Un alimentatore vibrante è la prima macchina di una linea di frantumazione e dosa un flusso controllato e uniforme di roccia grezza dalla tramoggia di carico verso il frantoio primario. Constmach costruisce gli alimentatori vibranti a griglia (grizzly) CPG in quattro modelli, dal CPG-09 a 80-100 t/h fino al CPG-13 a 350-500 t/h, con volumi di tramoggia tipicamente di 8, 10 o 15 m3 e una sezione a griglia (grizzly) integrata che consente ai fini di bypassare il frantoio.
Che cos'è un alimentatore vibrante
Un alimentatore vibrante si trova direttamente sotto la tramoggia di carico, all'inizio della linea di frantumazione. Il suo compito è semplice da enunciare e più difficile da svolgere bene: prendere tutto ciò che la benna di una pala o un autocarro ribaltabile scarica nella tramoggia e passarlo al frantoio primario a una portata costante e regolata. Gli alimentatori vibranti a griglia (grizzly) CPG di Constmach combinano due funzioni in un unico corpo. La sezione di alimentazione fa avanzare il materiale sotto vibrazione controllata; la sezione a griglia (grizzly), costituita da barre distanziate all'estremità di scarico, separa i fini e il sottovaglio prima ancora che raggiungano il frantoio.
Il termine «grizzly» indica quelle robuste barre parallele. Gli spazi tra di esse sono dimensionati in base al tuo lavoro. Tutto ciò che è più piccolo dello spazio cade attraverso e bypassa completamente il frantoio primario. Tutto ciò che è più grande prosegue verso le mascelle o il rotore del frantoio. Questa separazione è l'intero scopo del progetto e cambia l'economia dell'intera linea.
Come funziona un alimentatore vibrante
Il materiale cade nella tramoggia dall'alto. Il corpo dell'alimentatore, montato su molle, è messo in oscillazione controllata da una coppia di motori vibranti a masse eccentriche oppure da un eccitatore montato su albero. Quell'oscillazione lancia la roccia in avanti con piccoli balzi ripetuti lungo il piano dell'alimentatore. Regolando l'azionamento, l'operatore imposta la velocità con cui il materiale avanza, e quindi le tonnellate orarie consegnate al frantoio.
Mentre il letto di materiale avanza lungo il piano, raggiunge le barre grizzly in prossimità del labbro di scarico. La vibrazione continua libera i fini e il sottovaglio, che cadono attraverso gli spazi tra le barre in uno scivolo sottostante. Il sovvallo trattenuto scivola oltre l'estremità e nella bocca del frantoio. Poiché la portata di alimentazione è impostata sull'azionamento, il frantoio riceve un flusso uniforme e prevedibile anziché gli ammassi e i vuoti che derivano dallo scarico diretto.
La meccanica merita uno sguardo più attento. I due motori a masse eccentriche ruotano in direzioni opposte, e le loro masse eccentriche annullano le forze laterali rafforzando al contempo la forza lungo la linea di avanzamento. Il risultato è un lancio rettilineo, inclinato rispetto al piano, che solleva leggermente ogni pezzo e lo sposta in avanti prima che ricada. La corsa e la frequenza determinano insieme quanto energicamente avanza il letto di materiale. Una corsa più lunga a frequenza più bassa è adatta a un'alimentazione grossolana e a blocchi; una corsa più corta a frequenza più alta gestisce materiale più fine e scorrevole. La pendenza del piano aggiunge la gravità allo sforzo, ed è per questo che la maggior parte degli alimentatori è posta su una leggera inclinazione discendente verso il frantoio.
Perché questo tipo di macchina è importante nella linea
Pale e camion scaricano a ondate. Una benna di roccia arriva tutta insieme, poi nulla per un minuto, poi un'altra benna. Un frantoio primario alimentato direttamente con questo andamento è affamato in un momento e ingolfato in quello successivo. L'alimentatore vibrante disaccoppia lo scarico dall'ingresso del frantoio. La tramoggia assorbe il picco; l'alimentatore lo preleva a portata costante.
Questo disaccoppiamento fa due cose. Previene il sovraccarico da picchi, in cui una massa improvvisa di roccia travolge il frantoio facendolo stallare o intervenire in protezione. E previene le espulsioni improvvise, in cui un ammasso di fini e roccia irrompe sovraccaricando il nastro o il vaglio a valle. Un alimentatore ben regolato offre al frantoio una dieta uniforme e protegge ogni macchina che lo segue.
Il bypass grizzly e perché fa risparmiare
La griglia (grizzly) integrata è ciò che ripaga un CPG Constmach. La roccia grezza di cava contiene sempre una frazione di materiale già più piccolo dell'apertura di scarico del frantoio. Far passare quella frazione attraverso il frantoio è lavoro sprecato. Consuma capacità di frantumazione e accelera l'usura di mascelle, rivestimenti o mazze senza modificare in alcun modo il prodotto.
Le barre grizzly deviano quei fini attorno al frantoio. I fini bypassati cadono su un vaglio o vanno direttamente a un cumulo, a seconda del tuo flusso. Il frantoio lavora quindi solo sul sovvallo che ha realmente bisogno di riduzione. Il risultato è una portata più efficace dallo stesso frantoio, un minor consumo di parti di usura e una minore energia per tonnellata. Su un'alimentazione sporca o ricca di fini, il risparmio è sostanziale.
Aiuta mettere dei numeri. Supponiamo che l'alimentazione grezza di cava arrivi a 300 t/h e che una vagliatura di controllo mostri che il 20 per cento di essa è già al di sotto dell'apertura di scarico di 100 mm del frantoio. Senza una griglia (grizzly), tutte le 300 t/h passano attraverso le mascelle, ma 60 t/h di queste non svolgono alcuna frantumazione utile. Sfregano comunque contro i rivestimenti, assorbono comunque potenza, occupano comunque la camera di cui il sovvallo ha bisogno. Devia quelle 60 t/h attorno al frantoio attraverso la griglia, e il frantoio gestisce solo le 240 t/h che hanno realmente bisogno di riduzione. La stessa macchina ora ha capacità di riserva, i rivestimenti durano più a lungo perché viene trascinato su di essi meno materiale fine abrasivo, e i chilowattora per tonnellata di prodotto finito diminuiscono. In un anno di esercizio su due turni, la sola differenza nella spesa per i rivestimenti e nell'energia ripaga di solito molte volte la sezione a griglia.
La gamma Constmach CPG
Constmach offre quattro modelli di alimentatore vibrante a griglia (grizzly) CPG, dimensionati per abbinarsi al frantoio primario che li segue. Il più piccolo è adatto a un singolo frantoio primario a mascelle di livello base; il più grande è costruito per le più grandi stazioni di frantumazione fisse. I volumi di tramoggia sono tipicamente di 8, 10 o 15 m3 a seconda del modello e della configurazione.
| Modello | Corpo (mm) | Capacità (t/h) | Azionamento |
|---|
| CPG-09 | 2,500 x 520 | 80-100 | Motori vibranti a masse eccentriche o eccitatore |
| CPG-10 | 3,000 x 850 | 150-200 | Motori vibranti a masse eccentriche o eccitatore |
| CPG-11 | 4,600 x 1,100 | 200-300 | Motori vibranti a masse eccentriche o eccitatore |
| CPG-13 | 4,880 x 1,370 | 350-500 | Motori vibranti a masse eccentriche o eccitatore |
Il CPG-09 è il modello di ingresso, abbinato a un singolo frantoio primario a mascelle. Il CPG-10 e il CPG-11 coprono le stazioni di fascia media che la maggior parte delle cave utilizza. Il CPG-13, con un corpo da 4,880 x 1,370 mm e una portata di 350-500 t/h, alimenta le stazioni più grandi. La scelta giusta è determinata dall'appetito del frantoio primario, non dal solo alimentatore.
Leggendo la tabella, due dimensioni raccontano gran parte della storia. La larghezza del corpo definisce l'ampiezza della cortina di alimentazione che il frantoio riceve, e deve adattarsi al blocco più grande che il primario accetterà; una mascella larga alimentata da un alimentatore stretto vedrà il materiale formare ponti e incanalarsi. La lunghezza del corpo definisce l'area del letto su cui la griglia può svolgere il suo lavoro di vagliatura, perciò i corpi più lunghi del CPG-11 e del CPG-13 danno ai fini più tempo e più area libera per cadere prima che il sovvallo raggiunga il labbro. Le fasce di capacità si sovrappongono deliberatamente ai loro estremi, il che significa che un'alimentazione che si colloca al confine tra due modelli può spesso essere soddisfatta da entrambi, con la decisione finale che dipende dalla pezzatura, dal volume della tramoggia e dal frantoio già scelto.
Azionamento: motori a masse eccentriche o eccitatore
Sono disponibili due configurazioni di azionamento. I motori vibranti a masse eccentriche si montano in coppia direttamente sul corpo dell'alimentatore; le loro masse eccentriche rotanti generano il lancio, e la loro sincronizzazione produce il movimento lineare che fa avanzare la roccia. Questa configurazione è compatta e non ha riduttore esterno.
L'azionamento a eccitatore utilizza un gruppo vibrante montato su albero, azionato da un motore separato tramite cinghie. Gli eccitatori sono tipicamente preferiti sugli alimentatori più grandi e ad alto tonnellaggio, dove le forze sono maggiori. Entrambe le configurazioni forniscono l'alimentazione controllata e regolabile di cui il frantoio ha bisogno; la scelta segue il modello e l'impiego.
Tra le due esiste un compromesso pratico. I motori a masse eccentriche mettono meno parti sulla macchina e riducono la manutenzione all'ingrassaggio e all'occasionale sostituzione del motore, il che si adatta agli operatori che desiderano l'azionamento più semplice possibile. L'eccitatore separa il gruppo che genera la vibrazione dal motore di azionamento, così che il motore stesso rimanga lontano dalle scosse peggiori e l'impiego gravoso sia sostenuto da cuscinetti dell'eccitatore appositamente progettati. Sulle stazioni più grandi, dove le forze necessarie a movimentare 500 t/h sono considerevoli, quella separazione prolunga la vita dei componenti ed è di solito il motivo per cui viene specificato l'eccitatore. Nessuna delle due configurazioni cambia il modo in cui l'operatore conduce la macchina nel quotidiano.
Qualità costruttiva e protezione dall'usura
Il piano dell'alimentatore riceve l'intero impatto di ogni benna carica scaricata dall'alto. Constmach costruisce il corpo come una robusta struttura in acciaio saldato e protegge le zone ad alta usura con piastre di rivestimento sostituibili, così che l'abrasione colpisca parti che puoi cambiare anziché la struttura stessa. Le barre grizzly hanno sezione robusta e sono sostituibili, poiché sopportano sia il carico sia il costante sfregamento dei fini che passano tra di esse.
I supporti a molla isolano la vibrazione dalla carpenteria portante e dalla fondazione. Quell'isolamento è importante: mantiene l'energia nel piano dell'alimentatore, dove svolge un lavoro utile, ed evita che la struttura attorno all'alimentatore si allenti per le scosse. Tutto è prodotto internamente, il che mantiene la costruzione uniforme e la fornitura dei ricambi semplice.
Dove si colloca nella linea di frantumazione
L'alimentatore vibrante è la prima macchina della linea, punto. Il flusso del materiale segue: tramoggia, alimentatore, frantoio primario, poi i nastri e i vagli che seguono. Nulla raggiunge il frantoio se non attraverso l'alimentatore, ed è esattamente per questo che esso controlla il ritmo dell'intera linea.
In un impianto di frantumazione fisso l'alimentatore è imbullonato sotto una tramoggia fissa sulla propria fondazione. In un impianto di frantumazione mobile è integrato nel telaio davanti al frantoio primario a mascelle. In entrambi i casi l'alimentatore detta il passo. Se è sottodimensionato, il frantoio si affama e l'intera stazione rende meno del dovuto. Se è correttamente abbinato, il frantoio marcia pieno e regolare.
Anche il flusso dei fini bypassati fa parte di questo layout, e merita una pianificazione anziché essere un ripensamento. Dallo scivolo della griglia i fini possono cadere su un nastro di bypass dedicato che li porta al proprio cumulo, oppure possono unirsi allo scarico del frantoio primario su un nastro collettore che alimenta un vaglio a valle. Il primo percorso mantiene separato un prodotto fine pulito, pronto per la vendita o l'uso; il secondo mescola tutto per la vagliatura più a valle. In entrambi i casi il nastro che trasporta il bypass deve essere dimensionato per il tonnellaggio di fini che la griglia dovrebbe scaricare, perché su un'alimentazione ricca di fini quel flusso può rappresentare una quota consistente del totale. Abbinare l'alimentatore, il suo nastro di bypass, il nastro del prodotto principale e il primo vaglio in modo che nessuno di essi diventi il collo di bottiglia è ciò che fa funzionare senza intoppi la parte iniziale dell'impianto.
Capacità e dimensionamento
La capacità dell'alimentatore deve superare con margine l'assorbimento del frantoio primario, mai il contrario. Il compito dell'alimentatore è mantenere il frantoio alimentato, perciò deve essere in grado di consegnare almeno quanto il frantoio può ricevere, con un margine per i picchi. La gamma Constmach passa da 80-100 t/h sul CPG-09 a 350-500 t/h sul CPG-13 per abbinarsi al frantoio che segue.
Diversi fattori determinano il valore reale. La densità del materiale di alimentazione, la proporzione di fini che bypasseranno attraverso la griglia, la pezzatura e il contenuto di umidità influiscono tutti sul modo in cui un dato corpo si comporta. La lunghezza e la larghezza del corpo definiscono l'area del letto e quindi il flusso massimo. Le gamme indicate presuppongono la tipica roccia dura; alimentazioni molto fini, umide o appiccicose si comportano diversamente e dovrebbero essere discusse in fase di dimensionamento.
Un breve esempio pratico mostra come si incastrano i pezzi. Supponiamo che una cava utilizzi un frantoio primario a mascelle in grado di ricevere 250 t/h di granito alla regolazione scelta, con un'alimentazione che contiene circa il 15 per cento di fini. L'alimentatore deve consegnare tutte le 250 t/h di sovvallo che la mascella accetterà, più il 15 per cento che la griglia scaricherà, così che il materiale totale che attraversa il piano sia più vicino a 290 t/h. Aggiungi un margine affinché un forte picco dovuto a un ciclo di carico rapido non affami momentaneamente la mascella, e l'impiego rientra comodamente nella fascia del CPG-11 anziché del CPG-10. Il volume della tramoggia deriva poi dallo schema di carico: una singola grande benna della pala che arriva ogni quaranta secondi richiede un accumulo sufficiente affinché l'alimentatore non svuoti mai la tramoggia tra uno scarico e l'altro. Anche la densità conta qui, perché una roccia più densa riempie la stessa area del piano con più tonnellate, spingendo la scelta verso il modello più grande.
Materiali e applicazioni
Gli alimentatori CPG Constmach gestiscono i materiali grezzi di cava comuni nell'attività estrattiva in cava e in miniera. Le alimentazioni tipiche includono:
- Roccia dura come granito, basalto e gabbro
- Calcare e dolomia
- Ghiaia di fiume e inerte grezzo di cava
- Materiali riciclati e macerie di demolizione dove la pezzatura e la contaminazione lo consentono
I prodotti finali alimentano i consueti mercati degli inerti: sottofondo stradale, massicciata ferroviaria e pietrisco classificato per calcestruzzo e asfalto. La sezione a griglia è più preziosa su alimentazioni che contengono un'elevata proporzione di fini naturali, dove bypassare quella frazione libera reale capacità di frantumazione. Le alimentazioni abrasive usurano più rapidamente il piano e le barre, ed è per questo che quelle parti sono sostituibili.
L'economia dell'usura nella vita dell'alimentatore
Conviene pensare all'usura come a un costo di esercizio anziché a una spesa una tantum. L'alimentatore ha solo due veri gruppi di consumo: le piastre di rivestimento del piano e le barre grizzly. Entrambi sono imbullonati, entrambi sono progettati per essere sostituiti ed entrambi si usurano a un ritmo determinato dall'alimentazione. Su calcare tenero durano a lungo; su granito o basalto duri e taglienti si consumano più in fretta. Poiché le parti sono sostituibili, il costo è prevedibile, e una cava può preventivare rivestimenti e barre allo stesso modo in cui preventiva i rivestimenti del frantoio.
La griglia cambia anche l'aritmetica dell'usura dell'intera linea, non solo dell'alimentatore. Tenendo i fini abrasivi fuori dal frantoio, rallenta l'usura sui ben più costosi rivestimenti o mazze del frantoio. Un set di barre grizzly costa poco rispetto a un set di piastre delle mascelle, perciò ogni tonnellata di fini deviata all'alimentatore è una tonnellata che non erode il frantoio. Ispezionare barre e rivestimenti a intervalli regolari, ordinare le sostituzioni prima che una parte ceda e cambiare i pezzi ad alta usura come intervento pianificato anziché come guasto mantengono tutti il costo stabile e la linea in marcia. L'economia favorisce la sostituzione di una barra grizzly usurata leggermente in anticipo rispetto all'attesa fino a quando gli spazi si sono allargati al punto che i fini smettono di cadere in modo pulito e ricominciano a caricare il frantoio.
Manutenzione e parti di usura
Un alimentatore vibrante è meccanicamente semplice, e la maggior parte della sua manutenzione è di routine. Le attività ricorrenti sono chiare:
- Ispezionare e sostituire le piastre di rivestimento del piano man mano che l'abrasione le assottiglia
- Sostituire le barre grizzly quando gli spazi si allargano oltre la pezzatura obiettivo
- Controllare le molle per cricche o cedimenti e sostituirle come set
- Manutenere l'azionamento: reingrassare e ispezionare i motori vibranti, oppure controllare i cuscinetti dell'eccitatore e la tensione delle cinghie
- Tenere controllati e serrati tutti gli elementi di fissaggio strutturali e dell'azionamento, poiché la vibrazione costante allenta i bulloni
Gli elementi di fissaggio meritano una menzione particolare. La vibrazione allenta i bulloni nel tempo, e un supporto dell'azionamento o un bullone del motore allentato cederà rapidamente e rumorosamente. Un breve giro di controllo a ogni turno intercetta la maggior parte dei problemi prima che fermino la linea.
Consigli operativi per una parte iniziale stabile
Poche abitudini mantengono un alimentatore alla sua resa migliore. Imposta la portata di alimentazione in modo da tenere la camera del frantoio piena ma non inondata; un frantoio che marcia a un livello costante e quasi pieno realizza il prodotto migliore e assorbe la potenza più uniforme. Osserva lo schema di carico e chiedi agli operatori di distribuire gli scarichi su tutta la tramoggia anziché rovesciare ogni benna sullo stesso punto, perché un carico non uniforme si traduce in un'usura non uniforme sul piano. Ascolta la macchina: un cambiamento nel timbro della vibrazione segnala spesso un bullone che si allenta o una molla che cede prima che appaia qualcosa di visibile. Tieni le barre grizzly libere da pietre incastrate e argilla che possono intasare gli spazi, soprattutto su alimentazione umida o appiccicosa, poiché una griglia intasata smette di bypassare e rimanda silenziosamente i fini nel frantoio. E resisti alla tentazione di inseguire il tonnellaggio spingendo l'alimentatore oltre il suo impiego; la produzione extra è piccola e il costo in vita dei componenti non lo è. Una piccola e costante attenzione all'alimentatore viene ripagata lungo tutta la linea.
Errori comuni da evitare
L'errore più frequente è sottodimensionare l'alimentatore rispetto al frantoio. Un alimentatore che non riesce a tenere pieno il frantoio limita la produzione dell'intera stazione, e nessuna quantità di capacità del frantoio la recupera. Abbina prima l'alimentatore al frantoio.
Il secondo errore è una spaziatura errata delle barre grizzly. Se imposti lo spazio troppo stretto, il sovvallo che dovrebbe bypassare passa attraverso il frantoio, sprecando capacità. Se lo imposti troppo largo, materiale che il frantoio dovrebbe ridurre cade attraverso senza essere lavorato. La spaziatura deve essere scelta in base alla tua alimentazione e alla tua apertura di scarico.
Altri problemi ricorrenti includono far marciare l'azionamento troppo forte nella speranza di più tonnellaggio, cosa che accorcia soltanto la vita dei componenti, e trascurare i controlli dei bulloni fino a quando qualcosa non si allenta del tutto. Nessuno di questi è difficile da evitare; tutti sono comuni.
Come scegliere l'alimentatore vibrante giusto
Parti dal frantoio primario. Il suo assorbimento richiesto definisce la capacità minima dell'alimentatore, e l'alimentatore dovrebbe superare quel valore con un margine per i picchi. Da lì, considera le variabili pratiche: materiale di alimentazione e densità, la frazione di fini che prevedi di bypassare, la pezzatura, il volume di tramoggia necessario a tamponare il tuo ciclo di carico e se la stazione è fissa o mobile.
Il CPG-09 si abbina a un singolo frantoio primario a mascelle di livello base. Il CPG-10 e il CPG-11 coprono la maggior parte delle stazioni di cava di fascia media. Il CPG-13 è dimensionato per le installazioni più grandi. Gli ingegneri applicativi di Constmach dimensionano l'alimentatore, impostano la spaziatura della griglia e selezionano l'azionamento in base alla tua alimentazione reale e alla produzione obiettivo, così che la prima macchina della tua linea sia abbinata a tutto ciò che la segue.
