Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование

барабана расположена под углом к горизонту. Стенки барабана состоят из сит, расположенных

последовательно или коаксиально, т.е. одно в другом. Барабан опирается бандажами на опорные и

упорные ролики либо осевыми цапфами - на подшипниковые

узлы. Привод осуществляется либо открытой зубчатой парой, состоящей из звездочки на валу электродвигателя или гидромотора и

зубчатого колеса, охватывающего барабан снаружи, либо через редуктор - на одну из осевых цапф. При вращении барабана сор тируемый

материал перемещается вдоль барабана, проходя сначала через самые мелкие, а затем все более крупные сита. Куски породы, не прошедшие

ни в одно сит, выходят с противоположного конца барабана и отправляются на повторное дробление.

Барабанные грохоты иногда используются не только для просеивания, но одновременно и для мойки щебня в дополнительной секции со

сплошными цилиндрическими стенками. Они отличаются малой производительностью и невысоким качеством грохочения при больших

габаритах, массе и энергопотреблении. Часовая производительность барабанного грохота (П

бар

) может быть рассчитана по формуле

(6.9)

где у

мат

- насыпная плотность сортируемого материала; &

бар

- коэффициент, учитывающий влияние вида сит и конструкции бара-

Рис. 6.24. Схема цилиндрического барабанного грохота:

/ - подача материала на просеивание; 2 - отсев самой мелкой фракции; 3, 4 — отсев более крупных фракций по мере их увеличения; 5 - выход

негабарита, не прошедшего сквозь сита

206

Рис. 6.23. Решетка колосникового грохота

Рис. 6.25. Схема конического барабанного грохота:

1 - подача материала на просеивание; 2 - отсев самой мелкой фракции; 3, 4 - отсев более крупных фракций по мере их увеличения; 5 - выход

негабарита, не прошедшего сквозь сита

бана на скорость его вращения (8... 14); г

бар

- радиус барабана; «оси - У

гол

наклона оси или образующей барабана к горизонту; 4-ит ~

диаметр отверстия сита; </

мат

- средний размер куска материала сортируемой фракции.

Плоские грохоты широко применяются для разделения каменных материалов на фракции благодаря высокой производительности при

относительно небольших размерах и массе. Просеивающие поверхности грохотов могут изготавливаться из колосников, плетеной сетки,

сварной или кованой решетки и решета, т.е. металлического листа с отверстиями.

Грохоты могут иметь одну, две и более просеивающих поверхностей, но наиболее распространены грохоты с тремя поверхностями.

Поверхности сит могут располагаться друг за другом в одной плоскости - в ряд (рис. 6.26), друг под другом - ярусами (рис. 6.27)

Рис. 6.26. Грохот с рядным расположением сит:

а - мелкоячеистое сито; 6 - среднеячеистое сито; в - крупноячеистое сито;

1 - сортируемый материал; 2 - мелкая фракции; 3 - средняя фракция; 4 -

крупная фракция;

с ___к.____

средняя фракция; 4 - крупная

фракция; 5 - негабарит

207

и л и п о

к о м б и н и р о в а н н о й схеме, когда среднее сито расположено в один ряд с крупным, а мелкое - под
крупным (рис. 6.28).

Первая схема отличается простотой наблюдения за работой сит, а также удобством их ремонта и

замены. Но крупные фракции, двигаясь по ситам, увлекают за собой более мелкие, снижая качество сор-
тировки, к тому же первое сито, по которому проходит весь сортируемый материал, быстрее
изнашивается.

Вторая компоновочная схема обеспечивает хорошее качество сортировки, но конструктивно более

сложна и затрудняет обслуживание и ремонт сит.

Комбинированная схема по перечисленным характеристикам лучше плоскостной и хуже ярусной, но у нее снижение качества сор тировки

компенсируется преимуществами компоновки, поэтому она нашла наибольшее распространение. Процесс сортировки на всех плоских
грохотах (кроме неподвижных колосниковых) интен сифицируется принудительным движением сит с лежащим на них материалом (рис. 6.29).

Рис. 6.28. Грохот с комбинированным расположением сит:

а - мелкоячеистое сито; б — среднеячеистое сито; в - крупноячеистое сито; / - сортируемый материал; 2 - средняя и мелкая фракции; 3 - мелкая фракция; 4, 5 -

средняя фракция;

6 - крупная фракция

208

Т Р Т

Рис. 6.27. Грохот с ярусным

расположением сит:

а - мелкоячеистое сито; б -

среднеячеистое сито; в - крупноячеистое

сито; 1 - сортируемый материал; 2 -

негабарит;

3,4, 5 -

фракция

0* С/

Рис. 6.29. Типы вибрационных грохотов:

а, б - качающийся; в - гирационный (эксцентриковый); г — вибрационный наклонный; д - вибрационный горизонтальный

Качающиеся грохоты приводятся кривошипно-шатунным механизмом. Электродвигатель, установленный на станине машины, оснащен

маховиком с эксцентричной осью кривошипа, соединенной тягами с горизонтальной или наклонной рамой сит, свободно подвешенной к

станине.

Горизонтальные или наклонные сита качающихся грохотов двигаются по концентрическим дугам, подкидывая и перебрасывая вперед

лежащий на них материал. При этом куски породы перемещаются внутри слоя по вертикали, благодаря чему мелкие куски проваливаются

через ячейки сит, а крупные скатываются по их поверхности, не блокируя ячеек.

Производительность плоского качающегося грохота (П

пл

) можно рассчитать по формуле

Ппл^сиААаз^под,

(6.10)

где 6

СИТ

- ширина сита; /г

сл

- толщина слоя материала на сите, /г

сл

= (1 ...2)й?

кус

; d

Kyc

- наибольший размер кусков материала на сите; &

раз

коэффициент разрыхления материала при качании (^раз

0,4...0,6); f/

nofl

- скорость подачи на сито сортируемой смеси (С/

под

= 0,05...0,25 м/с).

Если подставить в формулу рекомендуемые значения параметров, окажется, что производительность качающегося грохота можно оценить

по формуле

=(0,02...0,15)^^.

' (6.11)

209

Рама сит плоского вибрационного грохота крепится горизонтально или наклонно к станине установки на амортизаторах, поглощающих

высокочастотные колебания. Колебания сит возбуждаются вибраторами направленных или ненаправленных колебаний, монтируемых на их

рамах. Благодаря высокочастотным колебаниям частицы материала, совершая быстрые хаотичные микродвижения, перемещаются по

толщине слоя и, кроме того, весь поток материала двигается по направлению равнодействующей силы гравитации и возбуждающей силы

вибраторов. Совместное действие перечисленных факторов активизирует сортировку и делает ее более полной. Часовую производительность

плоского вибрационного грохота (П

виб

) в кубометрах отсортированной породы можно рассчитать по формуле

Сита гирационного или эксцентрикового грохота приводятся в движение эксцентриковым валом, соединяющим раму сит со ста ниной

машины. Вал приводится электродвигателем и проходит через подшипниковые опоры, закрепленные на станине и раме сит. Подшипниковые

опоры станины являются несущими, а в подшипниковых опорах рамы сит установлены втулки, оси внутренней и наружной поверхностей

которых не совпадают, благодаря чему и происходят колебания сит. Параметры колебаний сит гирацион-ных и вибрационных грохотов

отличаются, но механизмы действия сил, активизирующих процесс сортировки, аналогичны, поэтому для расчета производительности

гирационных грохотов можно использовать формулу, рекомендуемую для вибрационных машин (табл. 6.7).

где Р

с ш

- площадь сита; р

у д

- удельная производительность 1 м

сита; А;

сп

- коэффициент способа грохочения; k

- коэффициент трудности грохочения

материала; Ј

кач

- коэффициент качества отсева (табл. 6.5, 6.6).

Таблица 6.5

Расчетные значения удельной производительности и коэффициентов способа и трудности грохочения

Размер отверстия сита, мм

тт

уа

- горизонтальное сито

2,5

4,0

10,0 21,0 36,0 48,0 60,0

уд

- наклонное »

1,8

2,8

7,5 15,0 29,0 44,0 52,0

*с„

3,4

3,0

2,1

1,5

1,0

тр

- трудный материал

0,60 0,65

0,85 0,70 0,85 0,80 0,80

тр

- средний »

0,75 0,80

0,75 0,80 1,00 1,00 1,00

- легкий »

1,0

1,25 1,50 2,40 2,40 2,40

Таблица 6.6

Расчетные значения коэффициента качества отсева

(aj<w

0,95

0,93

0,85

0,80

0,75

*ка

0,64

0,80

1,15

1,30

1,50

* 2вых - выход материала определенной фракции; 2фак - действительное содержа ние определенной фракции в исходном материале.

210

Характеристики отечественных грохотов

Наиболь-

Размеры

Чис
-

Угол ший раз- Размер ячеек сит

Мощ
-

просеива-

ло

на-

мер куска

(ширина между

Мас-

Модель

ющей

яру- клона

исход-

колосниками),

са, т

поверх-

ности, мм

сов

град. ного ма-

териала,

мм

кВт

мм

СМД-148

200

40x40,70x70

4,0

СМД-148-10

1500x4250

100

5x20,20x20

4,0

250

40x40,70x70

ДРО-598

1500x4300

5Д

100

10x10,20x20

ДРО-598-10

1500x4300

5x20, 10x10

5,1

ДРО-607

1500x4000

5x20, 10x10,20x20

4,2

ГИС-52

5x5,10x10,20x20

5,0

ГИС-53

1750x5000

5x5, 10x10,20x20

5,5

ИТБР-017

1000x3000

1 -

100

20x20,5x20

4,4 1,1

СМ-742

1250x3000

100

5x20,20x20,40x40

5,5

2,0

ДРО-575

900x1650

300

5,5

1,7

ДРО-633

1500x3000

700

50x250

4,9

211

Гравиемойки-сортировки и классификаторы. Гравиемойки-сортировки предназначены для промывки гравия и щебня от илистых, пылеватых

и глинистых включений с сортировкой промытого материала по фракциям или прочности.

Гравиемойки-сортировки состоят из нескольких (большей частью, трех) соосных и коаксиальных барабанов (рис. 6.30) с сетчатыми и

сплошными станками. Вращающаяся цилиндрическая часть установки опирается на опорно-упорные ролики станины охватывающими

бандажами либо центральными цапфами - на подшипниковые опоры станины. Привод барабанов осуществляется электродвигателем или
гидромотором при помощи открытой зубчатой пары из ведущей звездочки и зубчатого венца, охваты вающего барабан, либо редуктора,

соединенного с центральной цапфой.

Гравиемойки-сортировки устанавливаются под небольшим наклоном, чтобы материал, подаваемый ленточным или скребковым конвейером

в загрузочный люк, проходил по вращающимся барабанам до разгрузочного торца установки. Сначала материал подвергается промывке, а
затем классификации, после чего отгружается в транспорт или хранилище. Для оценки производительности гравиемоек-сортировок можно
рекомендовать формулы, используемые применительно к барабанным грохотам.

Важной проблемой, сопутствующей процессу промывки щебня, является очистка использованной воды. Забота о сохранении живой

природы требует организации замкнутого цикла промывки щебня, исключающего попадание отходов производства в естественные
водоемы и грунтовые воды.

Для классификации песка по размеру и удельному весу применяются спиральные классификаторы (рис. 6.31). Классификатор состоит из

горизонтального или наклонного лотка полукруглого сечения, внутри которого на соосных лотку подшипниковых опорах расположен
вращающийся шнек. Зазор между лопастями шне-

Рис. 6.30. Гравиемойка-сортировка барабанного типа:

/ - лотковый питатель; 2 - водопровод с форсунками; 3 - моечный барабан с лопастями; 4,5,6- сита соответственно среднее, мелкое, крупное

212

Рис. 6.31. Спиральный классификатор-песколовка:

привод, состоящий из электродвигателя и клиноременной передачи; 2 - лоток; 3 - шнек осевой подачи и перемешивания песка; 4 -

разгрузочные ковши

ка и днищем лотка минимален. В двухвальных классификаторах используются лотки большего размера полуовального сечения, в которых
помещаются два шнека с витками противоположной навивки, вращающиеся навстречу друг другу.

В загрузочную часть лотка конвейером подаются песок и вода. Шнек перемешивает песок с водой, более мелкие частицы уносят ся водой

через слив, а песок переносится шнеком к разгрузочному торцу лотка. Размеры частиц, уносимых водой, зависят от интенсивности
перемешивания воды с песком и скорости ее движения.

Регулируя эти характеристики, а также меняя наклон лотка (если это предусмотрено конструкцией), можно отделять необходимые фракции

песка. Производительность спирального классификатора определяется размерами и скоростью вращения шнека и рассчитывается аналогично
производительности шнековых конвейеров.

Для классификации более крупных каменных материалов применяются механические классификаторы (рис. 6.32), разделяющие щебень по

прочности породы.

В механических классификаторах используется разница в упругости и поверхностном коэффициенте трения каменных материалов разной

прочности. Настройка классификатора производится регулировкой скорости вращения барабана и подбором расстоя ния между его осью и
струей материала.

Классифицируемый щебень сбрасывается на вращающийся стальной барабан и, в зависимости от свойств материала и регулировки

классификатора, рикошетирует в нужный накопитель. Настройка классификатора позволяет получать фракции материалов различной
прочности. Для интенсификации сортировки могут применяться двухбарабанные классификаторы щебня, позволяющие получать на одной
установке большее число фракций материала одновременно.

213

Дробильно-сортировочные установки и заводы. Дробильно-сортировочная установка и завод представляют собой комплект

технологического оборудования для измельчения, сортировки, мой ки и классификации каменных материалов. Установками обычно  называют
комплекты,   приспособленные   для   разворачивания   в   ра бочее   положение   и   сворачивания   в   транспортное   без   привлечения   нештатной
грузоподъемной   техники   и   способные   менять   место   ба зирования   своим   ходом   или   с   помощью   тягачей.   Заводами   называ ют   стационарные
комплекты, постоянно размещенные на отведен ной территории и являющиеся частью ее инфраструктуры.

Агрегаты передвижных дробильно-сортировочных установок (ДСУ) в зависимости от производительности монтируются на од ном или

нескольких колесных шасси и, будучи развернутыми в ра бочее положение, образуют единую технологическую цепочку. В за-

Классифицируемый Г материал I

Произ- Наибольший

Суммар-

Модель водите

ль -

размер

Размер готового

ная

мощность

Масса, Размер

площад-

ность, загружаемых

продукта, мм

двигате-

ки, м

м^ч

кусков, мм

лей, кВт

ДСУ-30

340

0... 5,5. ..20, 20. ..40

48,8

2540

ДСУ-90

500

0...5, 5...20, 20...40

332

144

4050

Стационарные дробильно-сортировочные заводы обычно со -

здаются   при   длительно   действующих   карьерах   и   разрезах,   по -
этому   технологические   линии   проектируются   и   оборудование
для   них   подбирается   с   учетом   особенностей   добываемого   здесь
сырья,   проектного   уровня   его   добычи   и   используемого   для   это -
го оборудования.

Стационарные дробильно-сортировочные заводы классифици -

руются   по   годовому   объему   производства   готовых   каменных   ма -
териалов:   заводы   малой   производительности   рассчитаны   на   про -
изводство   50...   100   тыс.   м

в год; заводы средней производительности -

100...250 тыс. м

в год; заводы большой производительности - 250 тыс. м

год и более.

По способу расположения технологических агрегатов заводы

подразделяют   на  партерные,   когда   все  установки  расположены  на
уровне земли,  и  башенные  - с  расположением агрегатов  по  верти -
кали   в   технологической   последовательности.   Партерные   заводы
легки  в обслуживании  и  ремонте,  но  занимают   большие   площади,
что,  как  правило,  сопряжено   с   высоким  уровнем  арендной   платы
за использование земельного участка.

215

11 10

Рис. 6.32. Двухбарабанный классификатор щебня:

1 — загрузочный бункер с вибрационным сводообрушителем; 2 -

вибропитатель; 3 — направляющая воронка, перемещаемая по

стрелке; 4 - стенка-отражатель; 5 - перекидная заслонка,

направляющая материал на конвейеры; 6 - ленточный конвейер

готового продукта; 7, 10 - соответственно верхний и нижний

барабан-классификатор; 8 — стенка-отражатель; 9, 11 - ленточные

конвейеры готового продукта; 12 - направляющий раструб; 13 —

направляющая воронка, перемещаемая по стрелке; 14 — бункер

промежуточного продукта; 15 - кожух установки

Башенные заводы занимают значительно меньшую территорию, но гораздо сложнее в обслуживании, а при ремонте или замене

агрегатов требуют привлечения дорогой грузоподъемной техники. Кроме того, возведение высоких и, как правило, неэстетичных

производственных конструкций вблизи населенных пунктов может быть запрещено местными нормативными актами. Указанные

обстоятельства привели к повсеместному распространению так называемых компромиссных схем компоновки, сочетающих преимущества

партерного и башенного подходов и лишенных их недостатков.

Остается актуальной классификация заводов на предприятия с открытым технологическим циклом, когда крупногабаритные отходы

выбрасываются в отвал, и замкнутым технологическим циклом, когда негабаритные отходы дробятся повторно. С позиций

ресурсосбережения приемлемым является только замкнутый технологический цикл. Производительность дробильно-сортирово-чной

установки или завода (П

зав

) оценивается соотношением

зав

<0,8П

др

(6.13)

где П

др

- паспортная производительность головной дробилки; 0,8 -коэффициент, учитывающий дробимость, влажность, крупность и форму

кусков дробимого материала.

Глава 7. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЦЕМЕНТОБЕТОННЫХ И АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ

СМЕСЕЙ

7.1. СВОЙСТВА И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

Асфальтобетон применяется, главным образом, для устройства твердого покрытия автомобильных дорог, пешеходных зон, взлетно-

посадочных полос и рулежных дорожек аэродромов. Асфальтобетон - это аморфный материал из гомогенизированной смеси битума,

нескольких фракций щебня, песка и минерального порошка.

Каждый из компонентов играет определенную роль в придании асфальтобетону свойств, делающих его пригодным для устройства твердых

покрытий.

Битум (натуральный или модифицированный) в качестве органического вяжущего склеивает между собой твердые компоненты смеси и

исключает их относительные перемещения. Его получают при перегонке нефтепродуктов, химическим синтезом или добыва ют из естественных

залежей асфальта и битуминозных пород.

Использование щебня разных размеров и песка сокращает объем пустот в теле асфальтобетона и повышает его механическую прочность.

Минеральный порошок снижает текучесть битума и его расход. Порошок получают размолом известняков, доломитов, доменных

шлаков, а также битуминозных известняков. Тонкость помола порошков достигает 0,071 мм. В ряде случаев в качестве минеральных порошков

применяют порошкообразные отходы промышленности, такие как пыль уноса цементных заводов, золы уноса и т.п.

В зависимости от размера каменных частиц различают смеси крупнозернистые, с размером зерен до 40 мм, среднезернистые -до 25 мм,

мелкозернистые - до 15 мм и песчаные - до 5 мм. Наиболее прочными, износостойкими и дорогими являются щебенистые смеси, которые

применяются для устройства твердых покрытий автомобильных дорог с высокой интенсивностью движения и взлетно-посадочных полос

аэродромов.

21
7

Прочность и долговечность покрытий из гравийных смесей ниже,

так как гладкая поверхность гравия уменьшает силы адгезии,

удерживающие его частицы в асфальтобетоне. Наиболее дешевыми и

наименее прочными являются песчаные смеси из природного песка,

используемые для покрытия дорог с движением малой интенсивности,

пешеходных зон и других мало или редко нагружаемых транспортных

сооружений.

Твердое покрытие автомобильной дороги для интенсивного

движения устраивается из трех слоев: верхний слой или слой износа

толщиной от 5 до 7 см, средний слой или биндер толщиной от 5 до 10 см и

основание толщиной от 5 до 30 см. Толщина слоев зависит от типа

используемой смеси и нагрузки, под которую проектируется дорога. В

ряде случаев поверхность асфальтобетонного покрытия дополнительно

покрывают битумными эмульсиями, замедляющими его старение,

повышающими водонепроницаемость и сцепные свойства.

В зависимости от температуры, при которой изготавливается

асфальтобетонная смесь, различают горячие, теплые и холодные сорта.

Температура свежеприготовленной горячей смеси составляет 140... 160°С,

теплой смеси - 110... 130°С, холодной смеси -90... 110°С. Температура

укладки горячей смеси должна быть не ниже 120 °С, теплой - не ниже 60

°С, холодной - не ниже 10 °С. Плотность асфальтобетона колеблется от

1600 до 2000 кг/м

Сейчас все более широкое применение при ямочном ремонте

асфальтобетонных покрытий находят жидкие асфальтобетонные смеси

(или литой асфальт), приготавливаемые на основе специальных сортов

битума. Они не требует выравнивания и уплотнения после укладки,

позволяют точно совместить поверхности старого и уложенного

покрытий и быстро застывают, позволяя открыть движение через

короткое время.

7.2. АСФАЛЬТОСМЕСИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Для приготовления асфальтобетонных смесей используют комплекты

асфальтосмесительного оборудования (рис. 7.1), состоящего из отдельных

автоматизированных агрегатов, осуществляющих одну или несколько

операций технологического цикла приготовления смеси.

Технология приготовления асфальтобетонной смеси предусматривает:

нагрев битума, сушку и нагрев щебня и песка, сортировку нагретых

щебня и песка на фракции по размеру зерен, дозировку битума, фракций

щебня, песка и минерального порошка, перемешивание всех

Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование - часть 16