Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Новинский Евгений Владимирович. Автоматизация двухстадийного процесса дробления замкнутого цикла для непрерывного производства щебня с заданным соотношением фракций : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 : М., 2004 188 c. РГБ ОД, 61:05-5/3337

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИЯ И ДРОБИЛЬНО-СОРТИРОВОЧНОЕ

ОБОРУДОВАНИЕ ЗАВОДОВ И УСТАНОВОК ПО ПРОИЗВОДСТВУ 11
ФРАКЦИОНИРОВАННОГО ЩЕБНЯ

1.1. Качественные характеристики каменных материалов при 11
производстве фракционированного щебня

1.2. Технологические схемы дробильно-сортировочных установок 13
1.3 Щековые дробилки 14
1.4. Статические характеристики щековой дробилки 20
1.5 Конусные дробилки 24
1.6. Статические характеристики конусных дробилок 28
1.7 Дробилки ударного действия 34

  1. Роторные дробилки 3 6

  2. Зерновой состав продуктов дробления роторной дробилки 39

1.10. Анализ существующих систем автоматизации процессов 44
дробления

ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 57

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕС- 62
КОЙ СХЕМЫ ДВУХСТАДИЙНОГО ДРОБЛЕНИЯ

2.1. Особенности автоматизации дробилок с получением заданного 62
фракционного состава дробленого щебня

  1. Одностадийный процесс дробления прямого цикла 63

  2. Одностадийный процесс дробления замкнутого цикла 68

  3. Технологическая схема двухстадийного процесса дробления

замкнутого цикла

2.5. Регулирование объема перерабатываемого щебня 74

в двухстадийном технологическом процессе дробления замкнутой

системы

2.6. Двухстадийный процесс дробления с различающимися
характеристиками фракционного состава дробилок на первичной
стадии дробления 78

2.7. Особенности многостадийного дробления каменных материалов
при производстве фракционированного щебня на АБЗ

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2

ГЛАВА 3.У ПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ЩЕКОВОЙ

ДРОБИЛКИ ИЗМЕНЕНИЕМ ВЕЛИЧИНЫ РАЗГРУЗОЧНОГО

ОТВЕРСТИЯ

3.1.Требования к системам автоматического управления первичным

дроблением

3.2. Статические характеристики щековой дробилки

3.3.Анализ процессов первичного дробления

3.4. Особенности автоматического регулирования расхода щековой
дробилки с помощью изменения размеров РОД

3.5. Качественные характеристики системы регулирования РОД
щековой дробилки , ft4

  1. Структурная схема с исполнительным механизмом в виде гидропривода 109

  2. Нормированная диаграмма для систем четвертого порядка j 13 ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3 П9 ГЛАВА 4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ВТОРИЧНОЙ СТАДИИ ДВУХСТА- {2Q ДИЙНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ДРОБЛЕНИЯ ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА

  1. Обобщенная модель процесса дробления замкнутого цикла. .

  2. Управление по отклонению от среднего значения уровней щебня в накопительных бункерах , ~fi

  3. Управление по соотношению фракций щебня на заданных уровнях . ^о

  4. Влияние возмущений на процесс формирования рецепта . ^4

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4 143

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОМА- 144
ТИЗИРОВАННОИ СИСТЕМЫ ДВУХСТАДИИНОГО ДРОБЛЕНИЯ
ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА

  1. Методика исследований 144

  2. Статические характеристики дробилок 145

5.3. Модели объектов автоматизации технологического процесса 154

дробления

5.4.Модели отдельных агрегатов. '

5.5. Моделирование автоматизированной системы двухстадийного

дробления замкнутого цикла /z>

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 178

ЛИТЕРАТУРА 180

Введение к работе:

Современные требования повышения качества строительства требуют
увеличения прочности и долговечности строительных конструкций и
аэродромных покрытий из цементобетона и дорожных покрытий из
асфальтобетона. Важнейшим фактором выполнения этих требований является
качество крупных заполнителей, расходы на заготовку и переработку которых
составляют 30 - 40% стоимости строительства. Товарный щебень
изготавливают путем дробления твердых горных пород магматического
(гранит, сиенит, габбро, базальты и т.п.), осадочного ( известняки, доломиты,
песчаники) и метаморфического ( гнейсы, кварциты, мраморы)

происхождения.

Требования, предъявляемые к качеству твердых наполнителей строительных смесей, регламентированы ГОСТами и определяют основные механические, физические и химические свойства щебня. Эти требования включают в себя форму зерен (кубовидная, лещадная), удельную массу, пористость исходного материала, гигроскопичность, морозоустойчивость, прочность, зерновой состав и т.д. зерновой ( гранулометрический) состав товарного щебня определяется процентным содержанием в общей массе зерен определенной крупности. Среди всех возможных размеров зерен выделяют несколько диапазонов (фракций), необходимое соотношение между которыми определяет потребность того или иного строительного производства в щебне с определенным зерновым составом

Одним из основных свойств исходного сырья, оказывающего существенное влияние на качество конечного продукта, является его зерновой состав, определяемый крупностью доставляемых из карьера кусков породы. Крупность исходного сырья существенно влияет на величину усилий дробления, степень проходимости материала через бункеры, а также на степень заполнения рабочих органов транспортирующих машин.

Не менее важным структурно - геометрическими свойствами исходного сырья являются форма частиц материала и содержание в породе песчано — и

пылевых остатков, образующихся при разработке карьерных месторождений. По действующим отечественным стандартам зерна щебня в зависимости от соотношения между h и длиной / классифицируются на лещадные и кубообразные. К лещадным относятся зерна, у которых I / h > 3 все остальные зерна считаются кубообразными. Содержание лещадных зерен (по массе) в товарных фракциях не должно превышать 15%. Содержание таких зерен в щебне фракций 3-10 мм, используемого для производства железобетонных напорных труб, должно быть менее 15%, а для изготовления напорных труб не более 25%. Количество лещадных зерен в щебне, переменяемого для балластного слоя железнодорожного пути, не ограничи вается.

К основным физическим свойствам исходного сырья следует отнести его объемную ( насыпную) массу и влажность. Механические свойства исходного сырья в основном оцениваются прочностью, хрупкостью и абразивностью. Прочность материала может достигать больших величин (порядка нескольких сотен Мпа), что оказывает существенное воздействие на показатели работы и износ дробильных машин. Кроме того, при повышении прочности породы уменьшается степень дробления камня и, как следствие, возрастает необходимость в дальнейшей доработке продукта, снижается производительность технологической линии. Хрупкость материала из - за его чрезмерного разрушения может привести к излишнему образованию «мелочи» в конечном продукте, абразивность определяет износ рабочих органов дробильно - сортировочной установки (ДСУ).

Технологический процесс выпуска строительных смесей состоит из двух фаз: производство щебня на ДСУ с последующим его хранением на складе и дозирование составляющих с выдачей готовой смеси на смесительных установках.

Приготовление крупного заполнителя по фракциям производится, как правило, двумя способами: дробление каменных материалов на месте

производства работ или доставка готового щебня с щебеночного завода или карьера.

На крупных месторождениях строятся стационарные заводы по производству нерудных строительных материалов. Применение передвижных дробильно-сортировочных установок (ПДСУ) позволяет использовать для строительства местные каменные материалы, что особенно эффективно при транспортном строительстве. В обоих случаях требуются накопительные склады, обеспечивающие хранение заполнителя по отдельным фракциям. Приготовленный в процессе дробления фракционированный щебень (ФЩ) подается в заданном соотношении в смесительное отделение.

При наличии промежуточных складов запасы щебня в течение рабочего сезона подвергаются воздействию окружающей среды. Вода, находящаяся в порах камня, замерзая, ослабляет его. При этом падает упругость, а вместе с ней и прочность материала. Нередко, вполне доброкачественный щебень портится уже на складе готовой продукции, засоряясь пылью и грязью при движении по нему различных транспортных средств (погрузчиков, бульдозеров, автомашин и т.п.). Таким образом, при хранении на складе готовый щебень подвергается действию ряда факторов, снижающих его качества. Это загрязнение, истирание граней при переработке на складе, перемалывание при надвижке бульдозером, повышенная влажность, замораживание и размораживание, приводящее к потере прочности зерен, расслоение при транспортировке, смешивание фракций, окисление под воздействием атмосферы.

Загрязнение, окисление и окатывание поверхности зерен щебня снижают активность его поверхности при взаимодействии с органическими вяжущими материалами.

Влажность заполнителя хранящегося на складе, часто не соответствует рекомендуемой. С увеличением времени воздействия атмосферных осадков водопоглощение щебня растёт и соответственно увеличивается в дальнейшем расход топлива на его сушку. Так, для асфальтосмесителей Д508-2А часовая

производительность 30 т/час гарантируется при абсолютной влажности материала равной 5%. При более высокой влажности производительность значительно падает. Установлено, что при повышенной влажности щебня и особенно фракций 0 - 5мм., производительность сушильного барабана длиной 4800мм. снижается на 65 - 75%. На бетоносмесительных установках (БСУ) переменная влажность фракционированного заполнителя (ФЗ) в значительной мере затрудняет определение оптимального водоцементного отношения, отрицательно влияя тем самым на качество бетонной смеси.

Воздействие отрицательных температур ведет не только к его измельчанию, но и к необратимым изменениям структурно-механических свойств камня. Изменение прочности щебня под воздействием природных факторов экспериментально оценивалось по степени его измельчения от повторных нагрузок. После водонасыщения дробимость щебня возрастала. Водопоглощение щебня марки «400» составляло 7 - 8%; при таком содержании влаги можно ожидать разрушение структуры камня под воздействием отрицательных температур. В общем случае на прочность щебня, а вместе с тем и на долговечность дорожного покрытия оказывают влияние два одновременно действующих фактора: влага и замораживание.

Наличие складного хозяйства приводит к значительному увеличению капитальных и эксплуатационных затрат. Стоимость 1 м складской галереи почти в два раза выше стоимости 1 м здания, а расходы на сооружение складов составляют 30 - 50% общей стоимости ДСУ. Причём, чем больше ёмкость складов, тем выше капитальные затраты на его возведение и оснащение технологическим транспортным оборудованием. Одновременно растут эксплуатационные затраты связанные с обслуживанием складов. Складское хозяйство требует для своего размещения значительной территории. Особенно она увеличивается при строительстве аэродромов и автодорог с бетонным покрытием, так как приходится применять бетоносмесительные установки большой производительности (до 180 м 3/час),

что связано с потреблением большого количества фракционированного
крупного заполнителя.
* Из выше сказанного становится очевидным что, если в качестве критерия

оценки процесса производства щебня на дробильно-сортировочных установках с промежуточными складами крупного заполнителя рассматривать качественные характеристики строительной смеси, то такой способ приготовления щебня надо признать малоэффективным. Современные условия выполнения строительных работ, быстро меняющаяся конъюнктура рынка и требования заказчика к ассортименту, качеству и стоимости готовой продукции, вызывают необходимость изменения сложившихся

*j. технологических стереотипов, в том числе и при производстве фракционированного щебня. Экономические показатели при сохранении регламентированного качества конечного продукта становятся превалирующими критериями оценки используемых технологий.

Одним из основных показателей снижения себестоимости строительных смесей является изменение технологий переработки фракционированного заполнителя за счёт устранения излишних складских операций. Получение фракционированного крупного заполнителя на месте производства строительных работ и устранение складских операций с готовым щебнем

Щ~ требуют принципиального изменения всего технологического процесса производства смесей. В основу работы ДСУ должен быть заложен принцип непрерывного приготовления фракционированного заполнителя в соотношении, заданном рецептурой смеси, и подачи его в смеситель непосредственно после дробления. Такая технология позволяет: исключить приёмные и разделительные устройства, препятствующие смешиванию заполнителя по фракциям; обеспечить более эффективную разгрузку каменного материала; сократить количество обслуживающего персонала; исключить внутризаводской транспорт, обеспечивающий доставку заполнителя к смесителю; уменьшить капитальные затраты, связанные со

строительством складов и оснащением их технологическим оборудованием для транспортировки щебня.

Совмещённый способ работы ДСУ и смесительного отделения сокращает количество операций перегрузки готовой продукции, время пассивного пребывания заполнителя на складах и тем самым создаёт условия для выпуска высококачественной смеси за счет сохранения повышенной активности свежераздробленного щебня при обволакивании его вяжущими материалами, при неокатанной кубической формы зёрен и снижения уровня загрязнения и засорения. Появляется возможность проектирования ДСУ совместно со смесителем в передвижном варианте. Это особенно актуально в связи с ускоренным развитием прирельсовых ДСУ, предназначенных для обеспечения фракционированным заполнителем передвижных бетоносмесительных установок небольшой производительности, при работе которых необходима частая смена района строительства. Попытки ручного регулирования многостадийного процесса дробления приводят к недопустимым количественным отклонениям отдельных фракций от задания, простоям узла дробления, снижению производительности смесителя на 20 - 25%, излишнему расходу каменных материалов, повышению затрат электроэнергии. Для получения заданного соотношения средней и крупной фракции заполнителя необходимо завышать производительность ДСУ, а излишки мелкой фракции вывозить в отвал. Совмещенная технология производства крупного заполнителя в заданном соотношении фракций не возможна без систем автоматизации, синхронизирующих процессы дробления и смесеобразования, исключающих нежелательные режимы переполнения дробилок и накопительных бункеров фракционированного щебня. Для реализации непрерывного способа производства фракций заполнителя в заданном соотношении с непосредственной подачи его в смеситель необходим выбор варианта автоматизации, требующего вариационного поиска оптимального варианта технологической схемы дробления, типа дробилок и их расстановки в технологической схеме, параметров управления процессом дробления.

Подобные работы
Ибрагим Басим Халлилович
Автоматизация процессов вторичного дробления конусной дробилки по стоимостному критерию
Лобов Олег Павлович
Автоматизация процессов дробления-грохочения фракционированного щебня на дробильно-сортировочных установках
Надиров Армаис Григорьевич
Автоматизация технологических процессов дробильно-сортировочного производства с управлением по крупности продукта дробления
Будихин Сергей Анатольевич
Автоматизация процесса управления рисками промышленных предприятий
Козлов Антон Александрович
Повышение качества контроля зазоров кузова автомобиля путем автоматизации процесса
Гребнев Денис Николаевич
Алгоритмы автоматизации процессов управления многоагрегатными электроэнергетическими комплексами
Архипов Павел Олегович
Исследование методов и средств автоматизации процесса маркировки информации в производственном документообороте
Хатламаджиян Агоп Ервандович
Методы автоматизации процессов логического контроля в транспортных системах диспетчерского управления на основе гибридных моделей и генетических алгоритмов
Аль-Газу Абдель Рахман
Автоматизация процессов кластеризации предприятий и мониторинга работ на протяженных объектах
Асмолов Сергей Геннадьевич
Автоматизация процесса копания грунта бульдозером

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net