Грохот с канатным движущимся полем для сортировки угля Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

- © И.И. Демченко, И.С. Плотников, 2015

УДК 622.7

И.И. Демченко, И.С. Плотников

ГРОХОТ С КАНАТНЫМ ДВИЖУЩИМСЯ ПОЛЕМ ДЛЯ СОРТИРОВКИ УГЛЯ

Для получения сортового угля предлагается использовать грохот с канатным движущимся полем, описана его конструкция, а также рассмотрены преимущества по сравнению с используемыми грохотами. Выбраны и рассчитаны основные параметры, которые необходимо учитывать при проектировании канатного грохота. Ключевые слова: уголь, грохот, сортировка, конструкция, параметр.

Л ля рассортировки угля по классам крупности применяют грохот. Однако существующие сортировочные машины (инерционные, самобалансные грохота (ГИЛ, ГИС) и др.) обладают большой массой и габаритами, что весьма негативно сказываются на возможности их размещения на мобильном шасси, так как это приводит к значительному увеличению массы и габаритов всего мобильного дробильно-сортировочного комплекса (МДСК). В известных конструкциях движение сортируемого материала по просеивающей поверхности грохота ведет к измельчению продукта, износу сит, при этом одновременное разделение материала на фракции становится проблематичным.

Грохот с канатным движущимся полем (ГКДП), конструкция которого представлена в работах [1, 2], отличается простотой конструкции (рис. 1) и возможностью применения на угольных разрезах и шахтах любой производительности. Грохот обеспечивает получение классов 0...13, 13...25, 25.50, 50.100, 100.200, 200...300.

ГКДП состоит из нескольких блоков, предназначенных для отбора одного класса угля. Для удаления под-решетного материала самая нижняя секция представляет собой ленточный конвейер 5 (рис. 1).

Сортировка угля происходит по

всей площади канатного поля. Уголь, через загрузочное устройство 1 попадает на первый канатный блок 3, барабаны которого огибает канат, и расстояние между ветвями каната устанавливается для получения сорта необходимого класса. Более мелкий класс свободно проваливается между канатами и попадает на следующую секцию, которая задерживает свой класс. Для сбора мелкой фракции, в нижней части грохота, устанавливается конвейерный блок 5. Каждый блок сопряжен с приемным бункером 4 для сбора угля определенной фракции и его для дальнейшего транспортирования или складирования.

Загрузочное устройство 1 (рис. 1) представляет собой металлический бункер, который крепится к раме над первым канатным блоком, и является необходимым элементов для обеспечения постоянной и равномерной подачи угля. При этом форма загрузочного бункера должна обеспечивать его полное заполнение и опорожнение.

Приемные бункеры 4 крепятся к нижней части каждого канатного и конвейерного блоков, и необходимы для направления сортового угля на конвейеры или на склад.

Конвейерный блок 5 представляет собой раму, выполненную из двух боковин, сваренных из уголков в швеллерный профиль и соединенных

Рис. 1. Грохот с канатным движущимся полем: 1 - загрузочное устройство; 2 - рама; 3 - канатный блок; 4 - приемный бункер; 5 - конвейерный блок; 6 - привод

Рис. 2. Канатный блок: 1 - рама; 2 - подшипниковый узел; 3 - приводной барабан; 4 - ведомый барабан; 5 - отклоняющие ролики; 6 - натяжное устройство; 7 - борт

между собой болтами. На раме в пазах устанавливается подшипниковые узлы приводного и натяжного барабана. Лента конвейера поддерживается роликом и натягивается с помощью натяжного устройства. Приводной барабан приводится в движение с помощью привода, состоящего из электродвигателя и редуктора.

Канатный блок (рис. 2) представляет собой сортирующий механизм,

имеющий раму 1, выполненную из уголков, сваренных в швеллер, подшипниковые узлы 2, приводной 3 и ведомый 4 барабаны, привод, отклоняющие ролики 5, стойки, натяжное устройство 6 и борт 7. Все ветви каната двигаются параллельно друг другу с одной скоростью. Промежуток между канатами составляет размер наименьшего куска угля в данном классе.

Анализ конструкций грохотов (ГИЛ, ГИС, и др.) и конструкции грохота с канатным движущимся полем показал, что последний конструктивно проще используемых в настоящее время, и при той же производительности будет обладать меньшей массой и габаритами, следовательно, наиболее эффективны для установки на мобильное шасси для сортировки угля.

Для создания и широкого применения ГКДП приведено обоснование и расчет его параметров.

Одним из основных параметров является производительность. Производительность канатного грохота должна быть не меньше чем пропускная способность загрузочного устройства (бункера), которая зависит от габаритных размеров и может регулироваться, путем увеличения или уменьшения приемного окна.

= 3600 • V • и, (1)

где - пропускная способность бункера, м3/ч; V - скорость истечения насыпного груза из отверстия бункера, м/с; и - площадь отверстия истечения, м2.

При проектировании загрузочного бункера, необходимо учитывать, чтобы ширина выпускного окна была меньше ширины канатного блока, т. е. должно соблюдаться условие:

ЬБ < (0,85 - 0,9) • Ь

КП'

мм

(2)

где ЬБ - ширина бункера, мм; ЬКП -ширина канатного поля.

При этом размер выпускного окна должен быть в 3-3,5 раза больше размера самого крупного куска сортируемого материала.

Производительность грохота зависит от способа подачи сортируемого материала, при равномерно поступающем грузопотоке производительность определяется его величиной, при неравномерном грузопотоке -выполняется более точный расчет.

Для определения производительности используется формула [3]:

О = 3600 • Р • V, м3/ч,

(3)

где Р - площадь сечения потока насыпного груза, м2; V - скорость движения канатного полотна, м/с.

Площадь сечения потока насыпного груза (рис. 3) находят по формуле [3]:

р = 0,35-ф-Ь-И м2 2

(4)

где Ь - грузонесущая ширина канатного поля, м; Ь - высота слоя груза, м Высота слоя груза (рис. 3) находится по следующей формуле:

И = 2- *ЗФ , м,

(5)

где ф - угол естественного откоса груза в покое (для угля ф = 30-45°);

Требуемая производительность достигается путем регулировки скорости движения канатного полотна.

Рис. 3. Поперечное сечение расположения груза на канатном поле: 1 - сортируемый материал; 2 - канат; 3 - барабан

Скорость движения канатного полотна V зависит от свойств сортируемого материала [3]:

• легкосыпучие сухие порошкообразные и пылевидные (пылеуголь) V = 1,6-2 м/с;

• хрупкие, крошение которых понижает качество груза (кокс, уголь и т.п.) V = 0,4-3,15 м/с.

Также скорость канатного полотна для сортировки различных насыпных грузов зависит от ширины полотна, рекомендуемые скорости приведены в таблице [3].

Диаметр каната выбирается таким образом, чтобы его разрывное усилие Р было больше силы давления насыпного груза на канат С, должно соблюдаться условие:

Р > С (6)

Рекомендуемые скорости канатного полотна

Сортируемый материал Скорость полотна v, м/с при ширине полотна Ь, мм

300-500 650 800 1000 1200 1400 1600 2000

Порошкообразный/пылевидный 1 1 1 1 1 1 1 1

Хрупкий кусковой 1,25 1,6 1,6 1,6 2 2 2,5 2,5

Мелкокусковой (до 100 мм) 1,6 2 2,5 3,15 4 4 5 6,3

Среднекусковой (до 200 мм) 1,6 1,6 2 2,5 2,5 3,15 4 5

Крупнокусковой (до 300 мм) 1,6 1,6 1,6 1,6 2 2,5 3,15 4

Крупнокусковой тяжелый (>300) 1,6 1,6 1,6 1,6 2 2 2,5 3,15

где Р - разрывное усилие каната, Н; G - сила давления насыпного груза на канат, Н.

Сила давления насыпного груза на канат G зависит от формы выпускного отверстия загрузочного бункера.

Необходимую мощность на валу приводного барабана находят по формуле [3]:

N = —

100 (7)

где 5 - расчетное окружное усилие, Н; v - скорость канатного полотна, м/с.

Таким образом, можно выделить следующие основные параметры, рас-

считываемые при проектировании грохота с канатным движущимся полем:

• пропускная способность бункера - м3/час;

• производительность грохота -0Г, м3/час;

• скорость движения канатного полотна - V, м/с;

• диаметр каната - ¿К, мм;

• габариты канатного поля - Н, мм;

• расстояние между канатами - 1, мм;

• мощность электропривода - М, кВт.

Благодаря предложенной методике

расчета параметров возможно создание грохота с канатным движущимся полем с заданной производительностью.

_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зудин В.И. и др. Сортировочный конвейер. А.с. СССР № 1808426, МПК В07В 13/065, 1993.

2. Зудин В.И. и др. Устройство для сортировки и перемещения сыпучих материалов. А.с. СССР № 1808414, МПК В07В 1/10, 1993.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_

Демченко Игорь Иванович - доктор технических наук, профессор, e-mail: [email protected],

Плотников Иван Сергеевич - аспирант, ассистент, e-mail: [email protected], Сибирский федеральный университет.

3. Волков Р.А., Гнутов А.Н. и др. Конвейеры: Справочник. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. - 367 с.

UDC 622.7

A GRIDDLE WITH THE MOVING ROPE FIELD FOR COAL SORTING

Demchenko I.I., Doctor of Technical Sciences, Professor, e-mail: [email protected], Plotnikov I.S., Graduate Student, Assistant, e-mail: [email protected], Siberian Federal University.

A griddle with the moving rope field proposed for coal sorting, represented the construction of a griddle, and considered the advantages over other types of the griddles. The main parameters were chosen and calculated and it is necessary to take into consideration it before the designing a rope griddle.

Key words: coal, griddle, sorting, construction, parameter

REFERENCES

1. Zudin V.I. Copyright certificate USSR no 1808426, MPK V07V 13/065, 1993.

2. Zudin V.I. Copyright certificate USSR no 1808414, MPK V07V 1/10, 1993.

3. Volkov R.A., Gnutov A.N. Konveiery: Spravochnik (Conveyors: Handbook), Leningrad, Mashinostro-enie, Leningr. otd-nie, 1984, 367 p.