dr inż. Ryszard Kobiałka Akademia Górniczo-Hutnicza Wydajność transportowa przesiewaczy edną z głównych operacji technolo- Jgicznych stosowanych w zakładach przeróbczych jest klasyfikacja granu- lometryczna prowadzona za pomocą przesiewaczy. W artykule opisano problem wydajności transportowej tych maszyn. 6/2008 Surowce i Maszyny Budowlane 10 6 6 2008 i dd 10 2008 12 10 07 49 42 _ 2 0 0 8 _ s u r o w c e . i n d d 1 0 2 0 0 8 - 1 2 - 1 0 0 7 : 4 9 : 4 2 maszyny i urządzenia Celem przesiewania jako procesu klasyfikacji ziar- rzutu oznaczony najczęściej symbolem u . Wskaznik ten jest nowej jest wyodrębnienie z danej mieszaniny ziaren określany jako stosunek składowej normalnej (prostopadłej materiału uziarnionego o założonej granulacji. Podstawą do powierzchni sita) największej wartości siły bezwładności realizacji przesiewania jest doprowadzenie wszystkich działającej na ziarno znajdujące się na powierzchni sita do ziarn przesiewanego materiału (nadawy) do kontaktu z składowej normalnej siły ciężkości ziarna. powierzchnią sita. Ziarna o wielkościach mniejszych od Dla przesiewaczy o drganiach prostoliniowych wyraża otworu sita przechodzą przez nie, a większe pozostają na się wzorem: sicie. W wyniku realizacji procesu przesiewania otrzymuje się z każdego sita dwa produkty. Stosowanie ze wzglę- U2 = dów technologicznych najkorzystniejszych parametrów pracy przesiewaczy należy uznać za jeden z najbardziej gdzie: efektywnych sposobów mających na celu intensyfikację g przyspieszenie ziemskie, procesu przesiewania oraz poprawę jego sprawności. Z tego A amplituda drgań, względu kształt amplitudy drgań rzeszota, kąt pochylenia prędkość kątowa wibratorów, sita do poziomu, kąt pochylenia drgań do powierzchni sita kąt pochylenia sita, w przypadku przesiewaczy o drganiach prostoliniowych kąt pochylenia drgań. oraz częstotliwość drgań rzeszota wraz z sitem, powinny zapewnić właściwą realizację procesu przesiewania, gdzie Dla przesiewaczy o drganiach kołowych czy eliptycz- wyróżniamy następujące fazy: nych wskaznik podrzutu wyraża się wzorem: " przemieszczanie materiału po sicie, " przemieszczanie się ziaren w warstwie nadawy, U2 = " przechodzenie ziaren przez otwory sita, " samooczyszczenie oczek sita. Dla przesiewaczy o drganiach kołowych czy elip- Ostatnie trzy fazy mają tycznych wskaznik podrzutu bardzo istotny wpływ przyjmuje wartości w granicach
na skuteczność procesu 5,6-9,4 w zależności od rodzaju przesiewania (sprawność). przesiewanego materiału. Dla Liczne badania do- Spośród stosowanych w przesiewaczy o drganiach prosto- przesiewaczach czy podaj- liniowych, w przypadku stosowa- tyczące skuteczności nikach wibracyjnych torów nia ich do odwadniania, wskaznik przesiewania stwier- amplitudy drgań można podrzutu zawiera się w przedziale wyróżnić drgania prostoli- dzają, że w miarę 2,7-3,2. Przy wykorzystywaniu niowe oraz drgania po krzy- do przesiewania przesiewaczy o zwiększania otworu wej zamkniętej, do których ruchu prostoliniowym wskaznik sita powinno się stoso- zalicza się najczęściej stoso- podrzutu zawiera się w prze- wane drgania kołowe czy dziale 1,8-6,0 przy szczególnie wać większe amplitudy eliptyczne. Zróżnicowanie trudno przesiewanym materiale, drgań na długości pokładu torów z wyłączeniem zakresu 3,5-4,5, w drgań można uzyskać poprzez zmianę położenia wibratora którym znacznie pogarszają się warunki przesiewania. względem środka ciężkości rzeszota. Dla efektywności procesu przesiewania istotne W zależności od możliwości zabudowy oraz amortyzacji jest, w jaki sposób został osiągnięty zadany wskaznik oddziaływania dynamicznego na konstrukcję zabudowy podrzutu, mała częstotliwość a duża amplituda drgań czy przesiewacze wykonywane są w różnych wariantach mała amplituda a wysoka częstotliwość drgań. Wysokie konstrukcyjnych jako podwieszone lub podparte na ele- wartości amplitud są niezbędne do dobrego rozluzowania mentach sprężystych, którymi mogą być baterie sprężyn warstwy materiału na sicie i powinny być dobierane do stalowych śrubowych lub coraz częściej elementy wielkości ziarna podziałowego przesiewanego produktu. sprężyste z elastomerów czy gum. Liczne badania dotyczące skuteczności przesiewania, które Dobór właściwy elementów sprężystych jest bardzo najczęściej prowadzone były na przesiewaczach o trajek- istotny ze względu na zakres pracy, a także na wzrost am- torii kołowej stwierdzają, że w miarę zwiększania otworu plitudy drgań przy przechodzeniu przez rezonans w fazie sita powinno się stosować większe amplitudy drgań. Dla rozruchu czy hamowania przy wyłączeniu napędu wolnym ziarna podziałowego 1-15 mm zalecana amplituda drgań wybiegiem, gdy dochodzi do kilkakrotnego wzrostu ampli- wynosi 4-5 mm, dla ziarna podziałowego z zakresu 15-40 tudy drgań w porównaniu z ruchem ustalonym. mm amplituda to 6-7,5 mm, dla zakresu 40-140 mm 8,5-10 Najczęściej stosowane wibratory wymuszające drgania mm. Dla ziarn powyżej 140 mm, ze względu na znaczne to bezwładnościowe dwumasowe i elektromagnetyczne, oddziaływanie dynamiczne dużych ziaren, zaleca się dające prostoliniowe drgania rzeszota oraz wibratory korbo- zmniejszenie amplitudy do wartości 6-8 mm. Największy we i jednomasowe, dające drgania kołowe lub eliptyczne. wpływ na prędkość transportową przesiewanego mate- Nowoczesne konstrukcje przesiewaczy charakteryzują riału na powierzchni sita ma kąt pochylenia sita względem się znacznymi przyspieszeniami rzeszota. Ruch ten, oprócz poziomu oraz wskaznik podrzutu. Przy niskich wartościach umożliwienia przechodzenia ziarn przez otwory sita, po- wskaznika podrzutu w przedziale 1,5-1,9 może nastąpić winien także zapewnić możliwość czyszczenia sita z ziarn spadek prędkości transportowej w przypadku wzrostu na- zakleszczających otwory. Warunki te określa wskaznik pod- tężenia masowego nadawy, co w konsekwencji powoduje 6/2008 Surowce i Maszyny Budowlane 11 6 6 2008 i dd 11 2008 12 10 07 49 56 _ 2 0 0 8 _ s u r o w c e . i n d d 1 1 2 0 0 8 - 1 2 - 1 0 0 7 : 4 9 : 5 6 maszyny i urządzenia prędkość transportową materiału na sicie mają wpływ wzrost wysokości warstwy materiału na sicie i pogorszenie zarówno parametry konstrukcyjne jak też dynamiczne skuteczności przesiewania. W przesiewaczach o kołowych czy eliptycznych drga- przesiewacza oraz własności przesiewanego materiału, wśród których najważniejsze to skład granulometryczny niach rzeszota kąty pochylenia pokładu sitowego z uwagi nadawy, grubość warstwy oraz współczynnik tarcia ma- na kinematykę drgań muszą być zawsze dodatnie i średnio teriału o sito. Przyjęcie pewnych założeń upraszczających wahają się w granicach 15-25 stopni, a najczęściej dobiera pozwoliło na opracowanie około 30 wzorów umożliwia- się je w przedziale 17-20 stopni. W przypadku stosowania jących z pewnym przybliżeniem wyznaczyć prędkość powierzchni łamanej czy bananowej sita istnieje możliwość materiału na sicie. zwiększenia w pierwszej części sita kąta pochylenia nawet do 40 stopni. W przesiewaczach o drganiach prostolinio- Wśród tej liczby wzorów, które dają dobre przybliżenie wych kąt pochylenia sit do poziomu w zależności od prze- wyników, na uwagę zasługują: " wzór Nawrockiego dla przesiewaczy o drganiach pro- znaczenia przesiewacza przyjmowany jest w granicach -10 stoliniowych i wskazniku podrzutu większym niż 2,8: do +10 stopni. Ujemne wartości kąta pochylenia odnoszą się do procesów odwadniania mułów, szlamów, itp. czy V = 0,53 (m*s-1) płukania surowców mineralnych. Dla operacji przesiewania stosuje się kąt pochylenia sita równy zero, a dla klasyfikacji " wzór Czubaka dla przesiewaczy o drganiach prostoli- wstępnej oraz klasyfikacji kruszyw 3-8 stopni. niowych: Podobnie jak w przypadku linii łamanej sita kąty pochylenia mogą przybierać podobne wartości jak dla V = (m*s-1) przesiewaczy o trajektorii kołowej. Z wydajnością skuteczną przesiewaczy ściśle po- wiązana jest prędkość transportowa po powierzchni sita. Przytoczone metody określenia prędkości trans- V = portowej dotyczą przesiewaczy o drganiach kołowych gdzie: i prostoliniowych głównie z napędami korbowymi p i bezwładnościowymi jedno- i dwumasowymi. Na liczba naturalna zależna od wskaznika v; gdy np. 6/2008 Surowce i Maszyny Budowlane 12 6 6 2008 i dd 12 2008 12 10 07 49 57 _ 2 0 0 8 _ s u r o w c e . i n d d 1 2 2 0 0 8 - 1 2 - 1 0 0 7 : 4 9 : 5 7 maszyny i urządzenia " Wzór Nawrockiego
-1 V = 14 (m ) 2 Prędkość materiału na po- wierzchni sitowej ma duży " Wzór Blagowa wpływ na sprawność pro- -1 V = 33 (m ) cesu przesiewania ma ścisły związek z grubością gdzie: kąt pochylenia sita do poziomu warstwy materiału na sicie kąt podrzutu wyznaczony ze wzoru: Zamieszczony poniżej wzór jest słuszny tylko dla przy- padku, gdy wskaznik podrzutu zawiera się w granicach 1,5 do 3,3. -1 V = (m ) Prędkość materiału na powierzchni sitowej ma duży wpływ na sprawność procesu przesiewania, gdyż ma ścisły związek z grubością warstwy materiału na sicie. Zalecane prędkości transportowe w nowoczesnych przesiewaczach o wysokiej dynamice zawierają się w v = 0,9 to p = 1, gdy np. v = 1,7 to p = 2 itp. n częstość przedziale 0,6 do 1,0 metra na sekundę. Przy dużych drgań [Hz]. kątach pochylenia pokładu sitowego mogą dochodzić Dla przesiewaczy o trajektorii kołowej prędkość trans- od 2 do 5 metrów na sekundę, zwłaszcza przy cienko- portową można wyznaczyć z zamieszczonych poniżej warstewkowym przesiewaniu.
dwóch wzorów. Reklama 6 6 2008 i dd 13 2008 12 10 07 50 02 _ 2 0 0 8 _ s u r o w c e . i n d d 1 3 2 0 0 8 - 1 2 - 1 0 0 7 : 5 0 : 0 2 maszyny i urządzenia