Безопасность технологического процесса производства асфальтового бетона

  (1)

при =19,2 м, =7,4 м, Н2 =13,9 м, м3/м3

При мощности уступа добываемой породы 13,9 (число и мощности уступов пустой породы 19,2 м и 7,4 м коэффициент вскрыши составит 1,91 м3/м3.

 

4.2. Расчет основных размеров параметров работы экскаваторов

 

Одноковшовые экскаваторы используют для выполнения наиболее тяжелых и трудоемких работ, связанных с копанием грунта, т. е. с отрывом части его от целого массива, с перемещением порции грунта в ковше на небольшое расстояние путем поворота платформы и с погрузкой его в транспортные средства.

Определим длину стрелы, теоретическую и эксплуатационную производительность и основные размеры ковша для экскаватора ЭКГ – 3,2 при разработке грунта – мелкий гравий, вид ковша – драглайн с зубьями, работа в отвал, угол поворота платформы - 90º,

Длину стрелы (в м) одноковшового экскаватора, рассчитывают по эмпирической формуле

                    (2)

где G - масса экскаватора, т;

k – коэффициент, равный 1,9 - 2,1 – для универсальных экскаваторов

и 1,85- для карьерных экскаваторов. Принимаем коэффициент

k=1,85 (т.к. экскаватор карьерный);

В нашем случае экскаватор ЭКГ – 3,2 имеет массу G =150 (т). Подставив значения величин в формулу, получим

Теоретическая производительность (в м3/ч)

,           (3)

где q – геометрическая емкость ковша, м³;

n0 – теоретическое число циклов в минуту при углах поворота

платформы на разгрузку и в забой равных 90º, высоте забоя,

равной высоте расположения напорного вала экскаватора при

расчетных скоростях и усилиях

,

где t ц.т. - теоретическая производительность цикла, с.

Мелкий гравий относится к II группе, значит емкость ковша принимаем q=4; для карьерного экскаватора ЭКГ - 3,2 теоретическая производительность цикла t ц.т. =22 (с), значит

 м³/ч

Исходя из полученных данных, вычислим теоретическую производительность экскаватора

 м³/ч

Эксплуатационная производительность (в м3/ч)

,                   (4)

где q – геометрическая емкость ковша, м³;

n – фактическое количество циклов в 1 мин (для строительных и

карьерных экскаваторов n=2-4);

kн - коэффициент наполнения ковша (kн=0,55-1,5);

kи - коэффициент использования экскаватора во времени, равный

отношению числа часов чистой работы экскаватора к

продолжительности рабочих смен отчетного периода (kи=0,7-0,8);

kp – коэффициент разрыхления грунта, принимается по табл.

В нашем случае эксплуатационная производительность:

 м³/ч

Определим геометрическую емкость ковша (в м3)

где с – коэффициент, учитывающий форму днища и закругления стенок

ковша (с = 0,9 — для ковша с зубьями, с=0,75 — для ковша с

полукругло режущей кромкой);

В, Н, L — соответственно ширина, высота и длина ковша,

измеренные по расстояниям между внутренними

поверхностями соответствующих стенок ковша, а также

днищем и верхней кромкой стенки ковша, м.

Для прямой и обратной лопаты высоту ковша Н измеряют от стенки с зубьями на середине ее длины до стенки, к которой крепится рукоять. При более точном определении объема ковша Н и L рассчитывают как средние значения предельных величин, ввиду того, что, например, ковш прямой лопаты для удобства разгрузки расширяется книзу.

Т.к. драглайн с зубьями, принимаем коэффициент, учитывающий форму днища и закругления стенок ковша с = 0,9.

ширина ковша ;

высота ковша

длина ковша  .

Выполняем проверочный расчет:

q = 0,9 *1,9*1,19*2,06=4,2≈4, что не превышает значения погрешности коэффициентов.

 

4.3. Расчет основных параметров конвейера

 

К машинам непрерывного транспорта в строительстве относятся ленточные конвейеры, ковшовые элеваторы, винтовые конвейеры, аэрожелоба, устройства пневматического транспорта и самотечные установки.

Производительность машин и установок непрерывного транспорта зависит от погонной нагрузки q (в кг/м) и скорости движения v (в м/с) и не зависит от пути транспортирования.

Рассчитаем погонную нагрузку и производительность элеватора:

Погонная нагрузка элеватора при перемещении груза в ковшах рассчитывается по формуле

                  (5)

где i0 – геометрическая емкость ковша, м³;

ρ – насыпная масса материалов, кг/м³;

kн – коэффициент наполнения ковшей (среднее отношение объема материала заполняющего ковш к геометрической емкости ковша), принимаемый kн=0,6 для глубоких и остроугольных ковшей,

kн=0,4 для мелких ковшей;

d – шаг между ковшами

Геометрическая емкость ковша 5,9 дм³ = 0,0059 м³, насыпная масса материалов 2000 кг/м³, коэффициент наполнения ковшей для глубоких и остроугольных ковшей 0,6, шаг между ковшами 510 мм = 0,51 м

Следовательно, погонная нагрузка

 кг/м³

Производительность машин и установок непрерывного транспорта зависит от погонной нагрузки q (в кг/м) и скорости движения v (в м/с) и не зависит от пути транспортирования. В общем виде производительность (в т/ч)

Рассчитаем производительность элеватора по формуле:

,               (6)

где q – погонная нагрузка, кг/м³;

v – скорость движения, м/с.

В нашем случае погонная нагрузка равна 4 кг/м³, а скорость движения

1,35 м/с, подставив значения величин, получим

 т/ч

Определим натяжение набегающей ветви ленты конвейера (в Н), если коэффициент ленты между лентой и приводным барабаном 0,2, угол обхвата приводного барабана ленты 360º, длина ленты конвейера 29, 4 м, ширина 850 мм, высота подъема материала 10 м, скорость ленты конвейера 1,4 м/с, производительность 160 т/ч.

,                   (7)

где e - основание натурального логарифма (в нашем случае f=0,2,

α=360º, значит, по табл. e =3,51);

f - коэффициент трения между лентой и приводным барабаном;

α - угол обхвата приводного барабана ленты;

P – окружное усилие, передаваемое на барабан, Н

где kд – коэффициент динамичности, принимаемый от 1,1 до 1,2 (принимаем kд=1,15);

N0 – мощность на приводном барабане ленточного конвейера, (кВт) определяется по формуле

где k – коэффициент, зависящий от длины конвейера L

L, м	<15	16-30	30-45	>45
k	1,25	1,1	1,05	1

 

(в нашем  случае длина конвейера 29,4 м, значит принимаем k=1,1);

c – коэффициент, значение которого принимают от ширины ленты, если ролики конвейера установлены на шарикоподшипниках

 

В, мм	500	650	800	1000	1200
с	0,018	0,023	0,028	0,038	0,048

 

(в нашем  случае ширина конвейера 850 мм=0,85 м, значит принимаем с=0,028);

Nсбр. – мощность на сбрасном барабане, кВт (принимаем Nсбр.=0);

v – скорость ленты конвейера;

П – производительность;

Lг – горизонтальная проекция длины конвейера от угла

наклона β конвейера так, что Lг = Lcosβ,м;

H – высота подъема материала Н = Lsinβ, м

Н = Lsinβ

Выразив из предыдущей формулы β и, подставив величины значений, получим

Горизонтальная проекция длины конвейера от угла наклона β

Lг = Lcosβ=29,4*cos19,88= 29,4*0,94=27,6 м

Получив значение горизонтальной проекции длины конвейера от угла наклона β, можно рассчитать мощность на приводном барабане ленточного конвейера (кВт)

 кВт

Отсюда, зная мощность на приводном барабане ленточного конвейера, получим окружное усилие, предаваемое на барабан

 Н

Определим натяжение набегающей ветви ленты конвейера

 Н

 

4.4. Выбор и расчет дробильно-помольного оборудования с учетом требований производственной безопасности

 

Щековые дробилки используют для крупного и реже среднего дробления пород высокой и средней прочности. Первичное дробление осуществляется в щековых дробилках с простым качанием щеки, которые создают большие усилия при измельчении и позволяют перерабатывать куски горной массы размером до 700—1200 мм и более.

При измельчении различают дробление и помол. Дробление подразделяют на крупное — размер куска после дробления от 80 до 200 мм, среднее — от 20 до 80 мм, мелкое — от 2 до 20 мм. Помол подразделяют на грубый — размер частиц после помола от 0,2 до 2 мм, тонкий — от 0,01 до 0,2 мм и сверхтонкий — менее 0,01 мм.

Нормальная работа щековых дробилок мало зависит от влажности материала при дроблении пород с небольшим содержанием глины. При большом содержании глины и высокой влажности сырья (6%) производительность дробилок падает, особенно при среднем дроблении, из-за комкования материала.

Рассчитаем оптимальную угловую скорость и частоту вращения вала щековой дробилки, если ход щеки 23 мм = 0,023м, угол между щеками 19º, коэффициент торможения материала 0,8.

Угловая скорость эксцентрикового вала щековой дробилки (в рад/с)

,           (8)

где kт – коэффициент торможения материала при разгрузке (kт=0,9)

g – ускорение свободного падения (g=9,81 м/с2)

α – угол между щеками (α=15º-23º)

S – наибольший ход щеки по горизонтали у разгрузочного отверстия, м

 

а)                                                     б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставив величины значений, получим

 рад/с

ω=2πn; об/c

Щековые дробилки для среднего дробления выпускают производительностью 5—200 т/ч.

Рассчитаем производительность щековых дробилок П (в т/ч). Коэффициент рыхления 0,42, наименьшие размеры разгрузочной щели 54 м, ход щеки 73 м , угол между щеками 21,3º , вид материала – гранит крупнозернистый (ρ=2700 кг/ м³), длина разгрузочного отверстия 600 мм=0,6 м , частота вращения вала 5,12 сˉ¹

       (9)

где S – ход щеки по горизонтали у разгрузочного отверстия, м;

α – угол между щеками, град. (α=15º-23º);

ℓ - длина разгрузочного отверстия равная ширине щеки, м;

n – частота вращения вала, сˉ¹;

kр – коэффициент разрыхления материала (kр=0,3-0,65);

dср – средний размер кусков выходящих из дробилки

;

Отсюда, т/ч

 

4.5. Машины для тонкого измельчения (помола) материала

 

Шаровые мельницы используются после дробления и служат для помола и превращения сырьевых материалов в сырьевую муку. При вращении слоя шаров с барабаном шаровой мельницы на каждый шар действует сила тяжести, направленная вертикально вниз, и центробежная сила инерции.

Рассчитаем угловую и окружную скорости и частоту вращения барабана шаровой мельницы для сухого помола при гладкой футеровке и при футеровке бронеплитами с продольными ребрами, а также для мокрого помола и определить коэффициент загрузки, если барабан мельницы загружен мелющими телами до уровня 1920 мм = 1,92 м., внутренний диаметр нефутерованного барабана 2,7м=2700 мм, угол α =51.9º.

 

Рис. 4 Схема барабана шаровой мельницы заполненного мелющими телами

 

,

где R—радиус окружности, описываемой центром тяжести шара, м;

w — угловая скорость шара, рад/с;

n — частота вращения шара, с-1;

v — окружная скорость шара, м/с.

В технической характеристике обычно указывают внутренние размеры не футерованного барабана, поэтому расчетный диаметр D определяем по формуле:

Dр = Dб – 2δ, D ≈ 0,94*Dб,

где Dб – внутренний диаметр нефутерованного барабана, м;