Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчет рабочих органов машин для предприятий хранения и переработки зерна. Учебное пособие
.pdf
ственный) или мелких частиц (искусственный) горных пород. Материалом для естественного жернова служат твёрдые горные породы – кварцит (лучший), песчаник и гранит. Искусственные жернова
делаются из дроблёного кремня, кварцита, наждака и смеси наждака с кремнем (полунаждачный), сцементированных хлористым
магнием или каустическим магнезитом. На рабочих поверхностях
жернова насекаются бороздки (рис 2.6), кромки которых являются
режущими органами. Жернова с острыми кромками быстрее раскалывают частицы зерна.
а) б)
Рис. 2.6. Схема жернова: а – рабочая поверхность жёрнова: А – отверстие (глаз), через
которое поступает продукт; Б+В – пояс (глоток), служащий для предварительного измельчения продукта; Г+Д – мелющий пояс (полоз); Е – отверстие в нижнем жёрнове;
2R – диаметр; Н и H1 – высота верхнего и нижнего жёрнова; h и h1 – высоты рабочих
поверхностей; б – профиль бороздок жёрнова
Расчет мельничного постава выполнен на примере станка
ММЖ-0,5.
Исходные данные: производительность по зерну, кг/с (т/ч)
G = 0,11(0,4).
Определяемые параметры:
D – диаметры жерновов, м;
n – частота вращения жернова-бегуна, мин-1;
Nдв – мощность электродвигателя привода, кВт.
Расчёт. Диаметр жернова D определим из условия рекомен-
дуемой производительности на 1 пог. см диаметра (q = 7…7,5 кг/ч –
на 1 пог. см)
где G = 400кг/ч – заданная производительность станка.
41
Основные конструктивные параметры жернова при D = 550
,
изм
ц ср
s
ср
S
.15
1,0
5,1
мм, рекомендуемые в литературе, следующие:
= 3...40; 1 = 30…400; = 200 мм;
d1 = 290 мм; d2 = 430 мм.
Частоту вращения жернова – бегуна определим по формуле
где – окружная скорость жернова (рекомендуется принимать бо-
лее 12 м/с).
Удельную работу измельчения определим по формуле
А
= С1 lg3 + С2( – 1),
изм
где С1 и С2 – опытные коэффициенты (для зерновых С1 10 кДж/кг
и С2 6 кДж/кг); – степень измельчения.
где S
= 1,5мм – средний размер целого зерна; s
ср ц
= 0,1 мм –
ср изм
средний размер измельченного продукта.
А
= 10 1g153+6(15-1) = 119 кДж/кг.
изм
Мощность, требующаяся для процесса измельчения:
N
изм
= А
изм
q,
где q = 0,11кг/с – секундная подача продукта.
N
= 119 0,11 = 13 кВт.
изм
Мощность электродвигателя с учетом КПД:
где 0 – общий КПД привода; k3 1,05…1,25 – коэффициент запаса
мощности.
= 14,5 кВт.
42
3. МАШИНЫ ДЛЯ СОРТИРОВАНИЯ
ПРОДУКТОВ РАЗМОЛА
3.1. Рассев
На современных мукомольных заводах для сортирования про-
дуктов размола зерна используют рассевы.
Рабочие органы рассева – ситовые корпуса, состоящие из
уложенных друг на друга деревянных рам с натянутыми горизонтальными ситами.
Ситовые корпуса совершают круговое поступательное движение в горизонтальной плоскости. Продукты измельчения, перемещаясь по ситам рассева, переходят сверху вниз с рамы на раму и
постепенно просеиваются, разделяясь на несколько фракций, отличающихся крупностью частиц. Эффект работы всех технологических машин мукомольного завода в большой степени зависит от того, насколько все фракции оказываются однородными по крупности
частиц. Рассевы применяют и на крупозаводах для сортирования
зерна, продуктов шелушения и крупы.
Рассевы устанавливают в следующих системах размольного
отделения:
I, II, III драные (крупные и мелкие);
IV и V драные, 1-я и 2-я сортировочные и шлифовочные
№ 1, 2, 3 и 4;
1-я и 2-я размольные;
VI драная, 3-я и 4-я сортировочные, вымольные и сходовые
(пересев отрубей и др.);
3-я, 4-я, 5-я, 6-я, 7-я, 8-я и 9-я размольные;
контроль муки.
Технологическую эффективность сортирования в рассевах
оценивают:
нагрузкой;
удельной нагрузкой;
коэффициентом извлечения;
коэффициентом недосева.
43
Нагрузка, или производительность, — это масса исходной
смеси, поступающей в машину в единицу времени. Производи-
тельность обычно измеряется нагрузкой в тоннах на одну секцию рассева. Производительность рассева зависит от его места в
технологической схеме, например, производительность одной
секции рассева на I драной системе составляет 75–84 т/сут,
на 1-й размольной системе – 38–52, а на контроле муки –
64–114 т/сут.
Применительно к различным технологическим системам
используют показатели удельной нагрузки. Удельной нагрузкой
считается нагрузка в килограммах на 1 м2 ситовой поверхности
рассева для данной системы в сутки. Удельная нагрузка на I драную систему составляет 1600-1800 кг/(сут-м2),1-ю размольную
— 800–900, на контроле муки – 1400–2400 кг/(сут-м2).
Для расчета оборудования и общей характеристики процесса просеивания введен нормативный показатель удельной
нагрузки. Он характеризуется отношением суточной производительности мукомольного завода к общей просеивающей поверхности. Для рассевов, входящих в состав комплектного оборудования, эта нагрузка составляет 1330 кг/(сут-м2).
Значение удельной нагрузки в зависимости от культуры, технологической схемы, системы представлено в «Правилах организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах» и «Правилах организации и ведения технологического процесса на крупяных предприятиях».
Правилами допускается иметь величину недосева не более: в
верхних сходах с драных систем 5—10%, в сходах с размольных
систем 10—15%, в нижних сходах с драных и размольных систем
10—15%, в дунстах, поступающих с систем, 10—20%.
Технологический расчёт рассева
Основные параметры рассева (рис. 3.1):
– скорость перемещения продукта;
– ширина канала перемещения продукта;
– технологические показатели работы рассева (определяются
траекторией движения продукта по ситу).
44
расотн
rr
gfr
рас
2
.
fg
ω
рас
кр
r
Рис. 3.1. Схема рассева кинематическая: 1 – корпус; 2 – подвеска (трос или гибкий
стержень); 3 – клиноременная передача; 4 – электродвигатель; 5 – вал; 6 – дебаланс
Кинематический режим рассева
Радиус относительной траектории частицы r
незначитель-
отн
но отличается от радиуса кругового поступательного движения
рассева r
рас
.
.
Радиус движения рассева изменяют установкой грузов балан-
сиров и принимаются из конструктивных соображений равным
0,04 м.
Минимальная частота круговых колебаний рассева n
, при
min
которой частица приобретает критическое ускорение и начинает
перемещаться по ситу, определяется из следующих уравнений:
,
где – угловая скорость вращения рассева, с–1; r – радиус вращения
точки горизонтальной поверхности сита рассева, м; f – коэффициент трения.
Тогда
45
С другой стороны, критическая угловая скорость вращения
30
mi n
n
кр
.
f
30n
рас
r
mi n
Наименование системы
Частота
колебаний, мин-1
Радиус
колебаний, мм
I, II, III драные (крупные и мелкие)
220
45-47
IV и V драные, 1-я и 2-я сортировочные и шли-
фовочные № 1, 2, 3 и 4
220
40-45
1-я и 2-я размольные
220
40-50
VI драная, 3-я и 4-я сортировочные, вымольные и
сходовые (пересев отрубей и др.)
240
40-42
3-я, 4-я, 5-я, 6-я, 7-я, 8-я и 9-я размольные
240
37-42
Контроль муки
240
35-40
при частоте вращения n
min
.
Минимальная частота вращения:
Для того чтобы обеспечить относительное движение продукта
по ситу, фактическая частота круговых колебаний рассева должна
быть выше минимальной частоты.
n
=(1,2..2)‧n
рас
min
Значения кинематических параметров рассевов представлены
в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Кинематические параметры рассевов
Размеры сита.
Оптимальным считается соотношение L/B=2, при котором
обеспечивается эффективное просеивание продуктов измельчения. Размер ситового канала при небольшой длине шкафа в рассе-
вах шкафного типа составляет 400800 мм, пакетного типа
4601600 мм.
Проектируемый рассев – шкафного типа.
Конструктивно выбираем размер ситового канала 400800 мм.
46
Технологическим показателем работы рассева является удельная
S
Q
q
,1SZS
рас
/ηNNNN
321дв
нагрузка:
,
где Q – производительность производства, кг/сут; S – поверхность
сит на просеивающих машинах, м2.
Значение q (кг/(м2·сут)) принимают равным 700÷4800
кг/(м2·сут) согласно технологическому регламенту ведения процесса («Правилам организации и ведения технологического процесса
на мукомольных заводах» и «Правилам организации и ведения
технологического процесса на крупяных предприятиях»).
Проверочный расчёт на допустимую удельную нагрузку
(должно соблюдаться условие):
q
≤ q,
расч.
где q
где Q
– расчетная удельная нагрузка, кг/(м2·сут);
расч.
– нагрузка на одну секцию рассева в сутки, кг/сут; S
рас
рас
–
поверхность сит одной секции рассева, м2;
где z – количество ситовых рам в секции рассева; S1 – поверхность
ситовой рамы.
Расчёт мощности рассева.
Мощность N электродвигателя рассева рассчитывается по
формулам, Вт:
,
где N1 – мощность, затрачиваемая на преодоление трения продукта о
сита и сборные днища; N2 – мощность, затрачиваемая на
преодоление трения в подшипниках привода; N3=150…300
Вт – мощность, затрачиваемая на преодоление трения о
воздух; η – КПД передачи энергии от двигателя к валу дебаланса.
47
Мощность, затрачиваемая на преодоление трения продукта о
рас1
rf gN
пр
m
П
3
Прас212
dωfr mm0,5N
,
cos
r
Rv
сита и сборные днища
,
где mпр – масса продукта в рассеве, кг; f – коэффициент трения
скольжения частицы по ситу или коэффициент сопротивления сдвигу нижнего слоя продукта;
Мощность, затрачиваемая на преодоление трения в подшип-
никах привода
,
где m1 – масса корпуса; m2 – масса рамы; fП – коэффициент трения в
подшипниках; dП – наружный диаметр подшипника, м;
3.2. Бурат
Рабочим органом бурата является барабан в форме цилиндра,
шестигранной призмы или пирамиды с натянутыми на их поверхность ситами. В шестигранном барабане просеивание является более энергичным, поскольку происходит удар частиц при падении с
одной грани на другую. Сита очищаются механизмом ударного
действия. В барабане в форме цилиндра для очистки сит применяют щёточный механизм.
На рис. 3.2 показана схема движения частицы, расположенной
на сите, которое вращается с постоянной угловой скоростью вокруг
горизонтальной оси О.
где v – скорость частицы, м/с; R – радиус вращения частицы, м;
r – радиус вписанной окружности, т. е. наименьший радиус
сила mv2/R. Их можно разложить по двум направлениям: касательному и нормальному к грани АВ, т. е.:
вращения грани сита, м; β – угол, образованный радиусами
R и r.
На частицу α действуют сила тяжести G=mg и центробежная
48
sinsin
2
R
mv
GТ
(тангенциальное направление);
coscos
2
R
mv
GN
,coscossinsin
22
R
mv
Gf
R
mv
G
dt
dv
m
f
coscos
2
R
mv
G
sinsin
2
R
mv
G
Условие просеивания частицы возможно лишь при её относи-
тельном движении по ситу.
Для определения частоты вращения сита запишем уравнение
движения частицы по ситу:
(силы нормального давления).
где
– сила трения;
– движущая сила.
Рис. 3.2. Схема к расчёту скорости сита,
вращающегося вокруг горизонтальной оси
49
Сделав соответствующие преобразования (сократим на mg),
tgf
g
r
f
dt
dv
g
2
cossin
1
;cossin
2
tgf
g
r
f
tgf
f
r
n
cossin30
2
2
tgf
f
r
n
cossin1
30
58,0
1
30
max
fr
n
fr
n
1
30
max
f
r
v
max
f
r
v 2,1
получим:
.
Для движения частицы по ситу необходимо, чтобы dv/dt>0,
или
;
.
Предельное положение грани АВ, при котором возможно про-
сеивание частицы α, будет соответствовать α=90º. Поэтому в шестигранном рабочем органе предельное значение β будет равно 30º.
Тогда
.
В цилиндрическом рабочем органе β=0, поэтому
.
Зная значение максимальной частоты вращения n
можно
max
определить максимально допустимую скорость рабочего органа:
. (3.1)
Выведенную формулу (3.1) можно применять к слою толщи-
ной в одну частицу. Для слоя продукта другой толщины необходимо внести поправочные коэффициенты. На практике применяют
.
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]