Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.
Від інженера - механіка, як творця сучасних будівельних машин, механізмів, інструментів та іншої продукції потрібне знання робочих процесів, конструкцій і методів розрахунку машин і устаткування, що забезпечує істотне поліпшення комплексної механізації будівельних і монтажних робіт.
Валкові дробарки застосовують для середнього і дрібного дроблення матеріалів в основному середньої міцності на гладких і рифлених валках і м'яких на зубчастих валках. За конструктивним виконанням валкові дробарки бувають одно-, двох- і чотирьох валкові. Валкові дробарки мають невелику продуктивність і нерівномірний знос поверхні бандажів по довжині валка.
1. Розрахунок основних параметрів
1.1 Конструктивні параметри
Основними параметрами валковой дробарки є: ширина вихідної щілини, кут захоплення б, діаметр D, довжини валків L, частоти їх обертання n, і споживана потужність N.
Малюнок 1 - Схема для розрахунку валкової дробарки
Визначаємо ширину вихідний щілини а, м, з відносини:
де d - діаметр шматка матеріалу, d = 85 = 0,085 м [за завданням]
Значення D перебувати з трикутника ABC (Рис. 1):
де fн = tg (б / 2) - коефіцієнт захоплення сировини.
Коефіцієнт fн тертя для міцних порід беруть 0,3, при таких значеннях кут б = 16,7є, а відношення D / d:
Найбільший діаметр завантажується (d) заданий 85 мм, тому діаметр вальців дорівнює:
Максимально допустиме значення частоти обертання валка (n) визначається умовами відкидання частинок матеріалу відцентровими силами:
с - щільність матеріалу, для щебеню від 1,4 до 3 г / смі
= 1,34 об \ с = 80,4 об \ хв
Для знаходження мінімальних і максимальних значень частоти обертання валків скористаємося формулами
Довжину валка L мм, знаходять з таблиці 1:
Таблиця 1 - Технічна характеристика вітчизняних двовалкової дробарок
Вибираємо найближче значення L = 600
Навантаження в основних елементах.
Зусилля в деталях валковой дробарки визначаються навантаженням, яка створюється пружинами запобіжного пристрою. Це навантаження залежить від багатьох факторів і може бути обчислена лише наближено.
Припустимо, що середнє сумарне зусилля між валками при дробленні матеріалу одно РСР (Н). Площа, на якій буде діяти це зусилля:
де L - довжина валків, м; l - довжина дуги на ділянці подрібнення матеріалу, м,
l = Rб = Dб / 2 (R - радіус валка, м; б - кут дуги, радий.).
При подрібненні міцних матеріалів б = 16 ° 70 '.
Тоді l = 0,143 * D = 0,143 * 1,445 = 0,21 м.
Середнє сумарне зусилля (Н) дроблення
де - межа міцності матеріалу при стисненні, кг \ смі (= 1200-1800 кг / см2); - коефіцієнт розпушення матеріалу, для міцних порід = 0,2-0,3.
Сила натискання пружин рухомого валка повинна забезпечувати вказані значення.
Продуктивність валкових дробарок можна обчислити, якщо уявити процес дроблення як рух стрічки матеріалу шириною, що дорівнює довжині L валка, і товщиною, рівній ширині а вихідний щілини. Тоді за один оборот валу обсяг (мі) стрічки матеріалу, що пройшов через вихідну щілину:
Значить, при n (об / с) продуктивність (мі / с) дробарки буде:
Необхідно мати на увазі, що при дробленні матеріалів середньої міцності пружини, підтискають валки, кілька стискаються і валки розходяться. При цьому ширина вихідної щілини може істотно змінитися, що потрібно враховувати, особливо при дрібному дробленні порід середньої міцності на гладких впритул зсунутих валках, тобто при d - 0. Значить Q = 0.
Фактично продуктивність не дорівнює нулю, так як валки розсуваються на ширину b, залежить від фактичних зусиль дроблення і ступеня жорсткості запобіжних пружин. тоді:
валок машина потужність
На підставі практичних даних b = 0,25dk, тобто в розрахунках продуктивності ширину вихідний щілини е урахуванням деформації пружин приймають рівною 1,25 dk. При dk = 0 фактичне значення b можна визначити за середньозваженим значенням dCB готового продукту в кожному конкретному випадку.
Так як зазвичай довжина валка використовується не повністю і матеріал виходить з дробарки в розпушеному вигляді, а не щільною стрічкою, то в формулу враховує ступінь розпушеності матеріалу: приймають для міцних матеріалів м = 0,2-0,3.
Часто в формулу вводять також щільність дробленого матеріалу з (т / м3). Тоді остаточно продуктивність Q (т / с) валковой дробарки
Потужність двигуна Nдв валковой дробарки з урахуванням витрат потужності на подолання всіх опорів при роботі машини
де N1 - потужність, що витрачається на дроблення з урахуванням тертя матеріалів про валок;
N2 - потужність витрачається на тертя підшипників;
з - ККД передачі, з = 0,90-0,95
Потужність двигуна N1 необхідна для дроблення (Вт):
де л - коефіцієнт, що враховує одночасність розколювання матеріалів, л = 0,02
N1 = 2х3,14х0,8х80х10 6 х0,5х0,33х0,4х0,02х0,45х0,85 = 41517 Вт
Потужність N2. необхідна на подолання тертя в підшипниках двох валків, Вт:
де dш - діаметр шийки вала, м;
f1 - коефіцієнт тертя кочення, приведений до валу, f1 = 0,001
G - навантаження на підшипники, Н.
де Q - сила тяжіння валка, Н, Q = 25000Н
Nдв = (41517 + 3335,5) / 0,95 = 47213 Вт = 47,2 кВт
1.2 Розрахунок на міцність деталей валковой дробарки
Розрахунок вала виконується на кручення
Визначаємо крутний момент вала
де N - потужність на валу, к.с. N = 34,46 к.с. (По прототипу)
з - число обертів вала в хвилину, з = 48 об / м (по прототипу)
М = 7162 (34,46 / 48) = 5141,7 Н * м
Визначаємо діючий на вал горизонтальні і вертикальні складові.
Знаходимо окружне зусилля відповідне результуюче зусилля:
pрез = 2х5141,7 / 1,1 = 10270 Н
Знаходимо проекції результуючого зусилля на осі x і y.
Px = 10270х cos24 o 20 '= 9367,4 Н
Py = 10270х sin24 o 20 '= 4209,9 Н
Будуємо епюри згинальних моментів. Вал розглядаємо як балку на двох опорах:
а) навантаження в горизонтальній площині
Знаходимо опорні реакції
HВ = 9,367х0,95 / 1,9 = 4,68 кН
HА = 9,367х0,95 / 1,9 = 4,68 кН