2.5 Мощность привода машины

Обосновывается мощностью привода машины (приводного электродвигателя) по формуле:

N = с₁· L·B , кВт

где с₁ = 160 для L B < 0,9 1,2 м;

с₁ = 80 для L B > 0,9 1,2 м;

N = 160· 0,9·1,2=172,8 кВт

3 Расчет конструктивных параметров

3.1 Схема нагрузок в элементах дробилки

Рис.7 Общая схема усилий в дробилке с простым качанием щеки

Для вычисления усилий в деталях дробилки определяют равнодействующую сил дробления R и место её приложения. Далее графическим построением находят силы, действующие на основные звенья и детали механизма дробилки. Нагрузка на дробящую плиту распределяется равномерно, а равнодействующая нагрузка приложена к середине плиты по высоте. Расчетная нагрузка Р_расч (МН) равна:

Р_расч = 1,5 · 2,7 · F_дроб = 4,1 · F_дроб, МН

где F_дроб – активная площадь дробящей плиты, м².

Дробилки применяют для пород σ_сж ≤ 300 МПа. Для расчетов можно принять Р_расч = 2,7 МПа, увеличенную на коэффициент 1,5.

3.2 Расчет маховиков

Состоит в определении их суммарной массы m и диаметра D_м исходя из заданных значений неравномерности их вращения Δ. Принимается Δ = 0,015-0,035. Шкив-маховик насажен на один конец эксцентрикового вала, на другой – маховик. Они являются предохранительными устройствами (предотвращают поломки деталей дробилки при перегрузках). По формуле:

m= , кг

где D = 1,0 м - диаметр маховика; задаемся предварительно с учетом того, чтобы окружная скорость обода маховика не превышала 30 м/с.

m=

3.3 Расчет распорных плит

Ведут по максимальным значениям сжимающего усилия Т_max и изгибающему моменту М_max

, МН

где β = 84⁰ – угол между шатуном и плитой;

F_дроб = 0,56 м² для дробилки с загрузочным отверстием 0,9 × 1,2 м

Т_max = P_max / 2 cos β = (4,1· F_дроб) / 2 cos β = (4,1· 0,56) / (2· 0,104) = 1,1 МН

Найдем напряжение в плите

, МПа

где F_п – площадь расчетного сечения распорной плиты;

а – расстояние от продольной оси плиты до линии действия силы T_max;

W – момент сопротивления изгибу сечения плиты.

При F_п = 0,56 м²; а = 0,05м; W = b · h²/6 = 0,835· 0,46² / 6 = 0,03 м³.

σ_max = 37,9 МПа < 115 МПа = σ_adm

3.4 Расчет шатуна

Напряжение в шатуне σ (МПа) равно по формуле:

, МПа

P_расч = 1,5Р_max = 1,5 N / ω · r; P_max = N / ω · r,

где F_Ш = 0,01м² – площадь поперечного сечения шатуна;

σ_adm=115МПа – допускаемое напряжение материала шатуна на

растяжение (для углеродистой стали № 30 по ГОСТ 1050-74).

Суммарное напряжение, возникающее в опасном сечении шатуна (МПа)

МПа (15)

где G – сила тяжести шатуна, Н;

m_Ш - единичная масса шатуна на единицу его длины, кг/м;

ω– угловая скорость шатуна в точке А, рад/с;

r – эксцентриситет приводного вала, м;

N – мощность двигателя, Вт;

Р_max – наибольшее усилие в шатуне за 1 оборот приводного вала, Н;

W – момент сопротивления поперечного сечения шатуна, м³.

< 115МПа.

3.5 Расчет подвижной щеки

Ведут на изгиб как балку с одной стороны закрепленную шарнирно (ось подвеса, эксцентриковый вал), с другой стороны опирающуюся на распорную плиту.

Рис. 10. Расчетная схема подвижной щеки

Усилие Т_max (Н) раскладывают на две составляющие: Т₁ = Т_max·cos γ – нормальную к поверхности щеки; Т₂ = Т_max· sin γ – вдоль щеки; γ = (90 – δ) – (90 – α) = α – δ.

Усилие дробления Q (H) определим из условия равновесия Σ M_C = Q·l₁ – T₁l = 0

Q = Т_max · cos (α – δ) · l / l₁ , Н

Суммарное напряжение в щеке:

МПа

где М_И – изгибающий момент в опасном сечении щеки, Н·м;

W – момент сопротивления щеки, м³;

F_ЩК – площадь поперечного сечения щеки, м²;

Т_max = P_max/2 cos β = 1,5 ·2,7 F_дроб / 2·сos β = 2,03· F_дроб / cos β , МН

при β = 84⁰ → cos 84⁰ = 0,1045 Т_max =2,03/0,1045· F_дроб =19,43 · F_дроб

Т_max =19,43·0,56 = 10,8 МН;

(F_дроб = 0,835· 0,67 = 0,56 м²).

Q = 7,5· cos 14⁰· 3/2 = 10,9 МН;

γ = (α + β – 90⁰) = 14⁰;

W = 2· 0,5²/6 = 0,08 м³;

F_ЩК = 2· 4 = 8 м²;

cos γ = 0,967;

sin γ = 0,245.

> 115 МПа.

Условие не выполняется. Следовательно, необходимо изменить либо размеры щеки, либо марку стали с более высоким значением допускаемого напряжения по табл. 1.

Таблица 1 – Допускаемые напряжения σ_adm, МПа для углеродистых и низколегированных сталей

Расчётная температура, 0С	Марки сталей по ГОСТ 1050-74
	ВСт3	10	20, 20К	09Г26, 16ГС	10Г2, 09Г2	17ГС, 17Г1С, 10Г2С1
20	140	130	147	183	180	183