Взаимодействие виброударной решетки и сита грохота в режиме синфазных колебаний

Введение. Одной из основных технологических операций в строительном производстве является процесс классификации по крупности мелкозернистых минеральных материалов, например, природных песков. При этом актуальным является решение задачи повышения производительности и эффективности грохочения песчаных сред, в частности достижением снижения засоренности просеивающей поверхности виброгрохотов от замазывания и застревания в отверстиях сита клинообразных зерен. Устранение этой проблемы осуществляется путем применения виброударных грохотов различного принципа действия. К инновационным конструкциям виброударных грохотов относится грохот с виброударной решеткой, установленной на упругих элементах с зазором относительно сита и обеспечивающей удар по всей площади поверхности сита. Такая конструкция обеспечивает повышение эффективности очистки сита за счет передачи ему ударного импульса в каждом периоде колебаний грохота, и позволяет снизить чрезмерное повреждение и износ сита за счет увеличения площади взаимодействия виброударной решетки с ситом.
Целью работы является установление функциональной зависимости динамического взаимодействия элементов трехмассовой виброударной системы «корпус грохота – виброударная решетка – сито» для определения необходимой величины передаваемого на сито ударного импульса в зависимости от частоты колебаний корпуса грохота и величины зазора между решеткой и ситом.
Материалы и методы. Исследование выполняется методом математического моделирования с использованием на первом этапе двухмассовой модели «корпус грохота – виброударная решетка» без учета соударений решетки и сита для определения частотного диапазона синфазного режима колебаний и значений зазора, обеспечивающих соударение решетки с ситом. Для расчета перемещений элементов грохота и исследования взаимосвязей его параметров в выбранном диапазоне на втором этапе используется трехмассовая модель виброударной системы грохота с одной ударной парой.
Результаты. В результате выполненного исследования получены зависимости в виде уравнений регрессии влияния зазора между виброударной решеткой и ситом грохота и частоты его колебаний на величину ударного импульса, передаваемого на сито грохота, и размах колебаний сита. На основе полученных зависимостей предложены практические рекомендации по настройке режимов работы виброударного грохота, позволяющие подбирать величину частоты колебаний грохота и зазора между виброударной решеткой и ситом для достижения высокой эффективности очистки ячеек сита от загрязняющих частиц.
Обсуждение и заключение. Выполненное математическое моделирование позволило получить зависимости влияния зазора между ситом и виброударной решеткой и частоты колебаний элементов грохота на ударный импульс, передаваемый на сито грохота, и размах колебаний сита. Разработанные рекомендации для практического применения полученных закономерностей позволят выполнять эффективную настройку режимов работы виброударного грохота и снизить трудоемкость работ, выполняемых при его пусконаладке и эксплуатации.

1. Иткин Г. Е. Контроль крупности минерального сырья автоматическими гранулометрами. М.: Недра, 1986. 88 с.

2. Вайсберг Л. А., Картавый А. Н., Коровников А. Н. Просеивающие поверхности грохотов. СПб.: ВСЕГЕИ, 2005. 252 с.

3. Островский Г. М. [и др.] Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий. СПб.: НПО «Профессионал», 2006. Ч.2. 916 с.

4. Лапшин Е. С., Шевченко А. И. Изучение кинетики разделения по крупности и обезвоживания минерального сырья при виброударном грохочении // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. 2013. Т. 53, № 94. С. 179–188.

5. Надутый В. П., Лапшин Е. С., Шевченко А. И. Математическое моделирование виброударного движения просеивающей поверхности с учетом диссипации для повышения эффективности грохочения // Вібрації в техніці та технологіях: Всеукр. наук. -техн. журнал. 2012. Вип. 1(65). С. 106–109.

6. Надутый В. П., Лапшин Е. С., Хмеленко И. П. Анализ виброударного движения просеивающей поверхности грохота // Вібрації в техніці та технологіях: Всеукр. наук. -техн. журнал. 2009. Вип. 2(54). С. 69–72.

7. Шевченко Г. А., Шевченко В. Г., Бобылев А. А. Вибрационные грохоты с поличастотными колебаниями просеивающих поверхностей для тонкого разделения // Уголь Украины. 2013. №. 2. С. 23–29.

8. Евтюков С. А., Сизиков В. С. Динамика взаимодействия рабочих элементов виброударного грохота со слоем перемещаемого материала // Вестник гражданских инженеров. 2015. № 4. С. 133–139.

9. Скрипилов А. П. Теоретическое и экспериментальное исследования виброударного грохота для фракционирования песка // Вестник гражданских инженеров. 2013. № 5. С. 188–193.

10. Gursky V., Murashev S., Gogol R. Optimal synthesis of the impulsive resonant two-mass vibroimpact systems // Proceedings of III International scientific conference of young scientists Engineering mechanics & transport 2013 (EMT-2013). Lviv: Lviv Polytechnic publishing house. 2013. P. 54–55.

11. Вибрации в технике: Справочник. В 6 т. / Ред. совет: В.Н. Челомей (пред.). М.: Машиностроение, 1979. Т.2. Колебания нелинейных механических систем. 351 с.

12. Пановко Я. Г. Введение в теорию механического удара. М.: Гл. ред. физ.-мат. лит. изд-ва «Наука», 1977. 224 с.

13. Крупенин В. Л. Прогнозирование режимов движения виброударных систем // Сборник трудов XVIII Международного симпозиума «Динамика виброударных (сильно нелинейных) систем» DYVIS–2015, посвященный 100-летию со дня рождения д.т.н., проф. А. Е. Кобринского. М.: ИМАШ РАН. 2015. С. 140–148.

14. Сизиков В. С. Расчет параметров грохота с виброударным режимом колебаний сита. НИПКБ «Стройтехника». СПб, 2013. 102 с. Деп. в ВИНИТИ 25.11.13, № 329-В2013.

15. Тимошенко С. П. Колебания в инженерном деле. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1967. 444 с.