Грохоты ГИЛ инерционный легкого типа

Повышение эффективности и производительности технологических и производственных процессов в горно-обогатительной, строительной, энергетической и других отраслях определяет направления развития и оптимизации применяемого в данных процессах оборудования с точки зрения упрощения конструкции, повышения показателей надёжности, унификации, совершенствования систем управления, снижения стоимости жизненного цикла и т.д.

Неотъемлемой частью рабочих процессов в перечисленных выше областях применения являются измельчительно-сортировочные операции, выполняемые над твёрдым сыпучим сырьём, находящемся в сухом состоянии или содержащим определённый процент влаги. Обрабатываемые таким образом материалы применяются, например, в качестве наполнителей, топлива, дренажных субстратов, исходных материалов для дальнейшего обогатительного производства и др.

Операция грохочения представляет собой процесс разделения добытого полезного ископаемого по средневзвешенному значению размера зерна (частицы) перерабатываемого материала. Соответственно, продуктом переработки материала в процессе грохочения являются классы, имеющие однородный (в рамках допустимых отклонений) гранулометрический состав.

С точки зрения технологии выполнения рассматриваемой операции грохочение различается по порядку выделения классов крупности из исходного материала на: грохочение от крупного к мелкому, грохочение от мелкого к крупному, грохочение смешанное или комбинированное.

При грохочении полезных ископаемых по схеме «от крупного к мелкому» просеивающие поверхности грохота располагаются одно под другим, образуя ступени грохочения. Верхняя ступень грохочения имеет наибольший размер просеивающих щелей, далее при переходе от ступени к ступени размер просеивающих щелей уменьшается, таким образом, последняя ступень грохочения имеет наименьшее значение указанного параметра. Данная схема грохочения выгодна компактным расположением просеивающих поверхностей, что положительно сказывается на габаритных показателях агрегата, особенно в случае мобильного исполнения или применения в составе производственного комплекса.

Также, в рассматриваемом случае меньшему износу подвергаются просеивающие поверхности более мелких ступеней грохочения, выполняемые чаще всего в виде проволочных сит, т. к. при рассматриваемой схеме грохочения на них исключено попадание крупной фракции просеиваемого материала, способной повредить своим весом просеивающую поверхность. Грохоты данного конструктивного исполнения являются наиболее широко применяемыми в современных производствах.

При грохочении полезных ископаемых по схеме «от мелкого к крупному» обеспечивается непрерывный визуальный контроль процесса грохочения и технического состояния просеивающих поверхностей. Это обусловлено расположением просеивающих поверхностей на одном уровне. Конструкция грохотов, работающих по рассматриваемой схеме предусматривает, также, более удобную (в отличие от предыдущего варианта) технологию выгрузки продукта грохочения по классам крупности, однако, эта же конструктивная особенность значительно ухудшает габаритные показатели рассматриваемых грохотов, что делает их не столь широко применяемыми в современной промышленности.

Эксплуатируемые на современных предприятиях грохоты различаются по конструкции, принципу действия, а также, по виду и гранулометрическому составу просеиваемого материала, для переработки которого они предназначены. Указанные различия учитываются в стандартизированной форме обозначения грохотов, выпускаемых российскими машиностроительными предприятиями. Обозначение состоит из букв и цифр, расшифровка которых приведена далее:

• Наименование устройства.
• Г - грохот;
• Конструкция;
• И - инерционный;
• С – самобалансный;
• Р – резонансный.
• Тип грохота по крупности перерабатываемого материала.
• Л – лёгкого типа;
• С – среднего типа;
• Т – тяжёлого типа;
• Первая цифра – ширина грохота.
• 1 – 750 мм;
• 2 – 1000 мм;
• 3 – 1250 мм;
• 4 – 1500 мм;
• 5 – 1750 мм;
• 6 – 2000 мм;
• 7 – 2250 мм;
• 8 – 3000 мм;
• вторая цифра обозначает количество сит в составе грохота.

В настоящем техническом обзоре рассматриваются промышленные инерционные грохоты типа КМ ГИЛ, представлена их конструкция, принцип работы, основные рабочие показатели, а также, рассмотрены области рационального применения данного оборудования.

Грохот инерционный легкого типа ГИЛ - конструкция и принцип действия

Вибрационные грохоты с инерционным вибровозбудителем или грохоты инерционного типа модельного ряда КМ ГИЛ в настоящее время широко применяются на горно-обогатительных и других предприятиях для выполнения технологических операций грохочения и обезвоживания самых разных сыпучих материалов. Грохоты модельного ряда КМ ГИЛ представляют собой сортировочное оборудование для осуществления грохочения лёгкого типа с насыпной плотностью перерабатываемого материала не более 1,4 тонны на кубический метр. Рассматриваемые агрегаты выпускаются в конструктивных исполнениях, содержащих от двух до шести просеивающих поверхностей.

Конструкция исполнительного механизма инерционного грохота имеет наименьшее количество кинематических звеньев, что повышает показатели надёжности, снижая тем самым стоимость жизненного цикла рассматриваемого оборудования. Особенности конструкции вибрационного узла грохота обеспечивают низкие трудозатраты на настройку и регулировку параметров движения исполнительного механизма как при пуско-наладочных работах, так и в процессе эксплуатации. Специфическая конструкция опорных узлов короба рассматриваемого изделия с применением цилиндрических пружинных блоков малой жёсткости обеспечивает снижение динамических воздействий на элементы производственного сооружения или собственные опорные элементы, на которые устанавливается инерционный грохот.

Грохоты инерционные модельного ряда КМ ГИЛ представляют собой машины с простым дебалансным вибровозбудителем. Одним из основных конструктивных элементов инерционного грохота является короб, выполняющий одновременно функцию опоры для установки комплекта просеивающих поверхностей и функцию корпуса, передающего движение ситам от исполнительного механизма и ограничивающего рабочее пространство грохочения, обеспечивая тем самым безопасность персонала, работающего с данным оборудованием. Короб инерционного грохота, а соответственно и просеивающие поверхности, располагается под наклоном к горизонтали. В рассматриваемом модельном ряде инерционных грохотов угол наклона составляет 18°.

Установка короба с просеивающими поверхностями под углом к горизонту необходима для организации эффективного распределения просеиваемого материала по всей длине сит и движения просеиваемого материала от загрузочного устройства грохота к его разгрузочному узлу. Очевидно, что скорость перемещения перерабатываемого материала относительно продольного габаритного размера грохота тем выше, чем больше угол наклона короба к горизонтали.

Элементами инерционного грохота, непосредственно выполняющими операцию просеивания, являются просеивающие поверхности. В современных грохотах данные узлы применяются в различных конструктивных исполнениях. Это могут быть колосниковые решётки в виде монолитных блоков, изготавливаемых литьём металла, или в виде сборочных единиц, состоящих из отдельных колосников. Широко распространены в современных грохотах просеивающие поверхности в виде листовых решет, которые представляют собой перфорированные металлические листы. Перфорирование листов выполняется по одной из двух технологий - сверление или штамповка.

Очевидно, что широкое распространение данный тип просеивающих поверхностей получил главным образом из-за простоты и низкой стоимости изготовления. Также, в конструкциях грохотов встречаются просеивающие поверхности в виде сит и решет, изготовленных из полимерных материалов - резиновых смесей или пластмассовых составов. Применение неметаллических материалов призвано продлить срок службы просеивающей поверхности за счёт упруго-диссипативных свойств полимерных материалов, а также, снизить акустическое воздействие грохота на окружающую среду, иными словами - сделать процесс грохочения менее громким.

В грохотах модельного ряда КМ ГИЛ применяются просеивающие поверхности в виде проволочных сит. Проволочные сита, являющиеся одним из наиболее распространённых типов применяемых просеивающих поверхностей, изготавливаются из стальной, латунной, бронзовой, медной или никелевой проволоки различного диаметра (в зависимости от типа грохота) с квадратными, прямоугольными или щелевидными отверстиями. В современном сортировочном оборудовании размер отверстий применяемых проволочных сит лежит в диапазоне значений от 0,04 до 100 мм. Наиболее распространёнными в данной разновидности просеивающих поверхностей являются тканные сита с квадратными отверстиями и сборные сита со щелевыми поверхностями.

Необходимые параметры колебательного движения рабочих органов грохотов КМ ГИЛ обеспечиваются функционированием дебалансного возбудителя. Дебалансный возбудитель представляет собой вал, на одном или обоих концах которого (в зависимости от конструкции виброузла) устанавливаются дебалансные элементы и на одном конце вала смонтирован шкив для передачи рассматриваемому механизму кинетической энергии вращения от приводного электродвигателя через клиноременную передачу. Дебалансные элементы чаще всего изготавливаются в виде круговых секторов из металла и выполняют функцию изменения закона распределения массы вала вибромеханизма относительно оси вращения вала в сторону высокой неравномерности, что обусловливает появление динамического момента при вращении такой конструкции.

Опорой для дебалансного возбудителя является короб грохота, в который для этой цели устанавливаются опорные подшипники. Рассматриваемая конструкция позволяет регулировать амплитуду и частоту колебаний, создаваемых виброузлом. Это выполняется путём установки на вал дебалансных элементов различных инерционных показателей и изменением взаимного углового расположения дебалансных элементов, установленных на противоположных концах вала возбудителя. Очевидно, что грохот, представляющий собой колебательную динамическую систему с упруго-диссипативными элементами, имеет несколько собственных частот. При совпадении частоты вибрации грохота с собственной частотой неизбежно проявляются резонансные процессы, характеризующиеся резким (в ряде случаев - неограниченным) возрастанием амплитуды колебаний. Данное явление может вывести грохот в нерасчетный режим работы, что может привести к выходу его из строя с серьёзными повреждениями механического оборудования.

Основным методом ограничения воздействий резонансных процессов на грохот при его запуске является максимально быстрый вывод его исполнительного механизма на рабочую частоту, что позволяет «пройти» собственные частоты рассматриваемого механизма за короткий промежуток времени. В данном случае решающую роль играет инерционность движущихся элементов грохота, которая не позволит развиться резонансу в случае достаточно короткого промежутка времени работы на собственной частоте механизма.

Современная силовая преобразовательная техника позволяет бороться с резонансными явлениями при помощи специальных режимов запуска асинхронного электродвигателя при построении электропривода грохота по структуре «преобразователь частоты - асинхронный электродвигатель». Современные преобразователи частоты позволяют выполнить запуск двигателя в режиме пропуска частот. Таким образом, задав для указанного режима требуемые значения частот пропуска, можно обеспечить вывод механизма грохота на заданную рабочую частоту с требуемой интенсивностью, что положительно сказывается на ресурсе механических элементов.

Еще одним элементом конструкции грохотов КМ ГИЛ, участвующим в формировании вибрационного воздействия на просеиваемый материал, являются упруго-диссипативные опорные элементы, также, называемые пружинными опорами. Кроме обеспечения колебательного движения просеивающих поверхностей грохота рассматриваемые конструктивные элементы выполняю функцию демпфирования динамического воздействия движущегося грохота на элементы неподвижной опоры (специально предусмотренная часть конструкции производственного сооружения или неподвижная опора, входящая в состав самого грохота в случае его мобильного исполнения).

Следует отметить, что именно упруго-диссипативные параметры пружинных опор в наибольшей степени влияют на значения резонансных частот инерционного грохота, поэтому в случае необходимости проектирования специализированной системы управления движением грохота в расчётах необходимо учесть совокупные жёсткость и коэффициент диссипации пружинных опор конкретной модели оборудования.

Основные технические характеристики инерционного грохота легкого типа

В данном разделе приводится краткое описание основных технических характеристик инерционных грохотов модельного рядка КМ ГИЛ. Численные значения рассматриваемых характеристик опущены, т. к. это является информацией, характеризующей конкретную модель оборудования, а не модельный ряд.

• Максимально рекомендуемая крупность кусков питания – параметр, характеризующий гранулометрический состав просеиваемого материала, при работе с которым грохот обеспечивает заявленные рабочие характеристики, выражается в миллиметрах. При превышении данного параметра, помимо снижения производительности, возможна, также, перегрузка агрегата по массе перерабатываемого материала и повреждение просеивающих поверхностей слишком крупными кусками питания;
• Угол наклона просеивающей поверхности – данный параметр уже упоминался выше по тексту настоящего технического обзора, он обеспечивает движение перерабатываемого материала к разгрузочному узлу грохота, определяя таким образом производительность данного агрегата. В грохотах модельного ряда КМ ГИЛ предусмотрена регулировка угла наклона просеивающей поверхности, что, соответственно, позволяет настроить производительность и скорость движения перерабатываемого материала внутри агрегата под рабочие показатели технологической линии, в которой работает грохот. Данный параметр выражается в градусах;
• Амплитуда (полуразмах) колебаний короба – данный показатель характеризует максимальное значение отклонения короба грохота с установленными в нём просеивающими поверхностями от положения покоя в одну сторону. Амплитуда колебаний определяет интенсивность встряхивания просеиваемого материала на каждом ярусе просеивающих поверхностей, что задаёт темп вертикального движения материала между ярусами, влияя на производительность агрегата. Данный параметр выражается в миллиметрах;
• Частота колебаний короба – как и амплитуда колебаний короба определяет интенсивность вертикального движения перерабатываемого материала, аналогично, являясь фактором, влияющим на производительность грохота. Данный параметр выражается в колебаниях в минуту;
• Геометрические размеры (длина, ширина, площадь) просеивающей поверхности – параметр, применяемый для расчёта оптимальной рабочей загрузки грохота с обеспечением равномерного распределения перерабатываемого материала по площади просеивающей поверхности, что, также, влияет на равномерность износа последней, увеличивая межремонтные интервалы. Учёт геометрии в данном случае выполняется подбором соответствующего питающего устройства и согласованием его производительности с темпом работы грохота. Линейные размеры выражаются в миллиметрах, площадь – в квадратных метрах;
• Количество ярусов – количество расположенных друг под другом просеивающих поверхностей, обеспечивающих отсеивание материала с определённым показателем крупности на данном ярусе. Данная техническая характеристика определяет количество продуктов просеивания в конкретно модели грохота и, собственно, гранулометрический состав данных продуктов, является важным показателем при интеграции грохота в комплексную технологическую линию по обогащению полезных ископаемых. Параметр выражается в штуках;
• Расчётная производительность по питанию – количество продукта (или продуктов, в случае многоярусной конструкции грохота) просеивания материала, производимое рассматриваемым агрегатом в регламентированный отрезок времени. Выражается в кубических метрах в час;
• Номинальная мощность электрического двигателя – основной показатель для выбора приводного электродвигателя исполнительного механизма грохота. Не рекомендуются отклонения от данного параметра, т. к. при использовании двигателя меньшей мощности возможен его вывод в нерасчётный режим работы (чаще всего – в режим перегрузки по нагреву), при применении электродвигателя завышенной мощности складывается ситуация недоиспользования электродвигателя по удельным параметрам, что снижает технико-экономические показатели всего агрегата.

Основными условиями для надёжного и эффективного функционирования грохотов являются: равномерная подача и распределение материала по всей просеивающей поверхности, правильное и равномерное натяжение сит при установке, чистое состояние сит и своевременное техническое обслуживание деталей и узлов исполнительного механизма.

Типовым техническим решением по обеспечению равномерности распределения просеиваемого материала по просеивающей поверхности является изготовление последней с небольшой выпуклостью от центральной части к краям, что в значительной степени препятствует скапливанию просеиваемого материала на отдельных участках сита.

Большое внимание при техническом обслуживании инерционных грохотов уделяется их балансировке, что позволяет получить правильные траектории движения всех узлов исполнительного механизма, обеспечивая тем самым и безопасность персонала, работающего с рассматриваемым оборудованием. Правильная балансировка позволяет облегчить условия прохождения исполнительным механизмом резонансных частот при запуске грохота и выводе его на рабочие параметры движения. Это, в совокупности с рассмотренными выше способами управления электромеханической системой грохота, в свою очередь позволяет снизить вероятность возникновения в механических узлах динамических нагрузок, не допустимых по условиям эксплуатации данного оборудования.

Смазка движущихся элементов грохотов производится густыми смазочными материалами, в соответствии с регламентом технического обслуживания – один раз в смену. Таким образом, обеспечивается защита деталей и узлов механической части от перегрева и повышенного износа, которые могут привести к преждевременному выходу механизма из строя и аварийной остановке оборудования.

Так как чаще всего грохоты работают в составе производственных линий, их запуск в работу и остановка строго регламентированы в целях исключения повреждения другого оборудования, входящего в состав комплекса. Пуск грохота может быть произведён только после пуска агрегата, выполняющего приём продуктов грохочения, чтобы не допустить завала указанного оборудования. Подачу просеиваемого материала на рабочие поверхности грохота допускается начинать только после выхода исполнительного механизма грохота в установившийся режим работы.

Данные условия необходимо соблюдать как при ручном управлении производственной линией, указывая данную информацию в инструкциях операторов, так и при обеспечении автоматизации производственного процесса обогащения полезных ископаемых, например, данные условия могут быть формализованы в виде алгоритма и интегрированы в программу работы системы управления верхнего уровня, формирующей сигналы на запуск, останов и регулирование рабочих параметров исполнительного оборудования.

В настоящем разделе рассматриваются возможные комплектации и конструктивные исполнения инерционных грохотов модельного ряда КМ ГИЛ. Разнообразие модификаций рассматриваемого оборудования имеет своей целью обеспечение максимальной унификации и лёгкой интеграции грохотов в любой производственный процесс, требующий выполнения сортировки сыпучих материалов. Рекомендуется внимательно изучить и проанализировать приведённую ниже информацию для правильного выбора модели грохота с учётом инфраструктурных, технических и других особенностей производственного процесса и места расположения оборудования.

Грохоты КМ ГИЛ выпускаются в опорном (стандартная модификация) или подвесном исполнении. Данный фактор учитывается при оценке технической возможности установки грохота в конкретном производственном сооружении.

По расположению приводного электродвигателя рассматриваемые грохоты выпускаются с правым (стандартная модификация) или левым расположением указанного узла. Расположение приводного двигателя выбирается с точки зрения удобства установки самого двигателя, наиболее простой схемы прокладки кабельных трасс и простого и безопасного доступа персонала для регламентных работ по техническому обслуживанию электромеханического оборудования.

По набору просеивающих поверхностей грохоты КМ ГИЛ выпускаются с просеивающими поверхностями в виде струнных, проволочных, резиновых, полиуретановых сит или колосниковых решёток в любых комбинациях в случае многоярусного грохота. Выбор просеивающих поверхностей полностью определяется типом перерабатываемого материала и интенсивностью работы грохота.

По аналогичным критериям выполняется выбор способов крепления просеивающих поверхностей внутри короба грохота. Различные способы крепления просеивающих поверхностей обеспечивают различные степени натяжения, устойчивости и деформации, что напрямую влияет на производительность работы грохота и на долговечность самих просеивающих поверхностей.

Также, опционально грохоты модельного рядка КМ ГИЛ выпускаются в общепромышленном или взрывозащищенном исполнении, с системами промывки, устанавливаемыми на любом требуемом ярусе, с пылезащитными укрытиями и т. д.