Способ грохочения сыпучих материалов на взаимно перемещающихся колосниках

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 2 5001 04 В 07 В 1/40,ИСАЙКЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВУ двтоеСН 0 М 3 8,8)идетельство ССС В 1/28, 1972. тельство СССР В 1/40, 1980. СЯ коУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТРМ(54) (57) СПОСОБ ГРОХООЧЕНИЯ СЫПМАТЕРИАЛОВ НА ВЗАИМНО ПЕРЕМЕЩАЮЩИКОЛОСНИКАХ путем воздействия н лосники механическими колебаниямии возвратно-вращательным двжкением,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения производительностигрохочения за счет увеличения скорости двккения материала и предотвращения забивания просеивающей поверхности, механические колебания и возвратно-вращательное двиаение осуществляют синхронно с периЬдом, равнымпериоду колебаний, при этом периодколебаний опережает по фазе периодвозвратно-вращательного двивения.б 50013частица остается на решете в относительном покое. При ускорении грохота13,924 и 1=0,4 начинается относительное перемещение частицы по решету, необходимое для процесса грохочения и для подачи частицы вдольгрохота.Точно также наибольшее ускорение,сообщаемое силой трения частице от О быстрее движущегося грохота н ту жесторону, равно ГС3 = -- = Гд сопят С/дФ 15 независимо от ускорения самого грохота.Таким же будет и замедление частицы от действия силы трения о решето грохота, движущегося по тому же20 направлению или в противоположнуюсторону, совершенно независимо отскорости, последнего, движения.Рассмотрим зависимости производительности грохота от скорости отно 25 сительного движения материала.Пусть относительный путь частицыпо грохоту, пройденный ею в сторонуподачи за время одного оборота вала,равен Б м, тогда при и оборотах вала30 .в минуту скорость подачи равна, очевидно,или СГС откуда Это предельное ускорение назовем критическим, т.е. это то наибольшее ускорение, которое частица может получить от грохота независимо от ускорения движения последнего. Если ускорения грохота 3 3,924 и 1=0,4, то 1,8 Исом-ягпм)12Изобретение относится к обогаще-.нию полезных ископаемых, а именно кразделению сыпучих материалон покрупности на вибрационном грохоте,и может быть использовано в горной,металлургической и строительной промышленностях,Цель изобретения - повышение производительности грохочения за счетувеличения скорости движения материала и предотвращение забивания просеивающей поверхности,На Фиг.1 - 4 граФически изображены силы, действующие на частицу А,находящуюся на колосниках," на Фиг.5 -граФическое изображение измененияскорости частицы.Взаимодействие между плоскостьюрешета в виде колосников и частицей,лежащей на нем, ограничиваются силойтрения. Ы, где г - коэФФициент трения частицы по решету; С - вес частицы (для дальнейших расчетон примем1=0,4; С=1 кг), то ускорение грохота1передается частице лишь дс техпор, пока вызываемая им сила инерцииэтой частицы С=гп 1=- - 1=1=0, 102С19,81не превзойдет силу трения ЙС=0,4 1==0,4. Как это только случится, частица отделится от грохота, так как сила инерции С преодолеет силу тренияи частица начнет свое самостоятельноедвижение, не зависящее, по крайнейчере от части, от движения грохота,неизменно связанного с движущим меха .низмом,На основании изложенного заклю.чаем, что частица и грохот движутсявместе, т.е. частица находится в относительном покое на решете лишь дотех пор, пока сила инерции, действующая на частицу, меньше силы тренияС Ы 1=1 8=0,4 9,81 -.3,924 м/с Бп7 = -м/с.б 0Если грохот установлен под неко 5 торым углом к горизонту, то соответ-.ственно изменяются величины ускорений, необходимых для возможности относительного движения частицы.В то время, как при горизонталь 40 ном грохоте достаточно сообщитьчастице ускорение3=18=0,49,81=3,924 м/сдля возможности относительного дви 45жения ее, при наклонном грохоте длядвижения частицы вниз по уклону при-:ходится, очевидно, сообщить ей ускЬрение 1,3. Именно, для движениявниз по уклону потребуется силаР,Г С.сом-Ся 1 пк,50следовательно, потребуется ускорениегрохота, определяемое изС/83ГСсояк-Ся.п,откуда Было отмечено, что производительность грохота зависит от относительного перемещения материала за нремя(5) 10 Г етяги 1, равным - -=О.1 Скорость грохота ввна момент в 2.пс (13 С э 2 агп нгпЧ=- -- =- -- цг 60 30 эксцен ния ОЬ м Я и,30 сов= Ч 5в правой мертвой точке 12, для ко-торой получаем из (4)Ч/К я г+Св 1 пМ ) Ссовили циз 1 п 9-ь сов, п 30 - =ЗО - ( гну-гам) й 1 йгсозу гФормула (6) определяет то наимень-шее число оборотов вала в минуту, при котором подача частицы возможна лишь в один определенный момент, именно .- в правой мертвой точке 12, Следова- тельно, на практике всегда надо брать пъпеееДвижение частицы вверх против подачи возможно в первом и четвертом квандрантах при условииРСв ЫЫ+ЫсозЫ. (7)Но это явление нежелательно вслед- ствие уменьшения производительности и безполезного расхода энергии.Отсюда получаем аналогичным путем 35 для угловой скорости"вращения, при которой возможно невыгодное поднятие частицы вверх по решету Очевидно, при малых ы, инезначительно отличается от и т.е. действие грохота ненадежное.Для движения частицы вниз по грохоту предельное ускорение1 =Д(йсове-з 1 п м)(1 1)При ускорении грохота С1 начинается перемещение частицы вниз по решету, Предельное ускорение для движения частицы вверх по решету8(йсозю+зЫЕ). (12)Кривые скоростей и ускорений грохота получаются в виде правильной синусоиды и косинусоиды, если только считать отношение эксцентриситета эксцентрика г к длине эксцентриковой йп П Ч з 1 п(=у г зхп= - - 30 при постоянной скорости цецентрика где- угол, составляемыйриситетом 0 С с линией двУскорение С грохота вмент:8) Поэтому на практике всегдабыть при рациональной работеи си . На основании Формул ((7) получаем для нормальной ускорости вала грохота пределы ви Ь -ь 6)з 1 и(М+)е тношени впЬ-Ы) иНИб сов на практике значениях5 ) и М, (4-12 ) колеб 0 алах 1,1-1,6, в среднем 5 ед при о углов лется должнорохота, угол нак КОРОСТЬ ВВЛ 50 зз.п(Ю-м) п,=З --- -=3 г сову=0,4 и угол трения22лона грохотасс 8оНаименьшая угловая спо Формуле (7)(19) 45 50 7так что отношение в в ,-=1 43.павпа,аСледовательно, действительная угловая скорость вала должна быть 99) ъ и)69 об/мин.При и 69 об/мин подача совсем5 прекращается, а при п=99 об/мин получается нерациональное действие грохота с поднятием материала вверх по решету,Иэ этого следует, что при опреде О ленин нормальной угловой скорости вала грохота надо исходить иэ уело- Фвия и ъ п , . Принимаем в дальнейшем для нормальной угловой скорости грохота5 п=40 ---- -ез дп(Ч -ф)(17)г сов(как практически наивыгоднейшую величину,Очевидно, во избежание нерациональной работы грохота должно быть и си илив Ы М -ы) з дп(9+ы)40 ---- с 30г сову гсов ф откуда1600 ви(у -о) с 900 вю(у+ю 6)1600(йсозес-злы) с 900 Исовйздпй)и, наконец,Е 8 ы0,281. (18)Следовательно, формулой (17) мозно пользоваться при соблюдении условия (18). Соединяя с условием (1),получаем окончательно для выбора35угла наклона грохота0,281 с йы с Г, (19) П р и м е р 2. При прежних (пример 1): г 0,5 м и К=0,4, что 22, находим по формуле для угла наклона грохота0,280,4 с 8(к с 0,4,откуда6 20 сы с 22Выбираем М 8 и находим нормальную угловую скорость вала.по фррмуле (19)здп 0 г-ы) здп(22-8) и 40 -- =4р 3г сов 0,05:сов 22/90 об/мин.Иаибольшая скорость грохота по (16) равна 2 гп 23 14 0 05 90 60 60щ 0,47 м/с. Наибольшее ускорение грохота по в п 3 1490С = сову= ь г=( --- -) фхц ф ф 30 30 х 0,05=4,45 м/с 2,где=0; сов=1,Поэтому кривая скоростей грохотастроится по закону синусоидыБ=Чзпн=0,47 вдпд, (20)а кривая ускорений С - по законукосинусоидыС=3 соз =4,45 сову. (21)Выберем масштабы: для скоростей1 м/с=100 мм, для ускорений 1 м/с10 мм, тогда на основании (20) и(21) получаемПваи =0,47 м/с=47 мм;С =4,45 м/с=44,5 мм. Для времен выбираем масштаб: 1 с360 мм, тогда отрезок оси абсцисс 0-24 (фиг.5), выражающий время одного оборота вала, равен с=О=с=- - =0 667 с 0 667 х60 60и 90Ух 360=240 мм. (22),Зная У,=47 мм и С,44,5 мм строим синусоиду для О, косинусоиду для С по общеизвестному способу.Предельное ускорение для движения частицы внизо8(усовы -зпюс) 9,81(0,4 соз 8-зи 8 )=2,52 м/са для движения частицы вверх+здп 8 ) 5,25 м/с 2 .Принимаем скорости и ускорения положительными, когда они направлены в сторону подачи материала, т.е. вниз по решету, и отрицательными, когда они направлены в противоположную сторону (вверх по решету).Поэтому проводим прямую (Фиг.5) предельного ускорения 1=2,52 м/сф внизу, под осью абсцисс 0-24, на расстоянии от последней, равном 12,52 х х 10=25,2 мм, а прямую предельного ускорения " =5,25 м/с - над осью абсцисс 0 - 24, на расстояниим/5,2510=52,5 мм.Так как прямая 1 не пересекает кривой ускорения С, то при движении3 центра эксцентрика в первом,квадранте, от точки 0 до точки 6, частица движется вместе с грохотом,:При движении центра эксцентрика С во второмквадранте , между точками 6 и 12, прямая предельного ускорения 1 пересекает кривую ускорений С в точке О, так что в этот момент начинается относительное перемещение частицы вниз по решету. Начальная скорость в этот момент3911=Ь Ь=39 мм = - -=0 39 м/с.100Поскольку частица имеет относительное движение по решету, сначала (от Ь до 12) движущегося тоже вниз, но медленнее частицы, а затем (за точкой 12) движущегося вверх, то замедление частицы все время вызывается силойГ=ГссоЫ-Свп М, =сопв, (23) следовательно, закон изменения скорости частицы выражается прямой Ьд (Фиг,5), где отрезок времени=Ь д, в течение которого абсолютная скорость частицы доходит до нуля, определяется по ФормулеЧ Чь0 й д(усово-вам)или в циФрахЧ 0 39=тв-=-=0 155 с2,52ф а в принятом масштабе времен1=0=0155360 =557 ммВ точке е пересечения прямой ЬЙ (Фиг.5) с кривой скоростей и грохота последний подхватывает частицу, что происходит в четвертом квадранте (Фиг.4), и отвозит ее назад. Относительное движение частицы за время одного оборота вала выражается заштрихованной Ьшей площадью, величина которой равна (Фиг,5)=1700 мм.Но при принятых масштабах 1 мм по ординатам выражает скорость в 1/100 мм/с, а 1 мм по абсциссам выражает 1/360 с, так что 1 кв,мм вы 1 1Р жает путь, Равный 100 360-36000 м.Поэтому вся площадь Я, выражаетпуть8 1700м-: в -=0 0472 м36000 36000а скорость подачи грохотаБ и 0 047217=- - -=- - =0 000786 м/с60 , 60 Итак, в точке е грохот подхватывает частицу и увозит ее назад, ивезет ее от точки 20 (Фиг.5) до точки 24 (при своем ходе назад), а за 5 тем при ходе вперед из точки О (24)грохот везет частицу вперед до точкиЬ, в которой заканчивается цикл (одного оборота) и начинается его повторение, т,е. частица начинает относительное движение вниз по решету.В точке Ь (момент начала относительного перемещения частицы по решету)коэФФициент трения покоя переходит вкаэФФициент трения скольжения и егочисленное значение становится меньшим (уже Н 0,4, а например, 1=0,25),следовательно, и сила тренияоГ=д (2 со м-в пж) = (0,25 сов 8 --в 1 пЯ )уменьшается, что способствует увеличению скорости движения и пройденного пути за один оборот вала,Таким образом,(Фиг.5), мы убеждаемся, что половину периода грохотпроизводит полезную работу по пере- .мещению материала вниз, а половинупериода возит его на себе то в одну,то в другую стороны,Очевидно, что наиболее рациональным будет, если бы грохот вообще при,ходе назад не только не увозил материал с собой (Фиг.4) в четвертомЫвандранте, а наоборот, подавал еговперед, что обеспечивало бы болееЗ 5 высокую производительность.С этой целью предлагается способ,устраняющий перечисленные недостаткии обеспечивающий значительное повышение производительности,Согласно предлагаемому способув момент, когда частица доходит доточки б (в этой точке скорость частицы равна наибольшей скорости 0,47 м/с(Фиг.5), колосникам сообщает синх 45ронное возвратно-вращательное движение с периодом, равным периоду колебаний (качаний), грохота.Таким образом, по Фазе колебанияопережают возвратно-вращательное50 1,движение колосников на . В результате этого, когда грохот находитсяв крайнем правом положении (в правой 55мертвой точке 12) и его скорость равна нулю, а ускорение частицы (материала) максимальное, то в это времяколосники понорачиваютстся на ввок 1211 126500112 руг своей оси, и линейная (окружная) Суммарная площадь Ьвед и бее выскорость колосников максимальна, что ражает пут и ть и ско ость подачи гроко.Р резко способствует движению частицы та по предложенному способу. вниз по решету. Следовательно, путь, пройденныйматериалом, составляетПри выходе грохота с точки 12 и подходе к точке 18 колосники вращаются в заданном направлении, а в точке 18 (фиг.5) направление вращения колосников изменяется на противоположное и в четвертом квандранте грохот не может вести частицу назад. так как коэффициент трения покоя находится в состоянии коэффициента тре 15 ния скольжения и точка е прежнего подхвата частицы грохотом перемещается в точку, например, е (точку 23),/а линия, соединяющая точки й (фнг.5) и е выражает закон изменения ско 120 рости частицы по предлагаемому способу. 1700+1660 = 0,093,36000Фгде 1660 - площадь (условного) треугольника бее при скорости подачи материала, рав- ной Яп 0093 9060 60что превышает прежние показатели работы грохота почти в два раза.Поскольку на грохоте находится не одна частица, а их множество, то движение общей массы несколько изменяется, так как частицы оказывают взаимное влияние на их движение.1 26500 Составитель А.Гостевактор Г.Гербер Техред Л.Олейник Корректор Л,Тяс 6/8 Тираж 565 ВНИИПИ Государственнопо делам изобретен 13035, Москва, Н, Р Подписноо комитета СССРй и открытийушская наб д,Заказ ПроиэводстЬенно-полиграФическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная,