книги из ГПНТБ / Дозирование литейных материалов

i

Очевидно, что это условие может быть обеспечено путем соответственного увеличения значения а, которое в свою очередь зависит от параметров выходного отверстия расходного бункера.

1

-L - .

я35

зирования. По той же причине не могут быть увеличены больше допустимых значений и размеры отверстия в нижней части бун­ кера. Бели руководствоваться числовыми величинами #=1,0-г-

1150,25

0,50

1450,25

0,50

0,75

30

-т-2,5 м при &з=1,0 и а = 0,3-М,0, применяемыми на практике, то из уравнения (П.б) можно найти тот требуемый коэффициент внутреннего трения, который при указанных размерах обеспечит выход шихты из бункера fT = 0,3-=-0,4.

Из сравнения величин коэффициентов внутреннего трения фактического f=l,4-f-l,9 и требуемого / т = 0,3-^0,4 можно сде­ лать вывод, что решение поставленной задачи связано с пониже­ нием величины фактического значения f в пять-шесть раз. Это подтверждает предположение о том, что выбор параметров бун­ кера из условия (П.б) при /=1,44-1,9 не имеет практического смысла. Например, при указанной ранее высоте //=1-г-2,5 м размеры нижнего выреза должны быть примерно 2а = 2-=-5 м, a размеры бункера по длине — не менее 8—12 м.

Понижение величины f может быть достигнуто двумя путями: увеличением Р\ при постоянном Тх (см. (II.7)), что практически очень трудно, и уменьшением внутреннего давления одного на другой кусков материала, находящихся над поверхностью интен­ сивного сводообразования.

Второй путь наиболее рациональный и может "быть реали­ зован путем применения ударного воздействия таким образом, чтобы импульсная сила, возникающая при ударе в слое -шихты над сводом, была направлена против силы тяжести. В этом слу­ чае давление между кусками шихты резко ослабляется и величи­ на f скачкообразно уменьшается.

Режим ударного воздействия для бункерных установок мож­ но осуществить путем периодического подъема и последователь­ ного падения задней части бункера, подвешенного на осях (рис. 14). Шихта, находящаяся над сводом, получает при ударе движение вверх.

Импульсная сила, возникающая в месте удара, направлена вниз и может быть выражена следующим образом [50]:

(11.10)

где Р0 — статическая нагрузка на опору; t — время падения бун­ кера с шихтой; т — продолжительность удара, которая для слу­ чая применения амортизирующих прокладок в месте соударя­ ющихся тел принимается около 0,1 сек.

Импульсная сила, приложенная к материалу шихты, находя­ щемуся над образовавшимся сводом, действует вверх и состав­ ляет

(11.11)

где Ii и k — расстояния от оси подвески до центра тяжести ших­ ты, находящейся над сводом, и опоры соответственно.

31

где Qe — общий вес бункера с шихтой; Іс — расстояние от оси подвески до центра тяжести бункера с шихтой.

Из закона количества движения при колебательном режиме

Таким образом получаем выражение высоты падения задней стенки расходного бункера для обеспечения разрушения сводов шихтовых материалов. Значение Fi выбирается из условия

где Р с ;— вес шихты, находящейся над поверхностью свода. Подающее устройство обеспечивает надежную работу при

правильном выборе других конструктивных параметров (рис. 15). Для определения размеров выходных отверстий в бункере рекомендуются следующие проверенцые на практике соотноше-

32

ния:

а = (1,25^- 1,5)/; at = Ь = (1,25 -г- 1,5)а,

(11.19)

^ ш а х ^ ^ Т ^ . '

где a, ô — соответственно ширина и длина нижнего выходного отверстия; а\, h — соответственно ширина и высота выходного

Если максимальный размер /Шах куска материала ограничен по условиям, ширину а выходного отверстия следует выбирать

ордината центра тяжести бункера, который находится в плоско­ сти XOZ, в предположении равномерного заполнения бункера материалом и совпадения центра тяжести материала с центром тяжести тары бункера с достаточной для практики достоверно­ стью определяется уравнением

жести соответствующих частей бункера; V — общий объем бунке­ ра.

Усилие подъема задней части бункера R зависит от располо­ жения оси Оі—Оц поворота бункера и должно удовлетворять ра­ венству

Задавшись значением усилия, которое согласно уравнению

При выборе места подъема и оси поворота бункера следует из­ бегать излишнего увеличения длины питателя.

Силу удара, а следовательно, и реакцию опоры, возникаю­ щую в момент удара бункера об опору в конце свободного паде­ ния его вниз, можно определять, пользуясь уравнением

где А — амплитуда колебаний (встряхиваний) ; R — усилие; L i , L 2 , Х-а — размеры бункера.

Время деформации опоры т зависит от рода соударяющихся тел. Предполагается, что опора, воспринимающая удар, имеет податливое основание (резиновую или деревянную подкладку).

Площадь соударяющихся поверхностей (воспринимающей удар опоры и соприкасающейся с этой опорой части бункера) можно определить из условия

где <т — допустимое напряжение для материала поверхности опо­ ры; \ — коэффициент одновременного использования поверхности опоры; можно принять 1=0,8.

Место расположения опор, воспринимающих удар падающего бункера, выбирается исходя из конструктивных соображений и значений усилий, определяемых по уравнению (11.24). Для уменьшения шума и увеличения продолжительности удара опо­ ры рекомендуется снабжать податливыми подкладками (рези­ новыми, деревянными и др.).

34

Мощность, необходимая для поднятия бункера, определяется

где п — число ударов в минуту; ф — угол поворота кулачкового диска, соответствующий одному подъему бункера.

Рис. 16. Установка подачи шихтовых металлических материалов с нестационарным креплением расходного бункера.

Питатель для подачи металлических составляющих рекомен­ дуется принимать траковый. Длину питателя определяют кон­ структивно в зависимости от места разгрузки шихты, размера бункера, типа и места расположения кулачкового диска. Ширину питателя можно находить из условия ß = a + (100ч-200) мм. Ско­ рость питателя желательно принимать возможно меньшей, но достаточной для обеспечения требуемой производительности установки. На питателе устанавливают щитки, направляющие движение шихты, а на выходе — пальцевый затвор, который не допускает падения кусков шихты после остановки питателя.

Промышленное исполнение установки подачи шихты (рис. 16) предусматривает работу как в дистанционном ручном, так и в автоматическом режиме. Загрузку шихтовыми материалами рас­ ходного бункера 9, установленного на опорах 10, обычно осу­ ществляют магнитной шайбой. Для предотвращения поломок питателя 15 от ударов падающей шихты бункер снабжается ме­ таллическим козырьком 11, сваренным из листового железа толщиной 8 мм на каркасе из уголков или швеллеров. Подача материала во взвешивающее устройство осуществляется пита­ телем после включения привода 1, 2. Высота слоя выходящей из бункера шихты может регулироваться при помощи подвижной

заслонки 12. При нормальном выходе шихты из расходного бун­ кера механизм ударного воздействия 6, 7 отключен. В случае образования свода в расходном бункере подача материала на работающий питатель прекращается. При этом свободно подве­

Практически предлагаемые установки подачи шихты обеспе­

36

Д ля подачи неметаллических кусковых материалов с относи­ тельно небольшим объемным весом, например кокса, известняка и др., используются подающие устройства со стационарным креп­ лением расходного бункера / и вибролотковым питателем (рис. 17). Лоток 4 с одной стороны крепится к амортизирующей подвеске 5, а с другой — регулируемой по высоте тяге 2: вибро­ привод 3 расположен на переднем конце лотка. В качестве виб­ ропривода используются пневматические вибраторы, электро­ магниты переменного тока с подвижным сердечником, электроме­ ханические вибраторы с применением эксцентриков и шкивов со смещенной от центра вращения массой. Расположение вибропри­ вода на установке подачи и вызываемое им действие сил могут быть различными. Известны установки с креплением привода к задней, передней и нижней частям лотка, а сообщаемые послед­ нему движения — от плоско-параллельного до сложного.

Достаточно эффективны в таких установках подачи коксаизвестняка также вибраторы, применяемые для разрушения сводов материала в бункерах. Вибраторы обычно крепятся к зад­ ней стенке бункера.

2. ПОДАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ФОРМОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

При создании надежных дозирующих устройств для систем смесеприготовления с широким диапазоном расходов большое значение имеет выбор подающего устройства, обеспечивающего бесперебойную равномерную подачу дозируемого материала из расходного бункера в приемное устройство дозатора. В настоя­ щее время в смесеприготовительных отделениях литейных цехов нашли применение различные подающие устройства, которые отличаются как по конструкции, так и по принципу действия. В зависимости от характера движения рабочего органа питатели сыпучих материалов можно разбить на следующие основные группы: питатели с тяговым органом; питатели с колебательным движением рабочего органа; питатели с вращательным движе­ нием рабочего органа.

Питатели с тяговым органом. К данному типу питателей отно­ сятся ленточные, пластинчатые и скребковые [35, 61]. Самое широкое распространение получили ленточные питатели.

Ленточный питатель (рис. 18) представляет собой короткий ленточный конвейер. Рабочим органом является прорезиненная лента, огибающая приводной и натяжной барабаны. Рабочая ветвь ленты опирается на ролики или стол. На ленте располо­ жены вертикальные борты, препятствующие растеканию пода­ ваемого материала.

Производительность ленточного питателя регулируется за­ слонкой, которая расположена на передней стенке бункера и мо­ жет перемещаться в направляющих, или изменением скорости

37

ленты. Скорость ленты может изменяться регулируемым электро­ приводом или бесступенчатым вариатором с сервоприводом. По нашему мнению, применение вариатора с приводом не только снижает эксплуатационную надежность питателя, но и ухуд­ шает его динамические характеристики, что приобретает особое значение в дозаторах непрерывного действия, когда питатель

является элементом системы автоматического регулирования рас­ хода. Поэтому при выборе ленточного питателя предпочтение следует отдать питателю с регулируемым электроприводом, в качестве которого целесообразно использовать двигатель посто­ янного тока.

Ленточные питатели применяются для подачи песка, горелой смеси, готовой формовочной смеси. При подаче материалов, склонных к сводообразованию (например, влажного песка, пыле­ видных материалов, горелой смеси и др.), необходимо на расход­ ные бункеры устанавливать устройства, препятствующие сводо­ образованию, например вибраторы различных типов [61, 65].

Питатели с колебательным движением рабочего органа мо­

к днищу лотка и перемещается вперед. При обратном ходе лоток опускается, давление материала на днище уменьшается и он продолжает некоторое время скользить по лотку. Лоток уста­ навливается на пружинах (рессорах) или подвешивается к бун­ керу при помощи тяг. Колебательное движение лотка создается кривошипно-шатунным механизмом.

Вибрационный питатель по устройству подобен встряхиваю­ щему, однако в качестве привода чаще всего используется пнев-

38

матический или электромагнитный вибратор [61]. Характер дви­ жения частиц материала на лотке вибрационного питателя отли­ чается от движения на лотке встряхивающего тем, что при обратном ходе лотка происходит отрыв материала от днища. Достигается это за счет увеличения частоты колебаний, которая достигает нескольких тысяч колебаний в минуту. Амплитуда ко­

плавно изменять в широких пределах, изменяя амплитуду или частоту колебаний вибролотка. Колебательные движения лотка передаются также материалу в бункере, что уменьшает вероят­ ность сводообразования.

Данные питатели применяются для подачи горелой смеси, влажного песка, т. е. слеживающихся материалов.

Питатели с вращающимся рабочим органом делятся на бара­ банные, шнековые и тарельчатые.

Барабанные питатели (рис. 20) [35, 65] нашли широкое при­ менение вследствие их простоты и сравнительно небольших габа­ ритных размеров. Рабочим органом питателя является гладкий или разделенный ребрами на ряд отсеков барабан. При враще­ нии барабана подаваемый материал заполняет отсеки, находя­ щиеся вверху, и высыпается из нижних отсеков, попадая в приемное устройство дозатора. Тип барабана выбирается в зави­ симости от характера подаваемого материала и производительно­ сти питателя. Регулирование производительности можно осуще­ ствлять изменением емкости полостей ребристого барабана или изменением его числа оборотов. При регулировании изменением емкости полостей барабан получается сложным. Регулирование изменением числа оборотов барабана может осуществляться в узких пределах, так как при достижении определенного числа оборотов ячейки барабана не успевают заполняться. Вследствие трудности регулирования производительности и повышенного

39