книги из ГПНТБ / Проектирование и строительство углеобогатительных фабрик
..pdfгде |
п — частота, Гц; |
|
|
|
|
|
|
|
|
N — частота вращения главного вала, об/мин; |
для конвейеров |
||||||
|
/гд —коэффициент |
перегрузки, принимаемый |
||||||
|
|
равным 1,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7 |
|
|
|
|
|
|
|
Центрифуга |
|
|
|
|
Показатели |
|
|
УЦМ-1 |
УЦМ-2 |
УЦМ-З |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Тип машины по характеру движения масс . . . . |
4 |
4 |
4 |
|||||
Категория динамичности ........................................... |
|
|
|
IV |
IV |
IV |
||
Частота вращения машины, об/м ин ....................... |
ма- |
800 |
800 |
730 |
||||
Собственная |
частота вертикальных колебаний |
171 |
161 |
183 |
||||
шины на |
амортизаторах ....................................... |
сила, |
передаваемая |
|||||
Вертикальная инерционная |
100 |
180 |
260 |
|||||
четырьмя амортизаторами, к г с ............................... |
одним аморти- |
|||||||
Горизонтальная сила, передаваемая |
20 |
31 |
61 |
|||||
затором, к г с .............................................................. |
|
|
|
|||||
|
Амплитудное значение горизонтальной силы |
|
|
|||||
|
|
R = 0,5— (— |
N A L , |
|
|
|||
|
|
|
|
g \ 60 |
|
У |
|
|
где |
G — вес скребковой цепи; |
|
|
|
|
|||
|
g — ускорение силы тяжести; |
|
|
|
|
|||
|
L — шаг цепи (расстояние между шарнирами). |
|
||||||
|
Горизонтальные силы по времени изменяются медленно по |
|||||||
сравнению с частотами собственных колебаний конструкций |
(име |
ются в виду принятые конструкции по серии ИИ-20), поэтому в расчетах динамический характер горизонтальной силы можно не учитывать. Амплитуды колебаний допускается определять как статические прогибы, а амплитуды внутренних динамических уси лий— как статические усилия, отвечающие амплитудному значе нию горизонтальной силы.
Ковшовые элеваторы состоят из ковшовой цепи, перемещаю щейся по направляющим внутри корпуса элеватора, ведущей звез дочки ковшовой цепи и привода, соединенного со звездочкой цепной передачей. Ведомая звездочка цепной передачи находится на одном валу с ведущей звездочкой ковшовой цепи. Подшипники этого вала закреплены на корпусе элеватора. Фундамент привода жестко связан с верхним опорным покрытием. Корпус элеватора опирается на перекрытие. Основные динамические нагрузки воз никают вследствие изменения натяжения ведущей ветви приводной цепи.
Для расчета строительных конструкций на динамические на грузки принимается согласно заводским чертежам элеватора сила Р и средняя величина крутящего момента /Икр на валу ведущей звездочки цепной передачи. Сила Р возрастает по линей
ному закону от 0 до R и затем остается постоянной. Коэффициент перегрузки принимается равным 2.
Величина R раскладывается на горизонтальную и вертикаль ную силы:
для горизонтальной силы
Р _ |
^ |
Мкр |
г ~ |
3 |
D ’ |
где D — диаметр ведомой звездочки цепной передачи;
для |
вертикальных |
сил |
|
|
|
|
D |
_ |
_1£_ Мкр |
ІгЬ |
|
|
|
в |
3 |
D |
I (а -і-Ь) ’ |
где а |
и b — расстояние |
от |
оси |
звездочки до точки опоры за |
|
|
крепления головки элеватора; |
||||
|
h — высота верхней опоры головки элеватора; |
I — длина верхней опоры головки элеватора. Вентиляторы. Величина инерционной силы от вентиляторов,
рабочие колеса которых подвергались динамической балансировке
R = тесо2,
где о) — угловая скорость вращения главного вала машины, рад/с;
т — масса вращающихся частей, кг;
е— приведенный эксцентриситет вращающихся масс после динамической балансировки рабочего колеса вентиля тора.
Величину е необходимо определять экспериментально для каждого типа вентилятора. При отсутствии этих данных можно принять с = 0,4 мм.
Рекомендации по уменьшению вибраций в зданиях углеобогатительных фабрик
Основная задача при проектировании углеобогатительных фаб рик— уменьшить амплитуду колебаний и динамические усилия, передаваемые строительным конструкциям от технологического оборудования. Это обеспечивается следующими мероприятиями.
Компоновка оборудования и конструкции здания. При компо новке оборудования необходимо принять такую конструктивную схему, чтобы его несущие конструкции не были подвержены значи тельным динамическим нагрузкам. Для этого необходимо:
а) изменять частоту собственных колебаний строительных кон струкций;
б) изменять расположение оборудования на перекрытиях та ким образом, чтобы динамические воздействия его на строитель ные конструкции были минимальными;
в) широко применять виброизоляцшо;
г) осуществлять мероприятия по уменьшению вибраций кон струкций при прохождении через резонанс;
д) машины с возвратно-поступательным вертикальным движе нием масс следует устанавливать вблизи опор, а машины с воз вратно-поступательным горизонтальным движением масс — в се редине пролета так, чтобы силы инерции действовали вдоль осп балки;
е) машины, возбуждающие горизонтальные периодические силы, необходимо устанавливать так, чтобы все они развивали горизонтальные силы инерции в том направлении, для которого жесткость здания больше, чем частота собственных колебаний, и значительно отличается от частоты машин.
Конструктивные решения. Перекрытия под динамическое обо рудование следует проектировать из железобетона, а при наличии машин IV категории динамичности — из монолитного железобетона или сборно-монолитными (эффективно применение предварительно напряженных железобетонных элементов). Во всех случаях не допускается установка опорных частей машины или амортизато ров непосредственно на плиты перекрытий. Машины и механизмы дол лены устанавливаться на специальные рамы.
Следует стремиться передавать нагрузки от динамических машин непосредственно на колонны или главные балки. В отдель ных случаях следует раму машин делать достаточно длинной с тем, чтобы она опиралась непосредственно на главные балки каркаса. В подобных случаях вибрацию разгрузочных балок можно не ограничивать требованиями санитарных норм.
Рекомендуется увеличивать частоту собственных колебаний конструкций за счет применения неразрезных конструкций и жест кого соединения главных балок с колоннами каркаса с жесткими рамными узлами.
Уравновешивание, балансировка и изменение скорости враще ния машин. Вибрации конструкций, вызываемые машинами с воз вратно-поступательным ходом или вращением масс с большим эксцентриситетом (рис. 36, о), можно значительно уменьшить, применяя простые способы уравновешивания, как, например, спа ривание кривошипно-шатунных механизмов, уравновешивание вра щающейся массы (рис. 36,6).
При эксплуатации горизонтальных качающихся грохотов между каждой парой можно ввести связь в виде тяги с неподвижной опорной точкой, у которой по крайней мере одно из звеньев вы полнено податливым (пружина).
Вибрации среднечастотных машин можно существенно умень шить проведением статической или динамической балансировки.
В случае, если допустимо варьирование оборотов машины, вибрации конструкций можно уменьшить за счет повышения или понижения скорости вращения машины, если в нормальном режиме она близка к наименьшей расчетной частоте собственных колеба ний конструкций по первому тону.
Уменьшение вибраций конструкций при прохождении через резонанс. Уменьшение вибраций достигается за счет введения за туханий в систему (рис. 37, а, б); ударного гашения (рис. 37, б); повышения скорости прохождения через резонанс.
Рис. 36. Деталь спаривания кривошипио-шатуниых механизмов
•1
Рис. 37. Схемы присоединения демпфера, обеспечивающего устранение резонанс ного режима:
а — последовательное |
соединение упругого элемента |
с |
демпфером вязкого трення; б — под |
|||
соединение |
демпфера, |
обеспечивающее отключение |
его |
в зарезонансном |
режиме колебаний; |
|
я — ударный гаситель |
колебании и схема его размещения |
на вибронзолнрованной машине; |
||||
|
|
2А — двойная -амплитуда; ô — люфт; |
А, — зазор |
|
||
При |
применении метода введения затухания в |
систему воз |
||||
можны |
три способа: |
|
|
|
|
|
непосредственное демпфирование колебаний путем применения |
||||||
упругих элементов с вязким трением |
(рис. 37, а) ; |
|
включение демпфирующих элементов через упругую вставку; включение демпфирующих элементов через линейные связи, на
пример люфт (рис. 37, б).
Схема с люфтом полностью устраняет влияние резонансного режима. Недостатком этого метода является стук в люфтах и трудности их конструктивного осуществления.
Динамические нагрузки от машин, устанавливаемых на само стоятельные фундаменты. Машины передают на фундамент на грузки двух видов: статические, слагающиеся из веса машин со вспомогательным оборудованием, и динамические, возникающие при движении неуравновешенных частей механизмов.
Динамические нагрузки передаются на фундамент в виде пе риодических сил (неуравновешенных сил инерции), величина и направление которых изменяется во времени по определенному закону (периодические силы возникают при работе машин с уста новившимся движением) периодического действия, либо в виде ударных нагрузок, представляющих собой отдельные или дей ствующие один за другим толчки и удары.
Динамический расчет фундаментов сводится в основном к опре делению амплитуд колебаний фундамента и доведению их величин до пределов, обусловленных нормами.
Допустимые значения амплитуды колебаний фундаментов под машины приведены в табл. 8.
|
Т а б л и ц а 8 |
|
Машины |
Число колебаний |
-4доп. ым |
в минуту |
||
С кривошипно-шатунными .механизмами . . . . . . |
<200 |
0,25 |
|
200—400 |
0,2 |
Низкочастотные электрические |
>400 |
0,15 |
500 |
0,2 |
|
Среднечастотные.......................................................... |
500—750 |
0,15 |
Гирашюнные и щековые дробилки |
750—2000 |
0,1 |
|
0,3 |
При расчете фундаментов на колебания упругие свойства грунтов оснований характеризуются тремя коэффициентами: упругого равномерного сжатия Cz, упругого неравномерного сжа тия Сф и равномерного сдвига Сх. Эти коэффициенты связывают напряжения в основании фундамента с вызываемыми упругими перемещениями
z = £î. = |
Рг |
■ |
Сг |
CZF |
’ |
м
ф |
|
V |
|
|
ф 2 |
||
|
|
||
X = |
Ох |
Рх |
|
Сг |
CXF |
||
|
где z и X' — вертикальные и горизонтальные перемещения; ср — угол поворота;
F — площадь основания фундамента;
а— размер основания фундамента в плоскости коле баний;
/— момент инерции площади основания фундамента относительно центральной оси, перпендикулярной плоскости действия момента М;
Рг и Рх — вертикальные и горизонтальные силы.
С достаточной точностью принимают для одного и того же типа грунта следующие соотношения:
Сф = 2Сг; Сх = 0,7С2.
При расчете фундаментов с площадью основания более 50 м2 коэффициент Cz можно принять по расчетному сопротивлению грунтов основания:
Расчетное сопротивление грунта, кгс/см2 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Сг, тс/м3 ....................................................... |
2000 |
4000 |
5000 |
6000 |
7000 |
Для фундаментов с площадью менее 50 м2 коэффициенты, ха рактеризующие упругие свойства грунтов, можно определить по формулам О. А. Савинова [38]
|
|
P 'z — О) 1 + |
2 (а + Ь) 1 |
Г а . |
|||
|
|
|
|
AF |
J |
У |
о0 ’ |
|
|
Сф — С0 |
1 + |
2 (а + |
3Ь) |
I/ |
а |
|
|
|
|
AF |
|
<*о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
. С0 — параметр, |
определяемый |
по данным табл. 9, тс/м3; |
||||
а |
и |
b — размеры основания |
фундамента соответственно в |
||||
|
|
плоскости колебаний и в направлении, перпенди |
|||||
|
|
кулярном плоскости колебаний; |
|||||
|
0о, |
а — напряжение в основании фундамента; |
|||||
|
А — постоянные величины |
(оо= 2 тс/м2, Д=1 м--1). |
|||||
Коэффициенты жесткости естественных оснований определяют |
|||||||
по формулам: |
|
|
|
|
|
||
при равномерном упругом сжатии |
|
|
|
||||
|
|
|
kz = |
CZF, тс/м; |
|
|
при неравномерном упругом сжатии
kjp — Сф/, тс/м,
при упругом сдвиге
Ііх = CXF, тс/м.
4 Зак. 149 |
97 |
Категория |
Характеристика |
|
|
|
|
с„. |
оснований |
основании |
|
|
|
Грунты |
т/мя |
1 |
|
Глины и суглинки текучепластичные (В>0,75) |
600 |
|||
|
|
Супеси текучие |
( В > 1 ) .................................. |
700 |
||
2 |
Жесткие |
Глины и |
суглинки мягкопластичные (0,5< |
|
||
|
|
< В < 0,75) |
. ....................• ........................ |
800 |
||
|
|
Супеси пластичные |
(0 ,5 < В < 1 ) ................... |
1000 |
||
|
|
Пески пылеватые водонасыщенные, рыхлые . |
1200 |
|||
3 |
Средней |
Глины и |
суглинки |
тугопластичные (0,25< |
|
|
|
жесткости |
< В < 0 ,5 ) .......................................................... |
|
|
2000 |
|
|
|
Супеси пластичные |
( 0 < В < 0 ,5 ) ................... |
1600 |
||
|
|
Пески пылеватые средней плотности (В<0,8) |
1400 |
|||
|
|
Пески мелкие, средние и крупные................ |
1800 |
|||
4 |
Жесткие |
Глины и суглинки (В< 0 ) ............................... |
3000 |
|||
|
|
Супеси (В<0 ) |
.......................................... |
|
2000 |
|
|
|
Щебень, |
гравий, глина ................................... |
2600 |
||
П р и м е ч а н и е . В — консистенция грунтов. |
|
|
|
Частота вертикальных колебаний фундамента, лежащего на грунте,
где т — масса установок (фундамента и машины).
Частоту горизонтальных и вращательных колебаний фунда
мента следует определять по |
формуле Н. П. Павлюка [20j |
|
ѵХі _ (xl + |
xl) X- + |
Яд- Я£ = 0, |
где V — отношение момента |
массы |
установки относительно цен |
тральной оси, перпендикулярной плоскости колебаний, к этому же моменту относительно оси, проходящей через центр тяжести основания фундамента перпендикулярно
плоскости колебаний,
/
V = --------;
1 + in k
h— расстояние от центра тяжести установки до основания фундамента;
Ясс, Яф— коэффициенты, определяемые по формулам
§ 12. ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ СУШИЛЬНО-ТОПОЧНОГО КОМПЛЕКСА
Объемно-планировочные решения. Одним из ответственных и крупных сооружений углеобогатительной фабрики является су шильно-топочный комплекс, в состав которого входят следующие
основные технологические узлы: топочное отделение, отделение сушильных барабанов, отделение газоочистки, галереи топливо подачи и подачи концентрата.
Компоновку указанных узлов комплекса применяют двух типов: раздельное размещение здания топочного отделения и отде ления газоочистки, между которыми (без укрытия) устанавли
вают сушильные барабаны; компоновка всех узлов в единый комплекс (с укрытием сушиль
ных барабанов).
33,15» JS.4.Ï
Рис. 3S. Схема каркаса сушалыю-топочного комплекса (без укрытия сушильных барабанов)
В последнее время применяют второе решение, так как в этом случае существенно улучшается обслуживание сушильных бара банов (особенно в районах с суровыми климатическими усло виями) .
Для выяснения принципов объемно-планировочных решений необходимо знать основные технологические линии процесса сушки.
На рис. 38 показана схема каркаса сушильно-топочного ком
плекса без укрытия |
сушильных |
барабанов |
(Кузбасс), |
а на |
|||
рис. |
39 —■совмещенный |
(строительный |
и технологический) |
разрез |
|||
по |
сушильно-топочному |
комплексу |
Западно-Донбасской |
ЦОФ |
|||
№ |
1, решенный по |
второму типу |
компоновки |
(т. е. с укрытием |
сушильных барабанов).
4* 99
Сушильно-топочный комплекс обычно связан с главным кор пусом фабрики двумя конвейерными трактами: для подачи ма териала (сырого концентрата) на сушку и топлива в топочное отделение корпуса.
Обезвоженный механическим путем концентрат совместно с флотоконцентратом подается конвейером 1 в сушильное отделение и скребковым распределительным конвейером 2 распределяется по бункерам сушильных барабанов.
Для термической сушки концентрата установлены три сушиль ных барабана диаметром 3,5 м и длиной 22 м, из которых два рабочих и один резервный.
Питание каждого барабана организовано из двух бункеров общей емкостью 300 т с помощью питателей 3. Сушка осущест вляется во вращающихся барабанах 4. Высушенный концентрат из сушильного барабана разгружается в разгрузочную камеру емкостью 60 т 5, из которой Двумя скребково-барабанными пита телями 6 направляется на сборный ленточный конвейер 7.
С конвейера 7 высушенный продукт перегружается на систему конвейеров, транспортирующих мелкий концентрат в погрузочные бункеры или на закрытый склад.
Второй технологической' линией является очистка газов, ко торая обычно выполняется двухступенчатой.
Сухая очистка осуществляется в циклонах 8. Пыль, образую щаяся при очистке, через конусные мигалки поступает на кон вейеры сплошного волочения 9, которые транспортируют ее на ленточный сборный конвейер 7.
Вторая ступень очистки осуществляется в двух мокрых прутко вых золоуловителях 10.
Сушильный агрегат оборудован дымососом 11.
Третьей основной технологической линией является подача топлива для топок, установленных в топочном отделении 12.
Топливо из главного корпуса подается в сушильное отделение с помощью ленточного конвейера 13 и распределяется по прием ным бункерам топок.
Шлак и зола из топок разгружаются в ванну скребкового кон вейера 14 и далее ленточным конвейером направляются в бункер шлака, откуда автосамосвалами вывозятся в отвал.
Основные пролеты сушильно-топочного комплекса приняты равными 12 м, а шаг колонн основных рам 6 и 9 м. Топочное
отделение |
комплекса размещено между осями А —Г, отделение |
сушильных |
барабанов — между осями Г—Д и отделение газоочи |
стки между осями Д —И. |
Между осями 1—2 расположены закрытые лестничные клетки, монтажный проем, распределительные электропункты, помещения различного технологического оборудования.
Для обслуживания (при ремонте) отделения сушильных бара банов предусматривается мостовой кран грузоподъемностью 10 т. В различных помещениях комплекса устроены монорельсы грузо-