения материала по ситу, в результате чего возрастает эффективность грохочения при одновременном снижении производительности.
Обычно у наклонных грохотов угол наклона может быть 0—30°, что позволяет подбирать необходимые показатели грохочения. Для колосниковых грохотов угол наклона 0—25°, что обеспечивает скольжение материала по поверхности колосников.
Направление вращения вала вибратора и траектория движения сита. При изменении направления вращения вала вибратора наклонных грохотов с круговыми и эллиптическими колебаниями на движение, противоположное движению материала по ситу грохота эффективность грохочения значительно улучшается, но одновременно снижается и производительность. Это происходит из-за уменьшения скорости движения материала по ситу и получения траектории полета зерен над ситом, способствующей лучшему прохождению их через отверстия сит.
Определение технологических показателей.
Основными показателями процесса грохочения при получении
продукта определенного качества являются производительность Q и эффективность грохочения Е.
На рис. 114 показана зависимость Е = f (Q) колосникового грохота С-724. Из графика видно, что при определенных конкретных условиях грохочения нельзя увеличить эффективность грохочения изменением (увеличением или уменьшением) производительности. Чтобы объяснить характер этой зависимости, рассмотрим особенности движения слоя сыпучего материала на просеивающей поверхности.
Процесс грохочения на сите вибрационного грохота состоит из двух стадий, происходящих одновременно и непрерывно.
В первой стадии мелкие зерна, подлежащие просеву, должны пройти толщину материала и войти в соприкосновение с поверхностью сита. Во второй стадии мелкие зерна должны пройти через отверстия сита. Для зерен, находящихся на поверхности материала, первая стадия процесса грохочения заканчивается в конце сита, если толщина слоя материала не превышает определенного значения (критического), и в этом случае эффективность грохочения высокая. Вторая же стадия продолжается на протяжении движения материала по всей длине сита. Поэтому режим питания грохота и производительность должны выбираться такими, чтобы толщина слоя материала на сите не превышала критического значения. На основании этого в качестве оптимальной производительности грохота следует принимать ее наибольшее значение, при котором эффективность грохочения для данных конкретных условий будет максимальной или близка к ней.
Независимость эффективности грохочения от размера отверстий сит при прочих равных условиях доказана исследованиями ВНИИстройдормаша. Производительность грохотов с увеличением размера отверстий сит в основном возрастает.
Производительность грохотов товарного и промежуточного грохочения. Удельную производительность выбирают в зависимости от размеров ячеек сит. При этом она должна отвечать максимальной эффективности грохочения и определяться для разных отверстий сит при работе грохота на «стандартном составе» материала, когда содержание нижнего класса в исходном материале Сн=60% и содержание зерен с размером, меньшим половины отверстия сита, 50%. Корректируя выбранные значения удельных производительностей с помощью соответствующих коэффициентов, зависящих от условий грохочения (угла наклона грохота, гранулометрического состава, вида материала, влажности и т. д.), а также площади просеивания, рассчитывают полную производительность грохота. Эффективность грохочения при этом определяют по формуле, не зависящей от производительности.
Для расчета производительности грохотов товарного и промежуточного грохочения (м3/ч) ВНИИстройдормаш рекомендует выражение:
где q— удельная производительность грохота для определенного размера отверстий сит (табл. 12), м3/(ч·м2); F— площадь грохочения, м2; К1— коэффициент, учитывающий угол наклона грохота (табл. 12); для горизонтального грохота K1 = 1; К2— коэффициент, учитывающий процентное содержание нижнего класса в исходном материале Сн (табл. 12); К3— коэффициент, учитывающий содержание в нижнем классе зерен размером меньше половины одного отверстия сита (табл. 12); т— коэффициент, учитывающий неравномерность питания и зернового состава материала, форму зерен и тип грохота.
Значения коэффициента т следующие:
Эффективность грохочения:
где е— эталонная эффективность грохочения (для средних условий);К′1 — коэффициент, учитывающий угол наклона грохота (табл. 13); К'2—коэффициент, учитывающий процентное содержание нижнего класса в исходном материале (табл. 13); К′3— коэффициент, учитывающий процентное содержание в нижнем классе зерен, размером меньше половины отверстия сита (табл. 13).
Для горизонтальных грохотов с прямолинейными колебаниями эффективность е (%) при грохочении щебня равна 89%, гравия 91%, для наклонных с круговыми колебаниями е соответственно для щебня и гравия 86% и 87%.
Качество получаемого продукта во многом зависит от размера l отверстий сит. Оптимальным размером отверстий сит для заданной границы разделения является такой, при котором обеспечивается одинаковый процент засорения надрешетного продукта мелкими зернами и подрешетного продукта крупными зернами. Размер отверстий сит ориентировочно можно выбрать в зависимости от границы разделения lгр.
Так, диаметр круглого отверстия lкр принимается равным 1,25lгр, размер квадратного отверстия lкв — равным lгр, ширина прямоугольного отверстия lпр — равной 0,8lгр.
Расчет производительности грохотов с двумя и тремя ситами надо производить по наиболее загруженному ситу.
При грохочении влажных материалов, склонных к комкованию, на ситах с отверстием менее 15 мм они засоряются и даже залипают, в результате чего производительность и эффективность резко снижаются.
Рис. 115. График скорости перемещения материала поколосниковой поверхности
В таких случаях следует применять мокрый способ грохочения. Приведенные формулы (58), (59) для определения производительности и эффективности действительны и для мокрого способа грохочения.
При расчете производительности колосниковых грохотов следует учитывать, что колосниковые грохоты используют в основном для предварительного грохочения, т. е. как грохоты-питатели. Для определения производительности грохотов-питателей необходимо знать скорость перемещения материала по просеивающей поверхности (рис. 115). С учетом скорости перемещения материала по просеивающей поверхности производительность грохота-питателя можно определить по формуле:
где В — ширина грохота, м; h — условная высота слоя нерудного материала на колосниковом грохоте, принятая равной 0,24 м; υ — средняя скорость перемещения материала по грохоту, определяемая по графику на рис. 115 (при большом содержании в горной массе камней диаметром более 700 мм и значительной загрязненности крупнокусковой глиной выбранную скорость следует уменьшить на 20%), м/с; ρ— насыпная масса материала, кг/м3; k— коэффициент, учитывающий вид просеивающей (в данном случае колосниковой) поверхности; k =1для каскадной поверхности; k = 0,85 для плоской; k = 1,5 для криволинейной.
Расчет основных элементов грохота
Нагрузки в инерционном грохоте. Нагрузки, возникающие от вращения дебалансов и движения короба, во многом зависят от траекторий движения одной массы относительно другой. На траекторию движения влияет характер упругих связей грохота.
Рассмотрим траекторию движения короба, когда упругие связи одинаковы во всех направлениях, т. е. Кх = Ку (здесь Кх и Ку — жесткость упругих связей в горизонтальном и вертикальном направлении).
На рис. 116, а показано взаимное расположение массы дебаланса и массы короба, когда частота р собственных колебаний короба грохота больше
Рис. 116. Схема расположения массы дебаланса и короба:
а — в дорезонансном режиме; б — в зарезонансном режиме
частоты ω вынужденных колебаний (дорезонанасный режим). Сила инерции Fm, развиваемая массой дебалансов т в абсолютном движении в этом режиме работы, больше, чем центробежная сила массы т в ее относительном движении, т. е.
где а—амплитуда колебаний короба грохота; r—эксцентриситет дебалансов.
Поэтому подшипники вала вибратора при дорезонансном режиме следует рассчитывать по величине т (а + r) ω2.
Для зарезонансного режима, когда ω » p амплитуда колебаний короба отрицательна (рис. 116, б), сила инерции Fm развиваемая массой ротора т, будет меньше центробежной силы при ее относительном движении, т. е.
поэтому подшипник нужно рассчитывать на центробежную силу.
Отсюда следует, что зарезонансный режим имеет большие преимущества по сравнению с дорезонансным в отношении нагрузок на подшипники вибратора и реакций, передаваемых упругими связями на конструкции, поддерживающие грохот.
Вал вибратора, подшипники, поперечные связи и другие детали грохота рассчитывают по общеизвестным способам, исходя из максимальных сил.
Расчет пружинных амортизаторов. При расчете упругих связей частоту собственных колебаний грохота на опорах в вертикальном направлении выбирают равной 2—3,5 Гц.
Общая жесткость (Н/м) стальных пружин грохота в вертикальном направлении
где G— суммарная нагрузка от массы колеблющихся частей и материала, находящегося на грохоте, Н; ру — частота собственных колебаний грохота на опорах в вертикальном направлении, Гц; g— ускорение свободного падения, м/с2.
По значению Кобщ подбирают число пружин z, а также вертикальную жесткость пружин Ку и горизонтальную жесткость Кх (Н/м):
где Е— модуль упругости при сдвиге материала пружин, Н/м2; d—диаметр проволоки пружины, м; п — число рабочих витков; D — средний диаметр пружины, м.
Горизонтальную жесткость пружин определим по формуле:
где α — коэффициент Рауша, учитывающий осевую нагрузку; h — рабочая высота пружины, м.
Значения коэффициента а следующие:
Выбранные пружины подвергают проверочному расчету на прочность, усталость и соударение витков.
На соударение витков пружины рассчитывают по формуле:
где Н0— высота пружины в свободном состоянии; Нсж— высота пружины при сжатии до смыкания витков; Ар— резонансная амплитуда колебаний, которую рекомендуется принимать для наклонных грохотов, работающих на пружинах, равной 10α, на пневматических опорах 8α, для горизонтальных соответственно 5α и 4α (здесь α— амплитуда колебаний); λ— осадка пружины от статической нагрузки.
Для уменьшения резонансных амплитуд колебаний на грохотах можно использовать различные устройства. Так, для локализации резонанса на грохотах некоторые заводы-изготовители применяют резиновые ленты, охватывающие пружинную подвеску. Резонансные колебания гасятся также при использовании на грохотах пневмобаллонной подвески и демпферов сухого трения.
Для борьбы с резонансом используют вибраторы с выдвижными дебалансами, а также торможение привода грохота. На рис. 117 показана экспериментальная зависимость изменения Ар/α от тормозного момента вала электродвигателя грохота. По данной зависимости можно определить необходимый тормозной момент для обеспечения заданного значения Ар.
Усилия, передающиеся на фундамент. При назначении жесткости упругих опор следует помнить, что эффективная виброизоляция грохота обеспечивается при условии, когда частота вынужденных колебаний со превышает частоту любой из форм собственных колебаний рс грохота на опорах не менее чем в 4 раза, т. е.
Поэтому при расчетах необходимо правильно определять максимальную частоту собственных колебаний грохота и сопоставлять ее с частотой вынужденных колебаний в соответствии с формулой (61).
При круговых колебаниях максимальной частотой собственных колебаний грохота на опорах обычно является частота поворотных колебаний.
В первом приближении при расположении опор грохота на одинаковом расстоянии b от вертикали, проходящей через центр его масс, частоту собственных поворотных колебаний с достаточным приближением рекомендуется определять по упрощенной формуле:
Из анализа выражения (62) следует, что при удалении опор от вертикали, проходящей через центр массы короба грохота, на расстояние, превышающее его радиус инерции rz наибольшей частотой собственных колебаний будет частота поворотных колебаний рс. Отношение b/rz≈2 . В этом случае выбирать упругую опору по частоте ру неверно.
Для соблюдения заданной траектории и амплитуды колебания короба грохота, а также обеспечения эффективности виброизоляции, устойчивости грохота на опорах и достижения равенства собственных частот при всех формах колебаний желательно, чтобы:
а) вибратор располагался в центре масс грохота;
б) жесткости упругих опор в вертикальном и горизонтальном направлениях были бы равны между собой;
в) расстояния b1 и b2 от центра масс до точки пересечения оси NN (рис. 118, а, б) с вертикальной осью пружины равнялись радиусу инерции короба rz относительно его центра массы в плоскости чертежа, т. е. b1= b2 = rz;
г) расстояние от оси до геометрического центра пружин<
Дата добавления: 2021-06-28; просмотров: 557;
Поиск по сайту
Узнать еще
Публикации по технике и механике
Публикации по биологии
Публикации по информатике
Публикации по строительству
Публикации по физике
Публикации по химии
Публикации по электронике
Публикации по искусству
Публикации по истории
Публикации по медицине
