Дробильно-сортировочная установка

Зміст

• 1. Введение
• 2. Номенклатура продукции
• 3. Выбор технологической схемы производства и подбор оборудования
• 3.1 Дробильное оборудование
• 3.2 Сортировочное оборудование
• 3.3 Выбор технологической схемы
• 4. Автоматизация дробильно-сортировочных предприятий
• 5. Пример расчета дробильно-сортировочного завода
• 5.1 Гранулометрический состав
• 5.2 Предварительный выбор схемы дробления
• 5.3 Предварительный выбор типа и количества дробилок для первичного дробления
• 9. Ведомость оборудования
• Библиографический список
• Приложение

1. Введение

К механическим относятся такие процессы, основой которых является механическое воздействие на исходный материал, описываемый законами механики твердых тел. В технологии строительных материалов к ним относятся: измельчение, сортировка, смешивание и транспортировка твердых компонентов. Эти процессы широко применяются в практике многих отраслей промышленности, и в частности, в промышленности строительных материалов.

В зависимости от крупности конечного продукта в промышленности строительных материалов различают основные виды измельчения (таблица 1).

Таблица 1 — Основные виды измельчения

Измельчение природного и искусственного сырья и разделение его по крупности на фракции является одним из основных процессов технологии строительных материалов. Он имеет важнейшее значение для обеспечения высокого качества изделий в связи с решающим влиянием зернового состава масс на их способность к уплотнению (или, наоборот, к разуплотнению, например, в технологии получения пористых материалов) при формовании, протеканию физико-химических процессов твердения и спекания. Кроме того, измельчение оказывает влияние на некоторые важные свойства готового продукта, например термоустойчивость керамики.

Теория измельчения включает круг вопросов и проблем, связанных с исследованием путей и возможностей совершенствования существующих и создания новых методов измельчения и соответствующих измельчителей.

Целью этих исследований является снижение стоимости измельчения, уменьшение удельных затрат энергии, износа и металлоемкости измельчителей, увеличение их долговечности и удобства эксплуатации. Учитывая, что стоимость основной массы сырья для производства строительных материалов сравнительно высока, технико-экономический фактор играет особую роль в теории измельчителей.

Главной из перечисленных задач является необходимость получения измельченного сырья, удовлетворяющего определенным требованиям.

Основные из них: а) получение продукта заданного зернового состава, б) требуемая удельная поверхность, в) оптимальная конфигурация зерен, г) необходимая прочность.

Основным сырьем при производстве различных строительных материалов являются горные породы (таблице 2).

Таблица 2 — Классификация горных пород по происхождению

дробильная сортировочная установка измельчение

2. Номенклатура продукции

Зерновой состав продукта измельчения определяют рассевом пробы на наборе сит с круглыми отверстиями. В процессе рассева отобранной пробы зерна материала определенной крупности, проходя через набор сит, задерживаются, в результате чего проба оказывается разделенной на несколько классов по крупности. Так, при рассеве пробы на наборе сит с круглыми отверстиями диаметром 5, 10, 25, 20 мм образуются классы 0 — 5, (или — 5); 5 — 10; 10 — 15; 15 — 20. Остаток на сите 20 мм называют классом +20.

Под степенью измельчения i понимают отношение размера кусков D исходного материала к размеру кусков d готового продукта:

i = D/d, (1)

i=400/40=10 мм.

Наиболее распространенными строительными материалами, полученными в результате процесса измельчения, являются нерудные материалы (щебень, гравий, песок).

Щебень получают из естественного камня дроблением взорванных скальных пород. Требования к щебню для строительных работ регламентирует ГОСТ 8267. Щебень разделяют на следующие группы (фракции) по размерам граничных зерен: 5 — 10, 10 — 20,20 — 40, 40 — 70 мм. Зерна щебня в зависимости от соотношения между длиной, толщиной или шириной разделяют на кубовидные, пластинчатые (лещадные) и игловатые. К пластинчатым (лещадным) и игловатым зернам относятся такие, у которых толщина или ширина меньше длины более чем в 3 раза.

Гравий представляет собой сыпучий материал крупностью 3 (5) — 70 мм с овальной формой зерен, образовавшийся в результате естественного разрушения горных пород. Зерна размером 70 — 150 мм называют крупным гравием, крупнее 250 мм — валунами. По ГОСТ 8268 гравий для строительных работ подразделяют на фракции: 5 — 10; 10 — 20; 20 — 40 и 40 — 70 мм.

Песок, применяемый в строительстве (ГОСТ 8736), подразделяют на природный, обогащенный и фракционированный; дробленый обогащенный и дробленый фракционированный; дробленый из отсевов и дробленый обогащенный из отсевов.

3. Выбор технологической схемы производства и подбор оборудования

3.1 Дробильное оборудование

Сырьё и материалы, применяемые в строительной индустрии в качестве заполнителей связующих, для приготовления изделий промышленного, гражданского и дорожного строительства, могут быть разделены на две большие группы:

1) Мягкие породы — суглинки, жирные и мягкие глины, тяжёлые глины и т. д.;

2) Каменистые и скальные породы малой, средней и высокой прочности.

Для измельчения каменистых и скальных пород выбор технологического оборудования диктуется заданной часовой производительностью цеха (завода); размерами исходного и конечного продукта; физико-механическими свойствами материала; гранулометрическим составом конечного продукта.

Число стадий переработки материала задаётся в зависимости от производительности цеха, завода и конечного размера готового продукта. Так при производительности 100 — 200 мі/час и величине конечного продукта до 10 мм измельчение осуществляется в несколько стадий (две — три).

Размеры и тип машины для первичного дробления зачастую определяются максимальными размерами поступающего материала из карьера, при этом предельно допустимый кусок при загрузке равен (0,8 — 0,85) В, где В — ширина загрузочного отверстия дробилки.

При выборе типа дробилки следует учитывать, что конусные дробилки, при прочих равных условиях со щековыми, необходимо применять в технологических схемах заводов с большой производительностью. Крупные молотковые дробилки также следует применять на первой стадии при большой производительности завода и в основном для пород мягких и средней прочности.

Для вторичного дробления материала используются дробилки щековые, конусные, молотковые и валковые.

На цементных заводах после вторичного дробления материал поступает в мельницу на помол. Чтобы исключить работу мельницы в начальный период как дробильного агрегата следует подавать при загрузке куски возможно меньшего размера 10 — 25 мм. При такой степени измельчения наиболее целесообразно применять молотковые дробилки, которые обеспечивают большую степень измельчения и большой процент выхода мелких и пылевидных частиц. На дробильно-сортировочных заводах использование молотковых дробилок, дающих большой процент мелочи, не всегда целесообразно. Для второй стадии дробления в этом случае может быть применены щековая и конусная дробилки. Выбор типа дробилки в этом случае зависит от поступающего размера кусков материала и потребной производительности. Валковые дробилки для второй стадии дробления нашли применение на передвижных дробильно-сортировочных установках, благодаря простоте конструкции, малого веса и относительно малого выхода мелкой фракции, идущей в отсев.

3.2 Сортировочное оборудование

Тип и размер машины для сортировки материала выбирается в зависимости от требуемой производительности, зернового состава смеси, величины размеров поступающего материала, от количества требующихся фракций в конечном продукте.

В материале, например в горной массе, поступающем для дробления, в ряде случаев содержатся в значительных количествах куски, размер которых меньше размеров выходных отверстий. В этих случаях применяются грохоты для предварительного отсева мелких фракций, количество которых в поступающем материале определяется по графикам гранулометрического состава.

В технологических схемах заводов, где установлены дробилки крупного дробления, для предварительного отделения мелких фракций применяются колосниковые грохоты, являющиеся одновременно и питателями дробилок.

Для предварительного грохочения материалов, поступающих на вторичное дробление для сортировки, а также для отделения сверхмерных кусков, применяются гирационные грохоты тяжёлых и средних типов. Для разделения измельчённого материала по крупности на несколько сортов рекомендуется применять двухситовые гирационные или вибрационные грохоты. При необходимости получения четырёх и более сортов целесообразно установить последовательно 2 — 3 грохота двухситовых. Необходимо учитывать, что эксплуатация трехситовых, тем более четырёхситовых грохотов, весьма затруднена.

Принятие решения о том, какому типу грохота отдать предпочтение в каждом рассматриваемом случае, зависит от размеров кусков в сортируемом материале. При сортировке материала со средним размером куска в смеси более 50 — 60 мм лучшую сортировку обеспечивают гирационные и универсальные грохоты. При среднем размере куска в смеси до 40 — 50 мм более эффективны вибрационные грохоты. Вибрационные грохоты применяются и при мокром грохочении смеси, поступающей на помол в сырьевые мельницы на цементных заводах.

Барабанные грохоты применяются в тех случаях, когда требуется установка в верхних этажах зданий, не допускающих никакой динамичности в работе машин. Они эффективны при объединённых процессах промывки и сортировки материалов.

При мокром помоле материалов для выделения частиц требуемой толщины применяют гидравлические классификаторы, которые работают обычно в замкнутом цикле с помольными агрегатами. При величине размеров продукции 100 — 150 мм производить промышленную сортировку материала на грохотах весьма неэффективно из-за относительно низкой их производительности при большом износе тонких дорогостоящих сит. В этом случае сортировку рекомендуется проводить путём сепарации. Сепараторы в этом случае включаются в технологическую схему, а помольные агрегаты работают в замкнутом цикле.

3.3 Выбор технологической схемы

В зависимости от производственной мощности предприятия, размеров кусков материала, поступающего на дробление, а также от размеров кусков в готовой продукции могут применяться, одностадийная, двухстадийная и реже трехстадийная схемы дробления (рисунок 3).

а - одностадийная; б — двухстадийная; в - трехстадийная; 1 — щековая дробилка первичного дробления; 2 - грохот; 3 — конусная дробилка вторичного дробления; 4 - конусная дробилка третьей стадии дробления; 5 - бункеры

Рисунок 3 — Схемы дробильно-сортировочных заводов

Одностадийная схема дробления используется в основном при относительно небольшой производительности предприятия и когда наибольший размер поступающих в дробилку кусков камня не превышает 400 — 450 мм.

Сверхмерные куски в этом случае после грохочения дробленого материала направляют обратно в дробилку для повторного дробления. Таким образом, работа в ней совершается по замкнутому циклу.

Двухстадийная схема дробления получила наибольшее распространение на заводах, средней и большей производительности. Это вызвано тем, что при поступлении кусков размером 700 — 1000 мм практически чрезвычайно трудно за одну стадию дробления получить готовый продукт требуемой крупности (например: 10 — 20; 20 — 40; 20 — 60 мм). Необходимо учитывать при этом и то, что количество сверхмерных кусков в дробильном камне будет весьма значительным и это, естественно, также потребует установки дробилки вторичного дробления. При двухстадийной схеме дробления (рисунке 3) материал поступает в дробилку 1 первичного дробления, а затем подается на грохот 2 для выделения сверхмерных кусков, направляемых затем в дробилку 3 вторичного дробления. Окончательная сортировка производится на втором грохоте, на который поступает продукт вторичного дробления, а также и материал от первого грохота.

Трехстадийная схема дробления применяется на заводах большой производительности (600 — 700 м³ щебня в год и более), когда размер поступающего на дробление камня доходит до 800 — 900 мм и более, и когда в продукте, прошедшем вторичное дробление, имеется большое количество большемерных кусков. В ряде случаев трехстадийная схема применяется в том случае, если необходимо получить мелкие фракции, например песок из каменных материалов.

На рисунке 4 показана технологическая схема, предусматривающая трехстадийное дробление изверженных пород без предварительного грохочения исходной горной массы с замкнутым циклом на последней стадии дробления. При данной технологической схеме может выпускаться щебень 0…40 мм. Процесс получения щебня осуществляется следующим образом. Исходная горная масса крупностью 0.700 мм доставляется из карьера автотранспортом и поступает в бункер агрегата первичного дробления. Из бункера материал подается вибрационным питателем 2 в щековую дробилку 3 (1200Ч1500), где размер отдельных кусков уменьшается до 0.400 мм.

1 — бункер, 2 — питатель, 4 — ленточный конвейер, 3, 5 — щековая дробилка, 6, 7, 9, 10, 11, 13 — конвейер, 8, 12, 18 — грохот, 14, 17 — погрузочный бункер, 15 — дозатор, 16 — классификатор, 19 — конусная дробилка

Рисунок 4 — Технологическая схема дробления

Из агрегата первичного дробления материал ленточными конвейерами 4 подается в щековую дробилку со сложным движением щеки (СМ-16А — 600Ч900) вторичного дробления 5, где происходит дальнейшее измельчение кусков до 0.180 мм. Продукт дробления конусной дробилки 5 ленточными конвейерами 6 и 7 подается в агрегат предварительного грохочения, состоящий из грохота 8 и перегрузочных ленточных конвейеров. На грохоте 8 устанавливается сито с ячейками, допускающими прохождение кусков размером 0.40 мм. Куски размером более 40 мм по конвейеру 9 поступают в конусную дробилку 19 (КСД — А-1650). После чего материал поступает через грохот 8, конвейеры 10 и 11 на грохоты 12 и 18, где фракции разделяются и поступают в погрузочные бункера 14, оснащенные автоматическими весовыми дозаторами непрерывного действия 15. Объем бункеров каждой фракции должен обеспечить 1,5.2 — часовую непрерывную работу. В связи с тем, что щебень мелких фракций (5.20 мм) промывается, предназначенные для них бункера имеют перфорированные днища с отводом дренажных вод. Отходы (0.5 мм), получаемые при производстве щебня, поступают в спиральный классификатор 16 и оттуда в погрузочный бункер 17, снабженный весовым дозатором 15. При работе без промывки песка сухая фракция 0.5 мм ленточным конвейером 13 подается непосредственно в бункер 17 из грохота 18.

Для управления и наблюдения за работой предусматривается специальный агрегат управления, на пульт которого выносятся показания работы всех агрегатов. Особенностью рассмотренных является установка щековых и конусных дробилок на специальные виброизолирующие опоры, что позволяет значительно уменьшить массу фундамента и сократить сроки строительства.

4. Автоматизация дробильно-сортировочных предприятий

Дробильно-сортировочные предприятия представляют собой комплекс оборудования по переработке и транспортировке продукции, который действует без участия обслуживающего персонала, а только под его наблюдением, что позволяет автоматизировать технологический процесс. Автоматизация дробильно-сортировочных предприятий предусматривает автоматическую защиту технологического оборудования от аварийных режимов и режимов перегрузки, местное и централизованное автоматическое управление технологическим процессом, автоматический контроль за состоянием оборудования и санитарно-техническим состоянием рабочих помещений, а также автоматический учет поступающего сырья и отпущенного потребителям готового продукта по фракциям.

Управление автоматизированным дробильно-сортировочным предприятием осуществляется с центрального диспетчерского пульта и предусматривает три режима управления: дистанционный, автоматизированный местный и местный сблокированный. Первый режим является основным и осуществляется с центрального пульта; второй применяется при профилактических и ремонтных работах; третий — при наладке схем автоматизации. Последние два режима осуществляются с помощью аппаратуры, установленной непосредственно на машине. Пуск и отключение механизмов осуществляются в последовательности, определяемой технологией производства, причем основной операции предшествуют вспомогательные: включение звуковой сигнализации, аспирационной системы и подачи воды. Нарушение принятой последовательности пуска и отключения механизмов может привести к авариям, поэтому предусматривается система блокировки механизмов, предотвращающая их повреждение.

Автоматический учет поступающего сырья и отгружаемой готовой продукции осуществляется с помощью автоматических весов, взвешивающих транспорт с исходным материалом и готовой продукцией (по фракциям). Автоматизация технологического процесса предприятия начинается с бункера для исходного сырья, который оборудуется датчиками уровня расположения материала. Верхний датчик ограничивает наибольшую высоту расположения материала, нижний — определяет минимальный слой материала, расположенный над питателем. При срабатывании нижнего датчика работа питателя прекращается, что сохраняет над ним минимальный слой материала, необходимый для предотвращения поломки питателя при разгрузке в бункер крупных кусков. Автоматизация узлов крупного дробления, на которых установлены, как правило, щековые дробилки, предусматривает управление процессом загрузки дробилки, основанное на автоматическом измерении уровня загрузки камеры дробления, мощности, потребляемой электродвигателем привода, и погонной нагрузки на ленточный конвейер, отводящий продукт дробления. При этом сигналы об отклонении от заданного режима работы передаются на систему, регулирующую скорость питателя. Кроме того, дробильные машины снабжаются автоматической системой защиты от попадания не дробимых предметов, включающей в себя установку металлоискателей или электромагнитов. Для отключения электродвигателя дробилки при попадании в нее предметов из немагнитных металлов применяется установка токовых реле в схеме электропривода. Для предотвращения работы машин в аварийном режиме они снабжаются автоматическими устройствами для контроля работы системы смазки (наличие смазки в подшипниках и ее температура).

Автоматизация узлов среднего и мелкого дробления, где установлены конусные дробилки, предусматривает блокировочные связи с узлом крупного дробления и между собой, регулирование режима подачи в них материала, а также защиту от аварийных режимов. В некоторых случаях автоматизация узла предусматривает обеспечение заданного соотношения между отдельными фракциями измельчаемого продукта путем автоматического регулирования ширины разгрузочной щели.

Автоматизация узлов грохочения предусматривает контроль гранулометрического состава готового продукта путем проверки соотношения (весового) между отдельными фракциями. Обеспечение заданного соотношения между отдельными фракциями готового продукта является одним из основных условий экономической эффективности работы предприятия. Изменение зернового состава продуктов дробления может осуществляться путем анализа гранулометрического состава непрерывным или цикличным отбором проб или контролем на потоке. Автоматический контроль за гранулометрическим составом готового продукта осуществляется путем автоматического взвешивания или с помощью автоматических пробоотбирателей, которые конструируются в составе отсекающего устройства, привода и аппарата, регулирующего режима работы по отбору проб. Наиболее распространены ползунковые пробоотбиратели (скреперы), пересекающие поток материала на ленте.

На рисунке 5 дана схема автоматизации технологического процесса сборно-разборной линии по производству нерудных материалов.

1 — бункер; 2, 6, 7 — дробилка; 3 — питатель; 4, 8, 14, 16, 18, 23 — конвейер, 13, 15,17 — грохот; 19 — классификатор; 20, 22 — бункер; 21 — затвор

Рисунок 5 — Схема автоматизации технологического процесса

Автосамосвалы с горной массой подъезжают к приемному бункеру, взвешиваются на автоматических автомобильных весах (ДАВ), суммирующих общую массу горной породы, которая перерабатывается за смену. Фиксация автосамосвала относительно приемного бункера осуществляется с помощью конечного выключателя, подающего звуковой или световой сигнал при достижении машиной заданного положения. Приемный бункер питателя оборудован двумя датчиками уровня. При достижении исходным материалом верхнего уровня бункера включается красный сигнал светофора, и машины на разгрузку не подаются до тех пор, пока уровень не понизится и не включится зеленый сигнал светофора.

По достижении материалом нижнего уровня питатель останавливается и дальнейшая подача материала из бункера в головную дробилку 2 прекращается. В результате этого в бункере всегда остается определенный слой материала, предохраняющий пластины питателя от прямых ударов крупными кусками во время разгрузки автосамосвалов.

Пластинчатый питатель оборудован датчиком негабаритного исходного материала (ДН), сигнал с которого после усиления усилителем (У) подается на исполнительный механизм, сбрасывающий негабарит с питателя в специальный бункер. Технологический пост первичного дробления оборудован устройством, регулирующим равномерную подачу материала в дробилку 2 путем изменения скорости движения питателя, а также его остановку и пуск. Питатель и конвейеры 3, 4, 8, 23, 16 и 18 снабжены датчиками скорости движения и тросовыми аварийными выключателями, обеспечивающими выключение и включение привода оборудования поточно-транспортной системы с любого места по всей ее длине. При аварийном отключении одного из механизмов система централизованного автоматического управления отключает все стоящие выше по потоку механизмы. При этом дробилки отключаются только после освобождения камер дробления от материала. Для предотвращения попадания недробимых металлических предметов в машины последующих стадий дробления питатель 1 и конвейеры 3 и 8 оборудуются датчиками наличия металла ДЖ в горной массе, движущейся по транспортному устройству. Сигнал с датчиков ДЖ после усиления передается на мощный электромагнит ЭМ, который отделяет предмет от массы материала. При попадании в массе немагнитных металлических предметов привод конвейера (питателя) отключается датчиком металлоискателя; одновременно отключаются все стоящие выше по потоку механизмы. Работа дробилок 2, 6 и 7 контролируется температурными датчиками, установленными на втулках приводного вала машины. При повышении температуры подшипника выше допустимой (30° С) электрическое сопротивление термодатчика уменьшается и срабатывает тепловое реле, включающее в работу холодильное устройство системы жидкой смазки машины.

Оптимизация технологического процесса осуществляется путем обеспечения заданного соотношения между отдельными фракциями материала с помощью автоматического контроля за гранулометрическим составом продукта дробления. После дробления в дробилках 6 и 7 материал поступает через конвейеры 8 и 12 на грохот 13. После грохочения материал разделяется на две фракции. Нижняя фракция направляется на рассев по конвейерам 23, 14 и 16 через грохоты 15 и 17 в бункера 22, оборудованные затворами 21, а верхняя — на додрабливание. Отходы процесса дробления из грохота 17 через классификатор 19 поступают в бункер 20. Контроль за гранулометрическим составом готового продукта осуществляется датчиками ЛТ, расположенными на пути движения материала, сигналы с которых поступают через электроимпульсные счетчики ЭС на электропневматические преобразователи ЭП. Далее через линии задержки ЛЗ сигналы поступают в вычислительное устройство ВУ, куда ранее были введены данные требуемого гранулометрического состава готового продукта. К этому же устройству поступают сигналы от датчиков измерителей мощностей двигателя ИМД дробилок 6 или 7 и от оборудования агрегата первичного дробления в виде сигналов N и Q. Из ВУ команды управления поступают в электрорегулятор ЭР непосредственно и через блок защиты от помех БЗП. Далее эти команды через преобразователь ПЭ поступают в систему измерения дробилок 6 и 7. По этим командам производится автоматическое регулирование дробилок для изменения соотношений между отдельными фракциями готового продукта и введения в режим оптимальной работы по заранее заданной программе.

Автоматизированный режим работы остальных агрегатов аналогичен описанному выше. Однако, учитывая технологическую связь всех агрегатов, работающих в строгой последовательности, необходимо иметь общее вычислительное устройство (ОВУ), расположенное на пульте управления всей технологической линии. ОВУ имеет заранее заданную программу по гранулометрическому составу готового продукта и расходу электроэнергии оборудованием.

Перед началом технологического расчёта составляется ориентировочная технологическая схема завода, согласно которой подбирается оборудование. Сама схема в процессе подбора оборудования уточняется.

Раздел автоматизации должен содержать схему автоматизации производства с её обоснованием в применении к заданным условиям.

Раздел техники безопасности включает в себя описание мер по технике безопасности при эксплуатации машины, установки.

Пояснительная записка к курсовому проекту должна содержать ведомость технологического оборудования, сопровождаться необходимым таблицами, схемами и рисунками, дающие возможность легко читать и понимать работу.

Чертежи и пояснительная записка к курсовому проекту оформляются согласно требованиям ГОСТа и СТП.

5. Пример расчета дробильно-сортировочного завода

Исходные данные:

1) Производительность дробильно-сортировочного завода по щебню для тяжелого бетона — П=200 000 мі/год;

2) G_сж=900 кг/смІ;

3) Расстояние м/у скважинами для закладки взрывчатых веществ ;

L_ск=225мм;

4) Наибольший размер камня: D_max = 400, d_max=40 мм.

5.1 Гранулометрический состав

По ГОСТ 26 633–91 гранулометрический состав принимается следующий: 3 ч 10 мм, 10 ч 20 мм, 20 ч 40 мм.

5.2 Предварительный выбор схемы дробления

Определяется степень дробления (измельчения) по формуле. Степень дробления может быть принята при дроблении в щековых дробилках в пределах 4 ч 6, в конусных — до 8. Большей степени дробления добиваться невыгодно, так как это значительно снижает производительность дробилки. При большей степени дробления принимается двух или многостадийная схема дробления.

В нашем примере, где m= D_max/d_max=400/40=10 принимается двух или трехстадийная схема дробления.

5.3 Предварительный выбор типа и количества дробилок для первичного дробления

Определим характеристику крупности исходной горной породы по кривым зависимости выхода фракций горной массы от диаметра скважин (рисунок 6).

а — твердые породы, б — породы средней прочности, в — мягкие породы.

Рисунок 6 — Зависимость выхода фракций от расстояния м/у скважинами, мм

После питателя ставить грохот не целесообразно, т.к. фракции размером до 40 мм < 10%. Максимальный размер зерен (для L_ск=225мм) равен 700 мм.

Дробилки выбираются:

а) по размеру загружаемого камня.

б) по производительности.

При двухсменной работе годовой фонд рабочей недели составляет — Т_В=4300ч (таблице 13, 14).

Часовая производительность — П_час. =П_Г/Т_В=200 000/4300=47м³/час.

Вводя коэффициент неравномерности подачи материала К_нер= 1,15, расчётная часовая производительность — П_час= 47 Ч 1,15=54 мі/час.

Дробление бывает лёгким, средним и трудным. Лёгкими условиями дробления можно считать дробление: а) мягких пород, предел прочности на сжатие д_сж < 1200 кг/смІ, в кусках любой крупности; б) пород средней твёрдости (д_сж = 1800ч1200 кг/смІ) в кусках размером (0,5ч0,7) В (где В — ширина загрузочного отверстия); в) пород твёрдых (д_сж > 1800 кг/смІ) в кусках меньше 0,5 В.

Средними условиями дробления считать дробление: а) твёрдых пород в кусках размером (0,5ч0,7) В и б) пород средней твёрдости в кусках размером (0,7ч0,9) В.

Для пересчёта производительности коэффициент трудности дробления К_др=0,85.

Трудными условиями дробления считать дробление твёрдых пород в кусках размером (0,7ч0,9) В, коэффициент трудности дробления К_др=0,7.

На рисунках 8, 10, 14, 16 — 20 приложения даны графики производительности дробилок в зависимости от условий дробления.

В нашем примере для обеспечения П=54 мі/час при дроблении породы с д_сж=900кг/смІ (условия дробления легкое), согласно графикам (рисунок 8,10) может быть принято: одна дробилка, марка щековой дробилки СМ-204А.

Определение выхода продукции после первичного дробления и количества негабарита.

Определение этих величин производится по графикам типовых характеристик продуктов дробления (рисунки 9, 11, 12, 13).

Дробилка СМ-204А. Для обеспечения П=54 мі/час по графику на рисунке 8 разгрузочная щель l = 115 мм. Для определения гранулометрического состава дробленого продукта находится крупность продукта дробления в долях ширины разгрузочной щели:

3/115=0,03; 10/115=0,09; 20/115=0,17; 40/115=0,35.

По графику 9 для пород легкой твердости определяется гранулометрический состав:

0ч3мм 100 — 99,9=0,1%

3ч10мм 99,9 — 96.6=3,3%

10ч20мм 96,6 — 93=3,6%

20ч40мм 93 — 88=5%

40 мм и более — 88%

Итого: 100%

Наибольший размер продукта дробления по тому же графику:

d_max=lЧ1,8=115Ч1,8=207 (мм).

Марка щековой дробилки СМ-204А. Разгрузочная щель l = 100 мм (производительность 54 мі/час обеспечивается при наименьшей ширине разгрузочной щели).

Максимальный размер продукта дробления:

d_max=100Ч1,85=185 (мм)

Гранулометрический состав (крупность в долях ширины разгрузочной щели):

3/100=0,03; 10/100=0,1; 20/100=0,2; 40/100=0,4.

0ч3 мм 100 — 99,8=0,2%

3ч10 мм 99,8 — 97=2,8%

10ч20 мм 97 — 91=6%

20ч40 мм 91 — 77=14%

40 и более мм — 77%

Итого: 100%

Выбор дробилок для вторичного дробления.

Выбор типа и количества дробилок для вторичного дробления производится аналогично выбору дробилок для первичного дробления. При этом максимальным размером загружаемого куска следует считать наибольший размер щебня, найденный по графику при определении выхода продукции после первичного дробления. Потребная производительность дробилок вторичного дробления зависит от наличия промежуточного грохота. Условно можно считать, что целесообразно ставить промежуточный грохот при наличии щебня после первичного дробления в пределах 20% и выше (в некоторых случаях допускается постановка промежуточного грохота и при меньшем выходе щебня).

Следует иметь в виду, что при определении ширины разгрузочной щели дробилок вторичного дробления надо учитывать заданный наибольший размер продукта дробления. Так, для получения после дробления наибольшего куска d_max=40 мм размер разгрузочной щели дробилок вторичного дробления при условии дробления пород средней твердости может быть равен 40/2,2?18 мм, для дробилок типа КСД — Б или при учёте допустимых 5% негабарита 40/1,8?22 мм (по графику на рисунок 11).

Для дробилок типа КСД — А, соответственно 40/2,5?16 мм или 40/2,0?20 мм (по графику на рисунок 13). Для коротко конусных дробилок типа КМД, соответственно, 40/3,0?14 мм или 40/2,1?19 мм (по графику на рисунок 15). Ориентировочно намечаются следующий вариант:

Определение выхода продукции после вторичного дробления (производится аналогично предыдущему).

После дробилки первичного дробления 600Ч900 целесообразно поставить промежуточный грохот, который отделит куски размером от 40 до 400 мм в количестве 88%, следовательно, производительность дробилки вторичного дробления составит

П=54Ч0,88=48 мі/час.

Материал после грохота поступает в дробилку КСД 900Гр, l_min=40 мм, наибольший размер продукта дробления (по графику на рисунке 9 с учётом возможных 5% негабарита):

d_max=143Ч1,55=222мм.

3/40=0,07; 10/40=0,25; 20/40=0,5; 40/40=1.

0ч3 мм 100 — 99,7=0,3%

3ч10 мм 99,7 — 93=6,7%

10ч20 мм 93 — 84=9%

20ч40 мм 84 — 67=17%

40 и более мм — 67%

Итого: 100%

Разгрузочная щель дробилки вторичного дробления КСД-А — 900Гр для обеспечения максимальной крупности щебня в 40 мм должна быть l_min=15 мм. Крупность продукта дробления в долях ширины разгрузочной щели:

3/15=0,2; 10/15=0,7; 20/15=1,42; 40/15=2,6.

Гранулометрический состав (по графику на рисунке 13):

0ч3 мм 100 — 94=6%

3ч10 мм 94 — 73=21%

10ч20 мм 73 — 35=38%

20ч40 мм 35 — 5=30%

40 мм — 5%

Итого: 100%

При учёте возможных 5% негабарита разгрузочная щель дробилки КСД-А-900Гр может быть увеличена до l = 20 мм.

Тогда гранулометрический состав несколько изменится. Крупность в долях ширины разгрузочной щели:

3/20=0,15; 10/20=0,5; 20/20=1,0; 40/20=2,0.

0ч3 мм — 7%

3ч10 мм — 25%

10ч20 мм — 26%

20ч40 мм — 37%

40 мм и более — 5%

Полученные 5% негабарита подлежат повторному дроблению в той же дробилке. Производительность, которая должна быть обеспечена одной дробилкой КСД-А-900Гр, П=54+54Ч0,05=57 мі/час.

Определение полного выхода готовой продукции в процентном и весовом отношении.

для принятого замкнутого цикла при условии, что после повторного дробления 5% материала распределяются равномерно по составу, получим:

0ч3 мм — 0,3%+ (7%+5%Ч0,07) 0,8=4,18% или 54Ч0,0418=2,21мі/час;

3ч10 мм — 6,7%+ (25%+5%Ч0,25) 0,8=23,7% или 54Ч0,237=12,96 мі/час;

10ч20 мм 9%+ (26%+5%Ч0,26) 0,8=26,04% или 54Ч0,2604=14,04 мі/час;

20ч40 мм — 17%+ (37%+5%Ч0,37) 0,8=46,08% или 54Ч0,46=24,79 мі/час;

40 мм и более 5%Ч0,05Ч0,8=0,2% или 54Ч0,002=0,3 мі/час

Итого: 100% или 54 мі/час.

Расчёт грохотов.

Грохоты рассчитываются для выбранного варианта. Для грохочения принимаются плоские грохоты. Расчёт сводится к определению площади отдельных сит грохотов и выбору типа марки и количества грохотов по наибольшей расчётной площади, согласно таблицам приложения.

Производительность грохотов при сухом грохочении дроблёного материала:

на горизонтальных грохотах:

П=0,65F· q·K₁·K_2,на наклонных грохотах:

П=0,4F· q·K₁·K_2,где П — производительность сита в мі/час,

F — площадь сита в мІ,

q — производительность 1 мІ сита в мі/час (график на рис.21),

К₁ — коэффициент, учитывающий процентное содержание зёрен нижнего класса в продукте питания (график на рис.22), К₂ — коэффициент, учитывающий процентное содержание в нижнем классе зёрен, размеры которых меньше Ѕ размера отверстия сита (график на рис.23).

Условно принимаем размеры ячеек сит грохотов равными наибольшему размеру материала в сорте.

А) Расчёт грохота замкнутого цикла (наклонного).

1) После 1 стадии дробления:

П 54

F= = =3,2 мІ.

0,4· q·K₁·K₂ 0,4Ч62Ч0,7Ч1

Значение q принято по графику на рис2унке 1, для отверстий сит грохота Ш 40 мм q=62. Значение K₁=25% принято по графику на рисунке 22; K₁=0,7. Значение K₂ в процентах находится по результатам первичного дробления:

25% -100%

12% -X

K₂=1 по графику на рисунке 23

X=50%

2) После 2 стадии дробления:

П 128

F= = =1,6 мІ.

0,4· q·K₁·K₂ 0,4Ч62Ч1,3Ч1,1

Значение q принято по графику на рис. 21, для отверстий сит грохота Ш 40 мм q=62. Значение K₁=95% принято по графику на рис.22; K1=1,3.

В составе продукта дробления зёрен размером от 0 до 20 мм находится 58% (по результатам последнего дробления).

Значение К₂ в процентах: находится из пропорции

95% -100%

58% -X

X=60%,

тогда К₂=1,1

F_общ=3,2 + 1,6=4,8 м²

По полезной площади сита принимаем грохот СМ-572.

Б) Расчёт грохота окончательной сортировки:

П 54

F= = = 1,54 мІ.

0,4· q·K₁·K₂ 0,4Ч62Ч1,35Ч1,05

Значение q принято по графику на рисунке 21, для отверстий сит грохота Ш 40 мм q = 62. Значение K₁=100% принято по графику на рисунке 22; K₂ = 1,35.

В составе продукта дробления зёрен размером от 0 до 20 мм находится 55,5% (по результатам последнего дробления), тогда значение К₂=1,05

По полезной площади сита принимаем грохот марки ВГД-1.

Подбор приёмного бункера.

Для того, чтобы завод не зависел некоторое время от транспортного состава, в технологической схеме должно быть предусмотрено бункерное (складское) устройство. Величина объёма приёмного бункера зависит от различных факторов и, в частности, от ёмкости транспортного состава, организации работы дробильно-сортировочного завода и карьера, ритмичности работы и т. д.

V= (П· ··k_н) / (T· ₁·₁);

где П — годовая производительность, тыс. м³ в год;

— выход материала на оборудование от исходной массы (=1,0 — 1,1);

— средняя плотность готовой продукции, кг/м³;

k_{н -} коэффициент неравномерности загрузки оборудования (k_н=1,1 — 1,3);

₁ — выход готовой продукции от исходной массы (₁=0,9 — 1,0);

₁ — плотность материала в куске, кг/м³;

Т — годовой фонд рабочего времени, ч.

V= (200 000· 1·2630·1,1) /4300· 1·1500=90м³/ч.

Масса добытого материала, м³/год:

М = V· T.

М=90*4300=385 733

При расчете ленточных конвейеров ширина ленты проверяется по следующим формулам:

для сортировочного материала В? 3,3а + 0,2 м;

для рядового материала В? 2,0а + 0,2 м;

для штучного груза В? а + 0,1 м

где, а — максимальный размер куска транспортируемого материала в м.

9. Ведомость оборудования

Таблица 3 — Ведомость оборудования

Библиографический список

1. Бауман В. А. «Механическое оборудование предприятий строительных материалов изделий и конструкций». М. 1981 г.

2. Еремин Н. Ф. «Процессы и аппараты в технологии строительных материалов». М. 1986 г.

3. Борщевский А. А. «Механическое оборудование предприятий строительных материалов изделий». М. 1987 г.

Приложение

Таблица 4 — Технические характеристики щёковых дробилок с простым движением щеки

Таблица 5 — Технические характеристики щёковых дробилок со сложным движением щеки

Таблица 6 — Технические характеристики конусных дробилок для крупного дробления (гирационных)

Таблица 7 — Технические характеристики конусных дробилок для среднего дробления

Таблица 8 — Технические характеристики конусных дробилок для среднего дробления

Таблица 9 — Технические характеристики гирационных грохотов

Таблица 10 — Технические характеристики инерционных и вибрационных грохотов

Таблица 11 — Таблица режимов круглогодичной работы дробильно-сортировочных заводов

Таблица 12 — Таблица режимов сезонной работы дробильно-сортировочных заводов

Таблица 13 — Классификация горных пород по прочности

Таблица 14 — Таблица значений физических величин для некоторых материалов