Определение рациональных режимов процесса грохочения в спирально-винтовом инерционном грохоте тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, кандидат наук Рудакова, Елена Вячеславовна

• Рудакова, Елена Вячеславовна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Рудакова, Елена Вячеславовна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ РАЗДЕЛЕНИЯ КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Способы разделения материалов

1.2. Механическая классификация

1.3. Анализ грохотов, использующихся для классификации мелких сыпучих строительных материалов

1.4. Виды просеивающих поверхностей

1.5. Анализ методик расчетов вибрационных грохотов

1.5.1. Эффективность грохочения

1.5.2. Производительность грохота

1.5.3. Кинетика грохочения

1.6. Анализ математических моделей, описывающих взаимодействие и движение частиц сыпучего материала

1.7. Описание конструкции спирально-винтового грохота

1.8. Цель и задачи исследования

1.9. Выводы

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА

2.1. Расчет мощности, потребляемой винтовым грохотом

2.2. Расчет амплитуды колебаний винтового грохота

2.3. Допущения к построению модели классификации сыпучего материала на вибрирующей сетке

2.3.1. Определение параметров контакта частиц

2.3.2. Моделирование контактного взаимодействия частиц

2.3.3. Особенности моделирования взаимодействия частиц в слое материала

2.3.4. Результаты моделирования

2.4. Моделирование динамических процессов вибрационного грохота с учетом мощности электропривода

2.4.1. Анализ режимов работы виброгрохота

2.4.2. Модель взаимодействия рабочего органа с обрабатываемой средой

2.4.3. Реологическая модель обрабатываемой среды

2.4.4. Алгоритм численного расчета

2.4.5. Анализ переходных режимов

2.4.6. Анализ установившихся режимов

2.4.7. Анализ силовых и энергетических характеристик

2.5. Выводы

3. МЕТОДИКИ, ПЛАН И ПРОГРАММА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Основные положения экспериментальных исследований

3.2. Описание экспериментальной установки и контрольно-измерительного оборудования

3.3. Методика проведения экспериментов

3.4. План проведения многофакторного эксперимента

3.5. Определение количества повторных экспериментов

3.6. Выводы

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОТЫ ВИНТОВОГО ИНЕРЦИОННОГО ГРОХОТА

4.1. Результаты поисковых экспериментов

4.1.1. Влияние угла подъема винтовой линии просеивающей поверхности на эффективность грохочения и производительность грохота по готовому продукту

4.1.2. Влияние частоты колебаний на эффективность грохочения и производительность грохота по

готовому продукту

4.1.3. Влияние амплитуды колебаний на эффективность грохочения и производительность грохота по

готовому продукту

4.1.4. Влияние призводителыюсти грохота по исходному продукту на эффективность грохочения и производительность грохота по готовому продукту

4.2. Влияние исследуемых факторов на эффективность грохочения и мощность, потребляемую приводом

4.2.1. Влияние исследуемых факторов на эффективность грохочения

4.2.2. Влияние исследуемых факторов на мощность, потребляемую приводом грохота

4.3. Определение рационального режима работы спирально-винтового инерционного грохота

4.4. Выводы

5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

5.1. Инженерная методика расчета

5.2. Технико-экономическая эффективность использования винтового инерционного грохота

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ!

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение рациональных режимов процесса грохочения в спирально-винтовом инерционном грохоте»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертационной работы. На протяжении последних 4 лет объёмы выработки нерудных строительных материалов в России стабильно увеличиваются на 12-18 % в год. В 2012 г. всего было получено 404-406 млн. м3 (годовой прирост составил 12,8 %). В том числе объемы сегментов рынка составляют: щебня и гравия - 54-56 % (более 215 млн. м3); песка 38 % (более 150 млн. м ); дробленого камня 4 % (более 16 млн. м ); гранул порошка и дробленого известняка 1 % (по 4 млн. м3) [53, 56].

Объемы отходов камнедробления, образующихся при переработке природных каменных материалов, достигают 20-45% объема перерабатываемого материала. Отходы камнедробления карбонатных и кремнистых пород целесообразно использовать с точки зрения как экономики, так и экологии. Экономическая составляющая складывается из затрат на горные работы и переработку горной массы (поскольку расходы на получение отсевов аналогичны расходам на выпуск щебня), плату за аренду земель, занимаемых отвалами не нашедших сбыта отсевов. Экологическая составляющая проявляется в увеличении нагрузки на окружающую среду, создаваемую отвалами [26].

Объем реализации отсевов составляет не более 10-15% от объема их выхода. Остальная часть отсевов направляется в отвалы. В итоге увеличиваются затраты на производство продукции [11].

Основными потребителями отходов камнедробления в настоящее время являются дорожно-строительные организации, использующие отсевы в асфальтобетонных смесях в качестве мелкого заполнителя [27].

В «Стратегии развития промышленности строительных материалов и индустриального домостроения на период до 2020 года», утвержденной Приказом Минрегиона РФ от 30 мая 2011 г. N 262 промышленности строительных материалов, выделяется особое место, как отрасли с уникальными возможностями по утилизации техногенных отходов, в том числе и отсевов, полученных в ходе производства нерудных строительных материалов.

В работах [35,44] показано, что использование отсевов дробления в тех-

нологии легкого бетона является перспективным направлением производства конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных бетонов, а в технологии тяжелого бетона обеспечивает полную замену природного песка и части щебня. Использование отсевов дробления в технологии приготовления бетонов может обеспечить значительный экономический и экологический эффект в промышленности строительных материалов.

Несмотря на очевидные экономические преимущества использования отсевов дробления в приготовлении растворов и бетонов, эти технологии не находят широкого распространения. Одной из причин, препятствующей промышленному освоению отсевов, является отсутствие у большинства предприятий, производящих отсевы, оборудования для их фракционирования.

Одним из возможных путей решения вопроса обеспечения конкретных предприятий относительно дешевыми продуктами фракционирования отсевов является их самостоятельная переработка. Однако для этого необходимо наличие соответствующего оборудования.

Таким образом, разработка и исследование оригинальных конструкций грохотов, позволяющих обеспечить эффективное фракционирование мелких фракций из отсевов дробления является важной и актуальной задачей.

Рабочая гипотеза - повысить эффективность процесса грохочения в инерционном грохоте возможно за счет увеличения времени нахождения материала на просеивающей поверхности.

Научная идея - повысить время контакта частиц с просеивающей поверхностью инерционного грохота возможно за счет придания просеивающей поверхности спирально-винтовой формы.

Цель работы - определение рациональных режимов процесса классификации отсевов дробления в спирально-винтовом инерционном грохоте, разработка методики расчета его основных параметров.

Задачи исследования. 1. Разработать методику для расчета мощности потребляемой приводом, учитывающую конструктивные и технологические параметры работы спирально-винтового инерционного грохота.

2. Получить уравнения, характеризующие взаимодействие частиц сыпучего материала на вибрирующей поверхности с учетом контактного взаимодействия и деформации частиц.

3. Получить уравнения, характеризующие динамические процессы вибрационного грохота с учетом мощности электродвигателя.

4. Создать экспериментальную установку и разработать методики исследований спирально-винтового инерционного грохота.

5. Исследовать влияние режимов работы инерционного грохота на эффективность процесса грохочения.

6. Выявить рациональные конструктивные и технологические параметры спирально-винтового инерционного грохота.

7. Провести промышленную апробацию опытного образца спирально-винтового инерционного грохота.

Научная новизна

Разработана методика расчета потребляемой приводом мощности, учитывающая конструктивные и технологические параметры работы спирально-винтового инерционного грохота.

Получены аналитические выражения, характеризующие взаимодействие частиц сыпучего материала на вибрирующей поверхности с учетом контактного взаимодействия и деформации частиц; динамические процессы вибрационного грохота с учетом мощности электродвигателя.

Получены уравнения, характеризующие влияние частоты, амплитуды колебаний и производительности грохота по исходному продукту на эффективность процесса грохочения и мощность, потребляемую приводом.

Экспериментально установлены рациональные значения технологических параметров спирально-винтового инерционного грохота, при которых обеспечивается максимальная эффективность процесса грохочения. Практическая ценность работы

На основании результатов исследований получены рекомендации по организации процесса грохочения отсевов дробления в спирально-винтовом инерционном грохоте.

Автор защищает

1. Методику расчета потребляемой приводом мощности, учитывающую конструктивные и технологические параметры работы спирально-винтового инерционного грохота.

2. Аналитические выражения, характеризующие взаимодействие частиц сыпучего материала на вибрирующей поверхности с учетом контактного взаимодействия и деформации частиц.

3. Аналитические выражения, характеризующие динамические процессы вибрационного грохота с учетом мощности электродвигателя.

4. Результаты экспериментальных исследований в виде регрессионных зависимостей, позволяющие определить влияние основных факторов на формирование функций отклика: эффективность грохочения и мощность потребляемую приводом спирально-винтового инерционного грохота.

Реализация работы Результаты работы внедрены в условиях ИП «Лотков» (г. Курск) при классификации отсевов дробления щебня с целью получения заполнителей бетонов и растворных смесей, а также в учебном процессе Белгородского государственного технологического университета имени В.Г. Шухова на кафедре механического оборудования.

Апробация работы Основные результаты работы докладывались на научно-технических конференциях, проходивших в БГТУ им. В.Г. Шухова; международной научно-технической конференции ИНТЕРСТРОЙМЕХ-2011; на заседании кафедры теоретической механики и мехатроники Юго-Западного государственного университета, протокол № 9 от 09.02.2012 г; на заседании технического персонала ИП «Лотков» в 2013 г.

Публикации По результатам работы опубликовано 9 печатных работ, в том числе 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по результатам работы, списка литературы из 98 наименований. Работа изложена на 156 страницах, в том числе содержит 88 рисунков, 9 таблиц.

1. АНАЛИЗ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ РАЗДЕЛЕНИЯ КУСКОВЫХ

МАТЕРИАЛОВ

1.1. Способы разделения материалов

Процесс разделения твердых зернистых материалов на части с различными свойствами частиц (кусков, зерен) использовался человечеством с древних времен [96] и получил название «классификация материалов» [9, 29].

В соответствии с производственными требованиями и свойствами перерабатываемых материалов применяются следующие способы классификации зерновых материалов: механический, гравитационный (гидравлический и воздушный), магнитный, электрофизический, радиометрический, флотационный, по упругости и трению и др. [9, 66].

Каждый из способов основан на использовании отличий у частиц материала по тем или иным свойствам.

В зависимости от назначения сортировку разделяют на обогащение материалов и классификацию материалов по крупности.

Задачей процесса обогащения являются удаление из материала посторонних примесей, наличие которых снижает качество сырья, снижает эффективность работы оборудования [64].

Электрофизическая сепарация основана на таких различиях в электрических свойствах частиц материала, как электрическая проводимость, диэлектрическая проницаемость, способность заряжаться при трении.

Для реализации сортировки радиометрическим способом используется разница в способности минералов испускать, отражать или поглощать радиоактивные излучения.

Флотационный способ предполагает использование различий в смачиваемости минералов. При флотации пузырьки газа (реже капли масла), пропускаемые через смесь, прилипают к плохо смачиваемым водой частицам и поднимают их к поверхности.

Сортировка по упругости предполагает различие траекторий, по которым отбрасываются частицы минералов с неодинаковой упругостью при падении

на поверхность.

Классификация по трению основана на различии у разных материалов сил трения о поверхность, что приводит к движению их по разным траекториям [30, 72].

Использование магнитного способа предполагает выделение намагничиваемых частиц (содержащих металлические включения) из обрабатываемого материала. [64].

Наибольшее распространение обогащение получило в таких отраслях промышленности, как топливная, черная и цветная металлургия, химическая. В промышленности строительных материалов нашли применение:

- флотационный способ используется в стекольной промышленности для обогащения песков;

- обогащение по упругости и трению при производстве щебня позволяет отделить «слабые» зерна (менее, упругие);

- магнитный способ, как правило, выполняет вспомогательную операцию: удаление из материалов железосодержащих примесей и случайно попавших металлических предметов [64].

В промышленности строительных материалов наибольшее распространение получила классификация материалов по крупности частиц. С ее помощью решаются следующие технологические задачи [9, 64, 66]:

- выделение из материала частиц, размер которых не удовлетворяет заданным требованиям (больше или меньше допустимой величины);

- разделение измельченного материала по крупности на несколько фракций.

Классификация материалов по крупности реализуется такими способами сортировки как механический, гидравлический, воздушный.

1.2. Механическая классификация

Механическая классификация (грохочение) заключается в разделении материалов по крупности на просеивающих поверхностях с отверстиями. Машины и устройства, используемые для грохочения, называют грохотами [9, 50]. При движении частиц материала вдоль просевающей поверхности часть

материала проходит через отверстия в ней. Этот продукт называют подрешёт-ным продуктом или нижним классом. Часть материала, которая в результате грохочения не прошла через просеивающую поверхность, называют надре-шётным продуктом или верхним классом [50, 64, 65].

В результате процесса грохочения исходный материал разделяется на две или более фракции. Фракцией называют зерна, прошедшие через сито с большими отверстиями размером /, и не прошедший через сито с меньшими отверстиями размером /2. Крупность фракции обозначается следующим образом: ~11 + 1г. Количество фракций составляет п +1, где п - количество просеивающих поверхностей [64, 65].

В зависимости от взаимного расположения просеивающих поверхностей различают следующие схемы грохочения: от крупного к мелкому (рис. 1.1. а, б), от мелкого к крупному (рис. 1.1. в), комбинированная (рис. 1.1. г).

I Исходный материал

| Исходный . \ материал

а)

'НОО 400+50 ■50*25 •25*12

б)

400+25

Исходный материал

Исходный I матери ал

в)

-то "25+12 -50*25 400+50

50+25

г)

Рис. 1.1. Схемы грохочения: а, б - от крупного к мелкому; в - от мелкого к крупному; г - комбинированная

Наибольшее распространение в промышленности нашла схема от крупного к мелкому (рис. 1.1. а), которая предполагает расположение используемых

сит друг под другом, что находит отражение в таких достоинствах, как компактность и малая металлоемкость. Размер отверстий последовательно уменьшается от верхнего сита к нижнему. Такое расположение сит обеспечивает предотвращение попадания крупных кусков материала на просеивающие поверхности с мелкими отверстиями, способствует снижению нагрузки на нижние сита и повышает долговечность просеивающих поверхностей.

Расположение сит друг над другом способствует более равномерному распределению материала между ситами и по поверхности сит, что и способствует повышению эффективности процесса грохочения. Компактность установки грохочения снижает вероятность крошения крупных кусков, так как они быстрее выводятся из процесса, что имеет большое значение для пород с низкой прочностью. К недостаткам этой схемы относят неудобство контроля, монтажа и обслуживания нижних просеивающих поверхностей, а также неудобство разгрузки получаемых классов материала [64, 65,66].

При расположении сит по схеме от крупного к мелкому, представленной на рисунке 1.1. б, сита располагаются последовательно. Подрешетный продукт, полученный на сите с более крупными отверстиями, транспортируется по поддону и подается на сито с мелкими отверстиями. При этом ступени могут быть расположены друг под другом, что позволяет уменьшить габариты машины в плане и рассредоточить места вывода классов, однако увеличивается высота установки, повышается ее металлоемкость, а значит и энергоемкость процесса классификации. Такое расположение сит способствует повышению эффективности грохочения на нижнем сите, так как наличие поддона под верхним ситом позволяет направить материал в начало нижнего сита и тем самым увеличить среднее время пребывания классифицируемого материала на просеивающей поверхности [64, 65, 66].

При схеме от мелкого к крупному (рис. 1.1. в) сита располагаются последовательно с постепенным увеличением отверстий. Преимуществами является простота конструкции, монтажа, обслуживания и контроля просеивающих поверхностей. При данной схеме удобно организованна разгрузка материала в бункеры, расположенные по длине машины. Ее недостатком является попада-

ние больших кусков материала на просеивающие поверхности с самыми маленькими отверстиями. Это приводит к снижению срока службы просеивающих поверхностей, а также снижению эффективности грохочения по причине перекрывания большими кусками части отверстий, что затрудняет выделение мелких частиц в подрешётный продукт. Схему отличают большие габариты в плане, а также возможность крошения крупных кусков хрупкого материала при длительном движении по поверхности грохочения [64, 65, 66].

Комбинированная схема грохочения (рис. 1.1. г) по своим преимуществам и недостаткам занимает промежуточное положение по отношению к рассмотренным схемам. Часть сит располагается относительно друг друга по схеме от крупного к мелкому, что способствует уменьшению нагрузки на сита с мелкими отверстиями и предотвращает их забивание, кроме этого, часть сит располагается по схеме от мелкого к крупному, реализуя достоинства этой схемы [64, 65, 66].

1.3. Анализ грохотов, использующихся для классификации мелких сыпучих строительных материалов

По конструктивному исполнению различают неподвижные и подвижные грохоты, последние подразделяются на качающиеся, вибрационные, барабанные, валковые (рис. 1.2.).

Рис. 1.2. Классификация грохотов по конструктивному исполнению

Для классификации мелких сыпучих строительных материалов механическим способом могут быть использованы инерционные грохоты и грохоты с электромагнитным вибровозбудителем [12].

Принципиальная особенность этих грохотов состоит в том, что просеивающая поверхность совершает колебательные движения, источником которых является динамический привод, не имеющий жесткой кинематической связи с самой поверхностью. При этом характер колебательного движения, амплитуда и форма траекторий движения зависят исключительно от динамических факторов, таких как величина возмущающей силы, величина движущихся масс, жесткость и расположение пружин, частота колебаний [12, 37].

Л.А. Вайсберг в своей работе [12] дает следующую классификацию инерционных грохотов:

- по характеру движения просеивающей поверхности различают грохоты с круговыми и близкими к ним колебаниями; грохоты с прямолинейными колебаниями и грохоты с близкими к прямолинейным колебаниями;

- по числу колеблющихся масс различают одно-, двух- и трехмассные;

- по числу вибровозбудителей: с одним, с двумя, и т.д.

- по способу синхронизации вибровозбудителей (если их более одного): с принудительной кинематической синхронизацией; принудительной электрической синхронизацией; самосинхронизацией;

- по соотношению вынуждающей и собственной частоты колебаний различают дорезонансные, резонансные и околорезонансные; зарезонансные; межрезонансные грохоты;

- по числу просеивающих поверхностей: одно-, двухситные, и т.д.;

- по расположению просеивающей поверхности относительно горизонта: горизонтальные или слабонаклонные (до 5-6°), наклонные;

- по характеру перемещения просеивающей поверхности или ее частей относительно корпуса: с неподвижными и активными просеивающими поверхностями.

Инерционные грохоты обладают такими достоинствами, как высокая эффективность грохочения за счет хорошего расслоения материала на поверхности грохота (85-90%); высокая производительность; низкое потребление электроэнергии.

К недостаткам относятся сложность конструкции и большая металлоемкость; необходимость тщательного контроля за уравновешенностью масс.

Инерционный вибрационный грохот с эллиптической траекторией качания корпуса предназначен для грохочения нерудных материалов (рис. 1.З.).

Рис. 1.3. Вибрационный инерционный грохот

Грохот подвешивается на пружинных подвесках 1 и может устанавливаться под углом в 8-25°. Грохот двухъярусный и состоит из короба 2, внутри которого размещен дебалансный вал 3, установленный на двух роликоподшипниках 4. С обеих сторон вала на шпонках закреплены шкивы 5 с де-балансами 6, установку которых можно регулировать бесступенчато. Дебалансный вал защищен от проникновения пыли трубой 7. В коробе 2 устанавливаются два яруса сит, крепление которых осуществляется при помощи деревянных клиньев 8 и растяжек.

В отдельных конструкциях пружинная подвеска осуществляется с применением резинового демпфера, состоящего из коуша 1, канатов 2, клинового зажима 3, плиты 4, пневмобаллона 5, играющего роль демпфера.

При классификации мелких сыпучих строительных материалов в инерционных грохотах классической конструкции возникает проблема забивания просеивающих поверхностей частицами граничного размера, пылью а также из-за электростатического заряда. В результате этого за короткое время значительно уменьшается живое сечение просеивающей поверхности, падает производительность и эффективность грохочения, становится невозможной организация непрерывного процесса производства.

Сам по себе традиционный вибрационный грохот не оказывает никакого воздействия на просеиваемый материал помимо пассивного перемещения его по поверхности сетки в горизонтальной плоскости, т. е. на самом деле ни один традиционный грохот не просеивает материал, а только лишь перемещает его по поверхности сетки. В связи с этим повышение эффективности сортировки достигается правильным выбором размеров сетки, скорости движения материала по ситу и угла наклона сита в зависимости от гранулометрического состава материала [34].

Компания Astee Mobile Screens в конструкции грохотов серий PEP Vari-Vibe® и Duo-Vibe® добивается повышения производительности и эффективности грохочения за счет четкой градации материала по крупности, реализуя для отделения крупного сыпучего материала высокие амплитуды и низкую частоту колебаний, а для мелкого - низкую амплитуду и высокую частоту. Это достигается за счет того, что на всех уровнях грохота и по его длине создаются разные амплитуды и частоты колебаний (рис. 1.4.) [48].

Это обеспечивается благодаря тому, что вибромодули расположены непосредственно под деками грохота и передают возвратно-поступательное движение на сито. На традиционных установках грохочения создание разной амплитуды и частоты вибраций невозможно из-за того, что вибрации передаются на материал при помощи вибромодулей, расположенных на коробе. В результате используется одинаковая амплитуда и частота колебаний, это приводит к тому, что мелкие фракции находятся в подвешенном состоянии и не соприкасаются с поверхностью грохочения и не проходят сквозь ячейки сита [46,48].

Рис. 1.4 Принципиальная схема работы грохота Astee Mobile Screens

серии PEP Vari-Vibe®

He менее интересным решением повышения эффективности грохочения мелких и тонкодисперсных материалов является разработка Ultimate Screener ™ (Идеальный Грохот ™) фирмы KROOSH Technologies Ltd. Для реализации данного решения используется природное физическое явление, называемое «странным аттрактором», основное действие которого в отношении вибрационной системы состоит в поддержании этой системы в режиме резонанса вне зависимости от её начального положения и изменений во внешних факторах, влияющих на эту систему в процессе её работы [22].

На рисунке 1.5. представлено сравнение амплитудно-частотной характеристики традиционного грохота и грохота Ultimate Screener ™.

У грохота Ultimate Screener ™ область резонанса расположена выше, чем у традиционного грохота, и наблюдается в более широком диапазоне частот колебаний. В связи с этим предлагаемая система стабильна в области резонанса. По оценкам производителя грохот KROOSHEP Ultimate Screener ™ в несколько раз превосходит традиционные грохоты по производительности и эффективности грохочения [35].

Система flip-flow используется такими фирмами, как IFE System АВ, Action Equipment Company, Eurogomma для материалов, склонных к забиванию ячеек сита, в том числе и мелких (рис. 1.6.).

Данная система отличается оригинальностью организации движения про-

сеивающей поверхности. Оно представляет собой сочетание продольного движения и поперечного, которые организуются с помощью различных оригинальных конструкций корпуса и привода грохота.

Рис. 1.5. Амплитудно-частотная характеристика: 1- традиционного грохота: а - резонансный пик, б - рабочая зона (зарезонансная область); 2 - гро хота Ultimate Screener ™: в - рабочая зона (резонансная область)

Рис. 1.6. Система flip-flow компании Action Equipment Company

При таком движении отдельно взятые участки просеивающей поверхности совершают волнообразное движение, при этом они периодически натягиваются. Это позволяет обеспечить самоочищение просеивающей поверхности, передать материалу значительные ускорения и активно его перемешивать, что приводит к повышению производительности и эффективности грохочения

Из-за высокой стоимости и недостаточной изученности работы данных аппаратов по разделению вторичных продуктов, получаемых при производст-

в

Ш

[23, 25, 82].

ве щебня, они не нашли широкого внедрения на предприятиях нерудных строительных материалов

Фирмы Conn-Weld®, TRIO Engineered Products Inc, IFE System AB, Henan Winner Vibrating Equipment Co, Weir Minerals для повышения эффективности и грохочения материалов с высоким содержанием мелкозернистых частиц используют вибрационные грохоты типа «Банан» (рис. 1.7.).

Рис. 1.7. Грохоты типа «Банан»

Угол наклона просеивающей поверхности в машинах данного типа изменяется по длине грохота от 35-45° в начале до 10-0° в конце. Обычно используется от двух до шести наклонных участков, на которых могут быть установлены различные просеивающие поверхности. Тонкий слой поступающего материала, различная скорость движения материала по просеивающей поверхности, линейное перемещение, большая амплитуда вибрации в сочетании с высокими ускорениями позволяют обеспечить высокие производительность и эффективность грохочения, а также снизить степень засорения и забивания [17, 45, 93].

Другим способом повышения производительности и эффективности грохочения является использование грохотов типа «Сайзер» (рис. 1.8.), в которых помимо сит, определяющих границы фракций, установлены дополнительные сита, позволяющие равномерно подавать материал, а также способствующие снижению интенсивности поступления материала на каждое из сит.

Это позволяет повысить производительность грохота и эффективность процесса грохочения.

Рис. 1.8. Грохоты типа «Сайзер»

Ряд фирм (GKM Siebtechnik GmbH, Allgaier, Minox, Virto Group, Sweco и др.) производят качающиеся грохоты с плоскими круговыми ситами для классификации мелких и тонкодисперсных материалов. С целью обеспечения непрерывного производства, повышения производительности и эффективности грохочения используют различные способы чистки сит. Круглая форма сит особенно хорошо подходит для простой и быстрой установки различных приспособлений чистки. Наибольшее распространение нашли такие способы очистки (рис. 1.9.), как отчистка воздушными струями, протирочными скребками, щетками, роликами, выбиванием шариками, ультразвуком.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рудакова, Елена Вячеславовна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алифов, Ф.Ф. Взаимодействие нелинейных колебательных систем с источниками энергии / Ф.Ф. Алифов, К.В. Фролов. - Москва: Наука, 1985.-328 с.

2. Бауман, В.А.Механическое оборудование предприятий строительных-материалов, изделий и конструкций: учебник длястроительных вузов /В.А. Бауман, Б.В. Клушанцев, В.Д. Мартынов. - 2-е изд. перераб. -Москва: Машиностроение, 1981. - 324 с.

3. Бауман, В.А.Вибрационные машины и процессы в строительстве: учеб.пособие для студентов строительных и автомобильно-дорожных вузов /В.А. Бауман, И.И. Быховский. - Москва: Высшая школа, 1977 — 255 с.

4. Бленд, Д. Теория линейной вязко-упругости / Д. Бленд. - Москва: Мир, 1965.-199с.

5. Блехман, И.И. Вибрационная механика / И.И. Блехман. — Москва: Физ-малит, 1994.-400 с.

6. Богданов, B.C. Инерционный грохот с геликоидной просеивающей поверхностью / B.C. Богданов, С.С. Латышев, Е.В. Рудакова // Интер-строймех-011: материалы междунар. науч.-техн. конф. / М-во образо-ванияРесп. Беларусь, М-во образования и науки Рос. Федерации. - Могилев: Белорус.-Рос. ун-т, 2011. - С. 267-268.

7. Богданов, B.C. К вопросу о выборе схемы грохочения/ B.C. Богданов, С.С. Латышев, Е.В. Рудакова // Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов: межвуз. сб. ст. / под ред. B.C. Богданова. - Белгород, 2011- Вып. X. - С.10-12.

8. Богданов, B.C. Лабораторная установка инерционного грохота с геликоидной просеивающей поверхностью / B.C. Богданов, С.С. Латышев, Е.В. Рудакова // Инновационные материалы и технологии: сб. докл.

междунар. науч. -практ. конф. ( Белгород, 11-12 окт. 2011 г.) / Белгор. гос. технол. ун-т. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2011. — С. 71-73.

9. Борщевский, A.A. Механическое оборудование для производства-строительных материалов и изделий: учебник для вузов по спец. «Производство строитроительных изделий и конструкций» /A.A. Борщевский, A.C. Ильин - Москва: Альянс, 2009. - 368 с.

10. Буткевич, Г.Р. Проблемы вовлечения отходов горнодобывающего производства в хозяйственную деятельность /Г.Р. Буткевич// Строительные материалы. -2013 - №7. -С. 62-65.

11. Буткевич, Г.Р.Щебень, песок: необходимо взаимопонимание нерудников и дорожников /Г.Р. Буткевич// Строительные материалы - 2009. — №11.-С. 8-9.

12. Вайсберг, JI.A. Проектирование и расчет вибрационных грохотов /Л.А. Вайсберг. - Москва: Недра, 1986 - 144 с.

13. Вайсберг, Л.А. Просеивающие поверхности грохотов. Конструкции, материалы, опыт применения / Л.А. Вайсберг, А.Н. Картавый, А.Н. Коровников. - Санкт-Питербург: ВСЕГЕИ, 2005. - 250 с.

14. Вейц, В.Л. Динамика управляемых машинных агрегатов / В.Л. Вейц, М.З. Коловский, А.Е. Кочура. - Москва: Наука, 1984. - 352 с.

15. Вибрационные машины и технологии /С.Ф. Яцун [и др.]. - Баку: Элм, 2004.-408 с.

16. Вибрационный грохот типа «Банан» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://vibratescreen.ru/l-12-equal-thickness-screen.html

17. Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах: учебник для вузов / под.ред. Б.В. Анисимова - Моевка: Высшая школа, 975.-302 с.

18. Гончаревич, И.Ф. Теория вибрационной техники и технологии /И.Ф. Гончаревич, К.В. Фролов. - Москва: Наука, 1981. — 319 с.

19. Гортинский, В.В. Об управлении запуском колебательной системы с инерционным возбудителем. Механика машин / В.В. Гортинский, Б.Г. Хвалов // Механика машин - 1991. - Вып. 58. - С. 42-46.

20. ГОСТ 8736-93. Межгосударственный стандарт. Песок для строительных работ. - Введ. 1995-07-01. - Москва: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1993. - 8 с.

21. Грохот Kroosh [Электронный ресурс] // Новые технологии - инжиниринг: [web-сайт]. - Режим доступа: option=comcontent&task=view&id =116&Itemid=201

22. Грохота системы flip-flow для просеивания «проблемных» материалов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.mobilecrusher.ru/ processing/3751 .html.

23. Динамика управляемых движений вибрационных систем /Н.Н. Болотник [и др.] // Известия РАН. Теория и системы управления. - 2006. — №5. -С.157-167.

24. IFE Двухярусный грохот системы Flip-flow [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.ife-system.se/wp-content/uploads/IFE-Trisomat. pdf

25. Калашников, В.И.Перспективы производства каменной муки и щебня из отсевов камнедробления в Пензенской области (часть 1) [Электронный ресурс] /В.И. Калашников. — Режим доступа: http://www.gkeconomstroy.ru/index.php/katalog-statey/item/14-perspektivy-proizvodstve-kamennoy-muki-1

26. Калашников, В.И.Перспективы производства каменной муки и щебня из отсевов камнедробления в Пензенской области (часть 2) [Электронный ресурс] / В.И. Калашников. - Режим доступа: http://www.gkeconomstroy.ru/index.php/katalog-statey/item/15-perspektivy-proizvodstve-kamennoy-muki-2

27. Калашников, В.И. Проблемы использования отсевов камнедробления [Электронный ресурс] / В.И. Калашников. - Режим доступа: http://www.gkeconomstroy.ru/index.php/katalog-statey/item/12-problemy-sispolzovaniem-otsevov-kamnedroblenya.

28. Калекин, В.С.Процессы и аппараты химической технологии: Массооб-менные и механические процесськучеб.пособие. В 2 ч.Ч.2 / B.C. Калекин. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007.- 200 с.

29. Классен, В.И. Обогащение руд (химического сырья) / В.И. Классен. — Москва: Недра. 1979. -240 с.

30. Кононенко, В.О. Колебательные системы с ограниченным возбуждением / В.О. Кононенко. - Москва: Наука, 1964. - 324 с.

31. Красовский, Г.И. Планирование эксперимента / Г.И. Красовский, Г.Ф. Филаретов - Минск.: Изд-во БГУ, 1982 - 302 с.

32. Круглицкий, H.H. Физико-химическая механика дисперсных минералов / H.H. Круглицкий. - Киев: Наукова думка, 1974. - 246 с.

33. Лавшонок, A.B. Конспект лекций по курсу «Машины для производства строительных материалов» [Электронный ресурс] для студентов специальности 7.090214 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, мелиоративные машины и оборудование» (ПТМ) /A.B. Лавшонок, Н.В. Хиценко, A.B. Мерзликин. - Донецк: ДонНТУ, 2007. -88с. - Режим доступа: http://dmo96.ru/load/0-0-0-58-20

34. Лазуткин, A.B.Использование отсевов дробления - важный фактор экономического роста предприятий нерудной промышленности /A.B. Лазуткин, В.И. Эйрих, В.П. Жуков // Строительные материалы. - 2003. -№11.-С. 6-7.

35. Левитский, Н.И. Теория механизмов и машин / Н.И. Левитский. - Москва: Наука, 1990. - 592 с.

36. Макаров, В.И. Машины и агрегаты для дробления и сортировки материалов: справочник / В.И. Макаров, В.П. Соколов. - Москва — Ленинград: Машиностроение, 1966. - 158 с.

37. Методы изготовления перфорированного листа [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.stalprom.ru/statii/metodi-izgotovleniya-perforirovannogo-lista/

38. Механика гранулированных сред. Теория быстрых движений: сб. статей: пер. с англ. - Москва: Мир, 1985. - 280 с.

39. Модернизация грохота с элементами динамического синтеза /В.Я. Дьяконова [и др.] // Успехи современного естествознания.— 2012. -№ 9 — С. 88-91.

40. Нигматулин, Р.И. Динамика многофазных сред.В 2 ч. 4.1. /Р.И. Нигма-тулин. - Москва: Наука, 1987. - 464 с.

41. Нигматулин, Р.И. Динамика многофазных сред.В 2 ч. 4.2. /Р.И. Нигматулин- Москва: Наука, 1987. - 360 с.

42. Нигматулин, Р.И. Основы механики гетерогенных сред: монография /Р.И. Нигматулин. - Москва: Наука, 1978. - 226 с.

43. Нисневич, М.Л. Использование отсевов дробления горных пород в технологии бетона / М.Л. Нисневич, Г.А. Сиротин// Строительные ате-риалы. - 2003. - №11. - С. 8-9.

44. Оборудование ЕЖ)1ЖОН для скрининга типа «банан» [Электронный-ресурс]. - Режим доступа:Ьйр://ги. weirminerals.com/ ргос1-ис1з_5епчсе8/8сгееп_тасЫпез/зсгееп_тасЫпез_Ьапапа/Ппа1ех_ Ьапа-па_с0псер1:_8сгееп.а8рх

45. Оборудование горнодобывающей промышленности [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.astecworld.com/ Шез/А81ес%20Мт^°/о20Вгос1шге0/о2011и851ап^£

46. Одноярусный грохот типа банан [Электронныйресурс]. - Режим доступа: http://www.ife-system.se/ru/produkter/siktar

47. Особенности высококачественного грохочения [Электронный ресурс] // Горная промышленность. - 2007. - №6. - С.42-43. - Режим доступа: http://www.mining-media.ru/ru/article/gorobor/871 -озоЬеппоБЙ-vysokochastotnogo-grokhocheniya

48. Пановко, Г.Я. Динамика вибрационных технологических процессов ГГ.Я. Пановко. - Москва: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2006. -158 с.

49. Перов, В.А. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых: учеб.пособие для вузов /В.А. Перов, Е.Е. Андреев, Л.Ф. Биленко-4-е изд., перераб. - Москва: Недра, 1990 - 301 с.

50. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов: пер. снем. / К. Хартман[и др.].- Москва: МИР, 1977 - 314 с.

51. Полиуретановые сита для грохотов [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.unikom-service.ru/poliuretanovye_sita_grohotov

52. Прирост производства щебня, песка и гравия составил более 7% [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.research/28/02/2013/5629 49985948382.shtml

53. Раскин, Х.И. Применение методов физической кинетики к задачамвиб-рационного воздействия на сыпучие среды /Х.И. Раскин// ДАН СССР — 1975.-Т. 220, № 1.-С.54-57.

54. Рахматулин, Х.А. Основы газовой динамики взаимопроникающих движений сплошных сред / Х.А. Рахматулин //Прикладная математика и механика. - 1956. -Т.20, вып 2 - С. 183-195.

55. Российский рынок нерудных строительных материалов. 2013 г. [Электронный ресурс] //AltoCjnsultingGrou: сайт компании. - Режим досту-na:http://alto-group.ru/analitika/127-rossijskij-rynok-nerudnyx-stroitelnyx-materialov-2013 -g.html

56. Рудакова, Е.В. Общие принципы построения математической модели сыпучего материала/ Е.В. Рудакова // Ученые записки РГСУ. - 2012-№2.-С. 355-358.

57. Рудакова, Е.В. Моделирование динамических процессов вибрационного грохота с учетом ограниченной мощности электропривода /Е.В. Рудакова, В.Н. Шевякин, С.Ф. Яцун// Известия Юго-Зпадного государственного университета. - 2011.-№ 2., ч. 2 - С. 10-16.

58. Рудакова, Е.В. Моделирование контактного взаимодействия частиц /Е.В. Рудакова // Естественные и технические науки. - 2011- № 3.— С.302-303.

59. Рудакова, Е.В. Особенности практики применения вибрационного грохота/ Е.В. Рудакова // Materialy VII mezinarodni vedecko-praktika conference «Nastoleni moderni vedy - 2011». - Praha, 2011.-C.28-32.

60. Рудакова, Е.В. Преимущества использования винтового инерционного грохота/ Е.В. Рудакова // Ученые записки РГСУ - 2011- № 6. - С. 398400.

61. Рудакова, Е.В. Расчетная схема разделения сыпучего материала на вибрирующей сетке/ Е.В. Рудакова // Журнал научных публикация аспирантов и докторантов. - 2011.- № 2. - С. 110-113.

62. Румянцев, С.А. Динамика переходных процессов и самосинхрониза-циядвижений вибрационных машин / С.А. Румянцев. - Екатеринбург: УрО РАН, 2003.- 134 с.

63. Сапожников, М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций: учебник для строительных вузов и факультетов /М.Я. Сапожников. - Москва: Высш. школа, 1971.-382 с.

64. Серго, Е.Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых: учебник для вузов / Е.Е. Серго. - Москва: Недра, 1985. - 285 с.

65. Силенок, С.Г. Механическое оборудование предприятий строительной индустрии: учебник для студентов вузов по спец. «Автоматизация икомплексная механизация строительства» /С.Г. Силенок. - Москва: Стройиздат, 1973. -374 с.

66. Сита грохотов [Электронный ресурс] // Машиностроительный завод «Витязь»: сайт. - Режим дocтyпa:http.7/zavodslava.com/p9504072-sita-grohotov.html

67. Сита металлические для грохотов [Электронный ресурс]// Транспортеры России: Комплексное обслуживание конвейерного обслуживания. — Режим доступа: http://www.trs-russia.ru/sita_dlya_grohotov/

68. Сита третьего тысячелетия [Электронный ресурс] // Золотодобыча: Технологии и оборудования для профессионалов и любителей. - Режим доступа: http://zolotodb.ru/news/10361

69. Сито для грохота [Электронный ресурс] // ООО «Завод сплавов»: сайт. - Режим доступа: http://www.zko-ural.com/sito.html

I

70. Соболь, И.С. Метод Монте-Карло: Популярные лекции по математике I /И.С. Соболь - Москва: Высшая школа, 1978. - 64 с.

71. Справочник по обогащению руд. В 4 т. Т. 4.0богатительные фабрики /под ред. О.С. Богданова, Ю.Ф. Ненарокомова. - 2-е изд., перераб. и доп. - Москва: Недра, 1984. - 358 с.

72. Тарг, С.М. Краткий курс теоретической механики: учебник для втузов /С.М. Тарг. - 12-е изд., стер. - Москва: Высшая школа, 2002. - 416 с.

73. Трудная сортировка [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.eurositex.cz/ru/prumyslova-sita/obtizne-trideni.php

74. Управление мехатронными вибрационными установками /Б.Р. Андриевский [и др.]; под ред. И.И. Блехмана, А.Л. Фрадкова. - Санкт Питер-бург: Наука, 2001. - 278 с.

75. Урьев, Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы /Н.Б. Урьев. - Москва: Химия, 1980. - 320 с.

76. Урьев, Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем иматериалов /Н.Б. Урьев. - Москва: Химия, 1988. - 256 с.

77. Федоренко, И.Я. Анализ поведения сыпучей среды при вибрациях на основетеории аттрактора Лоренца / И.Я. Федоренко // Известия СО АНСССР. -1980. - Вып. 3. - С. 112 -115.

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

79. Численное исследование актуальных проблем машиностроения и ме-ханикисплошных и сыпучих сред методом крупных частиц. В 5 т. Т. 2 / Ю.М. Давыдов [и др.]; под ред. Ю.М. Давыдова. - Москва : Нац. акад. Прикладныхнаук, Междунар. ассоциация разработчиков и пользователей метода крупныхчастиц, 1995 . - 573с.

80. Шатохин, В.М. Анализ и параметрический синтез нелинейных силовых передач машин: монография / В.М. Шатохин. - Харьков: НТУ «ХПИ», 2008.-456 с.

I

81. Abu-Zaid, S. Analysis of rapid shear flow of granular materials by a kinetic * model including frictional losses / S. Abu-Zaid, G. Ahmady // Powder Technol. - 1993. - Vol.77. - P. 7-17.

82. Flip-flow screening for extreme materials [3jieKTpoHHbiiipecypc]. - Pe-)KHM^ocTyna:http://www.actionconveyors.com/index.php/vibra-snap-screen. html/

83. Jatsun, S. Diaphragmatic compressor equipped with symmetric electromagnetic drive / S. Yatsun [et al.] // Journal «Bilgi». Seriya: Technics. - Baku,

2000. -№3. - P. 14-16.

84. Jatsun, S. Dynamics of robot with vibrating Engine / S. Jatsun, J. Safarov, R. Vorontsov // Proceedings. GLAWAR - 2001. - Karlsruhe (Germany), 2001. -P. 1150-1156.

85. Jatsun, S. Dynamics of vibrating robot for in pipe inspection / S. Jatsun, R. Vorontsov // International Symposium - SYROM. - Bucharest (Romania),

2001.-P. 205-209.

86. Jatsun, S. Mathematical model of granular material in a vibrating boiling layers / S. Jatsun, J. Safarov // EUROMECH. Colloquium 425 «Nonlinear Dynamics, Control and Condition Monitoring». - Aberdeen (Scotland), 2001.-P. 44.

87. Jatsun, S. Mathematical Modeling of Processing of Granular Material in a Vibrating boiling Layer / S. Yatsun, O. Loktionova, J. Safarov // First International Symposium on Microgravity Research and Applications in Fhisical Sciences and Biotechnology. - Sorrento (Italy), 2000. - P. 233-239.

88. Jatsun, S. Simulation of the Dry Granular Medium Behavior on Vibrating Bed / S. Jatsun // Drying Technology. Ed. F. S. Mujumdar. Marcel Dek-ker, Jne. New Yonk and Basel. -1999. - №4. - P. 1081 -1089.

89. Jatsun, S. Vibrating engine for robots / S. Jatsun, J. Safarov // Proceedings. CLAWAR -2000. - Madrid (Spain). - P. 1016-1021.

90. Jenkins, J.T. A theory for the rapid flow of identical, smooth, nearly elastic, spherical particles / J.T. Jenkins, S. B. Savage // J. Fluid Mech.- 1983. -Vol.130. -P. 187-202.

91. Jenkins, J.T. Rapid flows of granular materials / J.T. Jenkins // Non-Classical Continuum Mechanics. - London, Cambridge University Press, 1987. -P.213-225.

92. Luding, S. Simulations of two-dimensional arrays of beds under external vibrations: Scaling behavior / S. Luding, H.J. Herrmann, A. Blumen// Phys Rev. E 50. - 1994. - P. 3100-3108.

93. Lun, C. K. K. Kinetic theory for granular flow of dense, slightly inelastic, slightly rough spheres / C. K. K. Lun // J. Fluid Mech., - 1992. - Vol. 233. -P.539-559.

94. Lun, C. K. K. Numerical simulations of inelastic frictional spheres in simple shear flow / C. K. K. Lun, A. A. Bent // J. Fluid Mech. - 1994. - Vol. 258. -P.335-353.

95. Lun, C. K. K., Kinetic theories for granular flow: inelastic particles in Couette flow and slightly inelastic particles in a general flow field /C. K. K. Lun, S.B. Savage, P.J. Jeffrey, N. Chepumiv // J. Fluid Mech. - 1984. -Vol.140.-P. 223-256.

96. Meinel, A. History of screening technology: screen sizing and separation rom the 20th Century BC to the early 20th Century AD /A. Meinel//AufbereitungsTechnik/Mineral Processing. - 2008. - №3. - P.6-27.

97. Savage, S.B. Instability of unbounded uniform granular shear flow /S.B. Savage//J. Fluid Mech. - 1992. - V.241. - P. 109-203.

98. Savage, S.B. Streaming motions in a bed of vibrationally fluidized dry granular material / S.B. Savage // J. Fluid Mech. -1988. - V.194. - P.457-478.