Производство гранул из соломы

3. Розробка конструкції подрібнювача соломи.

 

3.1 Розрахунок елементів ротору дробарки.

Ефективність роботи дробарки оцінюється за продуктивністю, якості подрібнення, питомої енергоємності і матеріалоємності. Ці показники в значній мірі обумовлені конструктивними параметрами ротору.

Вихідними даними для  розрахунку дробарки є її продуктивність. Для забезпечення  нормальної роботи лінії продуктивність дробарки повинна бути 5 т/год., тобто секундна продуктивність  Q_сек:

                       Q_сек = Q_год. / 3600                                                  (3.1.1)

                  Q_сек = 5000 / 3600 = 1.38 кг/с.                            

 

Зв'язок секундної розрахункової  продуктивності з розмірами ротору визначають через питому навантаження:

 

 

   (3.1.2)                  =>               (3.1.3)

 
q = 1,0 кг/м²с

 

 

На металомісткість  і вібронавантаженість дробарки істотно впливає відношення діаметра до ширини камери дробарки

K = D/L                                                              (3.1.4)

K = 1,9/0,72 = 2,6

 

 

Довжина ротора, м, Lp = L – 2DL, де DL осьовий зазори між ротором і дробильною камерою (DL = (2 … 3)·10^-3)

 

D_P = 0,420м                                                  L_p =0, 72- 2·4·10^-3 =0,71м

 

Колова швидкість молотка  ротора має забезпечувати руйнування продуктів у момент ударів по них. З цієї умови мінімально потрібну швидкість молотка ν_min наближено визначають, виходячи з теорії уряду по часточці продукту  під час її вільного падіння. Для різних видів зерна та інших крихких продуктів мінімальна швидкість молока  беруть більшою за розрахункову мінімальну ν_min = 40 … 50 м/с. При проектуванні полову швидкість молотка беруть більшу за розрахункову мінімальну ν_min , а саме ν_к = 55 … 100 м/с.

Кутова швидкість ротора, рад/с:

(3.1.5)

ω = 2 ν_к / D_P                                                                                       

ω =2 ·100/ 0, 42 = 472 рад/с.                          

 

Частота обернена  ротору дробарки визначається за формулою:

  об/хв                                       (3.1.6)

 

Приймаємо 2000 об/хв.

 

Довжину та радіус підвіски R₀ молотка вибирають за умов забезпечення стійкості його руху при обертанні й відсутності дії ударного  імпульсу на вісь підвіски.

 

;                                                         (3.1.7)

м

м.

У першому наближенні ширину і довжину молотків прямокутної  форми з двома отворами визначають за співвідношеннями

 

                                                                                             (3.1.8) 

                                                                           (3.1.9)

м; 

м;

Товщину молотка вибираємо S=19мм.

Відстань від осі  підвісу до центра мас молотка  визначають  за формулою

де А, В – параметри  молотка

 

;    (3.1.10)                 (3.1.11)

 

де d – діаметр отвору молотка d=25мм

 

А=3378 В=174303

 

мм

 

Радіус інерції молотка

 

м                                             (3.1.12)

 

Розміщення молотків може бути рядковим або шаховим і  давати можливість легко  здійснювати статичне і динамічне балансування ротора.

 

Потрібна кількість  молотків,шт.,

 

;                                                                                 (3.1.13)

шт.

 

Кількість молотків установлених на одній осі

 

;  шт.                                                            (3.1.14)           

3.2 Енергетичний розрахунок.

Потужність, яка необхідна для  приводу дробарки, визначається з  рівняння енергетичного балансу:

 

, кВт                                                                             (3.2.1)

 

де  Ng – потужність, яка необхідна  на подрібнення матеріалу, Вт;

 

Потужність, яка необхідна для  подрібнення кормів визначається за формулою:

 

  ,                                                               (3.2.2)

 

де С₁, С₂ -  емпіричні коефіцієнти, при подрібнені грубих кормів С₁ = (7,5…8,5)·10³ .

 

λ – ступінь подрібнення матеріалу.

 

А = 3·8· 10³· lg3,33+0,75· 10³(3,33-1)=14286 Дж/кг.

 

кВт.

 

Потужність Nп, що витрачається на подолання сил опору повітря  і транспортування подрібненого матеріалу на сил тертя в опорах вала, визначають з урахуванням конфігурації і місцевих опорів пневмотранспортної системи дробарки за типовою методикою.

У розрахунках в першому  наближенні N_п = 10…20% від потужності N_др, що витрачається на подрібнення продукту

N_п = (0,1…0,2)N_др.

N_п = 0,15·19,84 = 2,9кВт                                            (3.2.3)

 

N = 19,84 + 2,9 = 22,74кВт.

 

Для приводу подрібнюючи  вибираємо електродвигун 200 L6 потужністю 30кВт. Частота обернення вала – 1000хв^-1

 

3.3 Вибір та розрахунок механізму приводу.

Для приводу ротора подрібнювача вибираємо клинопасову передачу

Визначаємо момент на валу електродвигуна:

 

Н.м.                               (3.3.1)

  де  - це потужність двигуна, Вт;

    - обороти двигуна, хв.^-1

 

Визначаємо момент на валу ротора

, Н.м.                                     (3.3.2)

   

де  Up- передаточне  число клинопасової передачі;

      Zp- коефіцієнт  корисної дії пасової передачі;

.                                     (3.3.3)

 Н.м.

Розрахунок технологічної передачі почнемо з попереднього вибору ременя типу В. Орієнтовано вибираємо діаметр меншою шківа:

 

                                                  (3.3.4)

мм.

 

 

Приймаємо d₁ = 224 мм.

Розраховуємо діаметр великого шківа:

                                                  (3.3.5)     

     де  - передавальне число клинопасової передачі;

     Е – коефіцієнт;

мм.

Приймаємо d₂=450мм.

Визначаємо швидкість ременя

       л/c                               (3.3.6)

 

Міжосьову відстань a_p потрібно прийняти в інтервалі

          мм.   (3.3.7)

          мм.                                 (3.3.8)

де Т₀ – 13,5 – висота перерізу ременя.

 

Розрахункова довжина  паса:

         

                                                                                            (3.3.9)

Вибираємо L=2240 за ГОСТом.

 

По стандартній довжині паса уточнюємо міжосьову відстань:

     мм.                              (3.3.10)

де w=0,5π(d₁+d₂)=1058,18мм.

     y= (d₂-d₁)²=51076мм.

Кут обхвату меншого  шківа

         α₁=180^о-57 =180^о-57                   (3.3.11)

Припустима потужність на один пас

      ,кВт                                              (3.3.12)

     [N]=(11,84 ×0,9×0,91+0,99)0,78=8,33 кВт

 

 

Визначаємо розрахункове число пасів по формулі:

           Z=N/[N]=30/8,33=3,6                                                           (3.3.13)

 

Коефіцієнт нерівномірності  навантаження складає С_z=0,85. Визначаємо дійсне число пасів:

 

Z=z/C_z=3,6/0,85=4,2                                                                  (3.3.14)

 

Приймаємо кількість пасів рівним 5.