Влияние удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном грохочении
Выполнены экспериментальные исследования процесса обезвоживания материала крупностью +0-10,0 мм при различных режимах. Установлено влияние на влажность удельной нагрузки, жесткости упругих элементов и продолжительности обезвоживания. Pilot studies of process of dehydration of a material are executed...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геотехническая механика |
|---|---|
| Дата: | 2012 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2012
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53933 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном грохочении / А.И. Шевченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 99. — С. 162-168. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859646276832854016 |
|---|---|
| author | Шевченко, А.И. |
| author_facet | Шевченко, А.И. |
| citation_txt | Влияние удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном грохочении / А.И. Шевченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 99. — С. 162-168. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геотехническая механика |
| description | Выполнены экспериментальные исследования процесса обезвоживания материала крупностью +0-10,0 мм при различных режимах. Установлено влияние на влажность удельной нагрузки, жесткости упругих элементов и продолжительности обезвоживания.
Pilot studies of process of dehydration of a material are executed by a size of particles of +0-10,0 mm at various modes. Influence on humidity of specific loading, rigidity of elastic elements and duration of dehydration is established.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:27:38Z |
| format | Article |
| fulltext |
162
капиллярах намного хуже, чем в капиллярах с меньшими радиусами, и они
должны разрушаться при более низких уровнях внешних воздействий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Определение закономерностей опускания жидкости в поровых каналах влажной горной массы, лежащей
на сетке / В. П. Надутый, В. И. Елисеев, В. И. Луценко, И. П Хмеленко // Науковий вісник НГУ –
Дніпропетровськ, 2009. – Вип. 2 – С. 71-74.
2. Разработка модели опускания жидкости в поровом канале переменного сечения при обезвоживании слоя
горной массы / В. П. Надутый, В. И. Елисеев, В. И. Луценко, И. П. Хмеленко // Геотехнічна механіка: Міжвід.
зб. наук. праць / ІГТМ НАН України. – Дніпропетровськ, 2010. – Вип. № 85. – С. 196-201.
3 Экспериментальные исследования и моделирование процесса обезвоживания горной массы на грохоте с
подстилающей сеткой / В. П. Надутый, В. И. Елисеев, В. И. Луценко, И. П. Хмеленко // Вісник Націон. техніч.
ун-ту “ХПІ”: зб. наук. праць / ХПІ. – Харків, 2009. – № 25 – С. 151-156.
УДК 622. 742:621. 926:621.3. 06
Канд. техн. наук А.И. Шевченко
(ИГТМ НАН Украины)
ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ, КОНСТРУКТИВНЫХ И
РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ
ОБЕЗВОЖИВАНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
ПРИ ВИБРАЦИОННОМ ГРОХОЧЕНИИ
Выполнены экспериментальные исследования процесса обезвоживания материала круп-
ностью +0-10,0 мм при различных режимах. Установлено влияние на влажность удельной
нагрузки, жесткости упругих элементов и продолжительности обезвоживания.
INFLUENCE OF SPECIFIC LOADING, DESIGN AND REGIME DATA
ON INTENSITY OF DEHYDRATION OF MINERAL RAW MATERIALS
AT VIBRATING SCREENING
Pilot studies of process of dehydration of a material are executed by a size of particles of +0-
10,0 mm at various modes. Influence on humidity of specific loading, rigidity of elastic elements
and duration of dehydration is established.
Вибрационное грохочение широко применяется для обезвоживания мине-
рального сырья. Эффективность и производительность этого процесса в суще-
ственной мере определяет качество и себестоимость конечной продукции, по-
этому не случайно внимание многих исследователей направлено на его совер-
шенствование. Интенсивность обезвоживания зависит от грансостава, формы
частиц, физико-механических свойств сырья, конструктивных и динамических
параметров грохота. Производительность грохотов составляет от сотен кило-
грамм до тысячи тонн в час. Они отличаются по конструктивному исполнению
и по особенностям вибровозбуждения [1]. Предусмотрено регулирование по
амплитуде и частоте колебаний просеивающей поверхности. Все это связано с
необходимостью обеспечения возможности выбора грохота для определенного
вида сырья. Отсюда следует задача – выбор грохота для конкретных условий из
номенклатуры существующих. Если они не удовлетворяют требованиям произ-
водства, то необходима разработка нового грохота.
При создании грохота, чтобы обеспечить заданные эффективность разделе-
ния конкретного сырья и производительность, необходимо знать, как они зави-
163
сят от амплитуды, частоты, размера живого сечения просеивающей поверхно-
сти. Ответить на этот вопрос можно, только изучив процесс грохочения. После
этого реализация требуемых параметров вибровозбуждения достигается на ос-
нове расчетов динамики, прочности и жесткости грохота.
Несмотря на важность, наименее изучен сам процесс грохочения, что связа-
но со сложностью его экспериментального изучения и математическими труд-
ностями при моделировании. Поэтому задачи, направленные на дальнейшее ис-
следование этого процесса, несомненно, актуальны.
Исходя из изложенного, сформулирована цель работы – экспериментальное
изучение влияния удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров
на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном гро-
хочении.
Обезвоживанию подвергаются разнообразные сыпучие материалы, круп-
ность которых может составлять от десятков микрометров до сотен миллимет-
ров. В зависимости от размера частиц и влажности доминирующую роль игра-
ют различные силы. При тонком и сверхтонком грохочении это силы поверхно-
стного натяжения. Поэтому наиболее энергоемким является удаление капил-
лярно-стыковой воды (капиллярно-стыковых мостиков) [2]. Содержание капил-
лярно-стыковой воды в пористой среде в зависимости от вида укладки частиц
колеблется от 18 % до 30 % (в среднем 24 %) от общего количества воды при
полном насыщении среды [3]. Традиционные методы позволяют снизить влаж-
ность минерального сырья только до 18-20 %.
Для дальнейшего снижения влажности необходимо обеспечить разрыхление
материала и разрыв капиллярных мостиков. Для этого применяют импульсное
воздействие - виброудар. В Институте геотехнической механики им. Н.С. По-
лякова НАН Украины (ИГТМ НАН Украины) предложено использовать режи-
мы с "двойными ударами" [4], когда за период возбуждения просеивающей по-
верхности наносится два удара. Вначале наносится первый удар, который спо-
собствует отрыву сырья от просеивающей поверхности и его разрыхлению. За-
тем на этапе полета наносится второй удар, который сообщает дополнительное
ускорение просеивающей поверхности, что обеспечивает ее очистку от за-
стрявших в отверстиях частиц и разрыв менисков жидкости. Важно отметить,
что при нанесении второго удара грохотимое сырье не препятствует удалению
частиц и жидкости.
Для интенсификации разрыхления материала предложено воздействовать на
него в локальных областях нормальными и сдвиговыми импульсами с помо-
щью дезинтегрирующих элементов [5].
Экспериментами [5] установлено, что максимальное снижение влажности
минерального сырья обеспечивается при импульсном воздействии с использо-
ванием "двойных ударов" и дезинтеграционных элементов в виде эллипсоида
вращения (два слоя). Поэтому следующим этапом следует выяснить влияние
конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания.
Эксперименты проводились на модели вибрационного грохота [6,7], на ко-
торой монтировали просеивающую поверхность, состоявшую из сетки и сталь-
164
ных стержней. Под сеткой устанавливались стальные стержни, закрепленные на
упругих прокладках, а под ними на упругих элементах - ударники. Эта конст-
рукция позволяла гармоническое возбуждение короба преобразовывать в им-
пульсное воздействие на просеивающую поверхность.
Эксперименты проводились на калибровочной стальной сетке с размером
ячеек 0,12 мм и диаметром проволоки 0,1 мм.
Наиболее трудным при гармоническом вибровозбуждении просеивающей
поверхности является уменьшение влажности материалов широкого спектра
крупности, которые в ряде случаев вообще не обезвоживаются. Поэтому для
испытаний в качестве материала для обезвоживания использовали модельную
смесь (гранитный отсев – отходы добычи и переработки гранита) крупностью
+0-10,0 мм с высоким содержанием глинистых частиц. Грансостав приведен на
рис. 1. Во время экспериментов изучалось влияние удельной нагрузки по ис-
ходному питанию, которая составляла 6,25; 12,5 и 25 кг/м2 при влажности ис-
ходного продукта 30 %.
В результате испытаний определялось количество воды, остающееся после
вибрационного воздействия в надрешетном продукте.
Эксперименты выполнялись в такой последовательности:
– монтировалась просеивающая поверхность с заданным размером от-
верстий;
– включался вибратор, и устанавливалась требуемая амплитуда и частота
вибровозбуждения;
– на калибровочную сетку одновременно с материалом подавались де-
зинтегрирующие элементы;
– включался секундомер;
– через заданное время выключался вибратор;
– извлекались дезинтегрирующие элементы;
– извлекался и взвешивался надрешетный продукт;
– далее надрешетный продукт подвергался сушке и снова взвешивался.
Интенсивность обезвоживания характеризовалась относительным количест-
вом воды, оставшейся в надрешетном продукте после вибрационного воздейст-
вия
(1)
где mм – масса мокрого материала;
mс – масса сухого материала.
100%,м с
с
m mW
m
−
= ⋅
165
а) – интервал крупности от 0 до +10 мм, б) – интервал крупности от 0 до 0,2 мм
Рис. 1 – Грансостав материала
Данные исследований показаны в таблицах 1-2, где приведены средние зна-
чения по результатам пяти опытов при каждом режиме.
Изучение процесса обезвоживания материала крупностью +0–10,0 мм были
выполнены при различных жесткостях упругих элементов, удельных нагрузках,
режимах и продолжительности обезвоживания. Влажность исходного продукта
составляла 30 %.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Классы крупности, мм
В
ы
хо
д,
%
а)
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20
0
2
4
6
8
10
12
Классы крупности, мм
В
ы
хо
д,
%
б)
166
Таблица 1 – Исследования процесса обезвоживания материала крупностью +0-10,0 мм
при различных режимах
Параметры ударников
(ударник 1 / ударник 2)
Масса
ударников,
кг
Жесткость
упругих эле-
ментов,
кН/м
Удельная
нагрузка,
кг/м2
Частота,
Гц,
Ампли-
туда, мм
Продол-
житель-
ность
обезво-
живания,
с
Влажность
надрешетного
продукта,
%
1,97/1,09 12,50 20,0 9,0
45
90
180
12,79
13,43
8,58
2,46/1,41 12,50 20,0 9,0
45
45
90
90
180
180
180
180
11,99
14,74
9,85
13,89
9,20
12,73
4,90
8,68
3,29/1,98 12,50 20,0 4,0 45 13,45
12,50
6,25
12,50
25,00
6,25
12,50
12,50
12,50
6,25
12,50
25,00
20,0 9,0
15
45
45
45
90
90
90
135
180
180
180
14,80
11,40
14,60
15,50
7,38
15,60
13,60
12,90
3,99
8,79
13,60
12,50 35,5 4,0 45 13,09
12,50 49,0 1,5 45 13,61
12,50 35,5 4,0 180 10,81
25,00 35,5 4,0 360 11,38
0,331/0,331
11,35/3,24
12,50 49,0 1,5 180 11,27
1,42/2,25 12,5 18 6 45 14,69
0,477/0,469 1,89/1,12
6,25
12,50
25,00
6,25
12,50
18 6
45
45
45
75
180
13,17
14,27
14,52
10,34
11,51
167
Таблица 2 – Исследование влияния на влажность удельной нагрузки, жесткости упругих
элементов и продолжительности обезвоживания
Частота,
Гц
Амплиту-
да, мм
Удельная
нагрузка,
кг/м2
Жесткость упругих
элементов (в числителе
жесткость ударника 1,
в знаменателе – ударника 2),
кН/м
Продолжи-
тельность
обезвожи-
вания,
с
Влажность
надрешет-
ного про-
дукта, %
12,5
1,97/1,09
2,46/1,41
11,35/3,24
45
12,79
11,99
14,60
6,25
12,5
25
11,35/3,24 45
11,40
14,60
15,50 20 9
12,5 11,35/3,24
45
90
135
180
14,60
13,60
12,90
8,79
Установлено (табл. 1–2), что при фиксированной удельной нагрузке, про-
должительности обезвоживания и варьировании жесткости упругих элементов
от 1 до 11 кН/м изменение влажности составляет от 12 % до 17 %. При фикси-
рованной жесткости, продолжительности обезвоживания и варьировании на-
грузки от 6,25 кг/м2 до 25 кг/м2 показатели влажности изменяются от 5 % до 26
%. При фиксированных удельной нагрузке, жесткости упругих элементов и
варьировании продолжительности обезвоживания изменение влажности со-
ставляет от 6 % до 40 %.
Как видно из табл. 2, увеличение частоты до 20 Гц и амплитуды до 9 мм при
фиксированных удельной нагрузке, жесткости упругих элементов и продолжи-
тельности обезвоживания позволило снизить влажность продукта с 30 % до 8–
10 %.
Таким образом, установлено, что наибольшее влияние на показатели влаж-
ности оказывают параметры вибровозбуждения частота и амплитуда.
Результаты, приведенные в работе, получены впервые. Они будут использо-
ваны для разработки методики определения конструктивных и динамических
параметров грохота, обеспечивающего повышение эффективности обезвожива-
ния и классификации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Надутый, В.П. Вибрационное грохочение горной массы повышенной влажности / В.П. Надутый,
В.В.Калиниченко // Монография. – Днепропетровск, НГУ. – 2004. – 135 с.
2. Meinel, A. Zu den Grundlagen der Klassierung sieschwieriger Materialien / A. Meinel // Aufbereitungs-
Technik. – 1999. – N 7. – S. 313–3271.
3. Бейлин, М.И. Теоретические основы процессов обезвоживания углей / М.И. Бейлин. – М.: Недра, 1969. –
240 с.
4. Надутый, В.П. Математическое моделирование грохота с ударным возбуждением просеивающей по-
верхности / В.П. Надутый, Е.С. Лапшин, А.И. Шевченко // "Автоматизація виробничих процесів у машинобу-
дуванні та приладобудуванні" Українська міжвід. наук.-техн. зб. – Львів: Львівська політехніка, 2011. – Вип. 45.
– С. 320–324.
5. Лапшин Е.С. Пути интенсификации обезвоживания минерального сырья на вибрационных грохотах /
Е.С. Лапшин. А.И. Шевченко // Науково-технічний збірник НГУ "Збагачення корисних копалин". – Дніпропет-
ровськ, 2011. – Вип. 47(88). – С. 144–151.
168
6. Надутый, В.П. Повышение эффективности удаления влаги при тонком грохочении горной массы за счет
импульсного воздействия / В.П. Надутый, Е.С. Лапшин, А.И. Шевченко, А.В. Буров // Науковий вісник: Наук.-
техн. журнал / Національний гірничий університет України. – Дніпропетровськ, 2011. – Вип. 2(122). – С. 95–99.
7. Экспериментальные исследования вибрационного воздействия на отделение жидкости при грохочении
материала / Е.С. Лапшин, А.И. Шевченко, Л.Н. Прокопишин, А.В. Буров // Металлургическая и горнорудная
промышленность. – 2011. – № 3. – С. 71–74.
УДК 622.74: 621.928.235
Аспирант В.П. Левченко
(ИГТМ НАН Украины)
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ВЕРТИКАЛЬНОГО ВИБРАЦИОННОГО
ГРОХОТА КАК КОМПЛЕКСНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЛИЯНИЯ РЕГУЛИРУЕМЫХ ФАКТОРОВ В ЗАДАННЫХ УСЛОВИЯХ
У статті представлені результати експериментальних досліджень залежності продуктив-
ності вертикального вібраційного грохоту від комплексного впливу регульованих факторів
при заданих умовах. Отримані дані послужать у визначення раціональних параметрів і роз-
робки математичної моделі грохоту, що дозволяють адоптувати роботу машини до різнома-
нітних умов експлуатації.
PRODUCTIVITY OF A VERTICAL VIBRATING SCREEN AS A COM-
PLEX INDICATOR OF INFLUENCE RESULTS OF ADJUSTABLE FAC-
TORS IN THE SET CONDITIONS
In article results of experimental researches of dependence of productivity of a vertical vibrat-
ing screen from complex influence of adjustable factors are presented under the set conditions. The
obtained data will serve in definitions of rational parametres and developed of the machine mathe-
matical model, allowing to adapt screen for various conditions of operation.
Введение. Совершенствование современной техники и технологий процес-
сов разделения полезных ископаемых по крупности, особенно в операциях тон-
кого и особо тонкого грохочения, непосредственно связаны с повышением тех-
нологических показателей, снижением метало- и энергоемкости оборудования,
а также низкими эксплуатационными затратами. Кроме этого, в связи с повы-
шенным вниманием к переработке техногенных отходов – шламов, хвостохра-
нилищ и терриконов, данная задача становиться все более актуальной.
Исследования, выполненные в этой области сотрудниками ИГТМ НАН Ук-
раины, позволили реализовать наиболее эффективные решения данной задачи в
конструкции вертикального вибрационного грохота (ВВГ) [1]. Это в первую
очередь большая площадь просеивающей поверхности грохота, в виде рам
(0,8*0,5 м) с резонирующим ленточно-струнным ситом (РЛСС), – 3,2 м2 при
малых габаритных размерах машины 1,4*1,4*1,9 м и массе 1,3 т. Во вторых, за
счет реализуемого вибровозбудителями пространственных поличастотных ко-
лебаний рабочего органа наряду с его динамической активностью, мощность
вибропривода составляет 0,74 кВт, что на порядок меньше, чем у аналогичных
по колеблющейся массе грохотов, серийно выпускаемых, как в Украине, так и
за рубежом. В-третьих, высокие эксплуатационные показатели РЛСС и их спо-
собность самоочищаться.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-53933 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-4556 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:27:38Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шевченко, А.И. 2014-01-28T20:42:40Z 2014-01-28T20:42:40Z 2012 Влияние удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном грохочении / А.И. Шевченко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2012. — Вип. 99. — С. 162-168. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53933 622. 742:621. 926:621.3. 06 Выполнены экспериментальные исследования процесса обезвоживания материала крупностью +0-10,0 мм при различных режимах. Установлено влияние на влажность удельной нагрузки, жесткости упругих элементов и продолжительности обезвоживания. Pilot studies of process of dehydration of a material are executed by a size of particles of +0-10,0 mm at various modes. Influence on humidity of specific loading, rigidity of elastic elements and duration of dehydration is established. ru Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України Геотехническая механика Влияние удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном грохочении Influence of specific loading, design and regime data on intensity of dehydration of mineral raw materials at vibrating screening Article published earlier |
| spellingShingle | Влияние удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном грохочении Шевченко, А.И. |
| title | Влияние удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном грохочении |
| title_alt | Influence of specific loading, design and regime data on intensity of dehydration of mineral raw materials at vibrating screening |
| title_full | Влияние удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном грохочении |
| title_fullStr | Влияние удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном грохочении |
| title_full_unstemmed | Влияние удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном грохочении |
| title_short | Влияние удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном грохочении |
| title_sort | влияние удельной нагрузки, конструктивных и режимных параметров на интенсивность обезвоживания минерального сырья при вибрационном грохочении |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/53933 |
| work_keys_str_mv | AT ševčenkoai vliânieudelʹnoinagruzkikonstruktivnyhirežimnyhparametrovnaintensivnostʹobezvoživaniâmineralʹnogosyrʹâprivibracionnomgrohočenii AT ševčenkoai influenceofspecificloadingdesignandregimedataonintensityofdehydrationofmineralrawmaterialsatvibratingscreening |