Грохоты с плоским рабочим органом

Грохоты с плоским рабочим органом классифици­руют по отдельным, характерным для них признакам |1,3|.

По положению рабочей поверхности - неподвижные и подвижные.

По виду приводного механизма - механические (эксцентриковый или клиноременная передача) и электромагнитные.

На предприятиях по переработке торфа используются грохоты с подвижной рабочей поверхностью и клиноременной передачей на приводной вал.

При использовании клиноременной передачи от электродвигателя на приводной вал грохота шкив вала может иметь неподвижную в прост­ранстве ось - гирационные грохоты или ось шкива описывает окружность с определенным радиусом - качающиеся грохоты (рис. 1).

В настоящее время наиболее распространены грохоты: 1) инерционные наклонные, 2) самобалансные простые; 3) с самосинхронизирующимися вибровозбудителями колебаний; 4) горизонтальные полувибрационные сдвоенные (устаревшие), 5) резонансные. Грохоты позиций 4) и 5) больше применяются на угольных обогатительных фабриках.

Наиболее широко применяются наклонные инерционные грохоты ГИЛ, ГИС, ГИТ. Это грохоты с круговыми или эллиптическими колебаниями, с одновальным дебалансным вибровозбудителем, двухподшипниковые.

Рис. 1. Принципиальная схема инерционных грохотов:

1 – короб; 2 – сито; 3 – пружина; 4 – подшипники; 5 – вал; 6 – шкив; 7 – дебаланс.

Инерционный грохот (рис. 1) состоит из короба 1 с ситами 2 вала 5 с дебалансами 7. Траектория движения сита – эллипс, близкий к окружности. Для инерционного грохота характерно отсутствие строгой кинематической определенности траектории движения сита. Траектория определяется такими факторами как величина, направление и частота колебаний вынуждающей силы, масса движущихся частей и жесткость упругих элементов. В зависимости от направления вынуждающей силы колебания сита могут быть близки к круговым или линейным.

В центральной части грохот совершает круговые движения с радиусом, равным эксцентриситету е вала, крайние точки короба движутся по замкнутым овальным кривым, форма которых зависит от отношения продольной и поперечной жесткости амортизаторов. Такой вид приводного механизма обеспечивает постоянную амплитуду колебания сита грохота, равную величине эксцентриситета е при неподвижной оси 6 шкива клиноременной передачи и отсутствии передачи вибраций на строительные конструкции.

Короб грохота опирается на цилиндрические витые пружины-амортизаторы 3, опоры смонтированные на неподвижной строительной или металлической конструкции. Короб приводится в колебательное движение дебалансным вибровозбудителем, вал которого вращается в подшипниках 5 и проходит внутри трубы. Вал имеет эксцентриситет. На концах вала насажены шкивы 6, на которых закреплены дебалансные грузы. Дебаланс при вращении развивает радиально направленную вращательную центробежную силу инерции F _ц, которая производит колебание короба и материала на сите. Частицы размером меньше ячейки сита, упадут вниз, а крупные частицы движутся на сите по откосу.

При движении короба с находящимся на сите материалом по круговой траектории возникает центробежная сила

где М _кор – масса короба с находящимся на сите материалом, кг; v ₀ – окруж-ная скорость кривошипа, м/с; е – эксцентриситет вала, м.

Для исключения передачи вибрации на опорные конструкции на ма­ховиках устанавливают неуравновешенные грузики m _e – дебалансы на расстоянии от оси вращения, равном r. Массы двух грузиков подбираются так, чтобы при их вращении возникала центробежная сила, равная также F _ц

Приравнивая уравнения (1.2) и (1.3), получаем

В зависимости от физико-механических свойств перерабатываемого материала производительность грохотов может изменяться, следова­тельно, меняется вес материала, находящегося на сите грохота. Поэтому в гирационных грохотах предусмотрена возможность регулировки: изменением веса дебалансов или их расположением от оси вращения.

Постоянная амплитуда качания короба, уравновешенность колеблю­щихся масс дают возможность использовать гирационные грохоты для классификации тяжелых материалов. В связи со сложностью конструкции гирационные грохоты на предприятиях по переработке торфа не получили распространения.

Качающиеся грохоты имеют два подшипника 4 (рис. 1, а), укрепленных на коробе 6 грохота. Для создания центробежной силы, необходимой для колебания сита грохота, устанавливаются маховики 3 с неуравновешенными грузиками – дебалансами 2. На валу 5 грохота закреплен шкив 4 клиноременной передачи. В некоторых конструкциях качающихся грохотов вместо махови­ков с небалансами используется неуравновешенный вал (в средней части на длине между боковыми стенками короба вал имеет лыску) и шкив клиноременной передачи устанавливается с эксцентриситетом.

По аналогии с уравнением (1.4) для качающихся грохотов можно записать

где а – амплитуда колебания грохота, м; – неуравновешенная масса дебалансов, кг; r – расстояние от центра вращения до центра тяжести дебалансов, м.

При отсутствии возможности регулировки m _неур и r амплитуда колебания сита а зависит от загрузки грохота. При перегрузках грохота амплитуда колебания сита уменьшается и соответственно снижается эффективность грохочения. При недогрузке грохота амплитуда колебаний сита увеличивается, но эффективность классификации также умень­шается, так как с увеличением амплитуды возрастает скорость перемещения материала по ситу и частицы перескакивают через отверстия сита.

Промежуточное положение между гирациоиными и качающимися грохотами занимают самоцентрирующиеся грохоты. Ко­лебание сита вызвано эксцентричной установкой подшипников вала, которые, как в качающихся, крепятся к коробу грохота. Примене­ние маховиков с дебалансамипозволяет уравновесить систему.

В самоцентрирующихся грохотах при загрузке соответствующей установленным дебалансам ось шкива клиноременной передачи будет неподвижной. Практически считается, что небольшие круговые вращения вала при перегрузке или недогрузке грохота не оказывают существенного влияния на работу клиноременной передачи, поэтому нет необходимости в тщательном подборе дебалансных грузов.

Изготавливаются самоцентрирующиеся грохоты следующих типов: для легких условий работы – ГИЛ (для материалов с насыпной плотностью ρ≤800 кг/м³), – для средних условий – ГИС (ρ≤1600 кг/м³) и тяжелых условий - ГИТ (ρ ≥ 2500 кг/м³).

Траектория перемещения сита качающихся грохотов зависит от соотношения поперечной и продольной жесткости упругих опор. При близких значениях жесткости короб грохота будет совершать круговые колебания, с увеличением поперечной (в направлении продольной плоскости сита) жесткости траектория движения грохота приобретает фор­му эллипса. При использовании в качестве упругих элементов рессор, имеющих жесткость в двух взаимно перпендикулярных направлениях, отличающуюся на два и более порядка, сито грохота имеет направлен­ные колебания.

Для разделения частиц по классам крупности необходимо перемещение материала относительно сита.

Промышленные грохоты работают при таких загрузках, что материал на сите лежит сравнительно толстым слоем. Для облегчения перераспределения мелких частиц в нижние слои, а крупных наоборот вверх (явление сегрегации) необходимо материал подбрасывать на сите.

Поведение частиц на поверхности сита зависит от режима работы грохота. Перемещение материала без отрыва от сита характерно для инерционного режима работы грохота, с отрывом от по­верхности сита - вибрационного режима.