Вибрационная мойка

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

"Тюменский  государственный нефтегазовый университет"

Институт  транспорта 

 

Кафедра ТТС 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект

По дисциплине: Строительные и дорожные машины

      Тема: «Вибрационная мойка»  
 
 
 

Выполнил: ст. гр. ПТМ – 07

Антипин Д. Г.

Проверил: Райшев Д.В. 
 
 
 
 
 

Тюмень 2010

    Содержание:

    

    

1. Общие сведения о промывке материалов
2. Расчет промывания
3. Расчет вибропривода
4. Схема сортировки
5. Обоснование элементов автоматики
6. Библиографический список

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Общие сведения о промывке материала.

    Гравийно-песчаный материал - это рыхлая обломочная горная порода, образовавшаяся в результате разрушения магматических, метаморфических  и осадочных горных пород. Технология переработки гравийно-песчаного материала с целью получения готовой продукции (щебня из гравия, гравия, песка), отвечающей требованием стандартов, зависит от петрографического состава исходного материала, содержания глины, пылеватых частиц, требуемого ассортимента готовой продукции и др.

    Технологическая схема гравийно-сортировочных заводов  включает следующие операции: сортировку, промывку, классификацию и обогащение песка, обогащение щебня и гравия по прочности и форме зерен.

    По  промываемости загрязняющих примесей исходную гравийно-песчаную массу можно разделить на две категории: легкопромываемую и труднопромываемую. Легкопромываемой считают такую, которая может быть промыта на вибрационных грохотах путем мокрой сортировки, а труднопромываемой - для промывки которой необходимо включить в технологическую схему специальные промывочные машины. При значительном содержании в гравийно-песчаной смеси гальки и валунов в технологическую схему переработки включают операцию дробления. Процесс дробления осуществляют в одну, две или три стадии в зависимости от наибольшей крупности и содержания валунов.

    Эффективность промывки зависит от физических свойств  глины, крупности комков, расхода  и температуры воды, времени промывки и содержания в исходном продукте пылевидных и глинистых частиц. С повышением температуры с 7 до 20 °С эффективность размываемости комков возрастает почти в 2 раза Эффективность промывки также повышается при увеличении расхода воды и времени промывки и снижается при росте размеров комков глины.

    Промывка  щебня и других нерудных строительных материалов осуществляется с помощью  оборудования трех видов: 1) машин, в  которых материал механически перемешивается в водной среде, в результате чего глина диспергируется и переходит  в водную суспензию; 2) аппаратов и устройств, в которых разрушение глины происходит высоконапорной струей воды; 3) аппаратов и машин, в которых диспергация глины осуществляется за счет ультразвуковых и шуковых колебаний, электрогидравлического эффекта, электрофореза, самодиспергации. Промышленное применение нашли перные две группы машин. Третья находится пока в стадии научных и конструктивных разработок. 
 
 
 

    Наибольшее  распространение для  промывки щебня  и других нерудных строительных материалов получили наклонные лопастные двухзальные корытные мойки. Крупность промываемого  материала в этих машинах обычно составляет для среднепромывистых материалов не более 40 мм, для труднопромывистых - не более 20мм.

    При более крупных материалах, как  правило, требуется двукратная последовательность промывки.

    

    Широко  используются также барабанные промывочные  машины, промывка щебня в которых  ведется путем перетирания глины  кусками промываемого материала  при вращении барабана, ударов кусков о стенки, а также за счет перерезания  крупнокусковых включений глины лопастями, расположенными на внутренней поверхности барабана. В зависимости от направления движения отработанной воды со шламами различают противоточные и прямоточные барабанные промывочные машины. С технологической точки зрения противоточные более эффективны, так как выдают освобожденный от шламов материал, не требующий дополнительного ополаскивания. В таких машинах может промываться материал различной степени промывистости крупностью до 350 мм.

    В последнее время получили распространение  вибрационные промывочные машины, в которых эффект промывки щебня определяется комбинированным воздействием взаимного трения кусков обрабатываемого материала, находящегося в непрерывном циркуляционном движении в вибрирующем коробе мойки, и взаимных соударений кусков между собой и о стенки короба. Вибрационные мойки потребляют относительно мало энергии и воды и имеют наилучшие удельные показатели по сравнению с другими видами промывочных машин. Виброкаскадный промывочный грохот предназначен для промывки нерудных материалов крупностью до 100 мм при содержании глины до 10%. Интенсивное встряхивание материала и падение его со ступени на ступень при воздействии струи воды способствуют более интенсивному разрушению глины, чем в плоских вибрационных грохотах.

    По  сравнению со всеми другими известными конструкциями вибрационные промывочные машины менее металлоемки и энергоемки, требуют меньших производственных площадей, обладают высокой эффективностью промывки щебня. 
 
 
 
 
 

2. Расчет  промывания

Процесс промывки основан на способности глины разрушаться в водной среде, в результате чего она может быть отделена от сырья и удалена в слив. Погруженная в воду глина впитывает в себя влагу, ее поверхностные слои набухают и становятся рыхлыми. При интенсивном трении всей горной массы в промывочной машине эти слои непрерывно удаляются.

    Качественную  сторону промываемости материала  оценивают показателем промываемости, определяющим количество энергии, затраченной  на промывку единицы материала

Эуд = N/П,                                                                                                                   

где N - мощность, необходимая для промывки материала, кВт;

П - производительность машины, т/ч.

Эуд = 1.5кВт/52т/ч=0,029 (кВт*ч)/т

На промывку 1 м3 материала расходуется 3...5 м3 воды.

    *Согласно  прототипу ДРО-636

      
 
 
 
 
 
 

    

    

3. Расчет  вибропривода

    В различных процессах строительного  производства используется вибрация, которая создается с помощью вибрационных механизмов, называемых вибраторами. Под воздействием вибрации значительно изменяются физико-механические свойства материалов, так как вибрация резко уменьшает внутренние силы трения. Так, песок, бетонные смеси, грунты и другие материалы приобретают некоторые свойства жидкости, что позволяет применить вибрацию для уплотнения этих материалов.

    Основой вибраторов являются вибрационные элементы: механические, электрические, пневматические и гидравлические.

    Механический вибрационный элемент выполняется одно- или двухвальным с приводом от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. Вибрация возникает в результате вращения неуравновешенных масс.

 
 
 

    В маятниковых вибраторах корпус с дебалансами соединен с опорной плитой посредством шарнира таким образом, что он может колебаться, как маятник.

    В таких вибраторах ненаправленная вынуждающая сила передается корпусу и вызывает его качание в одну и другую стороны. Опорная плита воспринимает действие вынуждающей силы только в одном направлении, т.е. этот вибратор с одним дебалансным валом работает, как вибратор с направленной возмущающей силой.

    Ненаправленные  колебания корпуса гасятся резиновыми амортизаторами, которые установлены на оси шарнира, вследствие чего обеспечиваются необходимые направленные колебания опорной плиты. 

    Проектирование  вибратора.

    Выбираем  двигатель наиболее подходящийк данной машине.   АИР180S4.

    N=22 кВт

    n=1500 об/мин

    m=170 кг

    Угловая скорость  будет равна:

    

                                            

    ω=3.14*1500/30=157 рад/с

    Дебаланс

      
 
 
 
 
 

    Площадь дебаланса: 15079.64 мм²

    Эксцентриситет: =0,061м

    Объем дебаланса: V=F*l=15079.64*14=211114,96мм³=2.1*10^-4м³

    Масса дебаланса: т = Vρ=2,1*10^-4*8000=1.68кг 

    Определяем  необходимую толщину дебаланса  δ (см): 

    δ= ,  

    где R – наружный диаметр сектора; r – внутренний диаметр сектора;

    α – половинный угол сектора;

    δ – толщина дебаланса;

    γ – удельный вес стали.

    Принимаем толщину дебаланса равной δ =14 мм. 

    Изначально  находим приблизительные амплитудные  значения безразмерного перемещения (при , ):  

    

    

    

    Где т — масса колеблющейся системы; b — линеаризованный коэффициент диссипативного сопротивления; с — линеаризованный коэффициент жесткости грунта; ω — угловая частота вынужденных колебаний;

    и безразмерной скорости

    

 

     При этом получаем 

      

    Максимальная  мощность, которая может быть развита вибратором в данном случае,

    

    Где  т_Д – масса дебаланса, r-эксцентриситет, ω –угловая скорость, m – общая масса системы.

    Статический момент (кг-м) дебалансов определяют по формуле:

    

,

    Откуда  размах колебаний

    

 

    Угловая частота (1/с) колебаний:

    

     ,

    Амплитуда скорости

      

    Требуемая мощность (Вт)

    

    

    где m – в кг, x_a - в м, - в м/с

    Исходя  из требуемой мощности выбираем двигатель АИР71В4 – мощностью N=0,75кВт, частотой вращения n=1500 об/мин, масса двигателя m=9,5 кг 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

4. Схема сортировки

 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.   брызгальные устройства,
2. пружинные опоры,
3. рабочие ванны в виде двух  труб,
4. порог,
5. вибратор.