4.3.5 Расчет вибрационного грохота.

Один из основных параметров вибрационного грохота – скорость вращения вала вибратора. Математическая модель для определения скорости определяется из следующих положений.

При расположении частицы продукта, массой m на сите наклоненным на угол α к горизонту, условием ее отрыва является превышение центробежной силы над нормальной составляющей силы тяжести:

, где

- угловая скорость вибратора, ;

- эксцентриситет вала вибратора, м;

- угол между направлением центробежной силы и плоскостью сита, град.

При вычисляется минимальная скорость вибратора:

, .

Из экспериментальных исследований угол α принимается равным 50 - 55º. Чтобы частицы не поднимались по ситу вверх должно выполняться условие:

.

Часовая производительность, , вибрационных грохотов определяется:

, где

- размер отверстия в сите, мм.;

- площадь сита, м².;

- насыпная плотность .

Мощность привода вибратора, расходуемая на преодоление трения в подшипниках от инерционной нагрузки:

, где

- радиусы цапфы подшипников;

- число оборотов вибратора;

- масса вибратора и шихты.

5. Конструкция и расчет механического оборудования для обогащения.

5.1 Общая характеристика процессов обогащения.

5.1.1 Гравитационное обогащение.

Основано на различии движения минеральных частиц в различных средах. Обогащение в тяжелых средах – наиболее эффективный метод, обеспечивающий точное разделение материалов по гладкой плоскости. Крупнокусковые и крупнозернистые материалы при этом разделяются под действием силы тяжести и сил сопротивления среды. Сепарация мелкозернистых материалов проводится в центробежном поле.

Обогащение под действием восходящих потоков воды или воздуха называется отсадной.

Обогащение в среде воды, текущей по наклонной плоскости, осуществляется в струйных сепараторах и на концентрационных столах.

Обогащение в криволинейных потоках осуществляется в шнековых и винтовых апараторах.

5.1.2 Флотационное обогащение.

Основано на избирательной способности отдельных минералов закрепляться на поверхности раздела системы “жидкость-газ”. Тонкоизмельченная руда в виде пульпы подвергается воздействию реактивов для усиления различия в смачиваемости материалов. Несмачиваемые минералы, сталкиваясь с воздушными пузырьками, закрепляются на их поверхности и образуют пенный продукт.

5.1.3 Магнитное обогащение.

Основано на различие поведения минералов в магнитном поле.

5.2 Механическое оборудование для флотационного обогащения.

5.2.1 Флотационная механическая машина.

Состоит из всасывающих и прямоточных камер, собирающихся через отверстия в межкамерных перегородках.

В каждой камере имеется аэратор, состоящий из статора и импеллера (пропеллер обратной стороной), укрепленного на вертикальном валу с приводом от клиноременной передачи.

При вращении импеллера в центральной части трубы создается разряжение, в результате которого происходит между – и внутрикамерная циркуляция пульпы и подсос воздуха. Для междукамерной циркуляции в трубе имеется отверстие.

Надежность работы машины обеспечивает установка зазоров между лопатками импеллера и статора, положение косонаправленных лопаток статора и регулируемое заслонками количество засыпаемой пульпы.

Флотационные механические машины выпускаются семи модификаций с объемом камер от 0,14 до 0,25 м³ и производительностью по потоку питания от 0,4 до 12 . Окружная скорость импеллера изменяется от 7 до 9 . Мощность движения зависит от плотности пульпы. Мощность привода самых крупных машин для тяжелых пульп принята 30 кВт, для мелких и средних 22 кВт.

Наиболее нагруженной деталью флотомашины является вал импеллера. Учитывая, что окружная скорость вала составляет 7 - 9 , частота вращения 280 – 300 , особое внимание его крутильной прочности.

Момент инерции импеллера J₁ намного меньше момента шкива J_ш.

Тогда уравнение движения имеет вид:

, где

- крутильная жесткость вала со средним диаметром d;

- момент сопротивления перемешиванию пульпы.

Текущий угол вращения вала.

Решение уравнения угла следующее:

.

Момент времени угол скручивания а возрастает в два раза.

Касательное напряжение:

.

Изгибающее напряжение:

.

Эквивалентное напряжение:

оно должно быть меньше допустимого.