Щековая дробилка

, мм³                                                      (33)

где J – момент инерции вала, мм⁴

, мм⁴.                                                      (34)

Таким образом получим:

, мм³.                                    (35)

Подставим (45) в 41 и получим:

.                                                (36)

 

Выразим из (46) диаметр  вала:

, мм                                                (37)

 мм.

Исходя из данных ряда стандартных размеров диаметров  валов примем значение d=60 мм. Диаметр консольных частей вала конструктивно примем равным d_конс=45 мм.

 

 

1.7 Расчет ременной  передачи

 

Передаточное отношение ременной передачи:

,                                                           (38)

где n₁ – частота вращения электродвигателя, n₁=2790 об/мин;

n₂ – частота вращения эксцентрикового вала, n₂ = 720 об/мин.

.

Вращающийся момент, развиваемый  электродвигателем:

, Н·м;                                                 (39)

где Р – мощность электродвигателя, кВт;

n₁ – частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

Н·м.

Учитывая конструктивные особенности дробилки и величину крутящего момента выбираем ремень типа Д и малый шкив диаметром 100 мм.

b₀ – 38 мм, b_p – 32 мм, h – 23,5 мм.

Рисунок 4 – Схема строения ремня

Максимальная окружная скорость ремня:

, м/с,                                                  (40)

где ω_дв – частота вращения вала электродвигателя, ω_дв = 157 рад/с;

D₁ – диаметр малого шкива, мм.

 об/мин.

Диаметр большого шкива:

;                                               (41)

где i – передаточное отношение ременной передачи, i=4,2;

ε – коэффициент скольжения ремня, ε=0,01.

 мм.

Принимаем 390 мм.

Фактическое передаточное отношение:

,                                                     (42)

.

Межосевое расстояние:

, мм;                                         (43)

 мм.

Расчетная длина ремня:

, мм                                (44)

мм.

Принимаем 3000 мм.

Количество пробегов ремня:

, пробегов /с;                                              (45)

 пробегов/с (допустимо).

 

Уточним межосевое расстояние:

,мм                 (46)

Принимаем 184 мм.

, град.                                        (47)

.

Допускаемое напряжение:

, Н/мм².                                 (48)

где  1,48 Н/мм²;

С_α = 0,92 Н/мм²;

С_V = 0,28 Н/мм²;

С_р = 0,8 Н/мм²;

=1 Н/мм².

, Н/мм².

Окружное усилие:

,Н;                                                       (49)

Н.

Требуемое число ремней:

,                                                 (50)

Выразим из (60) количество ремней:

, шт.                                                 (11)

 шт.

Усилие предварительного натяжения ремней:

;                                            (52)

Н.

 

1.8 Расчет фрикционных  муфт

 

Фрикционные муфты устанавливаются  на эксцентриковом валу со стороны  шкива и со стороны маховика. Они  предназначены для уменьшения воздействия  перегрузок на детали дробилки при попадании недробимого предмета.

Предельный момент срабатывания муфты:

, Н·м                                               (53)

где  М – рабочий момент, М = 420 Н·м;

k – коэффициент запаса, k=1,5

Hм.

Окружное усилие:

, Н;                                                    (54)

где     R_ср – средний радиус дисков, мм:

, мм;                                            (55)

где    d – диаметр внутренний диска, мм;

D – наружный диаметр диска, мм.

= мм.

 Н.

 

 

От окружного усилия перейдем к осевому:

, Н;                                                   (56)

где  f – коэффициент трения.

Н.

Конструктивно примем пружину  с характеристиками d=5 мм; D=35 мм; n=10 мм; G=8·10⁴ Н/мм².

Жесткость данной пружины  составит:

, Н/мм²;                                               (57)

где     G – модуль сдвига, Н/мм²;

d – диаметр проволоки пружины, мм;

D – наружный диаметр пружины, мм;

n – количество витков пружины.

 Н/мм²;

Количество промежутков  между витками каждой пружины  равно:

;

.

Величина промежутка примерно равна d. В этом случае преднатяг пружины:

;                                                     (58)

где     k – коэффициент запаса, k=0,8

5·08·9=35 мм.

Тогда требуемое количество пружин:

;                                                         (59)

Проверка компоновки пружин:

Рисунок 5 – Схема установки  пружины.

Рассчитаем количество пружин, которые можно уместить при  данном диаметре эксцентрикового вала.

;                                                      (60)

где     D – диаметр одной пружины, мм;

 – длинна окружности центров  установки пружин, мм;

, мм;                                                (61)

где     d_окр – длинна окружности центров установки пружин, мм;

                                              (62)

где     d – длинна эксцентрикового вала (на концах вал имеет диаметр d=340 мм).

Получаем:

 мм;

= мм;

.

Таким образом, требуемое количество пружин (22 шт.) уместиться в данной конструкции.

 

 

 

1.9 Расчет маховика

 

Маховик предназначен для  сглаживания крутильных колебаний, возникающих при работе дробилки.

Требуемый момент инерции  маховика:

, кгм²;                                                 (63)

где     ɷ –  частота вращения маховика, рад/с;

δ – коэффициент неравномерности, δ =0,3.

Е – кинетическая энергия  маховика, Дж;

, к Дж;                                               (64)

где    N – мощность электродвигателя, кВт;

ƞ – кпд подшипников, ƞ =0,85;

n – частота вращения маховика, об/с.

 к Дж;

 кгм²;

Определим геометрические и весовые параметры маховика.

Выразим из формулы момента  инерции маховика (79) радиус:

, кгм²;                                     (65)

где  М – масса маховика, кг;

ρ – объемная масса материала маховика, ρ =7,8·10³ кг/м³;

t – ширина маховика (примем t=0,15м)

, м;                                                  (66)

 м = 420 мм;

Масса маховика:

, кг;                                             (67)

 кг.

 

1.10 Расчет шпоночного соединения

 

На эксцентриковый вал с двух сторон устанавливают шкив ременной передачи и маховик. Они соединяются с валом при помощи шпоночного соединения.

Ширина шпонки:

, мм;                                                    (68)

 = 85 мм;

Исходя из данных ряда стандартных значений примем b=90 мм.

Высота шпонки:

, мм;                                                   (69)

90= 80 мм.

Глубина шпоночного паза в вале:

, мм;                                                    (70)

90=45 мм.

Глубина шпоночного паза во втулке (ступице):

, мм;                                                    (71)

90=32 мм.

Длина шпонки рассчитывается из условия прочности на смятие и на срез.

Условие прочности на смятие:

;                                             (72)

Из (82) выразим длину шпонки l_p:

, мм;                                      (73)

где  М – скручивающий момент на валу, М=34200·10³ Нмм;

d – диаметр вала, мм;

[σ_см] – напряжение смятия материала шпонки, [σ_см] =30 Н/мм.

 мм.

Условие прочности на срез:

;                                                         (74)

Из (84) выразим длину шпонки l:

, мм;                                                   (75)

[τ_ср] – напряжение среза, [τ_ср] =70 Н/мм².

мм.

Выбираем наибольшее значение и исходя из ряда стандартных значений принимаем l=250 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Экономическая часть

2.1 Определение эксплуатационной производительности

 

Сметная сменная производительность П_см, определяется по формуле:

П _см = , м³/см                                     (76)

где    П _т – техническая производительность, П _т = 7,74 м³/ч;

t _см – число часов работы дробилки в смену, t _см = 8,2 ч;

К _в – коэффициент перехода от часовой технической производительности к эксплуатационной, К _в = 0,6;

К_э – коэффициент перехода от эксплуатационной производительности к сменной, К _э = 0,8;

П _см = 7,74 · 8,2 · 0,6 · 0,8 = 30,5 м³/см.

Годовая эксплуатационная производительность П_э.г. определяется по формуле:

П _э.г = П _см · Z _см.г. ,                                            (77)

где    Z _см.г – число смен работы дробилки в году, Z _см.г = 247;

П _э.г = 30,5 · 247 = 7524,8 м³/год.

 

2.2 Определение удельных капитальных вложений

 

Удельные капитальные  вложения на единицу продукции К _у, определяются по формуле:

К _у = ,                                                  (78)

где  К – расчетно-балансовая стоимость дробилки, К = 100 000 руб.;

К _у =

руб. год/м³

 

 

 

2.3 Определение удельного расхода энергоресурсов

 

Удельный расход энергоресурсов Э _уд , кВт·ч·см/м³ , определяется по формуле:

Э _уд = ,                                                  (79)

где  Э – суммарный расход энергоресурсов дробилкой в смену, кВт·ч.

Определяется по формуле:

Э = N _н · t _см ,                                                       (80)

где    N _н – номинальная мощность двигателя, N _н = 37 кВт;