9. Питання для самоконтролю.

9.1. За яким принципом класифікуються конусні дробарки і які основні відмінності в принципі їх дії? В чому переваги та недоліки конусних дробарок в порівнянні із щоковими?

9.3. Які пристрої є у конусних дробарок для регулювання вихідного отвору?

9.4. Які пристрої є в конусних дробарках для запобігання поломки, якщо в них потрапляють недробимі (металеві) тіла?

9.5. Що становить основу розрахунку кута захвату, оптимальної швидкості обертання ексцентрикової втулки і продуктивності конусних дробарок. Накресліть розрахункові схеми.

9.6. Яка методика розрахунку пристроїв для урівноважування інерційних сил конусних дробарок?

Лабораторна робота № 3 вивчення конструкції і розрахунок інерційного віброгрохота

1. Мета роботи.

Вивчити будову, призначення робочих органів, технологічний процес роботи віброгрохотів, оволодіти методикою розрахунку та визначення основних параметрів роботи вібраційного грохоту.

2. Тривалість заняття – 6 академічних годин.

3. Обладнання робочого місця: макет конусної дробарки, плакати, мірний інструмент, калькулятор, комп’ютер.

4. Місце проведення заняття: лабораторія №30 будівельних та дорожніх машин кафедри с.-г. машин, парк навчальних машин факультету механіки та енергетики.

5. Загальні теоретичні відомості.

Процес грохочення оцінюється двома показниками: продуктивністю, тобто кількістю що поступає на гуркіт вихідного матеріалу в одиницю годині і ефективністю, що харак­теризує повноту розділення початкового матеріалу.

Теоретично (при нескінченно великому часі грохочення) початковий матеріал повністю розділяється на верхній і нижній класи, проте практично (при обмеженні часу грохочення) не можна добитися повного розділення суміші і частина зерен нижнього класу не пройде через 18яжіння18о18 поверхню, залишиться у верхньому класі і разом з ним зійде з поверхні.

Показником, що оцінює повноту розділення початкового ма­теріалу на верхній і нижній класи є ефективність грохочення (%):

(5.1)

де m_1н – маса зерен нижнього класу, що пройшли через 18яжіння18о18 поверхню, кг;

m_н – маса зерен нижнього класу, що міститься в початковому матеріалі, кг

До основних параметрів, що визначають ефективність і продуктивність грохочення, відносяться: розміри отворів робочих поверхонь сит, частота і амплітуда коливань, кут нахилу гро­хота, напрям обертання вала віброзбудника і траєкторія руху сита.

Експериментально встановлено, що найкраща ефективність грохочення відбувається при співвідношенні ширини і довжини просі­ваючої поверхні, рівній 1:2,5, при цьому ж співвідношенні продуктивність грохоту прямо пропорційна площі сита. У колосникових грохотів важкого типу це співвідношення приймається рівним 1:2, зважаючи на нижчі вимоги до эфектив­ності грохочення на цих машинах. Грохоти із співвідношенням сто­рін просіваючої поверхні меншому ніж 1:2,5 не раціональні через труднощі забезпечення рівномірного живлення, ускладнення конструкції і погіршення їх динамічних показників.

Оптимальні значення амплітуди і частоти коливань сита залежать від форми траєкторії його руху. Сукупність цих чинників впливає на продуктивність і ефективність грохо­чення та здатність грохоту до самоочищення отворів сита від зерен, що за­стряли в них.

Процес самоочищення отворів сита залежить від швидкості, форми, траєкторії і напряму руху сита. Із збільшенням швидкості самоочищення отворів сит поліпшується, але ефективність грохочення знижується в результаті зменшення числа зіткнень зерен з просіваючою поверхнею по її довжині. Практика показала, що самоочищення відбувається при висоті підкидання зерна h, що перевищує 0,4 розміру от­вору D, тобто h≥0,4D. Виходячи з цієї умови визначається найбільша швидкість переміщення сита.

Товщина шару матеріалу на кожному ситі

(5.1)

де d_imax – максимальний розмір куска на ситі.

Мінімальна відстань між ситами повинна забезпечувати можливість очищення сит.

Частота обертання валу вібратора, об/хв;

, (5.2)

де А – амплітуда коливання грохота, м (табл. 7.1)

Для вібраційних грохотів 19масу дебалансів визначають з наступного рівняння:

, (5.3)

де М_гр – маса коливних частин грохоту з матеріалом;

М_д – маса дебалансу;

R – відстань від вісі повороту вала до центру тяжіння дебалансів (попередньо приймають в границях 0,09…0,15 м.);

n – кількість дебалансів (табл. 7.1).

(5.4)

М_к – маса коливних частин грохота (табл. 7.1)

М_м – маса матеріалів в коробі, кг:

, (5.5)

- маса матеріалу і- тої фракції, яка проходить через і- те сито, кг:

_, (5.6)

- висота матеріалу на і-тому ситі (визначається за формулою 5.1.)

насипна маса матеріалу, для щебеню

Задаючись конструктивними розмірами дебалансу, визначаємо відстань від осі обертання до центра ваги дебалансу , його масу і товщину (рис. 5.1).

а

б

Рис. 5.1. Схеми до розрахунку геометричних розмірів дебалансів віброгрохоту

Для заданої плоскої фігури дебалансу віддаль від осі обертання до центра ваги r можна знайти графічно або аналітично. Вважаємо, що дебаланс, який розглядається, має постійний поперечний переріз відносно осі обертання.

Аналітично, в загальному випадку, відстань R можна знайти за рівнянням статичних моментів площ елементарних частин, на які поділяється плоска фігура не зрівноваженої частини дебалансу (наприклад, на квадрати).

Елементарний статичний момент площі при поділі фігури на частин (рис. 5.1, а)

_(5.7)

Сума статичних моментів не зрівноваженої частини дебалансу

_(5.8)

і відстань

_(5.9)

де F_i – площа елементарної фігури, м²;

_F – повна площа не зрівноваженої частини дебалансу, м²;

r_i – відстань від осі обертання дебалансу до центра ваги елементарної площадки, м.

Для визначення центра ваги графічним способом потрібно вирізати з цупкого паперу або картону плоску фігуру шаблона дебалансу в масштабі і шаблон підвісити на голці в будь-яких точках. Тоді перетин прямовисних ліній, що проходять через ці точки, дасть положення центра ваги. Відстань визначають за масштабом.

При дебалансі, що має форму частин кругового кільця (рис. 5.2), відстань визначають аналітично за формулою

_(5.10)

Рис. 5.2. Схеми до розрахунку геометричних розмірів дебалансів у формі кругового кільця

Маса одного дебалансу визначають за формулою

_(5.11)

Товщина дебалансу

_(5.12)

де - густина (об’ємна маса) матеріалу дебалансу для сталі ( =7,8·10³ кг/м³).

Розміри дебалансу рекомендується брати в таких межах: = 90° 180°; =0,12 0,16 м; 0,06 0,12 м.

Потім визначаємо потужність, потрібну для роботи грохота.

Середня потужність двигуна вібраційного грохота , кВт:

, (5.13)

де - кутова швидкість вала вібратора, с ^–1;

М_С – середнє значення моменту сили опору, Нм;

- ККД приводу.

Для інерційного грохота

, (5.14)

де А – амплітуда коливання короба грохота, м;

- еквівалентний коефіцієнт не пружних опорів, які враховують взаємодію матеріалу з робочою поверхнею;

- середній момент тертя в підшипниках інерційного грохота.

, (5.15)

W- енергія яка втрачена при ударі по ситу, Нм

, (5.16)

М_гр - маса короба з матеріалом;

М_д – маса дебаланса;

n – кількість дебалансів (табл. 7.1)

g = 9,8 м/с² – прискорення вільного падіння.

Значення R₁ визначають по формулі:

(5.17)

де - діаметр внутрішніх підшипників приймаються по базовій моделі в границях 0,08…0,12 м;

 = 0,006…0,008 – приведений коефіцієнт тертя.

, (5.18)

М₀ – маса співвісних деталей вібратора крім дебалансів (для інерційних грохотів М₀ = 150…200 кг);

F – відстань від центра тяжіння вібратора до осі його повертання;

, (5.19)

Визначають розрахункову потужність електродвигуна по (5.13) з урахуванням коефіцієнта корисної дії приводу ( =0,9…0,95).

Далі визначають конструктивні розміри опорних пружин віброгрорхота.

Сумарна жорсткість усіх пружин визначається з рівняння частоти власних коливань системи

(5.20)

звідки жорсткість

(5.21)

З умови роботи грохота в 23яжіння23о23ально режимі

(5.22)

де i = 5…6.

З урахуванням колової частоти вимушених коливань грохота

(5.23)

(5.24)

Жорсткість однієї пружини

(5.25)

де n₁ – кількість пружин (табл. 7.1).

Задаючись геометричними розмірами пружини, визначаємо число її робочих витків, що відповідають даній жорсткості С’

(5.26)

де - модуль зсуву сталі ( =8,5·10⁵ Мн/м²);

- діаметр дроту пружини, м;

- діаметр пружини, м.

Орієнтовно можна брати 0,15 0,3 м, при цьому слід витримувати умову .