3. ВИБРАЦИОННЫЕ ГРОХОТЫ

Вибрационное грохочение широко используют в горнорудной промышленности для разделения кусковых материалов на классы перед дроблением [1], для отмывки утяжелителя при обогащении полезных ископаемых в тяжелых средах, для обезвоживания пульпы Для аналогичных целей вибрационное грохочение используют в горной химии, угольной промышленности [22] и промышленности строительных материалов. В последних двух случаях грохоты применяют и для товарного грохочения, т. е. для разделения готового продукта (угля, щебня, гравийно-песчаных масс) на товарные классы перед отправкой потребителю.

Разделение материалов по крупности на классы происходит в процессе вибрационного перемещения по просеивающей поверхности, выполненной в виде сита, решета или набора колосников с калиброванными отверстиями. Грохоты с активной просеивающей поверхностью независимо от принципа действия (взаимное перемещение соседних колосников, гибкое сито и т. д.) применяют при грохочении липких, глинистых материалов, материалов с большим количеством влаги и затрудняющих

грохочение зерен для самоочистки отверстий сита и интенсификации процесса рассева.

На рис. I представлены динамические схемы наиболее распространенных вибрационных грохотов — одномассных зарезонансных грохотов с центробежным вибровозбудителем.

Рис. 1. Схемы одномассных зарезонансных грохотов с центробежным вибровозбудителем

Вибрационный грохот, динамическая схема которого показана на рис. 1, а, оснащен одним центробежным вибровозбудителем I, представляющим собой вал с неуравновешенными грузами, установленный в подшипниках и приводимый во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу, карданный вал или лепестковую муфту. Для получения однородного поля колебаний вибровозбудитель устанавливают в центре тяжести грохота. Рабочим органом грохота является короб 2 с просеивающей поверхностью 3, установленный или подвешенный на мягких упругих виброизолирующих элементах 4. Наклон просеивающей поверхности этих грохотов к горизонту составляет 30—45°.

Рис. 2. Пример выполнения бортового листа короба вибрационного грохота: 1 — бортовый лист; 2 — окантовка бортового листа по периметру; 3 — ребра жесткости

Основное отличие вибрационного грохота, схема которого изображена на рис. 1, б, состоит в том, что в нем используют два одинаковых центробежных вибровозбудителя 1 с параллельно расположенными валами, вращающимися с одинаковой угловой скоростью в противоположных направлениях. Взаимная фазировка вибровозбудителей такова, что рабочему органу грохота (коробу) 2 с просеивающей поверхностью 3 сообщаются направленные (прямолинейные) колебания. Угол а между линией действия вынуждающей силы вибровозбудителя и просеивающей поверхностью устанавливают в пределах 35—45°. Просеивающая поверхность этих грохотов либо горизонтальна, либо имеет слабый наклон к горизонту (до 5-7°). Вибровозбудители могут быть расположены выше или ниже просеивающей поверхности, но в любом случае для получения однородного поля колебаний результирующая вынуждающая сила должна проходить через центр тяжести грохота.

Использование явления самосинхронизации в двухвальных центробежных вибровозбудителях горизонтальных и слабонаклонных грохотов обеспечивает конструктивные и эксплуатационные преимущества. Дебалансные валы вибровозбудителя могут быть, в частности, при необходимости разнесены на значительное расстояние. Отсутствие зубчатой передачи вибровозбудителях улучшает тепловой

режим и условия смазки, позволяет максимально упростить конструкцию, отказаться от массивного общего корпуса. Применение пространственного расположения двух самосинхронизирующихся вибровозбудителей особенно перспективно в вибрационных грохотах, перерабатывающих горячие материалы. В этом случае вибровозбудители, установленные за бортами короба, надежно защищены ими, как тепловыми экранами, от активного теплоизлучения горячего материала [7, 24].

Рабочий орган вибрационных грохотов всех типов — короб — представляет собой пространственную рамную металлоконструкцию, состоящую из двух вертикальных бортов, соединенных между собой одним или несколькими (по числу просеивающих поверхностей) рядами горизонтальных связь-балок круглого, квадратного или прямоугольного сечения, которые несут на себе просеивающую поверхность. Вертикальные бортовые стенки короба выполняют из листовой стали с элементами усиления. Набор элементов усиления может быть разнообразный: окантовка борта по всему периметру, ребра жесткости, установленные как вертикально, так и в направлении вынуждающей силы и т. п. (рис. 2). Поперечные связь-балки прикрепляют к бортовым листам высокопрочными болтами или клепкой; для грохотов сравнительно небольших типоразмеров в этих узлах допускается применение сварки. В последнее время получило распространение соединение связь-балок с бортом посредством упругоподвижного шарнира (рис. 3) с резиновой (реже металлической) втулкой-вкладышем [15]. Элементы усиления бортового листа, как правило, приваривают, в особо ответственных случаях — приклепывают. Короб вибрационного грохота можно подвешивать на упругих связях к опорным конструкциям или опирать на виброизоляторы, установленные на фундамент или основание. Предпочтение отдается последним, т. е. вибрационным грохотам опорного типа. В качестве виброизоляторов чаще используют цилиндрические витые пружины. В некоторых случаях для грохотов тяжелого типа в качестве виброизоляторов начали применять резинокордные пневмобаллонные упругие опоры [27], нелинейная упругая характеристика которых значительно облегчает проход грохота через резонанс при запуске и останове. Для уменьшения времени и амплитуды резонансных колебаний (см. гл. X) применяют также вибровозбудители с выдвижными дебалансами и электродинамическое торможение приводного электродвигателя.

Рис. 3. Узел соединения поперечной связь-балки с бортовым листом короба с резиновой втулкой-вкладышем: 1 — бортовой лист короба; 2 — поперечная связь-балка; 3 — фланцевое соединение на высокопрочных болтах; 4 — резиновая втулка-вкладыш

Удовлетворительная виброизоляция грохотов обеспечивается, когда частота собственных колебаний грохота на виброизоляторах не менее чем в 4 раза ниже частоты вынужденных колебаний.

Помимо вибрационных грохотов зарезонансного типа с центробежными вибровозбудителями, некоторое распространение получили и резонансные грохоты. Из-за недостатков резонансной схемы — низкой стабильности, неуравновешенности, сложности конструкции и большой металлоемкости она нашла применение только в грохотах небольшой производительности, предназначенных для переработки сравнительно легких материалов (каменного угля, горючего сланца и т. п.). Не исключено, однако, что в связи с появлением новых исследований и перспективных результатов по их совершенствованию резонансные грохоты отдельных типов получат развитие.

Основной смысл технологического расчета грохота состоит в подборе такой формы и размеров отверстий просеивающей поверхности, которые обеспечат разделение по заданному граничному зерну с требуемой эффективностью, а также площади (длины и ширины) просеивающей поверхности.

Для определения необходимой площади просеивающей поверхности по таблицам [2, 8, 26] определяют базовое значение удельной производительности сита площадью при заданных условиях грохочения и поправочные коэффициенты к этому значению. Эти коэффициенты учитывают гранулометрический состав

грохотимого материала и его влажность, форму зерен и форму отверстий сита, угол наклона сита, тип колебаний грохота.

Оптимальные значения амплитуды перемещения и частоты колебаний грохота зависят от выбранной формы траектории колебаний. Точных и обоснованных указаний о выборе этих параметров в литературе не имеется. Следует, по-видимому, исходить из предположения, что для обеспечения достаточной скорости перемещения материала по просеивающей поверхности и для ее энергичной самоочистки от застревающих зерен, амплитуда ускорения короба грохота должна быть не ниже Большинство современных конструкций вибрационных грохотов работают в диапазоне от 500 до 1500 кол/мин и значений амплитуд перемещения до