Просеивающие поверхности являются основными рабочими органами грохотов. От их качества зависят эффективность грохочения, производительность и бесперебойность работы машин. Просеивающие поверхности должны удовлетворять следующим основным требованиям: иметь максимальную «световую» (чистую площадь отверстий) поверхность, сохранять постоянство размеров ячеек и быть износостойкими.

Просеивающие поверхности характеризуются размером отверстия в свету: для круглых – диаметром, для прямоугольных – размером меньшей стороны отверстия. Сита представляют собой сетку с ячейками определенной формы и размера, изготовленную из плетеной проволоки, сваренных прутков или растянутых резиновых шнуров; решета — штампованный стальной или литой резиновый лист с отверстиями или колосники.

Просеивающая поверхность, набранная из отдельных стальных стержней трапециевидного, прямоугольного или круглого сечений, скрепленных поперечными стяжками, называется колосниковой решеткой, а стержни — колосниками.

Решета представляют собой металлические перфорированные листы, в которых отверстия штампуют на дыропробивных прессах или просверливают; эти отверстия обычно выполняют круглыми, реже квадратными, прямоугольными или щелевидными. Сетки для сит изготовляют плетеными с квадратными, прямоугольными или щелевидными ячейками из волнистой или предварительно выгнутой стальной проволоки.

Щелевидные отверстия применяют в решетах и ситах для грохочения влажных материалов, а квадратные и прямоугольные — для сухих.

1. Назначение, классификация грохотов

При проведении комплекса процедур дробления и разделения твердых материалов нельзя обойтись без определенного оборудования. Дробление материалов требует дальнейшего просеивания, которое осуществляется с помощью грохота. Поэтому процесс прохождения материала по грохоту называется грохочением.

Работа грохота основывается на ситах и решетах разных модификаций. Просеивающая поверхность устанавливается на плиту рабочего стола, плита подвижна, при включении агрегата она начинает совершать вращательные или поступательные колебания. Вид колебаний зависит от вида грохота, а тот, в свою очередь, зависит от возложенных на него функций. Модели различаются между собою размерами обрабатываемых частиц, тщательностью их разделения. Так, есть модели для грубого кускового просеивания и модели для точного разделения примесей.

По характеру движения рабочего органа или способу перемещения материала

- неподвижные грохоты (с неподвижной просеивающей поверхностью)

- частично подвижные грохоты (с движением отдельных элементов просеивающей поверхности)

- вращающиеся грохоты (с вращательным движением просеивающейся поверхности)

- плоские подвижные грохоты (с колебательным движением всей просеивающей поверхности)

- гидравлические грохоты (грохоты с перемещением материала в струе воды или пульпы)

по форме рабочей поверхности

- плоские грохоты (неподвижные грохоты, частично подвижные грохоты, плоские подвижные грохоты, гидравлические грохоты)

- барабанные грохоты (вращающиеся грохоты)

- дуговые грохоты (гидравлические грохоты)

по расположению просеивающей поверхности

- наклонные грохоты (в некоторых случая вертикальные)

- горизонтальные грохоты (или слабонаклонные)

По типу просеивающей поверхности — на колосниковые, штампованные и плетеные

По характеру действия грохоты разделяются на неподвижные и подвижные. Неподвижные грохоты обычно представляют собой наклонную по отношению к горизонту решетку и служат для предварительного отделения камня, подлежащего дроблению. Все грохоты, предназначенные для сепарации как дробленого, так и естественного материала, устраиваются подвижными, так как движение сита улучшает и ускоряет сортировку. Подвижные грохоты обычно снабжаются расположенными друг под другом двумя-тремя ситами, что позволяет одновременно получать несколько фракций щебня.

По принципу действия грохоты разделяются на плоские и барабанные (вращающиеся). В первом случае сито представляет собой плоскость, которая совершает качательные движения, а во втором случае оно образует цилиндрическую поверхность или поверхность усеченного конуса, где относительное движение материала и сита осуществляется вращением грохота. При цилиндрическом грохоте движение материала вдоль оси осуществляется за счет наклонного положения последней; в случае конического грохота его ось устанавливается горизонтально.

Плоские грохоты разделяются на качающиеся и вибрационные (инерционные). Качающиеся грохоты могут быть с наклонным и горизонтальным расположением сита. При наклонном расположении ввиду большой длины подвесок по сравнению с эксцентриситетом эксцентрика сито совершает качательные движения, близкие к прямолинейным, и движение материала вдоль него осуществляется под совместным действием составляющих силы тяжести и развивающихся при качании сил инерции. При горизонтальном расположении ввиду наличия угла а сито совершает дифференциальные движения, т. е. его движение в одну сторону отличается от движения в другую сторону. При этом материал подбрасывается, вследствие чего и происходит его продвижение вдоль сита.

Вибрационные (инерционные) грохоты могут быть подразделены на собственно вибрационные и гирационные. У первых амплитуда колебаний зависит от параметров возбуждения и упругой подвески, а также от массы грохота и находящегося на нем материала, а у вторых она задана жесткой кинематической цепью. Вибрационные грохоты могут иметь наклонные и горизонтальные расположения сита. Наклон необходим для продвижения материала вдоль сита при простом дисбалансе, под действием которого кузов грохота совершает круговые колебательные движения.

Горизонтальное сито устраивают при дисбалансах направленного действия с наклонной осью. Здесь продвижение материала осуществляется за счет того, что направленные колебания совершаются под некоторым углом к вертикали.

Качающиеся грохоты относятся к числу тихоходных. Так, обороты их эксцентрикового вала обычно находятся в пределах 300—500 об/мин. Частота вынужденных колебаний вибрационных грохотов равна 900— 3000 об/мин, в связи с чем они относятся к числу быстроходных машин.

Работа грохотов изучена, главным образом, благодаря трудам советских ученых Л. В. Левенсона, В. А. Баумана, И. И. Блехмана, Г. Ю. Джанелидзе и других, которыми исследована работа машин различных типов, а также условия и характер движения по ситу частиц материала.

По способу установки грохоты могут быть либо закрепленными на фундаменте, либо подвешиваемые к перекрытию. Изготовляются и универсальные грохоты, пригодные для любого установки

Вибрационным грохотам соответствует самый высокий коэффициент качества (0,90—0,98), а барабанным грохотам — самый низкий (0,60). Качающиеся грохоты занимают промежуточное положение. Здесь коэффициент качества равен 0,7—0,8.

2. Определить производительность бульдозера при разработке грунта

Исходные данные к задаче: бульдозер марки Т-500, дальность транспортировки грунта L = 160 метров, грунт – плотный суглинок.

Производительность бульдозера определяем по формуле

, (5.1)

где П – производительность бульдозера, м³/час; V_пр – объем призмы волочения, м³; Т_ц – продолжительность цикла, с; К – коэффициент потери грунта, К = 1- 0,005 L, L – дальность транспортирования грунта,

L = 1- 0,005∙160 = 0,2; К_р – коэффициент разрыхления грунта, К_р = 1,3 (таб.8)

Тяговое усилие, развиваемое трактором при мощности 372 кВт (таб.5), в ньютонах;

, (5.2)

где N_дв- мощность двигателя трактора, кВт; - КПД трансмиссии трактора, = 0,9; V₁- скорость движения трактора на 1-ой передаче, м/с. V₁=4 км/час = 1,1 м/с.

Сила тяги по сцеплению Т_сц, в ньютонах:

, (5.3)

где G_сц = m 9,8 – сила тяжести трактора с навесным оборудованием, Н; m – эксплуатационная масса бульдозера, 59455 (кг), таб.5 - коэффициент сцепления при движении по плотному суглинку =0,9;

G_сц=59455∙9,8 = 582659 (Н)

Т_сц=582659∙0,9=524393 (Н)

Условие движения без буксования:

Т_сц › Т_N ›W

где W – суммарное сопротивление, возникающее при работе бульдозера.

W=ΣW=W₁+W₂+W₃+W_4, (5.4)

где W₁ – сопротивление грунта резанию:

W₁=B∙sinα∙c∙k,

где В = 4530 мм. (таб.5) – длина отвала, м; α = 90^° (таб.5) – угол поворота отвала в плане относительно оси трактора, град; с – толщина срезаемого слоя, принимаем равной 0,3 м; κ = 100000 Па по (таб.8) – удельное сопротивление грунта резанию, Па.

W₁=4,53∙1∙0,3∙100000=135900

W₂= (5.5)

где W₂ – сопротивление волочению призмы грунта перед отвалом; Н=2,12м (таб.5) – высота отвала, м; ψ=40^° - угол естественного откоса грунта; γ = 1800 кг/м³ (таб.8) – плотность грунта; g = 9,81 м/с² – ускорение свободного падения; μ = 0,7 – коэффициент трения грунта по грунту; i = 0 -уклон пути, участок горизонтальный.

W₂=

W₃= (5.5)

где W₃ – сопротивление перемещению стружки грунта вверх по отвалу; δ=50^° - угол резания; μ₁ = 0,7 - коэффициент трения грунта по стали;

W₃=

Определяем W₄ – сопротивление движению бульдозера с трактором:

W₄=G∙f (5.5)

Где G = 59455∙9,8 = 582659 (Н) - сила тяжести бульдозера, Н; f=0,12 – удельное сопротивление движению бульдозера.

W₄= 582659∙0,12=69919

Свободную силу тяги определяем по формуле (5.6)

Т = Т_сц- (W₂+ W₃+ W₄) (5.6)

Т = 524393 – (149,79+61,37+69919) = 454262

Запас тягового усилия по мощности определяем по формуле (5.7)

Т = Т_N - (W₂+ W₃+ W₄) (5.7)

Т = 304363 – (149,79+61,37+69919) = 234233

Для дальнейших расчетов принимаем меньшее значение запаса тягового усилия Т_min= 234233

Расчетную глубину резания в конце набора грунта определяем по формуле (5.8)

C_min = (5.8)

где W₁ – сопротивление грунта резанию (принимаем равным Т_min= 234233)

C_min =

Максимальную глубину резания по формуле (5.9)

C_max = (5.9)

C_max =

Определяем среднюю толщину срезаемой стружки

C = (5.10)

C =

Определяем объем грунта в призме волочения:

V_пр = l₁∙B∙C, (5.11)

где l₁ – длина участка набора грунта, м;

l₁ = (5.12)

l₁ =

Подставляем значение l₁ в формулу 5.11

V_пр = 5∙10^-6∙4,53∙520751=12,1м³

Определяем Т_ц – продолжительность цикла, с;

Т_ц = t₁ + t₂ + t₃+ t₄ (5.13)

где t₁ – время резания грунта, t₁ =

где t₂ – время перемещения грунта, t₂ = с,

где t₃ – время обратного хода, t₃ = с,

где t₄ – дополнительное время (время на переключение передач и т.д),

t₄ = 26 с.

Т_{ц =} 146+146+26=317с,

По формуле 5.1 определяем производительность бульдозера

м³/час

Производительность бульдозера составляет 21,14 м³/час.

Список литературы

1. Г.Г. Воскресенский, Г.И. Декина, В. А. Клюев, Лещинский А.В., Позынич К.П., Шемякин С.А. Строительные и дорожные машины: Лабораторный практикум: 2003 – 89с.

2. Чернявский С.А., Кузнецов Б.С. Проектирование механических передач. Учебно-справочное пособие для вузов – 5-е изд. перериб. и доп. - М.: Химия 1984 – 560 с. ил.

3. Сиденко П.М. Изменение в хим. промышленности. - М.: Химия 1977 – 368 с. ил.

4. Чернилевсий Д.В. Детали машин и механизмов. Учебное пособие - 2-е изд. перероб. и доп. – К.: Выща шк. Головное изд-во 1987г. – 328 с.

5. Батурин А.Т. Цецкович Г.М. Панич.Б. Б. Чернин П.М. Детали машин – 6-е изд. машиностроение – М: 1971 – 467 с.