Грохоты ГИЛ инерционный тяжелого типа

Работа многих современных отраслей экономики в производственной сфере и не только основана на использовании продукции горнообогатительной и ресурсодобывающей отрасли. При этом, потребление указанных продуктов производства выполняется для совершенно различных целей. При строительстве зданий и сооружений используется щебень различных сортов в качестве наполнителя, например при заливке фундаментов зданий или в качестве демпфирующего слоя в сооружениях, функционирующих при высоких динамических нагрузках.

Примером таких сооружений может послужить железнодорожная инфраструктура, в которой щебень используется в качестве насыпи для прокладки железнодорожного полотна. При производстве строительных смесей в качестве ингридиентов применяются различные фракции силикатных материалов (песок), измельчённая гипсовая порода и др. В твердотопливной энергетике углеводородные ископаемые (каменный и бурый уголь) применяются в качестве горючего для энергетических установок, например, тепловых электростанций. Также, широкое применение находят отходы, образующиеся при сгорании каменного угля - коксы и шлаки.

Выполненный краткий обзор указывает на то, что сыпучие минеральные материалы рудного и нерудного типа применяются в различных сферах промышленности и энергетики, при этом, в самых различных функциональных назначениях. Соответственно, для приведения указанных материалов в состояние, требуемое технологией конкретного рабочего процесса, необходима переработка исходного сырья с использованием сложной специализированной техники, часто объединяемой в технологические комплексы с высокой степенью автоматизации.

Разнообразное оборудование, работающее в горно-обогатительном производстве по функциональному признаку можно разделить на три группы:

• оборудование, выполняющее преобразование гранулометрического состава исходного сыпучего материала;
• оборудование, выполняющее сортировку перерабатываемого материала по крупности и его очистку от примесей (например, обезвоживание, обесшламливание и т. д.);
• оборудование, выполняющее перемещение перерабатываемого материала от одного технологического агрегата к другому в соответствии с технологией производства.

Оборудование первой группы включает в себя различные дробилки и мельницы и применяется на всех этапах переработки и обогащения ископаемых материалов. Оборудование второй группы представляет собой грохоты и классификаторы различной конструкции и может выполнять как основную производственную задачу – сортировку материала по гранулометрическому составу, так и вспомогательную – подготовку по крупности материала перед основной технологической операцией.

Оборудование третьей группы представлено всевозможными конвейерами и питателями, обеспечивающими подачу сырья в перерабатывающие агрегаты, дозирование сыпучих материалов, перемещение продукта между технологическими операциями, вывод из производственного процесса готового продукта и доставка его к месту хранения или отгрузки.

Перечисленное оборудование может работать как в виде самостоятельных технических единиц, так и в составе автоматизированных производственных комплексов, включающих в себя несколько последовательных производственных операций.

В настоящем техническом обзоре рассматриваются агрегаты, входящие во вторую группу из представленной классификации – грохоты. 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.

Эксплуатируемые на современных предприятиях и производимые современной машиностроительной отраслью грохоты различаются по конструктивным решениям, принципу работы, а также, по виду, состоянию и гранулометрическому составу просеиваемого материала, для переработки которого они предназначены. Перечисленные особенности устройства грохотов учитываются в стандартизированной форме обозначения, применяемой 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 тяжёлого типа КМ ГИТ, подробно рассмотрена их конструкция, принцип действия, основные рабочие параметры и характеристики, а также, указаны области рационального применения данного оборудования.

Грохот инерционный тяжелого типа ГИТ - конструкция и принцип действия

Вибрационные грохоты с замкнутой траекторией движения просеивающих поверхностей или грохоты инерционного типа модельного ряда КМ ГИТ в настоящее время широко применяются главным образом на производствах в горнорудной промышленности при различных видах горных разработок. Грохоты модельного ряда КМ ГИТ представляют собой просеивающие машины для осуществления грохочения тяжёлого типа с насыпной плотностью перерабатываемого материала не более 2,8 тонны на кубический метр. Рассматриваемые агрегаты выпускаются в конструктивных исполнениях, содержащих от одного до трёх ярусов просеивания.

Конструкция исполнительного механизма инерционного грохота имеет минимальное количество механических узлов, 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 при вводе агрегата в эксплуатацию, 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 конструкции, на которые устанавливается инерционный грохот.

Грохоты инерционные модельного ряда КМ ГИТ 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 для расчёта производительности грохота применительно к производственному процессу следует принимать значение угла наклона короба, равным 18°. Установка короба с просеивающими поверхностями под углом к горизонту необходима для организации эффективного распределения просеиваемого материала по всей площади 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 шумным.

В грохотах модельного ряда КМ ГИТ применяются просеивающие поверхности в виде проволочных сит. Проволочные сита, являющиеся одним из наиболее распространённых типов применяемых просеивающих поверхностей, изготавливаются по различным технологиям плетения 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 ГИТ 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 выполнена расточка посадочного места для установки резинокордной муфты для передачи рассматриваемому механизму кинетической энергии вращения от приводного электродвигателя. Дебалансные элементы чаще всего изготавливаются в виде массивных круговых секторов из металла и выполняют функцию изменения закона распределения массы вала вибромеханизма относительно оси вращения вала в сторону повышенной 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 колебаний, создаваемых виброузлом. Это выполняется путём установки на вал дебалансных элементов с различными инерционными показателями 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 как минимум одну резонансную частоту. При совпадении частоты вибрации грохота с резонансной частотой неизбежно проявляются резонансные процессы, характеризующиеся резким возрастанием амплитуды колебаний короба.

Данное явление может вывести грохот в неустойчивый режим работы, что может привести к его аварийной остановке 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» резонансные 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 резонансной 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.

Дополнительным компонентом конструкции грохотов КМ ГИТ, участвующим в формировании вибрационного воздействия на просеиваемый материал, являются упруго-диссипативные опорные элементы, также, называемые пружинными опорами. Конструктивно данные устройства выполняются в виде блоков с параллельно установленными цилиндрическими пружинами.

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 расположение резонансных частот инерционного грохота на его амплитудно-частотной характеристике, 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 тяжелого типа

В данном разделе приводится краткое описание основных технических характеристик инерционных грохотов модельного рядка КМ ГИТ. 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 ГИС 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.

Эксплуатация грохотов ГИТ

При анализе условий функционирования промышленных грохотов можно установить следующие особенности условий работы отдельных узлов и систем: работа в условиях сильных динамических нагрузок, работа в условиях загрязнения окружающей воздушной среды пылеобразными побочными продуктами грохочения и смежных производственных и технологических операций, в случае мобильных исполнений – работа на открытом воздухе с высокой вероятностью контакта с атмосферными осадками.

Данные условия работы грохотов предъявляют к их компонентам ряд требований для обеспечения исправного состояния всего агрегата.

Наличие высоких динамических нагрузок и возвратно-поступательный характер движения исполнительного механизма требуют повышенного внимания к состоянию механической части приводной системы и пружинных опор. Одним из наиболее критичных узлов с этой точки зрения является комплекс опорных подшипников вала вибровозбудителя.

Состояние пружинных опор определяется механической целостностью отдельных демпфирующих элементов и их деформацией.

Работа при высокой степени запылённости окружающего воздуха требует применения электрооборудования соответствующего исполнения по степени защиты. Мелкая фракция в виде пылевой взвеси в воздухе, оседая на оболочках электрических машин и аппаратов, ухудшает условия охлаждения, попадая в недостаточно герметичные смазочные системы, ухудшает показатели смазок, присутствие пыли на поверхностях контактных напаек коммутационных аппаратов ухудшает показатели переходного сопротивления, способствует процессам дугообразования (особенно в том случае, если пыль обладает токопроводящими свойствами).

Для исключения воздействия рассмотренного фактора на электрооборудование чаще всего применяют способ монтажа аппаратуры в защитных оболочках (шкафы, ящики и т. д.) с высоким показателем IP, не допускающим проникновения пыли внутрь. Такое техническое решение позволяет использовать в столь специфических условиях общепромышленную аппаратуру, что положительно сказывается на стоимости комплекса управления.

Варианты комплектаций и конструктивных исполнений ГИТ

В настоящем разделе рассматриваются возможные комплектации и конструктивные исполнения инерционных грохотов модельного ряда КМ ГИТ. 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 ГИТ 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 ГИТ 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 ГИТ выпускаются в общепромышленном или взрывозащищенном исполнении, с системами промывки, устанавливаемыми на любом требуемом ярусе, с пылезащитными укрытиями.