Дробильно-сортировочный завод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки,молоді та спорту України

ДВНЗ Придніпровська державна академія будівництва та архітектури

Кафедра «Будівельні і дорожні машини»

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з дисципліни: "Будівельні машини і обладнання"

Тема: «Дробильно-сортувальний завод»

Хмара Л.А.

Хорольский О.П

Перевірив:

Пікуш Ю.С.

Дніпропетровськ 2012

Содержание

Введение

1. Выбор стадий дробления и технологическая схема завода

2. Выбор основного технологического оборудования

2.1 Выбор дробилки

2.2 Выбор грохота

2.3 Выбор пластинчатого питателя

2.4 Выбор ленточного конвейера

3. Описание и расчет конусной дробилки

4. Описание мероприятий обеспечивающих безопасность рабочих

5. Паспорт завода

Литература



Введение

На современном этапе строительства особое значение приобретает внедрение новейших технологий, машин и оборудования, снижение энергетических, материальных и трудовых ресурсов, базирующихся на достижениях строительной науки.

Основными направлениями совершенствования строительных машин и оборудования в современных условиях являться:

- создание систем и комплексов машин и оборудования с учетом перспективной технологии строительства;

- комплексной механизации и автоматизации производительных процессов;

- создание и освоение высокопроизводительных машин повышенной единичной мощности для работы в районах с низкими отрицательными температурами;

- расширение применения гидропривода и управления с применением гидрооборудования высокого давления;

- повышение универсальности машин за счет перехода на специальные шасси;

- расширение номенклатуры сменных рабочих органов;

- широкое использование при создании новой техники модульного конструирования на основе унифицированных узлов и агрегатов общего применения;

- создание автоматизированных машин, комплексов и комплектов оборудования на базе электронной, микропроцессорной и лазерной техники;

- обеспечение комфортных условий для операторов путем повышения безопасности и улучшения показателей эргономики.

Дробильно-сортировочный завод должен выполнять следующие основные операции:

1) дробление доставленного из карьер сырья;

2) сортировку дробленого материала на фракции;

3) складирование готовой продукции и отгрузку ее потребителю.

Исходный материал доставляется автотранспортом из карьера. Затем пластинчатый питатель подает горную массу на колосники, откуда она попадает в одну или две дробилки. Ковшевой элеватор или ленточный конвейер передает дробленый материал на сортировку. Один, два или более грохотов классифицируют материал по крупности. Отдельные фракции материала поступают в бункеры, а из них выдаются потребителю в автосамосвалы, или на склад ленточным конвейером, снабженным сбрасывающей тележкой. Со склада продукция отгружается погрузчиком потребителю в автосамосвалы.



1. Выбор стадий дробления и технологическая схема завода

На дробильно-сортировочных заводах материал измельчается, как правило, за несколько стадий исходя из требуемой степени измельчения. Степень измельчения одной дробильной машины составляет 3.7. Выбор схемы дробления (одно- или многостадийной) зависит от необходимой степени измельчения.

Количество стадий дробления назначается исходя из крупности исходной горной породы и готовой продукции, физико-механических свойств материала и применяемых типов дробилок. Крупность исходной горной породы на заводах не превышает 1300 мм, а готовой продукции -- 40 (70) мм. Материал подвергается дроблению в нескольких последовательно установленных дробилках. В каждой дробилке осуществляется часть процесса дробления, которая называется стадией дробления. Степень дробления, достигаемая в каждой отдельной стадии, называется частной, а на всех стадиях вместе - общей:

іобщ=

где іобщ - общая степень дробления; і1,і2,і к - частные степени дробления;

к- количество стадий дробления.

Различают крупное, среднее и мелкое дробление. На практике встречаются заводы с большим количеством стадий дробления. Последовательность стадий дробления называется схемой дробления. В схему обычно включается и операция грохочения. Грохочение бывает предварительное, контрольное и окончательное. Дробление выполняется как по открытому, так и по замкнутому циклам.

Крупное дробление осуществляется, как правило, по открытому циклу, среднее и мелкое - по замкнутому циклу. При замкнутом цикле из продукта исключается материал, превышающий заданную крупность.

Для расчета схемы дробления и подбора оборудования необходимо иметь: производительность по исходной горной массе или готовой продукции; характеристику крупности исходной горной породы и физико-механические свойства; характеристику крупности продуктов дробления соответствующих дробилках, установленных на отдельных стадиях; эффективность грохочения и технические требования, предъявляемые к готовой продукции.

Расчет технологических схем производится по стадиям дробления вместе с операциями грохочения, относящихся к ним.

Предварительно составляют качественную, а затем и количественную схемы завода. На схемах указывают выполняемые технологические операции, производительность потоков материалов, размеры кусков исходной горной массы, размеры кусков массы в промежуточных стадиях дробления и конечных фракций щебня.

На рис.1. показана двухстадийная схема дробления (качественно- количественная схема). Третья стадия показана в открытом цикле (сплошная линия) и в замкнутом цикле (пунктирная линия). Такая схема показывает крупность продукта и производительность по операциям (в %). Н первую стадию поступает исходный материал крупностью 0 - Dmax, и вы ходит продукт крупностью 0 - d1. Весь продукт крупностью 0 - d1 , поступает на вторую стадию дробления и получается продукт крупностью 0 - d2. Продукт второй стадии 0 - d2 поступает на промежуточное грохочение, где отделяется готовый продукт 0-dтах в объеме , а остальной продукт крупнее dтах и объемом ()% направляется на измельчение в третью стадию.

Исходный материал



2. Выбор основного технологического оборудования

К основному технологическому оборудованию дробильно-сортировочных заводов относятся щековые, конусные дробилки, грохоты, пластинчатые питатели, ленточные конвейеры.

Выбор оборудования дробильно-сортировочных заводов начинается с изучения условий производства, подбора типа оборудования и разработки количественно-качественной технологической схемы.

Размер исходного материала Dmax и крупность готового продукта dmax позволяют определить тип оборудования, которое должно быть использовано на данном предприятии, а также какая схема дробления оптимальна -одно- или многостадийная. В дробилках крупного дробления, производительность которых обычно стремятся использовать полностью, степень измельчения не превышает: в щековых дробилках - 7,2; конусных - 7 5.

Следовательно, если по условию производства степень измельчения должна быть больше, дробление необходимо вести в две, а иногда (при dmax = 15.25 мм) и в три стадии. Увеличение стадий дробления приводит к возрастанию затрат на капитальное строительство заводов, удорожанию готового продукта. Поэтому при проектировании предприятий следует стремиться к минимальному числу стадий дробления. На экономические показатели предприятия существенное влияние оказывают количество технологических линий, действующих параллельно. Наиболее целесообразно проектировать предприятия с одной технологической линией, на которых выработка на одного производственного рабочего на 50.60% выше, чем при двухлинейной схеме производства; себестоимость готовой продукции и расход энергии ниже на 25.35% соответственно



2.1 Выбор дробилки

Выбор щековой дробилки первичного дробления

Основными показателями для выбора размера дробилок первичного дробления являются наибольший размер, кусков исходного материала Dmaх производительность завода П (м3/ч).

Часовую производительность завода определяем по формуле, м3/ч

где: - годовая (заданная) производительность завода, м3/ч;

- коэффициент неравномерности сменной нагрузки;

- годовой фонд чистового времени работы оборудования при трехсменной работе.

Принимаем щековую дробилку с простым движением щеки СМД-110А.

Техническая характеристика:

1. Размеры приемного отверстия, мм 600х900

2. Наибольшая крупность исходного материала, мм 500

3. Угол захвата, град, не более 19

4. Номинальная выходная щель, мм 62

5. Производительность при номинальной щели 75

6. Мощность электродвигателя, кВт, не более 75,0

7. Масса дробилки без электродвигателя, т, не более 19.5

8. Габаритные размеры, мм, не более:

длина 3000

ширина 2500

высота 2600

Выбор конусной дробилки

Производительность конусной дробилки определяется по принятой количественно-качественной схеме с учетом отходов материала и процентного содержания мелких фракций, которые определяются, во-первых, поверочным грохочением, и во-вторых, отделением в отходы мелочи 40.0 мм. Обычно принимают содержание отходов m3 = 15% от содержания фракции m1, которые определяют по кривой зернового состава исходной горной массы .

Принимаем конусную дробилку дробления КСД - 1200Т.

Техническая характеристика:

1. Производительность , м3/ч 38 - 85

2. Диаметр основания подвижного конуса, мм 1200

3. Наибольший размер загружаемого материала, мм 100

4. Размер выходной щели, мм 20 - 50

5. Длина параллельной зоны, мм 110

6. Частота вращения эксцентриковой втулки, об/с 4,3

7. Мощность электродвигателя, кВт 75

8. Габаритные размеры, мм:

длина 3300

ширина 2200

высота 3500

9. Масса (без электрооборудования и смазочной системы), т 24

2.2 Выбор грохота

Для грохочения принимаем инерционный наклонный грохот тяжелого типа ГИТ С - 690. Он предназначен для грубого грохочения крупнокусковых материалов (для отсева мелочи перед дроблением).

Техническая характеристика:

1. Размеры просеивающих поверхностей, мм:

ширина 1500

длина.3000

2. Число ярусов сит.1

3. Просеивающая поверхность..Колосник

4. Угол наклона, град до 30

5. Наибольший размер загружаемых кусков, мм. .1000

6. Число оборотов вала вибратора в минуту.800

7. Амплитуда колебаний, мм.3,0

8. Мощность двигателя, кВт 13

9. Число оборотов электродвигателя в минуту.1440

10. Масса грохота без электродвигателя, кг .4950

2.3 Выбор пластинчатого питателя

Часовая производительность питателя равна часовой производительности завода. Длина доставки питателем и высота его подъема определяются при условии, что угол подъема питателя будет меньше угла трения материала о настил (угол наклона 20.25°). Решается этот вопрос после того, как принята отметка камеры дробилки и высота разгрузки самосвалов на чертеже (лист 1).

Ширина настила питателя без бортов, м:

где Пг - производительность питателя, т/ч; С2 - коэффициент (С2 = 1 при угле подъема питателя 10°, С2 = 0,9 при угле подъема питателя = 11°.20°, С2 = 0,85 при угле подъема питателя >20°); - скорость питателя ( = 0,05.0,63 м/с); р - плотность транспортируемой горной массы (р = 1,6.2,0), т/м3; =0,4, где - угол естественного откоса материала в состоянии покоя (принимаем 45°), град; Dmах - наибольший размер кусков камня. дробление питатель ленточный конвейер

Принимаем пластинчатый питатель 1200 X 8700 для особо тяжелых условий работы.

Техническая характеристика:

1. Ширина ленты, мм.1200

2. Расстояние между центрами звездочек, мм.8700

3. Скорость ленты, м/с.0,05

4. Размер транспортируемых кусков, мм.до 600

5 .Производительность .120

6. Электродвигатель:

мощность, кВт.29

число оборотов вала в минуту.1450

7. Передаточное число редуктора.280,5

8. Число оборотов вала звездочек в минуту.1,5

9. Габаритные размеры, мм:

длина.11276

ширина.5336

высота.2,346

10. Масса машины, т.60,9

2.4 Выбор ленточного конвейера

Ленточный конвейер включается тогда, когда отгрузка из промежуточных бункеров в автосамосвалы прекращается. В этом случае вся продукция завода поступает на склад. Следовательно, производительность ленточного конвейера должна быть равна производительности завода, увеличенной на некоторый запас (коэффициент), который определяется потерей времени на переключение разгружаемых бункеров и на перемещение сбрасывающей тележки.



В > З.ЗDтах+0,2;

где Dтах - максимальный диаметр куска материала, м; V - скорость ленты, м/с.

Допустимый угол наклона для щебня 20°.

Принимаем ленточный конвейер ТК - 12 А (С - 980 А).

Техническая характеристика:

1. Длина, м. .15

2. Ширина ленты, мм.500

3. Высота разгрузки, м.2,2 - 5,5

4. Скорость движения ленты, м/с.1,6

5. Допустимый угол наклона конвейера, град.20

6. Мощность, кВт.4,0

7. Габаритные размеры, м:

длина.15,4

ширина.2,0

8. Масса, т.1,2



3. Описание и расчет конусной дробилки

Частота обращения эксцентриковой втулки определяется исходя из таких предположений: 1) куски измельчамого материала под действием силы тяготения скользят преклонной поверхностью дробящего конуса; 2) каждый кусок измельчамого материала за период прохождения параллельной зоны должен быть краткий поверхностями дробящих конусов не меньше однажды.

Силы, которые действуют на кусок материала в камере дробления, приведенные на рис. 1.16, б. Рассмотрим скольжение тела С вниз по наклонной плоскости АВ с углом наклона в (угол наклона поверхности дробящего конуса к горизонту). Сила трения скольжения тела F = f N = f G cos в направлена в сторону, противоположную его движения f - коэффициент трения материала об поверхность конусов).

T - F = G sin в - f G cos y= G (sin - f cos )

а = g (sin - f cos ).

Рис. 1.1. Схема к расчету параметров режима работы КСД и КМД: а - частоты обращения эксцентриковой втулки; бы - производительности дробилки; у - усилие дробления.

Время, за которое тело С пройдет параллельную зону ускоренного движения (с):



Время, за которое тело С пройдет параллельную зону дробилки, должен быть одинаковым или больше одного оборота эксцентриковой втулки, которая равняется

t2 = 1/n, где n - частота обращения, об/с. Итак, t1 t2 или

1/n,

откуда

n .

В дробилках КСД по обыкновению l = 1/12 D, где D - диаметр основы подвижного конуса (рис. 1/16, б). Тогда

n 7,5.

Для дробилок КМД частота обращения эксцентриковой втулки принимается такой самый как и для КСД, не смотря на то, что значение l в них значительно выше.

Производительность дробилок КСД и КМД определяется из предположения, которое за один оборот эксцентриковой втулки материал проходит параллельную зону камеры дробления. Итак, за один оборот из дробилки выйдет готовый продукт объемом (м) V = Dcp l b (рис. 1.16, а), где DСР - диаметр круга, который описывается центром веса прямоугольника АА1В1В; l, Ь - длина и ширина параллельной зоны, г. Тогда производительность дробилки (м/с)

П = n V = Dcp l b n

где ц - коэффициент рыхления материала (ц = 0,45); п - частота обращения эксцентриковой втулки, об/с. Для упрощения расчетов по обыкновению принимают ВСР = ОБ, где ОБ - диаметр основы подвижного конуса, г.

Величина дроблящего усилия для дробилок КСД и КМД определяется исходя из усилий, которые создаются предыдущим затягиванием амортизационных пружин. Величина этих усилий должна обеспечить постоянный контакт опорного кольца с корпусом дробилки.

Расчетная схема для определения равнодействующей усилие дробления представлена на рис. 1.16, В. Условие равновесия системы придерживается при Ма = 0, т.е. Q l1 + F12 - (G + РП m)R = 0, где Q - равнодействующая усилий дробления, Н; G - сила тяготения верхней части дробилки (недвижимый конус с опорным кольцом), Н; РП - усилие предыдущего затягивания одной пружины, Н; m - число пружин; F = f Q - сила трения измельчамого материала по недвижимому конусу, Н; f - коэффициент трения породы по металлу; 11, 12, R - плечи сил относительно точки А, г. Из уравнения моментов находим силу Q (Н):

Q = (G + Рп m) R / (l1 + f 12)

Усилие дробления Ј воспринимается сферическим подпятником и эксцентриковой втулкой, в которых возникают реакции RСФ и Яз. Значение усилий ЯСФ и Яз определяются по обыкновению графически исходя из предположения, которое при равновесии подвижного конуса линии действия усилий Ј, ЯСФ и Яз должны пересекаться в одной точке (рис. 1.17). Тогда, знавая величину и точку приложению Ј, а также приложив RЭ в середине высоты эксцентриковой втулки, находим величину ЯСФ и Яз. По найденным значениям проводим расчет прочности деталей дробилки. Во время работы дробилки усилия Ј, ЯСФ и Яз не остаются постоянными, а изменяются от минимальных до максимальных значений. Среднее значение ? (Н) можно определить по эмпирической формуле В. А. Олевского:

Q = 46 S - 104

где S - площадь боковой поверхности подвижного конуса, м2.

В процессе работы дробилок возникают значительные инерционные силы от действия неуравновешенных вращающихся масс, - подвижного конуса и эксцентриковой втулки. Действие этих сил уравновешивают противовесом, который устанавливается по обыкновению на конической шестерне эксцентриковой втулки. Противовес є чаще всего кольцевым сектором прямоугольного перереза.

Мощность двигателя дробилок КСД и КМД определяется по той же методике, которая и для дробилок ККД, исходя из теории дробления

Кирпичева-Кика. При этом объем материала (м), измельченный за один оборот эксцентриковой втулки, равняется разности объемов двух рядов кусков материала верхней зоне камеры дробления и материала, который находится в зоне параллельности (см. рис. 1.16, б):

где , и d (и - диаметры кусков материала в

верхней зоне и зоне параллельности, , и - количество кусков материала , которые разместились в первом и втором рядах и в зоне параллельности. Заменяя z через отношение длин соответствующих кругов и диаметры дробя кусков, получим



Тогда работа дробления

,

Рис. 1.2. Схема сил,действующих на подвижный конус и мощность, затраченая на дробление (Вт),

,

где ю - угловая скорость эксцентриковой втулки, советов/с; ст и Е - граница прочности и модуль упругости измельчамого материала, Па.

Устанавливаемая мощность двигателя дробилки (кВт)

,

где - ККД передачи от эксцентриковой втулки к двигателю. Мощность двигателя дробилок можно также определить на основании известных усилий Q, RСФ и RЭ. С этой целью подсчитывают моменты этих сил относительно эксцентрикового вала, а сумма этих моментов должна одолеваться моментом, поводом дробилки, которая развивается. В этом случае момент от усилия дробления (Нм): Mq = Qe sin a cos, где Q - среднее усилие дробления, Н; е - эксцентриситет (расстояние между осью подвижного конуса и осью дробилки в плоскости действия силы Q), м; a - угол опережения силы Q, град; - угол между линией действия силы Q и горизонтальной плоскостью, град.

Момент трения на опорной сферической поверхности конуса, приведенный к эксцентриковому валу (Н м),

где - коэффициент трения между поверхностями конуса и подпятника.

(= 0,02); RСФ - реакция сферического подпятника, Н; r - плечо действия силы f1 RСФ относительно мгновенной оси конуса, м; - мгновенная угловая скорость конуса, советов/с; - угловая скорость эксцентриковой втулки, рад/с.

Момент трения в эксцентриковом узле (Н м)

где- коэффициент трения на поверхности эксцентриковой втулки (= 0,05); - реакция эксцентриковой втулки Н; и - внутренний (усредненный) и внешний радиусы эксцентриковой втулки, м.

В результате устанавливаемая мощность двигателя дробилки (кВт)

NУСТ = (МДР + Мтр.сф. + МТР.Э) / (1000 )

где - ККД передачи от эксцентриковой втулки к электродвигателю.

Выведенные выше формулы мощности электродвигателя дробилок КСД и КМД дают лишь приближенные значения устанавливаемой мощности учитывая сложность определения отдельных параметров. Чаще всего мощность электродвигателя дробилок КСД и КМД определяют за эмпирической формулой В.А. Олевского:

NУСТ = 12,6 D2п

где D - диаметр основы подвижного конуса, м; п - частота обращения эксцентриковой втулки, об/с.

Если конусная дробилка работает в замкнутом цикле, то ее производительность определяют за формулой [3]. Согласно производительности конусной дробилки и ее местом в цепи оборудования завода выбирают типоразмер дробилки за справочными данными [4,5] и вписывают ее или их технические характеристики (табл. 1.3). Выполняют переверный расчет производительности дробилки и мощность двигателя ее привода.

Производительность конусных дробилок

Пк = qb

где Пк - конструктивно-расчетная производительность, м3/ч; q - производительность, которая приходится на 1 мм исходной щели; для дробилок КСД q = 0,54 D2п0, где D - диаметр основы конуса, м; п0 - число оборотов эксцентриковой втулки, об/с; для дробилок КМД q = 1,32 D2п0,

м3/мм ч; b - величина исходной щели, мм.

Мощность двигателя дробилок КСД и КМД (в кВт)

N 12,6 D2п0.



4. Описание мероприятий обеспечивающих безопасность рабочих

Управлением охраной труда занимается начальник предприятия, который обязан создать в каждом структурном подразделении и на рабочем месте условия труда в соответствии с требованиями нормативных актов, а также обеспечить сдержку прав работников, гарантированных законодательством об охране труда.

С этой целью обеспечивается функционирование системы управления охраной труда, для чего:

создает соответствующие службы и назначает должностные лица, которые обеспечивают решение конкретных вопросов охраны труда, утверждает инструкции об их обязанностях, права та ответственность за выполнение положенных на них функций;

разрабатывает при участии профсоюзов и реализует комплексные мероприятия для достижения установленных нормативов из охраны труда, внедряет прогрессивные технологии, достижения науки и техники, средства механизации и автоматизации производства, требования эргономики, позитивный опыт из охраны труда и тому подобное;

обеспечивает устранение причин, которые приводят к несчастным случаям, профессиональным заболеваниям, и выполнению профилактических мероприятий, определенных комиссиями по итогам расследования этих причин;

организует проведение лабораторных исследований условий труда, аттестации рабочих мест на соответствие нормативным актам об охране труда в порядке и сроки, которые устанавливаются законодательством, принимает за их итогами меры относительно устранения опасных и вредных для здоровья производственных факторов;

разрабатывает и утверждает положение, инструкции, другие нормативные акты об охране труды, которые действуют в пределах предприятия и устанавливают правила выполнения работ и поведения работников на территории предприятия, в производственных помещениях, на строительных площадках, рабочих местах в соответствии с государственными межотраслевыми и отраслевыми нормативными актами об охране труда, обеспечивает бесплатно работников нормативными актами об охране труда;

осуществляет постоянный контроль за вдержкой работниками технологических процессов, правил обращения с машинами, механизмами, оборудованием и другими средствами производства, использованием средств коллективной и индивидуальной защиты, выполнением работ в соответствии с требованиями относительно охраны труда;

организует пропаганду безопасных методов труда и сотрудничество с работниками в отрасли охраны труда.

В случае отсутствия в нормативных актах об охране труда требований, которые необходимо выполнить для обеспечения безопасных и безвредных условий труда на определенных работах, обязанный употребить согласованных с органами государственного присмотра мероприятий, которые обеспечат безопасность работников.

В случае возникновения на предприятии чрезвычайных ситуаций и несчастных случаев обязанный принять срочные меры для помощи пострадавшим, привлечь при необходимости профессиональные аварийно-спасательные формирования.



5. Паспорт завода

Годовая производительность ..160 тыс. м3

Количество рабочих дней в году ..300

Число смен в сутки..3

Установленная мощность двигателей, кВт..121

Завод выпускает щебень фракций:

40..70 мм 45,6 %, с выходом до 72960 м3/год;

20..40 мм 24,6 %, с выходом до 39360 м3/год;

10..20 мм 15,3 %, с выходом до 24480 м3/год;

5.10 мм 4,5 %, с выходом до 7200 м3/год.



Литература

1. Строительные машины. Справочник в 2-х т. Под ред. д-ра техн. наук В.А. Баумана и инж. Ф.А. Лапира. Т. 1. Машины для строительства промышленных, гражданских, гидротехнических сооружений и дорог. Изд. 4-е перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1976.

2. Сергеев В.П. Строительные машины и оборудование: Учеб. для вузов по спец. «Строит, машины и оборудование». - М.: Высш. шк.,1987. - 376 с: ил.

3. Хмара Л.А. ,Шипилов А.С., Онищенко А.Г. Дробильно - сортировочные заводы и оборудование. Методическое пособие -Днепропетровск - Полтава: Изд-во ПолтНТУ, 2008.-209 с.

4. Хмара Л.А. ,Шипилов А.С., Бутенко А.А.Технологическое оборудование для производства строительных материалов (конструкции, технические характеристики, выбор); Учебное пособие.-Днепропетровск : ООО «ЭНЭМ» , 2009.-320 с.

5.Сапожников М.Я. и др. Механическое оборудование предприятий строительных материалов: Атлас конструкций .Уч. пособиедля вузов по специальности «Механическое оборудование предприятий строительных материалов и конструкций» . З.Г.Гиберов ,М.Я.Сапожников, С.Г.Силенюк .

Размещено на Allbest.ru