Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Podribnennya (1)

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
22.02.2015
Размер:
1.49 Mб
Скачать

4.Контрольні запитання

1.З якою метою застосовують подрібнення твердих матеріалів?

2.На які види поділяється подрібнення в залежності від початкових і кінцевих розмірів вихідних шматків матеріалу?

3.Чим характеризується процес подрібнення ?

4.Якими методами проводиться подрібнення твердих матеріалів?

5.Які схеми подрібнення застосовуються в харчовій промисловості?

6.Від яких характеристик подрібнюючих матеріалів залежить робота, що витрачається на реалізацію означеного процесу ?

7.Які типи подрібнюючих машин застосовують в промисловості? Перерахуйте характеристики дробарок та млинів.

8.Перерахуйте вимоги до подрібнюючим машинам.

9.Який принцип дії щекових, гіраціонних і молоткових дробарок ?

10.Які млини застосовують для дроблення і помелу зерна?

11.Який принцип дії скорорізки ?

51

5. Контрольні завдання

Задача 1. Розрахувати щокову дробарку простого (складного) коливання з

розмірами

завантажувальної

камери B L ,

мм, яка

має

ширину

розвантажувальної

щілини

в ,

мм.

Густина подрібнювального

матеріалу

, кг/ м3. Хід щоки

в , мм.

Кут захвату подрібнювальної камери

. Маса

маховика

m , кг. Розрахункові дані взяти з таблиці 1.

 

 

Приклад 1. Розрахувати щокову дробарку простого коливання з

розмірами

завантажувальної

камери

B L 1200 1500мм , яка

має

ширину

розвантажувальної

щілини в 200мм .

Густина

подрібнювального

матеріалу

2400кг/ м3 . Хід щоки в 30мм . Кут захвату подрібнювальної камери 20 .

Маса маховика m 300кг .

1.

Кількість коливань рухомої щоки (L 1,5м 1м)

:

 

 

0,85

 

 

 

 

 

0,85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg

 

 

tg20

2,26 с-1 .

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.1.1)

 

L2 3

в

1,52 3

0,03

2.

Об’ємна продуктивність дробарки :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

nL

2в в в

2,26 1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

2 tg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0,2 0,03 0,03

 

0,06м3 с .

 

(1.1.2)

 

 

 

 

 

2 tg20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Масова продуктивність дробарки :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qм Qv 0,06 2400 0,4 57,6 кг/с ,

 

(1.1.3)

де 0,4 –велика дробарка і твердий матеріал.

 

 

4.

Розрахункова потужність електродвигуна дробарки :

 

 

Pелр 39 1,25

 

39 2,26 1,2 1,5 1,25 183,8 кВт ,

(1.4)

де А B L 1,2 1,5 м2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Робота, що витрачається на подрібнення матеріалу :

 

 

А

1000Рел

 

1000 183,8

0,7 57 103Дж

,

(1.1.5)

 

 

 

 

 

 

n

 

 

2,26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де 0,7 – ККД дробарки.

52

6. Максимальне зусилля подрібнення:

 

Fmax

2A

 

2 57 103

12 106 Н ,

(1.1.6)

 

в1

9,4 10 3

 

де

в1 ( вcos ) 3 0,03cos20 3 0,0094м

 

– хід рухомої щоки для

дробарок

простого коливання.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

Сила, що стискає розпірну плиту :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fр.п.

Fтах

 

l1

 

12 106

 

1

4,06 106 H ,

(1.1.7)

 

 

 

sin80

 

 

 

sin

 

l

 

 

3

 

 

де l1 l3 , а l1l 13 ;

80 – кут між рухомою щокою і розпірною плитою.

1.Зусилля, що розтягує шатун дробарки:

Fш 2Fр.п. cos 2 4,06 106 cos80 1,4 106 H,

(1.1.8)

де 80 – кут між розпірною плитою і шатуном (для дробарок простого

коливання).

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Момент інерції маховика :

 

 

 

 

 

А

 

 

57 103

 

J

 

 

 

 

 

 

7068 кг м2 ,

(1.1.9)

2

 

2 14,2

2

 

 

2

 

 

0,02

 

де 2 n 2 3,14 2,26 14,2 с-1;

 

 

 

 

0,02 – ступінь нерівномірності обертання маховика.

 

3. Орієнтовний радіус маховика

R = r :

 

Rм

J

 

7068

4,85м ,

 

300

 

m

 

де m 300 кг – маса маховика

4. Колова сила на маховику :

Ft

Pелр 103

 

183,8 103

2,67 103 Н ;

 

 

 

 

 

 

Rм

 

14,2 4,85

 

 

 

 

 

 

Pр

103

Pр

103

 

 

 

 

ел

 

 

 

 

 

ел

 

 

Т

 

 

 

 

; FtRм

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.1.10)

(1.1.11)

(1.1.12)

53

Приклад

2. Розрахувати

щокову

дробарку

складного

коливання

В L 1,2 1,5м , яка має ширину розвантажувальної щілини

в 200мм , а хід щоки

в 30мм . Ексцентриситет вала дробарки

е=10мм . Маса маховика m 300кг .

Густина матеріалу 2400кг/ м3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Кількість коливань рухомої щоки (L 1,5м 1м) :

 

 

 

 

 

0,85

 

 

 

 

 

 

0,85

 

 

 

 

2,26 с-1 ,

 

 

 

 

n

 

 

tg

 

 

 

tg20

 

 

(1.2.1)

 

 

L2 3

 

1,52 3

0,03

 

 

 

 

 

 

в

 

 

 

 

де = 20

– кут захвату матеріалу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

Об’ємна продуктивність дробарки :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

QV nL 2в в в 2,26 1,5 2 0,2 0,03 0,03 0,06 м3

.( 1.2.2)

 

 

2 tg

 

 

 

 

 

 

2 tg20

 

 

3.

Масова продуктивність дробарки :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qм Qv 0,06 2400 0,4 57,6 кг/с ,

(1.2.3)

де 0,4 –велика дробарка і твердий матеріал. 4. Потужність електродвигуна дробарки :

 

 

 

 

Pел 39 1,25 39 2,26 1,2 1,5 1,25

183,8 кВт ,

(1.2.4)

де А B L 1,2 1,5 м2 – площа осьового перерізу завантажувальної камери.

 

5.

Робота, що витрачається на подрібнення матеріалу :

 

 

 

 

 

 

1000Рел

 

 

 

 

 

1000 183,8

 

 

3

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,7 57 10 Дж ,

(1.2.5)

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

2,26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де 0,7 – ККД дробарки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Максимальне зусилля подрібнення :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

2A

 

2 57 103

6,1 106 н

,

(1.2.6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

в1

9,4 10 3

 

 

 

 

 

де

в1

в 2e

cos

0,03 0,01

cos20 0,0188м

– хід рухомої щоки для дробарок

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

складного коливання.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

Сила, що стискує розпірну плиту :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

l

 

6,1 106

 

1

3,52 106 Н ,

 

 

 

 

 

 

Fр.п.

 

тах

 

1

 

 

 

 

 

(1.2.7)

 

 

 

 

 

 

sin

 

sin60

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

 

 

 

де l1 l 1/2 – для дробарок складного коливання;

60 – кут між рухомою

щокою і розпірною плитою.

54

7.

Зусилля, що розтягує шатун дробарки :

 

 

 

 

Fш 2Fр.п.cos 2 3,52 106

 

cos80 1,2 106 н ,

(1.2.8)

де 80 – кут між розпірною плитою і шатуном (для дробарок складного

коливання).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

Момент інерції маховика :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

А

 

 

 

 

57 103

 

7068 кг м2

,

(1.2.9)

 

2

 

 

2 14,2

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

0,02

 

 

 

де 2 n 2 3,14 2,26 14,2 с-1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,02– ступінь нерівномірності обертання маховика.

 

 

9.

Орієнтовний радіус маховика R = r :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rм

 

J

 

 

7068

4,85м ,

 

(1.2.10)

 

 

m

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де m 300 кг – маса маховика.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.Колова сила на маховику :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ft

Pелр 103

 

183,8 103

2,67 103 н .

(1.2.11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rм

 

 

 

14,2 4,85

 

 

 

L

В

 

В

3

2

4

5

е

1

а

 

в

6

 

в

а

L

В

1

3

е

 

2

4

5

е

в

вб

6

1 – нерухома щока; 2 – рухома щока; 3 – привід рухомої щоки; 4 – привід шатуна; 5 – шатун; 6 – розмірні плити

Рис. 1. Схеми дробарок з простим (а) і складним (б) коливанням щоки

55

Таблиця 1 – Вихідні дані для розрахунку щокових дробарок

Тип дробарки, варіант

 

в,

в,

,

 

 

е*,

 

 

L В, м

 

 

Простого

Складного

 

 

 

 

 

 

мм

мм

кг/м3

 

мм

коливання

коливання

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

11

1,2 1,5

150

20

1500

19

10

 

 

 

 

 

 

 

 

2

12

1,0 1,4

90

18

1400

20

12

 

 

 

 

 

 

 

 

3

13

1,5 0,8

60

15

1200

21

10

4

14

0,8 1,2

75

12

1600

22

13

5

15

0,9 1,2

80

15

1700

22

14

6

16

0,6 0,9

50

14

2200

18

15

7

17

0,5 0,8

50

25

3200

19

13

8

18

0,4 0,7

60

12

2500

20

12

9

19

0,5 0,8

40

10

2800

21

10

10

20

0,45 0,6

45

14

2400

22

12

е* – ексцентриситет (лише для дробарок складного коливання)

Задача 2. Розрахувати основні параметри робочих органів молоткової дробарки і розробити схему ротора, якщо відомо: маса подрібнюваної частинки m кг, час удару с, сила опору руйнування F Н, розрахункова потужність електродвигуна дробарки Pелр , кВт. Дані для розрахунку вибирати з таблиці 2.

Приклад 1. Розрахувати основні параметри робочих органів молоткової дробарки і розробити схему ротора, якщо відомо: маса подрібнюваної частинки m 3 10 5 кг, час удару 10 5 с, сила опору руйнування F 120 Н, потужність 10

кВт.

Під час удару молотка і частинки, енергія удару передається на дробарку і швидко виводить її з ладу. Для зниження ударних дій на дробарку молотки повинні бути врівноважені на удар. Це досягається за умови відсутності або

56

незначній ударній реакції в осі підвіски молотків, що можливе лише при дотриманні певних конструктивних розмірів.

 

 

min

в

 

 

 

ц. в.

 

h

a

l

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

R

м

 

d

м

 

 

 

д

 

 

 

 

 

 

R

 

 

o

 

R

 

 

r

 

 

Рис. 2. Розрахункова схема ротора дробарки

1. Мінімальна колова швидкість молотка, що забезпечує подрібнення:

min

F

 

120 10 5

40м/с .

(2.1.1)

 

m

3 10 5

2. Конструктивно прийнято а 100

мм – довжина, в 40

мм – ширина,

м 10 мм – товщина молотка; молотки з одним отвором.

3.Відстань від центра ваги молотка до осі його підвіски :

с

а2 в2

 

0,12 0,042

0,0193м .

6а

6 0,1

 

 

 

4. Квадрат радіуса інерції молотка відносно його центра ваги :

rc2 а2 в2 0,12 0,042 0,000965м2 12 12

і відносно осі підвіски :

r2 rc2 c2 0,0009652 0,01932 0,001339м2 .

5. Відстань l:

(2.1.2)

(2.1.3)

(2.1.4)

l c 0,5a 0,0193 0,5 0,1 0,0693м .

(2.1.5)

6. Відстань від осі підвіски молотка до осі ротора R та від осі підвіски до

кінця молотка l різні, але досить близькі, що забезпечує

стійкість роботи

дробарки. Рекомендовано:

 

57

R l 3...6 мм 69,3 3...6 72,3...75,3мм .

Прийнято R 0,08 м.

7. Радіус найбільш віддаленої точки молотка :

Rм R l 0,08 0,0693 0,149м .

8. Кутова швидкість найбільш віддаленої точки ( min Rм) :

 

min

 

40

268с 1.

 

0,149

 

Rм

 

9. Маса молотка (для сталі 7850 кг/м3) :

тм ав м 0,1 0,04 0,01 7850 0,314кг .

10.Радіус розміщення центру ваги молотків :

Rц.в. R c 0,08 0,0193 0,1м .

11.Відцентрова сила інерції молотка:

(2.1.6)

(2.1.7)

(2.1.8)

(2.1.9)

(2.1.10)

Fв mм 2Rц.в 0,314 2682 0,1 2255H .

(2.1.11)

12.Діаметр осі підвіски молотка знаходять з умови міцності на згин:

 

 

 

М

F

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зг

 

 

 

в

 

зг ;

 

 

 

W

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

о

2 0,1dом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dом 3

Fв м

 

1,713

Fв м

 

1,713

2255 10

 

10,4мм

0,2

зг

 

зг

 

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де зг 100МПа допустимі напруження згину.

Прийнято dом 12мм .

Перевірка можливості зрізу осі:

(2.1.12.1)

(2.1.12.2)

зр

4Fв

 

4 2255

25,2МПа

зр

60МПа .

(2.1.12.3)

 

do2м

 

3,14 122

 

 

 

м

 

Fв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

д

 

 

 

Рис. 3. Схема розрахунку осі молотка

58

13.Діаметр вала ротора:

 

 

 

Рр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

dв 0,0523

ел

 

0,0523

 

 

 

0,0174м 17,4мм .

(2.1.13)

 

 

268

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прийнято, з врахуванням ослаблення вала шпонковим пазом

dв 20мм ;

d1 1,2dв 1,2 20 24мм ; dп 25мм ;

dо 1,2 dп 1,2 25 30мм (рис.4).

 

14. Товщина диска ротора (за умови незминання диска на осі підвісу

молотка):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зм

 

 

Fв

 

зм ,

(2.1.14.1)

 

 

dом д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fв

2255

 

 

3,13мм ,

(2.1.14.2)

 

д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dом зм 12 60

 

 

де зм 60МПа – допустимі напруження зминання ( зм 60...88МПа) .

Прийнято д 5мм .

 

1

в

d

d

 

 

д

 

o

п

d

d

 

Рис. 4. Конструкція вала ротора

15.Мінімальний розмір перемички :

 

 

Fв

 

 

 

 

 

 

 

зр

 

 

зр

 

 

2 дhmin

 

 

 

 

 

 

 

hmin

 

Fв

 

2255

 

3,96мм ,

 

2 д зр

2 5 57

 

 

 

 

де зр 57МПа

– допустимі напруження зрізу ( зр 0,2...0,3 т; т

Прийнято hmin 4мм .

 

 

 

 

 

 

 

16. Зовнішній діаметр диска :

 

 

 

 

 

 

 

 

Rд R 0,5dом hmin 80 0,5 12 4 90мм .

(2.1.15)

(2.1.15.1)

0,8 в) .

(2.1.16)

59

17. Максимальне колове напруження в диску на твірній центрального отвору :

tmax 2 0,825Rд2 0,175ro2 7850 2682

0,825 0,092 0,175 0,0152 38 105 H/м2,

 

(2.1.17)

 

 

де 7850 кг/м3– густина сталі;

 

 

 

 

 

ro – радіус центрального отвору в диску (ro dо 2

30 2 15мм ).

 

18. Колове напруження від сил інерції молотків :

 

 

 

t

FвRz

 

2255 0,08 4

,

 

д R2 ro2

3,14 0,05 0,082

0,0152

(2.1.18)

74,4 104 H/м2

де z 4 – кількість молотків на диску ротора. 19. Сумарне напруження :

tmax t

38 105 7,4 105

 

 

(2.1.19)

45,4 105н/м2

в 500 106Н/м2

,

 

 

 

де в 500 106H/м2 – границя міцності для дисків з вуглецевих сталей.

20. Мінімальний розмір шматків подрібнення :

 

 

 

 

dmin

2300 p

 

 

 

2300 0,9

 

0,0026м 2,6мм

,

(2.1.20)

o 1,5

 

2300 501,5

 

 

 

 

 

де p 0,9H/м2 – границя міцності вапняку (вапняк взято для прикладу);

o 2300 кг/м3 – густина вапняку; min 0,8 400,8 50м/с .

21. Необхідна потужність електродвигуна при подрібненні вапняку, кВт:

 

Рр

K K

2

 

D2L

р

 

,

(2.1.21)

 

ел

1

 

o д

 

де K1 1,5 10 4 – коефіцієнт для сит з діаметром отворів до 3 мм;

 

K2 6,4...10,5 кВт/(кг/с)

коефіцієнт,

 

що враховує

ступінь

подрібнення. Прийнято K2 8 кВт/(кг /с) ;

Lр – довжина ротора.

Lр 0,32...0,64 Dд 0,32...0,64 180 57,6...115,2 мм.

Прийнято Lр 80мм . Тоді :

60

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]