Що таке віброгрохот? Які його характеристики та сфери застосування?

У кожному дробильно-сортувальному комплексі є машина, єдине завдання якої — сортування: віброгрохот. Дробарки зменшують крупність гірської породи, але саме грохот перетворює змішаний потік частинок на готові товарні фракції, і саме його налаштування визначають, яка частка цього потоку потрапить туди, куди належить.

Сама машина виглядає просто — короб, що коливається, із ситовими деками, — проте фізика, яка стоїть за цим, варта розуміння. Кут нахилу, тип руху, амплітуда та ситова поверхня — кожен із цих чинників змінює те, що просіється, а що ні. Саме тому та сама за суттю машина зустрічається в багатьох різних виконаннях у кар’єрах, шахтах і на майданчиках переробки.

Що таке віброгрохот?

Віброгрохот — це машина, яка розділяє сипкий матеріал на фракції за крупністю, струшуючи його на одній або кількох ситових деках. Частинки, менші за отвори сита, просипаються вниз як підрешітний продукт, а більші рухаються поверхнею й вивантажуються окремо як надрешітний продукт.

Грохочення — це доповнення до дроблення. Дробарка змінює крупність частинок; грохот не змінює нічого, він лише класифікує те, що до нього надходить. У типовому комплексі ці операції чергуються: матеріал дроблять, розсіюють на фракції, а все, що залишилося завеликим, повертається в дробарку замкненим циклом.

Одна машина може випускати одразу кілька продуктів. Кожна дека має свій розмір комірки — від найбільшої вгорі до найдрібнішої внизу, — тому єдиний потік живлення виходить із грохота у вигляді трьох, чотирьох або п’яти окремих фракцій залежно від кількості дек.

Як працює віброгрохот?

Віброгрохот працює, перетворюючи обертання на кероване коливання. Дебаланси на обертовому валу або пара вібраційних моторів, що обертаються назустріч один одному, створюють відцентрову силу, яка підкидає короб грохота разом із матеріалом на ньому за повторюваною траєкторією — тисячі невеликих підкидань за хвилину.

Кожне підкидання виконує дві функції. Воно просуває матеріал уздовж деки до розвантажувального кінця та розпушує шар, щоб частинки могли перерозподілитися. Такий перерозподіл називають розшаруванням (сегрегацією): дрібніші частинки опускаються на дно шару, крупніші піднімаються догори.

Саме розшарування робить грохочення ефективним. Щойно дрібні частинки досягають поверхні сита, кожне наступне підкидання дає їм ще один шанс потрапити в отвір і просипатися. Крупні частинки їдуть поверхнею шару, рухаються далі й сходять із деки як надрешітний продукт. Грохот, який струшує матеріал без розшарування, просто транспортує породу.

Завершує конструкцію віброізоляція. Рухома частина спирається на циліндричні пружини або гумові опори, тому інтенсивні коливання короба не передаються на опорну раму та металоконструкції комплексу під ним.

Які ключові характеристики має віброгрохот?

Визначальні характеристики віброгрохота — це розміри деки, кількість дек, привід, що створює вібрацію, регульовані параметри коливань та пружинна або гумова система віброізоляції. Разом вони задають продуктивність, діапазон розділення та точність, яку здатна забезпечити машина.

У цьому класі машин короби зазвичай мають ширину приблизно від 1,2 до 2,4 метра та довжину від 4 до 7 метрів, що дає близько 5–17 m² площі грохочення на деку. Стаціонарні машини зазвичай обробляють приблизно 70–340 тонн на годину, а мобільні сортувальні установки розширюють клас до приблизно 600 t/h у верхньому сегменті.

Потужність приводу помірна як для таких обсягів. Машини з одним приводом зазвичай оснащені двигунами приблизно від 7,5 до 22 kW, а більші короби використовують здвоєний привід. Розміри розділення на звичайних деках охоплюють приблизно від 1 до 130 mm, а максимальний розмір шматка живлення близько 300 mm є типовим для конфігурацій попереднього грохочення.

Робочі параметри свідомо зроблені регульованими. Кут нахилу, частоту обертання та амплітуду можна налаштувати під конкретний матеріал — саме тому одна й та сама модель грохота цього року працює на вапняку, а наступного на переробленому бетоні: машину переналаштовують, а не замінюють.

Які бувають типи віброгрохотів?

Віброгрохоти класифікують за кутом нахилу деки, типом руху та завданням, для якого їх створено. Основні типи:

• Похилі грохоти (коловий рух): найпоширеніший універсальний тип, працює під кутом 15–30 градусів із коловою траєкторією коливань.
• Горизонтальні грохоти: пласкі або майже пласкі деки під кутом 0–5 градусів із прямолінійним чи еліптичним рухом; їх обирають за точність і малу будівельну висоту.
• Банан-грохоти (багатоступеневого нахилу): вигнута дека, що починається круто — до приблизно 45 градусів — і вирівнюється до розвантаження, забезпечуючи високу пропускну здатність.
• Зневоднювальні грохоти: грохоти з прямолінійним рухом, які відводять воду з дрібного матеріалу, а не розділяють його за крупністю.
• Високочастотні грохоти: машини тонкого розділення, у яких вібрація передається безпосередньо на ситову поверхню.
• Колосникові грохоти (гризлі): важкі колосникові деки, які відсіюють крупне живлення перед дробаркою первинного дроблення.

Барабанні грохоти (тромелі) та валкові грохоти виконують подібне сортування, але до цієї родини не належать, бо вони обертають або перекочують матеріал замість того, щоб струшувати деку.

Похилі віброгрохоти

Похилий грохот — робоча конячка виробництва щебеню та піску. Його дека нахилена під кутом 15–30 градусів, один дебалансний вал надає коробу колових коливань із типовою амплітудою 8–12 mm при приблизно 700–1 000 об/хв, а частину роботи з транспортування виконує сила тяжіння. Конструкція механічно проста, невибаглива до різного живлення та зручна в обслуговуванні, що й пояснює її широке застосування.

Горизонтальні віброгрохоти

Горизонтальні грохоти працюють під кутом 0–5 градусів і переміщують матеріал виключно за рахунок прямолінійного або еліптичного руху з амплітудою зазвичай від 14 до 20 mm. Частинки затримуються на деці довше, ніж на похилому грохоті, що підвищує точність розділення, а плаский профіль підходить для комплексів з обмеженою висотою монтажу — насамперед для мобільного обладнання.

Банан-грохоти (багатоступеневого нахилу)

Банан-грохот має кілька ділянок із різним нахилом: круту біля завантаження і майже пласку на розвантаженні. Крутий початок швидко розріджує шар, тож дрібний матеріал просипається рано, а пологіший кінець дає час частинкам, близьким за розміром до комірки. Результат — помітно вища пропускна здатність за тієї самої площі деки, і саме тому таку форму обирають високотоннажні гірничі схеми.

Зневоднювальні грохоти

Зневоднювальний грохот видаляє воду, а не класифікує матеріал за крупністю. Мотори, що обертаються назустріч один одному, створюють прямолінійний рух із прискоренням приблизно 5–6 G при 1 000–1 500 об/хв, дека трохи підіймається до розвантаження, а поріг утримує товстий шар матеріалу, який працює як власний фільтр. Промитий пісок сходить із зневоднювального грохота достатньо сухим, щоб одразу транспортувати його конвеєром, складувати у штабель і продавати.

Високочастотні грохоти

Високочастотні грохоти розділяють дрібний матеріал, з яким звичайні деки справляються погано. Замість того щоб струшувати весь короб, вібрацію — зазвичай у діапазоні 3 600–5 000 об/хв — передають безпосередньо на ситову поверхню, завдяки чому дрібні комірки залишаються відкритими та продуктивними при розділенні аж до приблизно 100 мікрон.

Колосникові грохоти (гризлі)

Колосниковий грохот захищає дробарку первинного дроблення. Його дека — це набір паралельних зносостійких колосників із просвітом 50–300 mm замість сита, розрахований на приймання підірваної гірської породи просто з самоскида. Дрібні та середні фракції провалюються вниз, оминаючи дробарку, тож машина працює лише з породою, яка справді потребує дроблення.

Чим відрізняються коловий, прямолінійний та еліптичний рух?

Тип руху описує траєкторію, яку короб грохота проходить за кожен цикл коливань: коло, пряму лінію або еліпс. Коловий рух створює один дебалансний вал, прямолінійний — здвоєні вали або мотори зустрічного обертання, сили яких взаємно гасяться в усіх напрямках, крім однієї осі, а еліптичний рух поєднує обидві поведінки.

Кожна траєкторія відповідає своєму куту нахилу деки. Коловий рух потребує похилої деки, бо самі лише підкидання не переміщують матеріал ефективно на пласкій поверхні. Прямолінійний рух сам по собі штовхає матеріал уперед — саме це дозволяє горизонтальним і зневоднювальним грохотам працювати з мінімальним нахилом або взагалі без нього.

Еліптичний рух посідає проміжне місце, поєднуючи енергійне підкидання колового руху з транспортувальною здатністю прямолінійного. На горизонтальних грохотах він підтримує рух матеріалу, зберігаючи точність, яку дає довше перебування на деці. На практиці тип руху задає конструкція приводу, тож його обирають ще на етапі підбору грохота, а не змінюють згодом.

Що таке ситова поверхня і з чого її виготовляють?

Ситова поверхня — це змінна поверхня, з якою безпосередньо контактує матеріал: сітка, панелі або листи з отворами. Основні варіанти — плетена дротяна сітка, поліуретанові панелі, гумові панелі та перфорований сталевий лист; цей вибір впливає на ресурс, живий переріз і рівень шуму більше, ніж будь-який інший вузол.

Плетена сітка дає найбільший живий переріз за однакового розміру комірки, тому її обирають заради точності та продуктивності на сухому, помірно абразивному матеріалі. Поліуретанові панелі стійкі до стирання і підходять для мокрого грохочення, де служать у рази довше за сітку. Гума поглинає удари крупного гострого живлення й працює помітно тихіше. Перфорований лист витримує важке попереднє грохочення, за якого будь-що легше було б зруйноване.

Оскільки ситова поверхня монтується стандартними панелями або натяжними секціями, грохот може змінити характер без заміни машини. Та сама дека, на якій цього сезону стоїть перфорований лист для попереднього грохочення, наступного може нести тонкий поліуретан — відповідно до асортименту продукції комплексу.

Скільки дек може мати віброгрохот?

Віброгрохоти зазвичай мають від 2 до 4 дек, і кожна дека додає один продукт: грохот із n деками розділяє живлення на n+1 фракцію. Дводекова машина дає три продукти, тридекова — чотири, а чотиридекова — п’ять.

Порядок дек підпорядкований одному правилу: найбільша комірка вгорі, найдрібніша внизу. Верхня дека захищає дрібніші сита під нею від важких шматків і приймає на себе основне зношування — саме тому її поверхню замінюють першою.

Більша кількість дек не означає автоматично краще. Кожна додаткова дека збільшує висоту машини, ускладнює доступ до сит і розподіляє ту саму площу грохочення між більшою кількістю розділень, тому кількість дек визначають за числом фракцій, які підприємство справді продає, а не за тим, скільки витримає рама.

Де застосовують віброгрохоти?

Віброгрохоти застосовують скрізь, де сипкий матеріал потрібно розсортувати за крупністю: у гірничій справі та збагаченні руд, виробництві щебеню й піску, дробильно-сортувальних комплексах, переробці будівельних відходів і відходів знесення, підготовці вугілля та промислових мінералів. Полегшені виконання працюють також у хімічній і харчовій промисловості.

У виробництві щебеню саме грохот визначає перелік продукції. Вимоги до бетону та асфальтобетону передбачають жорсткий гранулометричний склад, і кожна фракція, яку продає кар’єр, — від дрібного піску до залізничного баласту — виходить крізь деку з відповідним розміром комірки.

Гірничі схеми спираються на грохоти двічі: колосникові грохоти та машини попереднього грохочення захищають дробарку первинного дроблення на вході комплексу, а банан-грохоти й горизонтальні грохоти розділяють подрібнений потік і замикають цикл, повертаючи надрешітний продукт на повторне дроблення. Далі зневоднювальні грохоти підсушують промиті дрібні фракції перед перевезенням.

Переробка стала сферою, що змінюється найшвидше. Подрібнений бетон, цегла та асфальт надходять змішаними й неоднорідними, і саме грохочення відокремлює придатні до повторного використання фракції від забруднень. Та сама фізика розшарування, що сортує природну породу в кар’єрі, сортує відходи знесення на міському майданчику — досить точний показник того, наскільки універсальною стала ця машина.