Требования, предъявляемые к горно-обогатительным машинам

Современная обогатительная фабрика представляет собой сложный комплекс технологического оборудования и оборудования общего применения: машин и механизмов для транспортирования материалов, теплоэнергетического и электротехнического, металлорежущего, кузнечно-прессового оборудования и др.

При современной технологии обогащения рудного сырья стало рентабельным добывать и перерабатывать сравнительно бедные руды с низким содержанием в них полезного компонента. Содержание в руде меди, никеля и свинца составляет в среднем около 1%, а олова, вольфрама и молибдена — десятые и даже сотые доли процента. Поэтому производство цветных металлов связано с большими затратами труда и средств. Если для получения 1 т чугуна требуется переработать 3—4 т руды, то для выплавки 1 т олова или вольфрама необходимо переработать на обогатительной фабрике 1700— 2500 т руды. Для экономичной, эффективной металлургической обработки требуется подать на медный металлургический завод концентрат, содержащий 20—40% металла, а на свинцово-цинковые заводы — 50% и более.

Россия располагает многими круп­ными обогатительными фабриками мощностью 30—60 тыс. т руды в сутки. Современная обогатительная фабрика представляет собой высокомеханизированное предприятие с большим числом параллельно действующих машин и механизмов. Все технологические процессы на фабрике, начиная от крупного дробления и кончая выдачей конеч­ной продукции — концентрата, связаны конвейерами и гидротранс­портом в единую механизированную систему. Комплекс технологи­ческого оборудования и транспортирующих машин и механизмов, связанных технологической цепью, должен обеспечить длительную устойчивость и непрерывность процесса. Иначе невозможна нормальная работа обогатительной фабрики, так как остановки оборудования нарушают технологический процесс, приводят к снижению степени извлечения ценного компонента из руды и тем самым приводят к увеличению потерь с отходами производства (с хвостами, песками).

Большое число технологических процессов обогащения руд, когда для каждого получаемого полезного ископаемого применяется практически своя технология, обусловливает многообразие технологического обо­рудования. В настоящее время на обогатительных фабриках насчитывается несколько сотен видов технологического оборудования, включающих не­сколько тысяч типоразмеров (от современных высокопроизводитель­ных агрегатов до оборудования выпуска довоенных лет) и различ­ное конструктивное исполнение.

Эксплуатация оборудования на фабриках протекает круглосуточно; часто резервные агрегаты отсутствуют, что обуслов­ливает интенсивный износ рабочих органов. На фабриках оборудова­ние постоянно подвергается интенсивному абразивному и гидро­абразивному истиранию острыми кромками перерабатываемой руды, нередко имеющей крепость 16—20 единиц (по шкале проф. М. М. Протодъяконова).

На обогатительных фабриках в различных отраслях промышленности: черной и цветной металлургии, горно-химической и др., машины и аппараты— преимущественно типовые, стандартизированные (дробилки, мельницы, классифика­торы и др.). Различаются машины, в которых осуществляются процессы обогащения: флотационные агрегаты, сепараторы, концентрацион­ные столы, отсадочные машины и др.

Наряду с общими требованиями, предъявляемыми к оборудованию (высокие производительность и коэффициент полезного действия простота конструкции, малое число простых в изготовлении и надежных в работе деталей, возможно меньшая масса, возможность легкой и удобной регулировки параметров, пригодность для работы в автоматическом режиме и др.), особо важное значение приобретают требования к высокой эксплуатационной надежности, герметичности соединений и безопасности в обслуживании.

Высокая эксплуатационная надежность предусматривает максимально возможную долговечность оборудования, особенно его рабочих органов, наиболее быстро выходящих из строя вследствие контакта с перерабатываемым или транспортируемым материалом. Герметичность оборудования обогатительных фабрик позволяет предотвратить возможность выброса в окружающую среду пыли и газа. Оборудование должно иметь плотные корпуса, кожухи и защитные укрытия.

Для увеличения срока службы оборудования, износостойкости, химической и температурной стойкости узлов и деталей истирающиеся поверхности подвергают гуммированию: рабочие детали пульповых насосов, просеивающие поверхности грохотов и др.

Для повышения износостойкости рабочих органов (насосов, флотомашин и др.) наряду с гуммированием широко применяют износостойкие легированные чугуны типа ИЧХ (износостойкий чугун высоко­хромистый), наплавку рабочих поверхностей износостойкими мате­риалами.

Модернизация действующего оборудования проводится в направлении повышения производительности агрегатов, увеличения прочности и надежности, сни­жения трудоемкости обслуживания и ремонта, повышения герметич­ности уплотнений и укрытий (улучшения санитарно-гигиенических условий в цехах). Затраты по модернизации действующего оборудо­вания окупаются через 1, 5—2 года.

Достижение высоких показателей роста производства в зна­чительной мере обусловлено состоянием технологического оборудо­вания, его эффективностью и эксплуатационно-технической готов­ностью. Для обеспечения последней применяется комплекс мер, основные из которых следующие:

планово-предупредительные ремонты (ППР) на всех участках производства;

материально-техническая подготовка к выполнению ППР;

модернизация действующего оборудования.

Система ППР включает большой комплекс запланированных мер по уходу, обслуживанию, надзору, организации и проведению ре­монта оборудования. Все они направлены на предотвращение нара­стания прогрессирующего износа, предупреждение возникновения аварий, поддержание оборудования в постоянной готовности и ра­ботоспособности. Особенность системы ППР состоит в том, что каж­дое предыдущее мероприятие является профилактическим по отно­шению к последующему мероприятию. Так, правильная смазка ме­ханизма предотвращает преждевременный текущий ремонт, а свое­временно и качественно выполненный текущий ремонт исключает частые капитальные ремонты. Текущие ремонты составляют основу ремонтов по системе ППР.

На обогатительных фабриках модернизация осуществляется по двум направлениям: замена старого изношенного оборудования новым и совершенствование оборудования в процессе ремонта методами ремонтной модернизации. Такой модернизации подвергается главным образом оборудование, рассчитанное на длительный срок эксплуатации и связанное с другими аппаратами, механизмами и транспортирующими машинами в общую технологическую цепь (дробилки, мельницы, конвейеры, грузоподъемные краны и др.).

В соответствии с ремонтной модернизацией предусматриваются такие меры, которые позволяют повысить долговечность оборудования и его отдельных узлов и деталей, упростить конструкции деталей, улучшить герметичность и повысить ремонтопригодность и тем; самым повысить коэффициент использования и производительность оборудования. В комплекс наиболее часто выполняемых мер по модернизации входят: замена подшипников скользящего трения на подшипники качения, что позволяет повысить к. п. д. механизма;
замена открытых зубчатых передач на закрытые редукторы и прямозубых передач на косозубые (более совершенные и надежные); за­мена жестких соединительных муфт на упругие (эластичные); за­мена деталей, работающих в условиях интенсивного износа, на более стойкие; упрочнение рабочих поверхностей наплавкой износостойкими материалами; замена рабочих органов (футеровок дробилок, мельниц, классификаторов и др.) на более экономичные и стойкие профили..

Создание новых горно-обогатительных машин, предназначенных для меха­низации процессов подготовки и переработки полезных ископаемых, является сложной задачей, в первую очередь вследствие специфических условий работы этих машин.

Процесс проектирования современных горно-обогатительных машин представляет комплексную задачу, при решении которой конструктор должен учитывать экономические, социальные, технические, эксплуатационные, технологические и специальные требования, предъявляемые к созда­ваемой технике.

Экономические требования относятся как к процессу эксплу­атации машин и систем оборудования, так и к процессу их про­изводства. Непременным условием выполнения экономических требований, предъявляемых к создаваемой горно-обогатительной технике, яв­ляется обеспечение минимальных расходов, связанных с процес­сом ее эксплуатации и изготовлением на заводе.

Поэтому производительность машины, обеспечиваемая ею производительность труда обслуживающего персонала и себе­стоимость получаемой продукции относятся к числу важнейших экономических показателей создаваемой новой техники.

Выполнение экономических требований, относящихся к сфере изготовления машин, связано в первую очередь с обеспечением технологичности их конструкций, позволяющей при заданном объеме выпуска и конкретных условиях производства изготовить машину при наибольшей производительности труда и наимень­шей себестоимости. Важным экономическим требованием при: этом является обеспечение наименьшей возможной массы ма­шин, что положительно влияет на снижение себестоимости изго­товления машин.

Социальные требования. Выполнение этих требований заклю­чается в обеспечении максимальной безопасности, легкости уп­равления и наилучших условий труда для обслуживающего пер­сонала. Безопасность обслуживания достигается исключением возможности поражения рабочих током, травмирования движу­щимися частями машины, введением дистанционного или авто­матического управления. Должно быть сведено до минимума вредное для здоровья работающих выделение пыли при работе горно-обогатительных машин.

Социальные требования при проектировании горных машин должны рассматриваться как обязательные, так как условия труда рабочих, обслуживающих горно-обогатительные машины, относятся к тяжелым.

Технические требования заключаются в первую очередь том, чтобы закладываемые в создаваемые машины технические решения основывались на последних достижениях науки и техники и имели основные параметры не ниже стандартов мирового уровня.

Горно-обогатительные машины должны иметь высокие коэффициент полезного действия, прочность, надежность, долговечность, энерговооруженность и режимные параметры для обеспечения требуемой величины производительности, а также выполнять свои рабочие функции с минимальными энергозатратами.

При проектировании машин должны быть заложены предпосылки увеличения степени их использования во времени за счет повышения надежности, предусмотрены резервы дальнейшего конструктивного совершенствования.

Эксплуатационные требования. Основными из них являются требования функционирования, которые указываются в техниче­ском задании на проектирование. Им должно уделяться перво­степенное внимание при разработке конструкции машины, на стадии ее испытаний и при выполнении доводочных работ. При разработке конструкции необходимо исходить из того, что рабо­тоспособность машины в процессе эксплуатации будет поддер­живаться проведением технического обслуживания и ремонтов. С этой целью необходимо предусматривать:

доступность узлов машины для технического обслуживания и ремонта;

возможность использования способов и методов контроля технического состояния узлов машины;

возможность быстрой замены узлов и частей машины, подвер­гающихся наиболее интенсивному износу или разрушению.

Технологические требования направлены на уменьшение за­трат труда и средств при изготовлении горно-обогатительных машин. К ним относятся:

простота конструкции машин, достигаемая максимальным уп­рощением кинематических схем и уменьшением числа деталей в конструкции;

простота форм деталей, рациональный выбор материала и способа получения заготовок с целью экономии материала при наибольшем коэффициенте использования;

правильное назначение точности изготовления деталей и чи­стоты обрабатываемых поверхностей, уменьшение размеров об­рабатываемых поверхностей;

правильный выбор посадок и допусков, обеспечивающий точное взаимодействие деталей, взаимозаменяемость, соблюде­ние размерных цепей, обеспечивающих минимальный объем под­гоночных работ при сборке;

максимальное использование в конструкции стандартных и нормализованных деталей;

увеличение количества одинаковых размеров и элементов конструкций (нормальных диаметров, посадок и резьб и т. п.)

увеличение количества покупных деталей и узлов, изготав­ливаемых на специализированных заводах.