Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Механическое оборудование.doc
Скачиваний:
572
Добавлен:
11.03.2015
Размер:
9.52 Mб
Скачать

§3 Расчет основных параметров

Угол захвата в валковых дробилках — это угол между двумя касательными к поверхности валков в точках соприкосновения с дробимым материалом.

На кусок дробимого материала (рис. 49), имеющего форму шара и массу т, которой ввиду ее незначительности можно пренебречь, действуют силы давления Р от обоих валков и силы трения, рав­ные fP (здесьf — коэффициент трения материалов о валок). Для упрощения эти силы показаны на рис. 49 для одного валка.

Кусок будет затягиваться валками, если 2Pf cosα 2Р sinα или ftgα, а так как f = tg φ (здесь φ— угол трения), то α ≤ φ. Но β = 2α, значит β ≤ 2φ. Таким образом, так же как у щековых и конусных дробилок, угол захвата у валковых дроби­лок для нормального дробления не должен превышать двойной угол трения.

Размер куска, захватываемого валками, можно определить пользуясь схемой на рис. 49.

Если принять, что D и d — диаметры соответственно валка и куска материала, а — ширина выходной щели, то:

Разделив правую и левую часть второго уравнения (27) на d, получим:

Степень измельчения в валковых дробилках в среднем равна 4, тогда a/d = 0,25. Подставив это значение в уравнение (28), по­лучим:

Коэффициент трения f для прочных пород принимается равным 0,3, для влажной глины 0,45. При таких значениях f угол а бу­дет равен 16° 40' и 24° 20', а отношение D/d:

для прочных пород

для влажных глин

Обычно для гладких валков отношение D/d принимают равным 20, для зубчатых и рифленых валков 2—6, так как в последнем случае кусок материала затягивается при непосредственном за­хвате его поверхностью рабочего органа.

Производительность валковых дробилок можно вычислить, если представить процесс дробления как движение ленты материала. За один оборот валка объем ленты материала (м3), прошедший че­рез выходную щель, будет

V= πDLa,

где D — диаметр валка; L — длина валка; а— ширина выходной щели.

Производительность дробилки (м3/с) при частоте вращения вала п:

Q = πDLan.

Так как обычно длина валка используется неполностью и ма­териал выходит из дробилки в разрыхленном виде, а не плотной лентой, то в формулу производительности вводят коэффициент μ, учитывающий степень разрыхленности материала.

Для прочных материалов ;

для влажных вязких .

При работе машины на прочных материалах под действием уси­лий дробления предохранительные пружины несколько деформи­руются и валки расходятся, поэтому при расчетах размер выход­ной щели назначают равным 1,25α.

В формулу вводят также объемную массу дробимого материала ρ (кг/м3), тогда производитель­ность валковой дробилки (кг/с)

Частоту вращения валков (об/с) определяют по формуле, пред­ложенной проф. Л. Б. Левенсоном:

где f — коэффициент трения материала о валок; d диаметр куска исходного материала, м; D — диаметр валка, м.

Частота вращения валка должна быть тем меньше, чем больше его диаметр, а также диаметр поступающих кусков и их объемная масса и чем меньше коэффициент трения между куском материала и валками. По формуле (29) определяют максимально возможную частоту вращения валков. Для уменьшения износа бандажей и более устойчивой и спокойной работы валковой дробилки окруж­ная скорость валков должна быть равной 2—7 м/с.

Усилия в деталях валковой дробилки определяются нагрузкой,

которая создается пружинами предохранительного устройства. Эта нагрузка зависит от многих факторов и может быть вычислена лишь приближенно.

Предположим, что суммарное усилие (Н) между валками при дроблении материала равно Р. Площадь (м2), на которой будет

действовать это усилие:

F = Ll,

где L— длина валков, м; l = = /2— длина дуги на участке измельчения материала, м; R — радиус валка, м; α— угол дуги, рад.

Поскольку при измельчении прочных материалов а = 16° 40',

то

(30)

(30)

где σ— предел прочности материала при сжатии, Н/м2; коэффициент разрыхления материала (для прочных пород μ=0,2÷0,3; для глины μ=0,4÷0,6)

Подставив значения l и μ в формулу (30), получим:

для прочных пород

для глин

Сила нажатия пружин подвижного валка должна обеспечивать суммарные значения Р.

Установочную мощность электродвигателя валковой дро­билки Nдв можно определить, если учесть затраты мощности на дробление материала и трение в подшипниках, т. е. на преодоле­ние всех сопротивлений при работе машины:

где N1 — мощность, расходуемая на дробление материала; N2 — мощность, рас­ходуемая на трение в подшипниках; η— КПД.

При захвате валками кусков материала среднее суммарное уси­лие дробления Рср вызывает силу трения, равную fPcp (здесь f — коэффициент трения). Произведение этой силы на радиус валка R представляет собой момент силы, на преодоление которого рас­ходуется мощность двигателя.

Произведение момента силы трения и угловой скорости валка ω= πп/30 определяет мощность N1 необходимую для дробления:

Подставив значение Рср из формулы (30) в формулу (32), по­лучим:

Мощность, необходимая на преодоление трения в подшипниках:

где z— диаметр шейки вала, м; f1 — коэффициент трения качения, приведенный к валу; Q— сила тяжести валка, Н; Рср— среднее усилие дробления, Н.

Из формул (31)—(34) окончательно формула для определения установочной мощности электродвигателя валковой дробилки бу­дет иметь вид: