Производство стекла

 

5. Описание  и расчет основного оборудования

стеклянный тара шихта грохот

Барабанные многогранные грохоты, так называемые бураты, получили широкое распространение в стекольной и керамической промышленности для  сортировки сухих измельченных материалов. При помощи буратов можно разделять материал на несколько фракций определенной крупности (с величиной частиц от 0,1 до 3,5 мм и более), что весьма важно в производстве шамотных и других изделий.

Бурат имеет следующее  устройство. На горизонтальном валу 1 (Рисунок 1), вращающемся в подшипниках 2, закреплены втулки 3 с крестовинами, которые в соединении с продольными угольниками образуют каркас бурата. К каркасу при помощи подкладок и барашков 4 крепятся съемные деревянные рамки 5, на которые натянуты проволочные сетки 6. Материал для грохочения поступает в приемную воронку 7. Чтобы получить несколько фракций материала, на рамках крепятся сита разных номеров.

 

Рисунок 1. - Барабанный грохот-бурат

 

Более тонкие сита располагаются  со стороны поступления материала, далее устанавливаются сита средних номеров и самые крупные - у выхода. При таком расположении сит вначале отсеиваются самые мелкие фракции, затем средние и наконец наиболее крупные. Для более интенсивного грохочения барабан снабжен специальными молоточками, которые ударяют о сита и встряхивают их, что очень важно при тонком грохочении.

Бурат имеет значительную длину, поэтому при установке  его над бункерами каждая фракция  без транспортирующих устройств  направляется в предназначенный для нее бункер. Для устранения пыления бурат заключается в деревянный кожух 8, который снабжается закрытыми люками для осмотра и смены сит.

Бураты изготовляются  с приводом от электродвигателя через  редуктор.

В нашем случае:

Грохот барабанный представляет собой вращающийся многогранную призму со стенками из сит 2, опирающуюся бандажами 3 и 4 на две пары роликов 5 и 7, установленных в подшипниках 8. Барабан установлен под углом 7° к горизонту. Пара роликов 5 является приводной, вторая пара 7- опорной и служит для предотвращения смещения барабана вдоль оси. Привод грохота 1 осуществляется от электродвигателя через редуктор. Пара приводных роликов связана между собой приводным валом.

На призму установлены  сетки №08, размер стороны ячейки в свету 0,8 мм.

Вращаясь, ролики барабана увлекают за собой барабан, в котором, благодаря уклону и направляющим виткам, песок, перемещаясь вдоль оси барабана, классифицируется на фракции, а крупные куски выгружаются на противоположном загрузке конце барабана.

При монтаже грохот барабанный и привод устанавливаются каждый на свой фундамент и после регулировки привода закрепляются болтами.

Расчет барабанного  грохота

Требуемый КПД для  обеспечения непрерывной работы.

Согласно нормам принимаем  работу отделения обработки материалов в две смены. Тогда годовой фактический фонд рабочего времени Т отделения составит:

Т = (365 - 12) • 0,96 • 16 = 5422,1 ч, (1)

где 365 - число суток в году;

12 - число суток в году, отводимые на ремонт оборудования;

0,96 - коэффициент использования оборудования во времени.

Тогда требуемую часовую  производительность оборудования технологической  линии ДСО можно определить, разделив требуемый годовой объем переработки (см. данные Таблицы 7) на годовой фонд рабочего времени. Полученные данные сведем а Таблицу 8.

 

Таблица 8. - Требуемая  часовая производительность оборудования ДСО по операциям технологической  схемы при годовом фонде рабочего времени 5422,1 ч.

Приход	Объем годовой переработки, тонн	Требуемая часовая производительность, т/ч
Песок	29 128,4	5,37
Доломит	7 168,6	1,32
Глинозем	237,1	0,04
Сода	10 197,5	1,88
Мел	2 497,6	0,46

 

Определение производительность грохота.

Производительность грохота  зависит от многих параметров, важнейшие  из которых следующие:

1) размеры отверстий в ситах или решетах;

2) угол наклона образующей грохота;

) степень влажности материала;

) количество материала, загружаемого в единицу времени (высота слоя);

) размер барабана;

) число оборотов барабана в 1 мин. и т. д.

Вполне обоснованной формулы, в которой читывалось бы влияние всех перечисленных факторов, еще нет. Ориентировочно производительность барабанного грохота может быть определена по формуле Левенсона Л.Б.:

 

, тонн/час (2)

 

где n - число оборотов грохота, об/ мин.;

 - насыпной вес материала в т/м³;

R - радиус грохота, м;

h - высота слоя материала, м;

 - угол наклона образующей грохота в град.

Высота слоя загружаемого материала обычно принимается от 0,5 до 5 см. Наиболее эффективно происходит грохочение при высоте слоя от 1 до 2,5 см.

Скорость вращения грохота.

Скорость вращения грохота  не должна превышать определенного  предела. При чрезмерно высокой  скорости материал под действием  центробежной силы будет вращаться  вместе с барабаном и грохочения не будет.

Скорость вращения барабана должна быть такой, чтобы находящийся в нем материал поднимался на некоторую высоту, непрерывно сползал вниз и вдоль его к выходному концу.

Для определения необходимого числа оборотов в 1 минуту предположим, что кусок материала, находящийся на внутренней поверхности барабана, при его вращении поднимается до некоторой точки А (Рисунок 2).

 

Рисунок 2. - Схема к  определению числа оборотов барабанного  грохота

 

При этом он находится  под воздействием двух сил:

центробежной силы

 

(3)

 

силы тяжести G, которая  направлена вертикально вниз.

Эта сила раскладывается на две составляющие:

- действующую в одном направлении  с центробежной силой;

- действующую по касательной  к окружности; она стремится сместить  кусок вниз.

Кроме того, перпендикулярно  силе нормального давления

 

 

в сторону, противоположную  силе , действует сила трения:

 

, (4)

 

где f - коэффициент трения материала о барабан.

Очевидно, во время вращения барабана равновесие куска материала  наступит при условии, если

 

(5)

 

Подставляя значения, получим:

 

(6)

 

откуда

 

(7)

 

Практикой установлено, что нормальная работа грохота возможна, когда угол находится в пределах 40 - 45⁰.

Принимая  = 40⁰ и коэффициент трения f = 0,7 и подставляя эти значения в формулу, получаем

 

 об/мин, 

 

где R - радиус грохота в м.

На практики принимают

 

 об/мин.

 

Мощность электродвигателя.

Энергия, получаемая барабанным грохотом, расходуется на преодоление трения цапф в подшипниках, трения материала о поверхность барабана и на поднятие материала на некоторую высоту во время грохочения.

Для определения необходимой  мощности применяют формулу:

 

, (8)

 

где N - мощность, л.с.;

n - число оборотов, мин -1

M - суммарный момент.

Суммарный момент состоит  из моментов:

) от сил трения цапф  в подшипниках

 

, (9)

 

где f₁ - коэффициент трения в подшипниках;

r - радиус цапфы, м;

G - вес грохота, кг;

G₀ - вес материала в грохоте, кг.

2) от сил трения  материала о просеивающую поверхность

 

, (10)

 

где f - коэффициент трения материала о просеивающую поверхность

3) от действия силы  тяжести материала

 

(11)

 

Подставляя значения M=M₁+M₂+M₃ в формулу, получаем с учетом - к.п.д. передаточного механизма

 

, л.с. (12)

 

В среднем для барабанных грохотов =0,8.

Проводим расчет параметров грохота по линии песка:

Определение радиуса грохота:

Так как требуемая  производительность известна, из формулы 2 определяем радиус грохота.

 

, т/м³ (13)

 

При этом принимаем следующие  параметры:

n = 25 об/мин

R = 0,8

h = 0,02 м

 = 7 ⁰

Подставляем известные величины в формулу 13:

Принимаем радиус барабана грохота равным 0,5 м.

Мощность электродвигателя:

Принимаю электродвигатель:

По требуемой мощности выбираем электродвигатель АИР 160S8/727, с синхронной частотой вращения 750 об/мин, с параметрами: Pдвиг.=7,5 кВт и скольжением 5,8% (ГОСТ 19523-81).

Номинальная частота  вращения nдвиг. = 750-750x5,8/100=706,5 об/мин,

Угловая скорость:

 

двиг. = x n_двиг. / 30 = 3,14 x 706,5 / 30 = 73,985 рад/с.

 

Общее передаточное отношение:

 

, (14)

 

где - число оборотов двигателя;

 - Число оборотов барабана грохота.

Принимаю редуктор РЦД-815 с передаточным отношением u=10.

Диаметр опирающего бандажа  принимаю равным 1100 мм, тогда диаметр  приводного ролика барабана найдем из соотношения:

 

, (15)

 

где - диаметр опирающего бандажа;

 - передаточное отношение от опорного ролика к бандажу.

 

 

Подставляем известные  величины в формулу 15 и проводим расчет:

Принимаем диаметр приводного ролика = 389 мм.

Уточненный расчет числа  оборотов:

 

 

Число оборотов ведущего вала редуктора	n1 = nдв. = 706,5 об./мин.
Число оборотов приводного ролика	.
Число оборотов барабана	.

 

6. Теоретические  основы процесса

 

Грохочением называют процесс разделения сыпучих материалов по крупности на поверхностях с калиброванными отверстиями.

Основной характеристикой  процесса является показатель эффективности  грохочения (Е), определяющийся как  отношение массы подрешетного продукта (а) к массе этого же класса, содержащейся в исходной руде (б).

Грохочение - разделение продуктов по классам крупности путем просеивания через одно или несколько сит, иначе можно сказать - классификация материала на просеивающих поверхностях.

 

Рисунок 3. - Распределение  материала в процессе грохочения

 

Материал, поступающий  на грохочение, называется - исходным; остающийся на сите - надрешетным, «верхним» или «+» продуктом (классом); проходящий через отверстия сита - подрешетный «нижним» или «-» (рис. 3).

Материал, прошедший через  сито с меньшими отверстиями (L1) и оставшийся на называется классом крупности.

Последовательный ряд  размеров отверстий сит, применяемых  при грохочении, называется шкалой грохочения или классификации.

Отношение размеров отверстий  сменных сит называется модулем шкалы грохочения или классификации.

Классификация процессов грохочения

Операции грохочения широко применяются в практике обогащения и по технологическому назначению их можно разделить на пять групп:

. Вспомогательное грохочение - применяется в схемах рудоподготовки для выделения готового по крупности продукта, в том числе:

● предварительное - перед  дроблением (рис. 4.а);

● контрольное или  поверочное - после операций дробления  для контроля крупности дробленного  продукта (рис. 4.б);

● совмещенное, когда  обе операции соединяются в одну (рис. 4.в).

 

Рисунок 4. - Грохочение в  сочетании с дроблением:

а - предварительное; б - контрольное; в - совмещенное

 

. Подготовительное - для  разделения материала на несколько  классов крупности, предназначенных для последующей раздельной обработки.

Такое грохочение необходимо перед процессами гравитации и электромагнитной сепарации, поскольку требуется  строго выдерживать по крупности  класса и продукты, поступающие в  обогатительные аппараты.

. Самостоятельное грохочение - для выделения классов, представляющих собой готовые продукты, отправляемые потребителю. Например, выделение определенных классов крупности при использовании в дорожном строительстве. Эту операцию также называют механической сортировкой.

. Обезвоживающее грохочение (обесшламливание на грохотах) - для  удаления основной массы воды, содержащейся в руде после  ее промывки, или для отделения  суспензии от конечных продуктов  (при сепарации в тяжелой среде).

. Избирательное грохочение - применяется для выделения класса крупности отличающегося от общей массы материала содержанием ценного компонента или другими показателями. Например, различия в твердости, крепости или форме кусковценных компонентов и пустой породы. Данный процесс также принято называть рудоразборкой.