4.2.2. Просеивающая поверхность

В качестве просеивающей (рабочей) поверхности грохотов используют проволочные сетки, листовые сита (решета, т. е. перфорированные листы) и колосниковые решетки.

Проволочные сетки изготовляют с квадратными или прямоугольными отверстиями размером от 100 до 0,04 мм. Для изготовления сеток применяют проволоки стальные (из легированных и нержавеющих сталей), латунные, медные, бронзовые, никелевые и др.

Отношение площади отверстий сетки в свету к общей ее площади, выраженное в процентах, называют живым сечением сетки или коэффициентом живого сечения.

Для сеток с квадратными отверстиями (рис. 4.5) живое сечение (%)

, (4.17)

где а - диаметр проволоки, мм; l - размер отверстий, мм.

Рис. 4.5. Ячейка сетки с квадратными отверстиями

Для сеток с прямоугольными отверстиями размером (длина и ширина) живое сечение (%) определяется как:

. (4.18)

Живое сечение сеток с прямоугольными отверстиями при одних и тех же значениях l и а всегда больше, чем сеток с квадратными отверстиями.

Просеивающая способность сеток возрастает с увеличением их живого сечения (с уменьшением толщины проволоки), а прочность и срок службы тем больше, чем толще проволока.

Различают тканые сетки, сборные из рифленых проволок и сварные, в которых проволоки в местах пересечения сваривают.

Тканые сетки изготовляют простого (полотняного) плетения, при котором каждая проволока основы (продольная) переплетается с каждой проволокой уткá (поперечной), и саржевого плетения, при котором проволоки основы и утка переплетаются через две проволоки. Саржевое плетение применяется для самых мелких сеток от 0,074 до 0,04 мм.

Рис. 4.6. Тканые проволочные сетки с квадратными отверстиями из стальной рифленой проволоки

Сборные сетки из стальной проволоки с квадратными ячейками изготовляются следующих видов (ГОСТ 3306—88);

• частично рифленые - проволоки утка имеют изгиб (рифления) в местах переплетения, а проволоки основы нерифленые, но они изгибаются при изготовлении (рис. 4.6, а);

• рифленые - проволоки основы и утка имеют изгиб (рифления) в местах переплетения (рис. 4.6, б);

• сложно рифленые - проволоки основы и утка имеют дополнительные рифления по сторонам ячейки (рис. 4.6, в).

Технические параметры сеток из рифленой проволоки приведены в табл.4.5.

Таблица 4.5

Параметры сеток из рифленой проволоки (ГОСТ 3306—88)

Тип сетки	Номинальный размер стороны ячейки в свету, мм	Диаметр проволок, мм		Тип сетки	Номинальный размер стороны ячейки в свету, мм	Диаметр проволок, мм
		основы	утка			основы	утка
1	2	3	4	1	2	3	4
Частично рифленые ЧР 1	1,6	0,9	1	Рифленые Р Сложно рифленые СР 1	13	3	4
	2	1,2	1,3		14	3,6	4
	2,6	1,2	1,2		15	3,6	3,6
	3	1,2	1,4		16	4	5
	4	1,6	1,6		18	5	5,6
	5	2	2		20	5	5,6
	6	1,8	2,2		25	5	6
	8	3	3		32	5	5
	10	3	3		35	5	5
	12	3	3		37	5	6
	13	3	3		40	5,6	6
	2	3	4		2	3	4
	16	3,6	3,6		45	5,6	6
Рифленые Р	18	3,6	4		50	6	8
	20	3,6	4		55	6	10
	22	3,6	4		60	6; 8	8; 10
	25	3,6	4,5		65	8	10
	4	1,6	1,6		70	8	10
	5	2	2		75	10	10
	6	2,2	2,2		80	10	10
	8	3	3		100	10	10
	10	3	3,6

Сетки из рифленой проволоки имеют неровную поверхность, что обусловливает неравномерный износ ситовой ткани при грохочении. Сначала изнашиваются выступающие части проволоки, после чего сетка теряет свою прочность и разрушается.

Для получения гладкой поверхности сетки выравнивают посредством штамповки. В крупных сетках проволоки в местах их перекрещивания сваривают.

Срок службы проволочных сит зависит от износостойкости и диаметра проволок, конкретных условий эксплуатации: производительности грохота, крупности, плотности, абразивности и других свойств подвергаемого грохочению материала, а также способа крепления сита и др. На углесортировочных фабриках срок службы проволочных сит с размером отверстий до 13 мм колеблется от 5 до 25 дней, для сит с отверстиями 25-50 мм - 25-40 дней.

С 1980 г. Магнитогорским метизно-металлургическим комбинатом выпускается арфовидная сетка (табл.4.6) взамен проволочной с квадратными ячейками по ГОСТ 3306-88.

Таблица 4.6

Параметры арфовидных сеток

Размеры ячеек в свету, мм		Диаметр проволоки, мм
ширина	длина	основы	утка
5 6 10	100 120 140	2,2 2,2 3,0	2,2 2,5 3,6

Арфовидная сетка изготавливается из рифленой высокоуглеродистой стальной проволоки. Прямоугольные ячейки образованы одиночными проволоками утка и прядями основы, состоящими из трех сдвоенных проволок. Расход металла на арфовидные сетки на 30-40% меньше, чем на обычные сетки. Испытания на угольных сортировках показали, что применение арфовидных сеток позволяет повысить производительность грохотов в 1,5÷2 раза и увеличить срок службы сеток до 600 ч, что в 3÷4 раза выше, чем у обычных сит.

Для классификации, обезвоживания, промывки и сушки материалов широко применяют щелевые (шпальтовые) сетки. Щелевые сетки собирают в плоские секции (карты) с гладкой рабочей поверхностью из отдельных проволочных колосников фасонного сечения. Проволоки-колосники скрепляют соединительными шпильками диаметром 8÷12 мм, расположенными перпендикулярно к колосникам на определенном расстоянии (рис. 4.7, а). Сечения колосников показаны на рис. 4.7, б. Материалами для колосниковых проволок служат латунь, нержавеющая сталь и низкоуглеродистая сталь.

Рис. 4.7. Щелевая сетка: а - в разрезе; б - сечения колосниковообразных проволок

Щелевые сетки изготовляют узкощелевыми со щелями размером 0,1; 0,12; 0,16; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8 мм и широкощелевыми со щелями размером 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,5; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 16,0; 20,0 мм.

Расстояния между соединительными шпильками 80÷120 мм. Живое сечение щелевых сеток возрастает с увеличением размера щели, например, для сетки со щелью 0,1 мм оно составляет 4,5-5%, при щели 0,5 – 20÷25% и при щели 1 мм – 30÷35%.

Для интенсификации обезвоживания мелкого угольного концентрата и шлама применяют тканые сетки типа «Луганка» и «Волна» (табл. 4.7).

Эти сетки изготавливают из нержавеющей стали.

Таблица 4.7

Параметры сеток «Луганка» и «Волна»

Тип и номер сетки	Номинальный размер ячейки в свету, мм		Номинальный диаметр проволоки, мм		Ширина полотна, мм	Живое сечение, %
	по утку	по основе	по утку	по основе
«Луганка» 1,2X0,4 «Волна» 1,9X0,7	1,2 1,9	0,4 0,7	0,4 0,6	0,4 0,6	950 1300	37,5 40,9

Для грохочения углей повышенной влажности при ширине щелевых отверстий сит 4÷35 мм применяют струнные резиновые сита. Просеивающая поверхность образуется резиновыми шнурами, натягиваемыми параллельно один другому на раме грохота в направлении, поперечном движению материала. Длина отверстий определяется расстоянием между поддерживающими прогонами в коробе грохота, она обычно более 100 мм (рис. 4.8). Шнур для резинового струнного сита изготовляют из резины (марка ИР-52А) диаметром от 6,5 до 18 мм. Диаметр шнура выбирают в зависимости от желаемого размера щелевого отверстия сита.

Рис. 4.8. Сито струнного типа: 1 - резиновый шнур; 2 - поддерживающий прогон; 3 - крепежное устройство; 4 - хомут для крепления прогона

Резинострунные сита имеют ряд преимуществ по сравнению с металлическими: срок их службы больше в 15÷20 раз; эксплуатационные расходы ниже в 10-15 раз; более низкий уровень шума при работе; производительность струнных сит при грохочении влажных (до 6÷7% влаги) углей повышается в 1,8÷2 раза; большая продолжительность работы грохота в результате уменьшения забиваемости и продолжительности очистки сит; возможность замены отдельных деталей.

Для классификации мелких влажных (до 9%) углей нашли применение струнно-тросовые сита. Просеивающая поверхность на грохоте состоит из отдельных секций (карт). Число секций и их размеры для грохотов разных типов различны, но конструктивно они выполнены по единой схеме.

Техническая характеристика струнно-тросовых сит:

Размер щели между струнами, мм Диаметр струны, мм Материал, из которого изготовлены струны Максимальная крупность исходного продукта, мм Живое сечение сита, % Натяжение одной струны, кг Угол наклона просеивающей поверхности к горизонту, градус Срок службы, мес.

3-13 2,4-3 Трос оцинкованный ГОСТ 3062-80 100 62-82 555 2-4 3-9

Промышленная эксплуатация струнно-тросовых сит на инерционных грохотах показала их хорошую работоспособность, простоту обслуживания и преимущества по сравнению с просеивающими поверхностями из проволочной плетеной или листовой сетки, заключающиеся в повышении эффективности грохочения в среднем с 70 до 90% при увеличении удельной производительности в 1,5÷2 раза. Срок службы струнно-тросовых сит в 8÷9 раз выше плетеных сит.

Резинострунные и струнно-тросовые сита относятся к динамически активным ситам, элементы которых в процессе колебаний грохота имеют взаимные относительные перемещения, что способствует повышению качества просеивания.

Резонирующее ленточно-струнное сито (РЛСС) представляет собой просеивающую поверхность, состоящую из отдельных элементов лент-струн с периодическими выступами-зубцами с одной стороны ленты. Ленты струны устанавливаются с относительным натяжением (25÷30%). Конструктивные параметры и натяжение лент-струн выбирают таким образом, чтобы при работе грохота с материалом на рабочем органе обеспечивалась близость частоты основного тона свободных колебаний струн к частоте колебаний грохота (резонансный режим). В результате амплитуда колебаний лент-струн возрастает в 2÷3 раза по сравнению с амплитудой колебаний грохота и обеспечивает более интенсивное вибрационное воздействие на материал, способствующее расслоению по крупности материала.

Размер отверстий сеток (размер ячейки) определяется минимальным расстоянием (в свету) между противоположными проволоками. Размер отверстий сетки выражают в линейных единицах - миллиметрах или микронах. В США распространен способ выражения размера отверстий сетки числом меш, т. е. числом квадратных отверстий, приходящихся на один линейный дюйм (25,4 мм) сетки (шкала Тайлера). Он иногда применяется также в отечественной практике. Этот способ не определяет непосредственно размер ячейки сетки, так как последний зависит от толщины проволоки.

Размеры ячеек сеток стандартизированы и соответствуют нормальному ряду чисел в машиностроении (табл. 4.8). Ряды размеров диаметров и длин в машиностроении (ГОСТ 6636-69) пятый, десятый, двадцатый, сороковой представляют геометрические прогрессии со знаменателями соответственно. Основанием служит размер 0,012 мм. Основной ряд представляет собой двадцатый нормальный ряд чисел, т. е. прогрессию со знаменателем , а дополнительный ряд - сороковой, имеет знаменателем с пропуском членов, входящих в основной ряд. Стандарт охватывает размеры, начиная от 0,04 до 150 мм.

Проволочные сетки по назначению разделяют на промышленные и испытательные. К испытательным сеткам предъявляют более строгие требования в отношении допустимых отклонений в размерах ячеек. Полная шкала Тайлера при модуле имеет основание 0,074 мм (200 меш). Чаще применяется неполная шкала Тайлера с модулем , составленная из полной шкалы путем выборки через одно сито. Основанием шкалы считается размер отверстий сита, принимаемого за исходное при определении размеров отверстия остальных сит ряда.

Таблица 4.8

Размер стороны ячейки в свету металлических проволочных сеток (ряды, мм)

Основ-ной	Дополни-тельный	Основ-ной	Дополни-тельный	Основ-ной	Дополни-тельный	Основ-ной	Дополни-тельный	Основ-ной	Дополни-тельный
1	2	1	2	1	2	1	2	1	2
0,04		0,225		1,2		6		32
	0,042		0,235		1,3		6,5		34
0,045		0,25		1,4		7		35
	0,048		0,265		1,5		7,5		38
0,05		0,28		1,6		8		40
	0,053		0,3		1,7		8,5		42
0,056		0,315		1,8		9		45
	0,06		0,335		1,9		9,5		48
0,063		0,355		2		10		50
	0,067		0,375		2,1		10,5		52
0,071		0,4		2,2		11		55
	0,075		0,42		2,3		11,5		58
1	2	1	2	1	2	1	2	1	2
0,08		0,45		2,5		12		60
	0,085		0,475		2,6		13		65
0,09		0,5		2,8		14		70
	0,095		0,53		3		15		75
0,1		0,56		3,2		16		80
	0,105		0,6		3,3		17		85
0,112		0,63		3,5		18		90
	0,118		0,67		3,8		19		95
0,125		0,7		4		20		100
	0,132		0,75		4,2		21		105
0,14		0,8		4,5		22		ПО
	0,15		0,85		4,8		23		115
0,16		0,9		5		25		120
	0,17		0,95		5,2		26		130
0,18		1		5,5		28		140
	0,19		1,05		5,8		30		150
1	2	1	2	1	2	1	2	1	2
0,2		1,1
	0,21		1,15

Характеристика наиболее распространенных испытательных сит приведена в табл. 4.9.

Таблица 4.9

Характеристика испытательных сит

Сита стандартные		Сита с модулем =1,414 и= 1,189 и основанием 0,074 мм (шкала Тайлера)
Размер отверстий, мм	Диаметр проволоки, мм	Число меш	Размер отверстий, мм	Диаметр проволоки, мм
1	2	3	4	5
-	-	3	6,680	1,78
-	-	4	4,700	1,65
-	-	5	3,960	1,12
-	-	6	3,330	0,915
-	-	7	2,790	0,834
2,5	0,5	8	2,360	0,813
2,0	0,5	9	1,980	0,839
1,6	0,45	10	1,650	0,890
1,25	0,40	12	1,400	0,710
1,00	0,35	14	1,170	0,635
0,900	0,35	16	0,990	0,596
0,800	0,30	20	0,830	0,437
0,700	0,30	24	0,700	0,358
0,630	0,25	28	0,590	0,318
0,560	0,23	-	-	-
0,500	0,22	32	0,495	0,30
0,450	0,18	35	0,417	0,310
0,355	0,15	42	0,351	0,254
0,315	0,14	48	0,295	0,234
1	2	3	4	5
0,250	0,13	60	0,246	0,178
0,200	0,13	65	0,208	0,183
0,180	0,13	80	0,175	0,142
0,140	0,09	100	0,147	0,107
0,125	0,09	115	0,124	0,097
0,100	0,07	150	0,104	0,066
0,090	0,07	170	0,088	0,061
0,071	0,055	200	0,074	0,053
0,063	0,045	250	0,061	0,041
0,056	0,04	270	0,053	0,041
0,040	0,03	325	0,043	0,036

Листовые сита

Листовые сита (решета) - это стальные листы с проштампованными или просверленными отверстиями.

Рис. 4.9. Форма и расположение ячеек перфорированных сит

Форма отверстий листовых сит - круглая, прямоугольная (щелевидная), квадратная (рис. 4.9). Отверстия располагают линейно, параллельными рядами или в шахматном порядке. Прямоугольные отверстия часто располагают под углом к продольной оси сита. Для получения достаточно прочного сита с наибольшим живым сечением предпочтительно шахматное расположение отверстий. Круглые отверстия обычно размещают в вершинах равностороннего треугольника.

Листовые сита (решета) с квадратными и круглыми отверстиями стандартизированы. Размеры квадратных отверстий нужно выбирать из ряда: 5; 6; 10; 13; 14; 16; 20; 25; 32; 35; 37; 40; 42; 50; 60; 65; 70; 75; 80; 100; 150 мм.

Диаметры круглых отверстий соответствуют ряду: 7; 12; 15; 18; 20; 24; 26; 30; 32; 40; 47; 50; 60; 75; 82; 90; 95 мм.

Толщина листа для сит с отверстиями менее 10 мм равна 4÷6 мм; для отверстий 30÷60 мм – 8÷10 мм.

Сита изготовляют из сталей разных марок и сплавов.

Шаг отверстий одинаковый для квадратных и круглых отверстий, он установлен ГОСТом и составляет 1,2÷1,5 размера отверстий.

Для грохочения применяют чаще всего листовые сита с отверстиями от 80 до 10 мм. При необходимости иметь большие размеры отверстий целесообразно использовать колосниковые решетки, а при меньших размерах - проволочные сетки. Достоинства листовых сит: прочность, жесткость и продолжительный срок службы. Живое сечение листовых сит и тяжелых проволочных сеток примерно одинаково.

В угольной промышленности получили распространение перфорированные листовые сита с круглыми и квадратными отверстиями (табл. 4.10).

Таблица 4.10

Перфорированные сита

Номинальный размер квадратных ячеек, мм	Шаг ячеек, мм	Толщина сита, мм	Живое сечение, %	Средний срок службы, мес.
1	2	3	4	5
Из металлических листов с квадратными ячейками
1	2	3	4	5
10	16	4-6	45	3-5
13	20	6-8	50	4,5-5
20	28	6-8	56	Нет данных
25	36	6-8	58	4-5
50	63	8-10	63	4-5
100	119	8-12	71	Нет данных
Из металлических листов с круглыми отверстиями
7	10	4-6	45	3,5-4
12	16	6-8	48	4-5
30	42	6-8	50	Нет данных
50	60	8-10	63	4-5

Примечание. Материал: листовая сталь Ст. 3 по ГОСТ 14637-79.

Практика показала, что перфорированные сита из листовых нержавеющих сталей по эффективности грохочения и долговечности значительно превосходят сита из стали Ст. 3.

Резиновые листовые сита с квадратными или прямоугольными отверстиями размером от 3 до 20 мм оказались износоустойчивыми при грохочении абразивных материалов. Толщина резинового листа до 20 мм.

Секция сборных решет типа «Эластик» из резины или полиуретанового каучука показана на рис. 4.10. Секции сит изготовляют прессованием. Для уменьшения застревания кусков материала стенки, образующие ячейки, делаются трапециевидного сечения.

Рис. 4.10. Решето из резины

Секция с ячейками 25х25 мм имеет длину 0,5 м и ширину 0,25 м, живое сечение 55%. Секции имеют проушины и соединяются между собой стержнями. Срок службы решет «Эластик» при грохочении углей достигает двух лет, т. е. более чем в 10 раз превышает срок службы проволочных сит. Резиновые сита имеют, как правило, меньшую эффективность грохочения, чем стальные. Специальные виды сит, предназначенные для грохочения тонкоизмельченных материалов, изготавливают главным образом на основе литьевого полиуретана.

Колосниковые решетки собирают из стержней или колосников, которые располагают параллельно рядами и скрепляют друг с другом. Размер отверстий решетки определяется шириной щели в свету между колосниками. Форма сечений колосников может быть самой разнообразной (рис. 4.11). Для грохочения крупнокускового материала колосниковые решетки собирают иногда из сварных металлических балок, защищаемых от износа сменными броневыми плитами из марганцовистой стали (рис.4.11).

Рис. 4.11. Основные формы поперечных сечений колосников: а, б - со сменной рабочей частью; в - из стального литья; г - с внутренней поверхностью; д - из трапециевидного проката; е - из круглого проката с наплавкой; ж - трапециевидного профиля для щелевых сеток

На вибрационных грохотах устанавливают колосниковые решетки, набираемые из отдельных секций. Секция состоит из рамки и колосников трапециевидного сечения. Колосники приваривают к рамке. Щели между колосниками расширяются по ходу материала. Каждый пятый колосник делают более высоким. Крупные куски движутся по высоким колосникам, что улучшает условия грохочения мелкого материала и удлиняет срок службы решетки. По длине решетки колосники образуют каскад. Секции заклинивают в коробе грохота.