K005206 Курсовая работа Технологический расчет грохота

1.Технологический расчет грохота

Разделение сыпучих материалов на фракции

Процессы химической обработки сыпучих материалов требуют, как правило, их однородности по размеру частиц. Так как эти материалы представляют собой большей частью смеси частиц или кусков различных размеров, возникает необходимость разделения их на более узкие фракции.

Гранулометрический состав сыпучего материала выражает массовые доли (или проценты) содержащихся в нем частиц различных размеров. Крупность сыпучего материала характеризуется верхней границей (+ d), нижней (- d) либо той и другой (+ d, - d). Необходимая крупность материала для производственных целей определяется технологическим процессом, а для других – назначением и условиями его потребления. Для осуществления процессов в кипящем слое крупность частиц должна быть не ниже 0,1 мм.

1.2 Разделение просеиванием через сита и решетки.

Способ разделения порошкообразных материалов на фракции просеиванием их через сита является самым распространенным и простым. Суть его состоит в том, что материал пропускают через сито с определенным размером отверстий d. Частицы, размер которых меньше размера отверстия в сите проходят через него ( фракция – d), а более крупные частицы задерживаются (фракция + d).

1.3Системы сит

Промышленность выпускает сита с отверстиями, имеющими размер стороны от 40 мкм и выше. В таблице 1.1 представлена шкала размеров ячеек металлических проволочных сит, предусмотренных отечественным стандартом, представленным на базе международного стандарта нормативных чисел.

Таблица 1.1 Стандартный ряд отечественных сит ( ГОСТ 2851-45)

Размер стороны ячейки, мм

Основной Доп-ый Основной Доп-ый Основной Доп-ый Основной Доп-ый

0,040

-

0,045

-

0,050

-

0,056

-

0,063

-

0,071

-

0,080

-

0,090

-

0,1

- -

0,042

-

0,048

-

0,053

-

0,060

-

0,067

-

0,075

-

0,085

-

0,095

-

0,105 0,112

-

0,125

-

0,14

-

0,16

-

0,18

-

0,20

-

0,225

-

0,25

-

0,28

- -

0,118

-

0,132

-

0,15

-

0,17

-

0,19

-

0,21

-

0,235

-

0,265

-

0,3 0,315

-

0,355

-

0,4

-

0,45

-

0,5

-

0,56

-

0,63

-

0,7

-

0,8

- -

0,335

-

0,375

-

0,42

-

0,475

-

0,63

-

0,65

-

0,67

-

0,72

-

0,85 0,9

-

1,0

-

1,1

-

1,2

-

1,4

-

1,6

-

1,8

-

2,0

-

2,2

- -

0,95

-

1,05

-

1,15

-

1,3

-

1,5

-

1,7

-

1,9

-

2,1

-

2,3

Остается постоянной и составляет около 36%. Кроме шкалы, приведенной в таблице 1.1, пользуются и другими шкалами. В США распространены две дюймовые шкалы сит.

Шкала Риттенгера. Площади отверстий соседних сит отличаются друг от друга в 2 раза, т.е. площадь отверстия данного сита aa, а соседнего с ним bb. то aa/bb = 2 или 1⁄2 , а отношение сторон a/b = 2 или 1⁄√2.

Шкала Ричардсона. Площади отверстий соседних сит отличается друг от друга в √2 раз (больше или меньше), т.е. aa/bb = 2 или 1⁄√2, а отношение сторон a/b = √2 или 1⁄√2.

Употребляемое в технике американское понятие «меш» означает количество отверстий в сите на один линейный дюйм.

В таблице 1.2 приведены шкалы американских сит.

Таблица 1.2 Система американских сит

Сторона отверстия в свету, дюймы Сторона отверстия в свету Число отверстий на линейный дюйм, меш Диаметр проволоки, дюймы

Шкала со знаменателем √2 Шкала со знаменателем

∜2 мм дюймы  

1,050

-

0,742

-

0,525

-

0,371

-

0,263

-

0,185

-

0,131

-

0,093 1,050

0,883

0,742

0,624

0,525

0,441

0,371

0,312

0,263

0,221

0,185

0,156

0,131

0,110

0,093 25,4

22,23

19,5

15,88

12,7

11,11

9,53

7,94

6,35

5,56

4,76

3,97

3,18

2,78

2,38 1

7/8

3/4

5/8

1/2

7/16

3/8

5/16

1/4

7/32

3/16

5/32

1/8

7/64

3/32 -

-

-

-

-

-

-

21/2

3

31/2

4

5

6

7

8 0,149

0,135

0,135

0,120

0,105

0,105

0,088

0,082

0,070

0,065

0,065

0,044

0,044

0,0328

0,032

Сторона отверстия в свету, дюймы Сторона отверстия в свету Число отверстий на линейный дюйм, меш Диаметр проволоки, дюймы

Шкала со знаменателем √2 Шкала со знаменателем

∜2 мм дюймы  

-

0,065

-

0,046

-

0,0328

-

0,0232

-

0,0164

-

0,0116

-

0,0082

-

0,0058

-

0,0041

-

0,0029

-

-

- 0,078

0,065

0,055

0,046

0,0390

0,03228

0,0276

0,0232

0,0195

0,0164

0,0138

0,0116

0,0097

0,0082

0,0069

0,0058

0,0049

0,0041

0,0035

0,0029

0,0024

0,0021

0,0017 1,98

1,59

1,397

1,16

0,991

0,79

0,701

0,589

0,495

0,4

0,351

0,295

0,246

0,208

0,175

0,147

0,124

0,104

0,088

0,074

0,061

0,053

0,043 5/64

1/16

-

3/64

-

1/32

-

-

-

1/64

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

- 9

10

12

14

16

20

24

28

32

35

41

48

60

65

80

100

115

150

170

200

250

270

325 0,033

0,035

0,028

0,025

0,02358

0,0172

0,0172

0,0141

0,0125

0,0118

0,0112

0,0100

0,0092

0,0070

0,0062

0,0056

0,0042

0,0038

0,0026

0,0024

0,0021

0,0016

0,0015

0,0014

Наряду с российской и американской системами сит применяется так же немецкая. Последняя построена на метрической системе единиц.

 Номер сита соответствует числу отверстий на один линейный сантиметр. Отношение площади в свету ко всей площади сита для всех сит является величиной постоянной и равной 36%. Если обозначить длину стороны отверстия через l, а отверстий на линейный сантиметр через m и площадь поперечного сечения в свету 1 〖см〗^2 сита F_CB в 〖мм〗^2, то

lm=√(E_CB )=√36=6

Эта зависимость позволяет по номеру сита найти размер стороны отверстия или по стороне отверстия найти номер сита.

В таблице 1.3 приведена система немецких сит

Таблица 1.3 Система немецких сит

№ ткани Число отверстий на 1〖см〗^2 Сторона отверстий в свету, мм Диаметр проволоки, мм № ткани Число отверстий на 1〖см〗^2 Сторона отверстий в свету, мм Диаметр проволоки, мм

4

5

6

8

10

11

12

16

18 16

25

36

64

100

121

144

196

256 1,5

1,2

1,02

0,75

0,6

0,54

0,49

0,43

0,385 1,0

0,80

0,65

0,50

0,40

0,37

0,34

0,28

0,24 20

24

30

40

50

60

70

80

100 400

576

900

1600

2500

3600

4900

6400

10000 0,3

0,25

0,2

0,15

0,12

0,102

0,088

0,075

0,060 0,2

0,17

0,13

0,10

0,088

0,065

0,055

0,050

0,040

Российской системой сит сетки по сечению делятся на следующие классы (площадь отверстия, 〖мм〗^2):

Наимельчайшая        до 0,025

Мельчайшая              0,025-0,22

Мелкая                      0,22-1

Средняя                     1-25

Крупная                     25-625

Очень крупная           свыше 625

По способу изготовления, определяющему и форму ячеек, сетки бывают тканные, плетеные, крученые, сварные, стержневые, вязаные и сборные.

Кроме проволочных сеток применяю перфорированные решетки, изготовленные из листов и имеющие отверстия разной формы.

Проволочные и перфорированные сетки изготавливают из различных материалов в зависимости от их назначения и условий, в которых они должны работать. Все сетки стандартизованы.

Процесс разделения сыпучих материалов с помощью сит носит название «рассеивание» или «грохочение», а устройства, в которых идет этот процесс, называются «ситами» или «грохотами». Название «рассеивание» и «сита» употребляются в случае разделения мелкозернистых сыпучих материалов, а «грохочение» и «грохот» - при разделении крупнозернистых и кусковых материалов.

В многотоннажных производствах для разделения сыпучих материалов применяют сита и решетки с отверстиями размером не менее 100 мкм в поперечнике.

Создано много типоразмеров грохотов, которые можно разделить на две группы: плоские и барабанные. Грохот вибрационный рессорный (ГВР) относится к группе плоских грохотов.

Вибрационные грохоты изготавливают с одним, двумя и тремя ситами различных размеров, производительности и назначения. Особенностью этих грохотов является приводной механизм и обязательная установка короба на пружинных опорах и пружинящих подвесках.

1.4 Технологический расчет грохота

При расчете вибрационного грохота определяют зависимости между весом грохота, радиусом, весом и частотой вращения дебаланса, а также между параметрами грохота и потребляемой им мощности.

Вибрация грохота возникает при наличии на валу дебалансового груза m весом q. При вращении этого груза на вал действует центробежная сила

P=(mω^2)/r=(qω^2)/gr=(qrn^2)/900,

где ω – относительная скорость движения материала, м/с

r – радиус вращения дебаланса, м

n – частота вращения, об/мин

q – вес дебаланса, Н

Найдем произведение q*r из равенства

〖           G〗_Г*e=q*r,

где G_Г - вес грохота, кг. Вес колеблющихся частей грохота

G_Г=1500*9,81=4715кг*м/с^2

е – амплитуда вибрации, принимается по опытным данным от 1 до 3 мм.

4715*0,003=q*r,q*r=44,15

Задаемся радиусом вращения эксцентрика r = 0,25 м, откуда

q=44,5/0,25=176,68 кг*м/с^2

Р=176,68*0,25*〖1200〗^2/900=70672 Н

Потребляемая грохотом мощность расходуется на преодоление трения в подшипниках вала. Действующая на подшипники сила трения (в Н) составляет

T=Pf_mp  ,

где f_тр - коэффициент трения вала в подшипниках. Для шариковых радиальных подшипников f_тр=0,0015.

Т=70762*0,0015=106,14 Н

Производительность вибрационных грохотов точному расчету не поддается и является величиной опытной, однако можно указать, что она пропорциональна ширине грохота, высоте слоя материала на грохоте и скорости его движения вдоль сита. Последняя зависит от угла наклона грохота, частоты вибрации и амплитуды колебания сита.

Находящаяся на наклонном сите частица в результате вибрации подбрасывается на высоту, равную амплитуде вибрации, т.е. 2е, а затем под действием силы тяжести падает вертикально, смещаясь вдоль сита на величину, равную S=2e*tgα. При n колебаний сита в минуту скорость движения частицы (в м/с) составляет

ω=2е*tgα*n/60

Где α – угол наклона короба, градусы (15-25)

ω=2*0,003*tg20*1200/60=0,044 м/с

при длине сита L время пребывания частицы на сите (в с)

τ=L/ω,τ=3,28/0,044=75,55 с

За это время и должен произойти рассев зернистого материала на фракции.

Ориентировочно производительность грохота (в т/ч) можно определить по формуле

Q=B*h*ω*ρ_H*3600=120B*h*e*n*ρ_H*tgα ,

где В – ширина грохота, м

h – высота слоя материала на грохоте, м

ρ_Н - насыпная плотность материала, кг/м^3

Q=1,25*0,025*0,044*0,6*3600=2,97 т/ч

2. Выбор типа и марки крана

2.1 Назначение мостового крана

Среди грузоподъемных кранов наиболее широкое применение находят мостовые краны для перегрузки штучных и сыпучих грузов в различных областях промышленности.

Использование мостовых кранов разнообразно, их рабочая оснастка соответствует целевому назначению. Главное преимущество мостовых кранов состоит в том, что для их установки не требуется специальных площадок на территории цеха, так как подкрановые пути укладываются на консоли опор, несущих крышу зданий. При строгом выполнении требований техники безопасности погрузочно-разгрузочные работы в таких помещениях безопасны. Однако крановщик должен избегать перемещения грузов над работающими.

Груз на грузовом крюке перемещается внутри прямоугольной рабочей зоны, причем пробег тележки меньше пролета крана и пробег крана короче расстояния между буферами на подкрановых путях.

Грузовая тележка с механизмом вспомогательного подъема имеет увеличенные, по сравнению со стандартной тележкой, габаритные размеры и обслуживает более узкую рабочую зону. Часто по одним подкрановым путям перемещается несколько кранов одинаковой или различной грузоподъемности. Тяжелые грузы могут подниматься при помощи грузовой траверсы двумя кранами. При работе нескольких кранов ограничивается пробег каждого крана и, следовательно, рабочая площадка крана сокращается. Этот недостаток устраняется при установке кранов на разных уровнях по высоте помещения.

Обычно верхний кран имеет меньшую грузоподъемность, так как он предназначен для транспортирования легких грузов. Главные троллеи нижнего крана должны размещаться и защищаться таким образом, чтобы при раскачивании груза грузовой канат не мог коснуться их.

По классификации краны делятся на: радиальные, хордовые, поворотные, магнитные, однобалочные мостовые и двухбалочные мостовые краны.

2.2 Требования к подкрановым путям и габаритным размерам

Подкрановые пути должны быть хорошо выровнены, не должны иметь ни горизонтальных, ни вертикальных отклонений. Односторонний зазор между ребордой и головкой рельса составляет 5-12,5 мм. Этот зазор необходим для компенсации неточностей изготовления, монтажа и нивелирования путей. Современные конструкции опор ходовых колес на подшипниках качения требуют точных размеров пролетов подкрановых путей и кранов, так как в данных опорах, в отличие от опор на подшипниках скольжения, отсутствует радиальное перемещение колес на осях. В ряде случаев, особенно при установке подкрановых путей на открытых эстакадах, неровности подкрановых путей обусловлены различной прочностью фундаментов опор. Отсутствие гарантированного зазора между ребордой и головкой рельса может  привести к резкому заклиниванию крана на подкрановых путях. При этом вследствие больших замедлений возникают повышенные инерционные силы, которые усиливают заклинивание и передаются на реборды колес.

2.3 Общие устройства.

2.3.1. Тележка

На раме тележки размещены механизмы главного и вспомогательного подъема и механизм передвижения тележки. Механизм главного подъема имеет электродвигатель, соединенный длинным валом-вставкой с редуктором. Полумуфта, соединяющая вал-вставку с входным валом редуктора, используется в качестве тормозного шкифа колодочного тормоза, имеющего привод от электрогидравлического толкателя. Выходной вал редуктора соединен зубчатой муфтой с барабаном. Опоры верхних блоков полиспаста и уравнительные блоки расположены на верхней поверхности рамы, что облегчает их обслуживание и увеличивает возможную высоту подъема. В качестве ограничителя высоты подъема применен шпиндельный выключатель, выключающий ток при достижении крюковой подвеской крайних верхнего и нижнего положений. Механизм вспомогательного подъема имеет аналогичную кинематическую схему. Оба механизма подъема оборудованы крюковыми подвесками. Механизм передвижения тележки состоит из двигателя тормоза, вертикального зубчатого редуктора, двух ведущих и двух холостых ходовых колес. На раме тележки укреплена линейка, воздействующая в крайних положениях на конечный выключатель, ограничивающий путь передвижения тележки.

2.3.2 Тролли

Тролли обычно изготавливают из прокатной стали углового профиля. Для подачи тока на кран применяют токосъемы скользящего типа, прикрепляемые к металлоконструкции крана, башмаки которых скользят по троллеям при перемещении мостового крана. Для обслуживания цеховых троллеев на кране предусмотрена специальная площадка.

Для токоподвода к двигателям, расположенным на тележке, обычно используют троллеи, изготовленные из круглой или угловой стали. Для их установки требуются специальные стойки на площадке, идущей вдоль главной балки. Поэтому в последних конструкциях мостовых кранов токоподвод к тележке осуществляется с помощью гибкого кабеля, подвешенного на проволоке. Применение гибкого токоподвода упростило конструкцию, повысило надежность эксплуатации и снизило вес крана, так как позволило отказаться от стоек и от площадки для их размещения и обслуживания.