Вибрационные (инерционные) грохоты

Все вибрационные грохоты характеризуются отсутствием жесткой связи подвижного корпуса с источником колебаний. При этом амплитуда свободных колебаний зависит от величины движущихся масс, жесткости пружин и как вывод возникающей силы инерции.

По характеру движения короба грохота различают:

- грохоты с прямолинейными вибрациями (резонансные, с электромагнитным вибратором и с самобалансным вибратором);

- грохоты с круговыми вибрациями (с простым дебалансным вибратором и самоцентрующиеся).

Достоинства: высокая эффективность грохочения, за счет хорошего расслоения материала на поверхности грохота (85-90%); высокая производительность; низкое потребление электроэнергии.

Недостатки: сложность конструкции и большая металлоемкость; необходимость тщательного контроля за уравновешенностью масс.

Грохоты с прямолинейными вибрациями.

Рис. 28. Резонансный грохот с эксцентриковым механизмом и уравновешенной массой: 1 – короб грохота; 2- опорная рама; 3 – шарнирные опоры; 4 – упругие подставки; 5 – эксцентриковый вал; 6 – шатун; 7 – эластичный элемент; 8 – пружины.

Грохот представляет собой колебательную систему из двух масс: короба грохота (m₁) и опорной рамы (m₂), связанных между собой упругими элементами.

На раме смонтирован приводной эксцентриковый механизм, сообщающий движение коробу грохота через шатун с эластичным элементом, в результате чего рама и короб колеблются в разных направлениях. Амплитуда колебаний массивной рамы (для утяжеления ее заполняют бетоном) меньше амплитуды колебаний короба. При этом энергия расходуется только на преодоление сил трения, поэтому затраты электроэнергии минимальны.

Применяются для предварительного и поверочного грохочения материала крупностью от 300 до 10 мм на сетках с отверстиями 50-0,5 мм.

Рис. 29. Резонансный грохот с электромагнитным вибратором: 1 –короб грохота (m₁); 2 – якорь вибратора (m₁); 3 – вспомогательный груз (m₂); 4 – электромагнит (m₂); 5 – пружины (рессоры); 6 – пружинные подвески.

Грохот также состоит из двух масс, связанных между собой, приводимых в движение электромагнитным вибратором. Короб грохота и якорь вибратора составляют одну колебательную систему. Вспомогательный груз с электромагнитом составляют вторую колебательную систему. Обе массы соединены рессорами, и вся система подвешена на пружинных подвесках к неподвижной поддерживающей конструкции. При питании вибратора переменным током якорь и сердечник электромагнита попеременно притягиваются и отходят один от другого. При этом обе массы приходят в колебательное движение.

Вибратор устанавливают под углом к поверхности короба грохота, в результате чего материал продвигается по ситу с элементами подбрасывания.

Данные грохоты выгодно отличаются от других механических грохотов отсутствием промежуточных передач и вращающихся частей. Они безопасны в обслуживании и допускают легкую регулировку амплитуды колебаний короба.

Грохоты с самобалансным вибратором. Данные грохоты имеют короб с одним или несколькими ситами, устанавливаемый на пружинящих опорах или подвешиваемый через амортизаторы к опорной конструкции. На коробе монтируется самобалансный вибратор, создающий колебания короба. Вибратор состоит из двух одинаковых дебалансов, вращающихся на параллельных валах в противоположные стороны с одинаковым числом оборотов.

Рис. 30. Схема грохота с самобалансным вибратором

Короб (1) с ситом (2) закреплен на вертикальных упругих опорах (3), совершает прямолинейные колебания (по стрелке А) под углом к плоскости сита, возбуждаемые вибратором (4). Вибратор установлен на опорной раме, укрепленной на коробе под углом 35-55⁰ к плоскости сита, что обеспечивает движение материала с элементами подбрасывания.

Грохоты с круговыми вибрациями.

Грохоты с простым дебалансным вибратором. Вибрации короба вызываются центробежной силой инерции, возникающей при вращении неуравновешенной массы дебаланса.

Рис. 31. Принципиальная схема грохота с простым дебалансным вибратором: 1 – короб грохота; 2 – просеивающая поверхность; 3 – пружины (рессоры); 4 – подшипники; 5 –вал; 6 – шкив; 7 – дебаланс.

Короб устанавливают на пружинных опорах под углом 15-3-⁰ к горизонту. На коробе грохота укреплены два подшипника, в которых установлен вал с закрепленным на нем шкивом, имеюшим неуравновешенный груз – дебаланс. Вал приводится во вращение от электродвигателя, установленного на неподвижной опоре, при помощи клиноременной передачи.

Сила инерции, возникающая при вращении дебаланса, определяется по формуле:

P=Gn²r/900;

где G – вес дебаланскного груза, кг;

n – скорость вращения вала, об/мин;

r – расстояние от центра тяжести дебалансного груза до оси вращения, м.

Применяются для мелкого грохочения материала на сетках с отверстиями 6-2 мм.

Грохоты самоцентрующиеся.

Рис. 32. Общий вид самобалансного грохота ГСТ 31.

Рис. 33. Схема самобалансного грохота ГСТ 31: 1 и 2 – дебалансные валы; 3 – короб с ситом; 4 - амортизаторы

В грохотах данного типа валы с дебалансными грузами вращаются навстречу друг другу. Короб грохота наклонно подвешивается к неподвижным поддерживающим конструкциям при помощи пружин. В подшипниках, жестко укрепленных в коробе, смонтирован эксцентриковый вал. На концах вала посажены маховики с дебалансными грузами и укреплен шкив, приводимый во вращение при помощи клиноременной передачи от электродвигателя, установленного на неподвижной опоре.

Короб грохота совершает круговые качания за счет взаимодействия двух вращающихся масс: короба грохота, подвешенного на пружинах и дебалансных грузов, укрепленных на валу.

Применяются для среднего и мелкого грохочения руд.

Расчет производительности полувибрационных (гирационных) и вибрационных (инерционных) грохотов.

На процесс грохочения решающее влияние оказывают физические свойства рассеиваемого материала. Каждому материалу присуща своя «грохотимость». Поэтому производительность грохота с высокой степенью надежности можно установить только на основании предварительных опытов грохочения данного материала в аналогичных условия.

При проектировании обогатительных фабрик размеры грохотов выбирают по ориентировочным, усредненным показателям их производительности.

В основу расчета принимают производительность грохота по исходному материалу или по подрешетному продукту в м³/ч на 1 м² площади сита при данном размере отверстий. Конкретные условия грохочения учитываются введением ряда коэффициентов, зависящих от характеристики крупности исходного материала, эффективности грохочения, формы зерен, способа грохочения (сухого или мокрого) и других условий.

Производительность грохота по исходному материалу определяется по формуле:

Q=Fgδklmnop, т/ч;

где F – рабочая площадь сита, м²;

g – средняя производительность на 1м² поверхности сита, м³/ч;

δ - насыпной вес грохотимого материала, т/м³;

k - коэффициент, учитывающий влияние мелочи;

l - коэффициент, учитывающий влияние крупных зерен;

m - коэффициент, зависящий от эффективности грохочения;

n - коэффициент, учитывающий влияние формы зерен;

o - коэффициент, учитывающий влияние влажности;

p - коэффициент, учитывающий влияние способа грохочения.

Рабочая (полезная) площадь сита определяется:

F=0,85BL, м²;

где B и L- ширина и длина короба, м. Если в типовых характеристиках указываются размеры сита грохота, то коэффициент 0,85 опускается.

Производительность двухситных грохотов рассчитывается по верхнему и нижнему ситам. Эффективная рабочая площадь нижнего сита принимается равной 0,7F, ввиду неполного использования его, так как питание на сито поступает не только в начале сита, но и по всей его длине.

В этом случае требуемая площадь верхнего сита определится:

F₁= Q_исх/gδklmnop, м²;

Требуема площадь второго сита: F₂= 0,7F₁.

Производительность трехситных грохотов рассчитывается практически аналогично:

- площадь I (верхнего сита): F₁= Q_исх/gδklmnop, м²;

- площадь II (среднего сита): F₁= Q_исх – Q_от /gδklmnop, м²;

где Q_от – массовая производительность по верхнему отсеваемому классу, т/ч;

- площадь III (нижнего сита): F₃= 0,7F₂.