Результативность грохочения гравия в зависимости от параметров валковой желобообразной сортировки со шнековым интенсификатором Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

- © В.А. Русинкевич, С.М. Кочканян, A.B. Кондратьев, 2014

УДК 621.928.26

В.А. Русинкевич, С.М. Кочканян, А.В. Кондратьев

РЕЗУЛЬТАТИВНОСТЬ ГРОХОЧЕНИЯ ГРАВИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПАРАМЕТРОВ ВАЛКОВОЙ ЖЕЛОБООБРАЗНОЙ СОРТИРОВКИ СО ШНЕКОВЫМ ИНТЕНСИФИКАТОРОМ

Приведены результаты исследований процесса грохочения гравия на валковой сортировке со шнековым интенсификатором. Установлено влияние частоты вращения валов с дисками, шнека и численных значений поперечного и продольного углов наклона валковой желобообразной сортировки на эффективность и время грохочения гравия. Эффективность грохочения достигает максимальных значений при частоте вращения дисков в диапазоне от 80 до 110 об/мин, и частоте вращения шнекового интенсификатора в диапазоне от 31 до 41 об/мин. Эффективность существенно зависит от величин поперечного и продольного углов желобообразной поверхности валковой сортировки. Значения поперечного угла от 60° до 65° и продольного угла от -2° до -4° следует считать оптимальными, поскольку они обеспечивают высокие показатели эффективности грохочения гравия - более 99%. Ключевые слова: валковая сортировка, шнек, грохочение гравия.

Для анализа эффективности и длительности протекания грохочения гравия на валковой сортировке был проведен ряд экспериментальных исследований на лабораторном стенде желобообразной установки со шнековым интенсификатором [1-4]. Исследования проводились с целью совершенствования процесса грохочения каменных материалов путем экспериментального определения оптимальных параметров частоты вращения шнека, валов с дисками и численных значений поперечного (а), продольно-

го (у) углов наклона рабочей поверхности желоба.

Характеристика стенда и условия проведения опытов были следующими: форма дисков - восьмигранная, диаметр дисков - 340 мм, толщина дисков - 8 мм, промежуток между соседними дисками вала - 30 мм, количество валов - 5, длина валов -600 мм, расстояние между осями соседних валов - 240 мм, диаметр шнекового интенсификатора - 920 мм, шаг навивки шнека - 230 мм. Ширина просеивающей поверхности в гори-

Рис. 1. Зависимость эффективности процесса грохочения и времени от частоты вращения валов с дисками

зонтальной проекции - 900 мм. Под просеивающей поверхностью размешались контейнеры для сбора каменного материала. В качестве классифицируемого материала использовалась гравийная смесь, средний размер смеси составлял от 5 до 80 мм. Соотношение фракций нижнего класса к верхнему - 60/40. Подача материала составляла 180 кг/мин. После завершения процесса грохочения, нижняя и верхняя фракции материала взвешивались. Исследования производились с трехкратной повторностью.

На первом этапе исследовали зависимость эффективности и времени работы валковой желобообразной сортировки от частоты врашения валов с дисками (пшн = 41 об/мин). Результаты представлены на рис. 1.

Полученные графические зависимости аппроксимируются в виде уравнений:

Е = -0,2286п2 - 1,1514п + 97,4 при п = 0,78;

t = 0,23п + 7,27 при г = 0,99.

где п - корреляционное отношение, г - коэффициент корреляции.

Из представленных данных видно, что с увеличением частоты врашения дисков от 70,4 до 105,7 об/мин происходит заметное увеличение эффективности. Дальнейшее увеличение частоты врашения валов с дисками приводит к увеличению высоты под-

брасывания материала, вследствие чего частицы меньше времени находятся на поверхности врашаюшихся дисков, не успевая просеяться между ними. Это ведет к спаду эффективности и значительному увеличению времени процесса. Проведенный эксперимент показал высокую эффективность процесса грохочения (более 98,5%) при частоте вращения валов в диапазоне от 80 до 110 об/мин. При этом, время протекания процесса в этом диапазоне частоты вращения валов выросло незначительно. Учитывая оптимальные показатели эффективности и времени грохочения, интервал п = 80...110 об/мин, следует считать наиболее предпочтительным.

На втором этапе исследования изменяли частоту вращения шнека от 31 до 51 об/мин, при этом частота вращения валов с дисками составляла п = 105,7 об/мин. Результаты экспериментальных исследований представлены на рис. 2.

Полученные графические зависимости аппроксимируются в виде уравнений:

Е = -0,1429п 2 + 0,5571п + 98,2

' нш ' '

при п = 0,9121;

t = 0,0571п 2 - 0,1629п + 8,04

' нш ' '

при п = 0,9062.

Экспериментальные данные позволяют отметить высокую эффектив-

Рис. 2. Влияние частоты вращения шнека на эффективность и время процесса грохочения

55° 60° 65° «max 55е 60° 65° Ошах

Рис. 3. Влияние поперечного угла наклона атах на эффективность и длительность процесса грохочения: ■ - эффективность грохочения Е, %; ♦ - время грохочения с

ность процесса грохочения (более 99%) в диапазоне от 31 до 41 об/мин. Время протекания процесса в этом интервале принимает минимальное значение в пределах 8 с.

Результаты исследований первых этапов показали, что эффективность грохочения достигает максимальных значений при частоте вращения дисков в диапазоне от 80 до 110 об/мин, и частоте вращения шнека в диапазоне от 31 до 41 об/мин. Данные интервалы частоты вращения дисков и шнека обеспечивают наибольшее ускорение процесса разделения материала. Поэтому последующие исследования проводились при n = 105,7 об/мин, n = 41 об/мин.

шн

На третьем этапе эксперимента исследовали эффективность и время процесса грохочения в зависимости от изменения крутизны поверхности желоба (угол установки верхнего вала

желоба по отношению к предыдущему) в интервале численных значений угла amax от 55° до 70° при у = 0°. Результаты опытов представлены на рис. 3.

Полученные графические зависимости аппроксимируются в виде уравнений:

Е = -0,0105a2 + 0,0775a+98,663 при п = 0,99;

t = -0,1183a+10,074 при r = 0,92.

Проведенный эксперимент показал высокую эффективность процесса грохочения (более 98,7%) при поперечном угле наклона установки (a ) в диапазоне от 60° до 65°. Вре-

4 max' 1

мя протекания процесса снизилось от 10,07с при amax = 65° до 9,25 с при amax = 60°, т.е. на 8,14%. Принимая во внимание наибольшие показатели эффективности грохочения, интервал a = 60° - 65° следует считать

max

наиболее предпочтительным.

Рис. 4. Влияние продольного угла наклона у° на эффективность и длительность процесса грохочениям - эффективность грохочения Е, %; ♦ - время грохочения с

На четвертом этапе исследований изменяли продольный угол наклона у° рабочей поверхности на спуск, т.е. от 0° до -7°. Наибольшая крутизна желоба составляла а = 65°. Результаты

тах

исследований представлены на рис. 4.

Полученные графические зависимости аппроксимируются в виде уравнений:

Е = -0,0621у2+0,3667у+98,722 при ц = 0,9807; t = -0,3158у + 10,417 при г = 0,9921.

Данные эксперимента позволяют отметить высокую эффективность процесса грохочения (более 99%) в диапазоне от -2° до -4°. Время протекания процесса при этом снижается от 10,42 с при у = 0° до 9,15 с при у = -4°, т.е. на 12,2%. Изменение продольного угла наклона менее -4° (когда наклон на спуск просеивающей поверхности в сторону движения материала увеличивается), уменьшает время процесса грохочения, но приводит к наклону просеивающих ячеек грохота. Это, в свою очередь, приводит к дополнительным сопротивлениям трения проходящего

1. Кондратьев A.B., Кочканян С.М., Воробьев Н.Е., Перхуров A.È., Русинке-внч B.A. Изучение процесса грохочения гравия на желобообразной валковой сортировке // Механизация строительства. -2013. - № 1. - С. 20-23.

2. Груздев С.В., Кондратьев A.B. Анализ влияния технологических и кинематических параметров на просеиваемость гравия на валковом грохоте // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2012. -№ 3.- С. 99-104.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_

материала между дисками об их боковые поверхности, что и вызывает снижение эффективности разделения. Поэтому, для достижения максимальной эффективности грохочения и снижения времени процесса диапазон углов у от -2° до -4° является наиболее предпочтительным.

Результаты исследований показали, что эффективность грохочения достигает максимальных значений при частоте вращения дисков в диапазоне от 80 до 110 об/мин, и частоте вращения шнекового интенсификато-ра в диапазоне от 31 до 41 об/мин. Данные интервалы частоты вращения дисков и шнека обеспечивают наибольшее ускорение процесса разделения материала. Эффективность существенно зависит от величин поперечного и продольного углов же-лобообразной поверхности валковой сортировки. Значения поперечного угла amax = 60° - 65° и продольного угла у = -2° - -4° следует считать оптимальными, поскольку они обеспечивают высокие показатели эффективности грохочения гравия - более 99%.

- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

3. Русинкевич В.А. Результаты исследования просеивания гравия на валковой сортировке / Русинкевич В.А., Кондратьев A.B., Перхуров А.И., Виноградов А.В. Проблемы машиностроения-2013. - Тверь: ТвГТУ, 2013. - С. 72-74.

4. Патент № 126633 РФ, МПК В 07 В 1/16 Устройство для грохочения сыпучих материалов / А.В. Кондратьев, С.М. Кочка-нян, В.А. Русинкевич, Т.И. Ренкус // БИ -2013. - № 10. ЕИЗ

Русннкевнч Владимир Александрович - аспирант, e-mail: [email protected], Кочканян Сейран Микаелович - кандидат технических наук, докторант, доцент, e-mail: [email protected],

Кондратьев Александр Владимирович - доктор технических наук, профессор,

зав. кафедрой, e-mail: [email protected],

Тверской государственный технический университет.

UDC 621.928.26

PERFORMANCE OF GRAVEL SCREENING DEPENDING ON THE PARAMETERS OF CHANNEL ROLLER SORTING WITH AUGER INTENSIFIER

Rusinkevich V.A., Graduate Student, e-mail: [email protected],

Kochkanyan S.M., Candidate of Engineering Sciences, Doctoral Candidate, Assistant Professor, e-mail: [email protected],

KondratievA.V., Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Chair, e-mail: [email protected], Tver State Technical University.

The paper presents the results of studies of the screening process of gravel on roller sorting with auger intensifier. The effects of rotating speed of shafts with disks, auger, transverse and longitudinal angles of channel roller sorting on efficiency and time of gravel screening were found. Screening efficiency reaches a maximum at the frequency of discs rotation in the range from 80 to 110 rev/min and a speed of screw intensifier ranging from 31 to 41 rev/min. Efficiency significantly depends on the values of the transverse and longitudinal angles of the channel surface of roller sorting. The values of the cross angle between 60° and 65° and the values of the longitudinal angle between -2° and -4° should be considered optimal, because they provide high efficiency of screening gravel - more than 99%.

Key words: roller sorting, auger, gravel screening.

REFERENCES

1. Kondrat'ev A.V., Kochkanjan S.M., Vorob'ev N.E., Perhurov A.I., Rusinkevich V.A. Mehanizacija stroitelstva, 2013, no 1, pp. 20-23.

2. Gruzdev S.V., Kondrat'ev A.V. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten, 2012, no 3, pp. 99-104.

3. Rusinkevich V.A. Problemy mashinostroenija-2013 (Problems of the mechanic engineering-2013), Tver, TvGTU, 2013, pp. 72-74.

4. Kondrat'ev A.V., Kochkanjan S.M., Rusinkevich V.A., Renkus T.I. Patent no 126633 RF, MPK V 07

V 1/16 Ustrojstvo dlja grohochenija sypuchih materialov (Russian Federation Patent No. 126633, MPK V 07

V 1/16. Granular material screening device), 2013.

РИСУЕТ ДАРЬЯ АБРЕНИНА

Через пару лет их пути разойдутся: футболтус отправится в страну Лимонию, а студенту предстоят приключения