3 Расчетно-конструкторская часть
3.1 Технологический расчет
Расчет высоты рабочей поверхности ситового цилиндра и наружного диаметра абразивных кругов.
Как было сказано выше, производительность шелушильной машины (120 т/сут) повышается за счет увеличения высоты рабочей поверхности ситового цилиндра и наружного диаметра абразивных кругов. Найти эти параметры можно из формулы производительности, оставляя постоянными коэффициент заполнения рабочей зоны и время обработки продукта в рабочей зоне (формула 1).
Для эффективного шелушения диаметр абразивных кругов должен быть не менее 170 мм. С учетом износа при шелушении следует принимать начальный диаметр абразивных кругов 200—220 мм. Дальнейшее увеличение диаметра кругов заметного прироста коэффициента шелушения не дает, а только способствует увеличению производительности [ 3].
Чтобы линейная скорость на дуге абразивного диска увеличилась не значительно по сравнению с аналогом, принимается диаметр абразивного диска 620 мм, отсюда, подставив заданную производительность и диаметр абразивного диска, найдем высоту рабочей поверхности ситового цилиндра:
,
H=698 мм,
Принимается высота рабочей поверхности ситового цилиндра 700 мм.
3.2 Энергетический расчет
В шелушителе ЗШН основные затраты энергии связаны с преодолением сил трения абразивного диска о поступающий материал при отделении оболочки от ядра. Необходимая для этого мощность рассчитывается по следующей формуле[ 4]:
(2)
где Мс – момент сопротивления от действия сил трения зерна об абразивную поверхность диска, Н*м;
ω – угловая скорость вращения абразивных дисков, рад/с.
Момент сопротивления определяется исходя из силы трения и размеров (диаметра) диска:
,
(3)
где Ft—сила трения зерна об абразивную поверхность в рабочем зазоре между диском и ситовой поверхностью, Н;
dв—диаметр абразивного диска, принимается равным dв=0,62м(согласно технологическому расчету).
Силу трения найдем по известному выражению
,
(4)
где N— сила нормального давления на продукт со стороны абразивного диска, принимается согласно [4], шелушение будет осуществляться эффективнее, если N=500Н;
f—коэффициент трения зерна проса об абразивную поверхность диска, f=0,57 [ 4 ].
Угловую скорость найдем по выражению:
,
(5)
где n - частота вращения абразивного диска, об/мин - берется с аналога А1-ЗШН.
Линейная скорость на наружней окружности абразивного диска увеличится по сравнению с аналогом, что приведет к более интенсивному движению материала между абразивными дисками и ситовой поверхностью.
В действительности мощность будет теряться в ременной передаче и подшипниках. С учетом этого требуемая мощность привода будет равна:
(6)
где Р – расчетная мощность привода, Вт;
ηрем – КПД ременной передачи,;
ηрем =0,96 [ 4].;
ηподш. – КПД подшипников;
ηподш.=0,99 [ 4 ].;
Согласно рассчитанной мощности подбирается асинхронный электродвигатель со следующими параметрами: номинальная мощностькВт, асинхронная частота об/мин.
Расчет мощности привода
Сила трения:
Момент сопротивления:
Угловая скорость:
Расчетная мощность:
В действительности мощность будет теряться в ременной передаче и подшипниках. С учетом этого требуемая мощность привода будет равна:
Мощность с учетом коэффициента запаса:
где 1,1- коэффициент запаса мощности [4 ].
Согласно рассчитанной мощности подбирается асинхронный электродвигатель АИР200L6 со следующими параметрами: номинальная мощность 30 кВт, асинхронная частота 1000 об/мин [ 5].