Технический прогресс в данной отрасли промышленности

                              4. Специальная часть

         4.1 Схема, описание устройства  и работы машины

 

  Дробилка  валковая СМ-1096  предназначена для третей стадии дробления кусков аглопорита величиной кусков 50 мм. Состоит из станины 1, на которой в подшипниковых узлах установлены неподвижный 2 и подвижный 3 валки. В случае попадания недробимого предмета подвижный валок может отойти от неподвижного, т.к. корпуса подшипников подвижного валка установлены в направляющих и удерживаются предохранительным устройством 4. Привод неподвижного валка от электродвигателя 5, ременную передачу 6. Привод подвижного валка от электродвигателя 7, ременную передачу 8.

 

 

 

     

                                              6                         2           1             4                     7          

 

 

 

 

 

 

                                                                                  

                                                                                                                 

                                                                                  Т   

              

 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

 

 

 

 

 

 

 

       5                                                3             4          8                    

 

Рис. 8: Кинематическая схема дробилки валковой СМ – 1096

 

 

   Зазор между  подвижным 2 и неподвижным валками  3 20 мм, размер поступающих кусков аглопорита 50 мм. Дробимый материал в валковую дробилку СМ-1096 поступает из валково-зубчатой дробилки, установленной выше. Дробимые куски аглопорита попадают в приемную течку 9, захватываются вращающимися валками и измельчаются раздавливанием и истиранием за счет того, что валки вращаются с разной угловой скоростью.

 

                               2             9

 

 

 

   3

Рис. 9:  Кинематическая схема дробилки валковой СМ – 1096

 

   Поверхность валка является  быстроизнашивающейся частью. Для  облегчения ремонта валок делается  разборным. Валок состоит из  вала 9, ступиц 10, бандажа 11, шпилек 12.

                                                                           10        11         12         10           9     

 

 

 

 

Рис. 10: Валок в сборе

 

 

 

   Предохранительное устройство  состоит из стакана 13, упора  14, пружины 15, упора 16, винтов 17 и  18.    

                      

             17        13         14          15        16                                                    18                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11: Предохранительное устройство

 

 

 

 

 

                  4.2 Изменения, внесенные в конструкцию машины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3 Определение  конструктивных размеров машины, производи-  

                                   тельности, и мощности двигателя.

 

Исходные данные:

- диаметр поступающих  кусков d_к = 50 (мм);

- ширина выходной щели  а = 20 (мм);

- дробимый материал – аглопорит  ρ = 900 (кг/м³)

 

4.3.1 Определяем  угол захвата:

 

 α

Р = sin α / 2

 

         P   

 

 P = cos α / 2

 

 

 

 

 

    Pf =cos α / 2                                                                     F =Pf                Pf sin α / 2

 

Рис. 12: Схема к расчету угла захвата, диаметра и длины валка

 

    Для нормальной  работы дробилки необходимо чтобы угол захвата был меньше двойного угла трения, т.е.

α ≤ 2φ,

где

φ – угол трения;

α – угол захвата

   Принимаем коэффициент трения f = 0.3

 

 

 

 

                                                       f = tgφ        (1)                                     [Л. 1 стр. 37]

 

    Из формулы 1 следует, что угол φ =16⁰  20́, тогда α = 2×16⁰  20́ = 36⁰ 20́;

Принимаем α = 32⁰

 

4.3.2  Определяем диаметр  и длину валков:

 

              D / 2 + a / 2 = (D / 2 + d _к / 2) × cos α / 2   (2),                    [Л. 1 стр. 37]

где 

D – диаметр валка;

а – ширина выходной щели;

d_к – диаметр поступающих кусков;

α – угол захвата

 

                                 D +a = (D + d _к) × cos α /2     (3)                                     [Л. 1 стр. 37]

 

               D / d _к + a / d _к = (D / d _к + 1) × cos α /2   (4)                                     [Л. 1 стр. 37]

 

  Принимая по данным  практики  a / d _к = 2 / 5  из формулы (4) получаем

 

 

D / d _к × (1- cos α /2) = cos α /2 – 2/5;

 

Откуда

 

d _к = D× (1- cos α /2) / (cos α /2 – 2/5);

 

d _к = D× (1- 0,96) / (0,96 – 0,4);

 

d _к = D / 14;

  

   Практически для твердого материала принимаем D = (18 - 22) × d _к ; принимаем

D = 20 × d _к;

Откуда 

 

D = 20 ×50 = 1000 (мм)

 

    Длина  валков  определяется  из  соотношения L = (0,3 – 0,7) × D;  принимаем

L = 0,7 × D;

Откуда 

 

L = 0,7 × 1000 = 700 (мм)

 

 

 

 

 

 

4.3.3 Определяем наибольшее число оборотов валка

 

                       n_наиб = 102,5 √ f / (ρ ×d _к × D),   (5)                                     [Л. 2 стр. 23]         

где

f - коэффициент трения f = 0.3;

ρ – плотность дробимого материала;

D – диаметр валка

 

 

n_наиб = 102,5 √0,3 / (900 × 0,05 × 1) =8,61 сек ^-1 = 516,6 мин ^-1

 

   С целью снижения  износа валков принимаем  n_фак = (0,4 – 0,7) × n_наиб; принимаем

n_фак = 0,46 × n_наиб;

Откуда

 

n_фак = 0,46 × 516,6 = 238 (мин ^-1)

 

4.3.4 Определяем  производительность дробилки

 

   При длине валка L и зазоре между валками а площадь сечения выходящей ленты материала равна а× L; если скорость выхода ленты материала равна υ, то объем материала, выходящего из валков в единицу времени, теоретически составляет:

 

                                              Q = а× L × υ,  (6)                                   [Л. 1 стр. 39]

 

Вводим в уравнение коэффициент  разрыхления материала μ (для твердых материалов μ = 0,2 – 0,3), и коэффициент использования оборудования κ_и  (κ_и = 0,4- 0,9), тогда формула принимает вид

 

                        Q = 3600 × а× L × υ × μ × κ_и,       (7)                                   [Л. 1 стр. 39]

 

   Скорость выхода  измельченного материала приближенно  принимаем равной окружной скорости валков, т.е.

                                         υ = π × D × n_фак / 60,     (8)                                   [Л. 1 стр. 39]

 

Подставляем значение скорости в формулу (7):

 

Q = 3600 × а× L × π × D × n_фак × μ × κ_и  / 60,    (9)                                   [Л. 1 стр. 39]

 

Q = 3600 ×0,02 × 0,7 × 3,14 × 1 × 238 × 0,2 × 0,4 / 60 =50,2 м³ / ч

 

  Учитывая, что дробимый  материал практически поступает  в дробилку прерывно и производительность  линии 25 м³ / ч, принимаем производительность дробилки 30 м³ / ч.

 

 

 

 

4.3.5 Определяем мощность привода:

 

   Определение мощности двигателя  для валковой дробилки с гладкими  валками при измельчении аглопорита  производим  по опытным данным  из расчета, что на 1 м³ / ч производительности валковой дробилки приходится 0,75 – 1,35 кВт:

               Р = 1,0 × Q = 1,0 × 30 = 30 кВт,

Где

 Q – производительность валковой дробилки

 

Принимаем синхронный двигатель 4A225M8Y3, мощностью 30 кВт, частотой вращения n_ном = 750 мин ^-1,  n_раб = 735 мин ^-1

 

 

 

 

 

                        4.4  Кинематический расчет привода

    

Исходные данные:

- Мощность электродвигателя  30 кВт

- Рабочая частота вращения электродвигателя  735 мин ^-1

- Фактическая частота  вращения валка  238  мин ^-1

 

 

 

                                                          a=20 мм

 

                                                                                   𝐷=700 мм

                                                                                                                          Р = 30 кВт

                                                                                  Т            n₁ = 735 мин ^-1

           L=1000мм

 

                                                                             

                                                                        

                                                                                          

 

 

 

                                                 

                                                 

                          n₂ = 238 мин ^{- 1}

     

 

 

 

4.4.1 Определяем  общее передаточное отношение:

 

 

4.4.2  Определяем частоту вращения, угловую скорость на валах

I вал

 

 

II вал

 

4.4.3  Определяем мощность на валах

I вал

II вал

4.4.4  Определяем крутящие моменты на валах

I вал

II вал

 

 

 

 

 

 

 

                    4.5  Расчёт клиноременной передачи

 

    Исходные  данные:

- Мощность электродвигателя  30 кВт

- Рабочая частота вращения электродвигателя  735 мин ^-1 

- Фактическая частота  вращения валка  238  мин ^-1

- Коэффициент упругого  скольжения έ = 0,015

- Передаточное отношение  

 

 

4.5.1 Вычерчиваем кинематическую схему передачи

 

 

 

 

ώ_2, ń₂

 ύ С

 В  Q₂          Q₀

 

ώ_1, ń_1, Т₁ F

Q₀ Q₁

 А

 

а Д Т₂

 

 

 

 

4.5.2  Выбираем тип ремня:

При  Р = 30 кВт и ориентировочном  значении  υ  ≥ 10 м/с по табл. П 15  [Л. 3] принимаем тип ремня В.

 

4.5.3 Определяем диаметр  ведущего шкива и скорость  ремня:

По табл. П 8  [Л. 3] принимаем d₁ = 260 мм;

Определяем скорость ремней:

                                               υ = π × d₁ × ń₁ / 60_,      (10)                              [Л. 3 стр. 62]

 

где

d₁ – диаметр меньшего шкива;

ń₁ - рабочая частота вращения электродвигателя, на котором установлен данный  шкив

υ = 3,14 × 0,26 × 735 / 60 = 10 м/с < [υ];  [υ] = 30 м/с

 

4.5.4 Вычисляем передаточное отношение и диаметр ведомого шкива:

 

ί = ń₁ / ń₂

 

ί = 735 / 238 =

 

                                                    d₁ = ί × d₁ × (1 - έ)   (11)                           [Л. 3 стр. 62]

 

                                         d₂ = 3,08 × 260 ×(1 – 0,015) = 788,9 мм

 

 

 

 

 

По табл. П 8  [Л. 3] принимаем d₂ = 800 мм;

 

4.5.5 Уточняем  передаточное отношение и частоту  вращения ведомого вала: