9

На рис. 1.8 позначено: центр обертання щелепи — O; r — радіус кривошипа; L — плече дії зусилля Т; l — плече дії зусилля Q; K — плече дії реакції R.

Рис. 1.8

Середнє значення максимального зусилля за один хід щелепи:

Qср = О+ Qmax + О = Qmax .

2 2

Робота роздавлювання на шляху ходу щелепи S

А= QсрS = Qmax2 S;

звідки знаходимо зусилля роздавлювання:

Q = 2SA ,

де A = Nn , кДж.

11

Тоді

За відомим значенням Q визначають основні зусилля, що діють у вузлах машини. Щоб спростити розрахунок, припускаємо рівність кутів β1 і β2 і вважаємо, що в цьому випадку шатун СD займає вертикальне положення.

Зусилля Т визначаємо із суми моментів відносно точки О: ∑MO = −Ql +TL = 0,

звідки

T = QlL .

З паралелограма сил, прикладених у точці С, визначаємо зусилля Р в шатуні СD:

P = 2T cosβ,

де β — кут між розпірною плитою і шатуном. Реакцію R визначаємо із суми моментів у точці В:

∑MB =Q(k −l) − Rk = 0,

звідки

R = Q(kk−l) .

Графічний метод. Щоб розрахувати зусилля у щелепній дробарці з простим коливанням рухомої щелепи, аналітично визначаємо значення зусилля Q за формулою (1.3) і в масштабі відкладаємо від центра шматка матеріалу, який вважаємо кулею, перпендикулярно до рухомої щелепи та продовжуємо лінію дії сили (рис. 1.9). Проводимо вісь розпірної плити до перетинання з лінією дії зусилля Q. Будуємо паралелограм сил, попередньо провівши лінію дії реакції R на підвіску рухомої щелепи. Таким чином одержуємо величину і напрямок реакції R.

Переносимо в масштабі зусилля R і Т в точки їх прикладання і будуємо паралелограм сил у точці С. Одержуємо зусилля, що діє в шатуні, і зусилля, що діє в другій плиті.

Для дробарки зі складним коливанням щелепи відкладаємо в масштабі зусилля Q під кутом 90° до рухомої щелепи (рис. 1.10).

12

S

Рис. 1.9

Рис. 1.10

Продовжуємо лінію розпірної плити СD до перетинання з лінією дії сили Q і отриману точку М з’єднуємо з точкою В. Будуємо паралелограм сил, у результаті одержимо зусилля R і Т (Т — сила розпірної плити СD; R — сила тиску на вісь підвіска рухомої щелепи). Переносимо дію зусилля R у точку В і розкладаємо на складові. Перша складова Р спрямована по дотичній до точки В. Друга складова — зусилля S — спрямована до центра обертання. Зусилля S діє на ексцентриковий вал і на підшипники. Тангенціальна сила Р розвиває момент Рr, який чинить опір обертанню вала дробарки.

13

Силу, що рухає матеріал Р, визначають так:

де G = mg; m — маса шматка; a — прискорення руху шматка. Розв’язуючи рівняння (1.4) щодо прискорення, одержуємо

a = g(sinγ – fcosγ).

Тоді шлях шматка, що дорівнює довжині зони паралельності, визначають так:

Розв’язуючи рівняння (1.5) щодо обертової частоти n, одержуємо

де γ — кут між твірною і основою рухомого конуса, γ = 40…45°; f — коефіцієнт тертя; L = 0,08dн; dн — нижній діаметр рухомого конуса, м (рис. 1.15).

Dв

dв

L = 0,08dн

H

e

γ = 41°

dн

Dср

Рис. 1.15

Визначення продуктивності. Площу перерізу об’єму, що випадає, для дробарки з крутим конусом визначають (див. рис. 1.13) так:

16

За один оберт випадає об’єм матеріалу

V = FµπD1,

де µ — коефіцієнт розпушення матеріалу; D1 ≈ Dн — нижній діаметр нерухомого конуса.

Масова продуктивність

Пρ = 3600Vnρ = 3600dнdсрµSρn , tg α1 + tg α2

де лінійні розміри виражено в метрах. Для дробарки з положистим конусом

F = Le = 0,08dне.

Тоді

Пρ = 3600Vnρ = 288dн2ndсрµρπ.

Потужність дробарок визначають за формулою (1.2), якщо ηд = 0,2…0,3.

1.2.3. Валкові дробарки

Валкові дробарки широко застосовують у хімічній промисловості для подрібнювання матеріалів середньої і малої міцності, вторинного дроблення твердих і крихких порід.

Залежно від фізико-механічних властивостей подрібнюваного матеріалу і технологічного призначення продукту дроблення використовують валки з різною робочою поверхнею: гладкою, рифленою, зубчастою чи ребристою.

Валкові дробарки бувають: із зубцюватими валками; каменевідбірні; з гладкими валками для попереднього й остаточного дроблення; з дірчастими валками; одновалкові; для брикетування; комбіновані. Продуктивність валкових дробарок досягає 100 м3/г, ступінь подрібнювання 4…15.

Кут захоплення. Для визначення кута захоплення валкової дробарки розглянемо рис. 1.16.

Для того щоб шматок матеріалу був втягнутий між валками, потрібно, щоб

2Pfcosα ≥ 2Psinα.

Дістанемо

β ≤ 2α ≤ 2ϕ.

17

2e R

Рис. 1.16

Співвідношення між розмірами валків і шматків подрібнюваного матеріалу визначаємо за рис. 1.16:

D + 2e = (D + Dср)cosα,

звідки

D = Dср cos α − 2e . 1 − cos α

Критичну обертову частоту валків визначаємо за формулою Левенсона, с–1:

де ρ — об’ємна маса матеріалу, т/м3; Dср — середній діаметр шматків на вході, м; D — діаметр валка, м.

На практиці розрахункову обертову частоту варто зменшувати на

20—35 %.

Визначення продуктивності. Площа перерізу вихідної стрічки матеріалу дорівнює F = L·2e. З урахуванням швидкості стрічки і ступеня розпушення матеріалу в стрічці продуктивність, т/г,

Пρ = 3600πDnLeµl,

де L — довжина валків, м; е — ширина щілини, м; µ — коефіцієнт розпушення, який застосовують для в’язких вологих матеріалів, µ = 0,5…0,6.

Потужність валкових дробарок визначають за формулою (1.2), якщо

ηg = 0,25.

18

1.2.4. Молоткові дробарки

Молоткові дробарки застосовують для подрібнювання крихких матеріалів з невеликою вологістю.

Подрібнювання в молотковій дробарці відбувається внаслідок:

—удару швидкообертових молотків безпосередньо по шматках матеріалу й удару шматків один об один;

—удару матеріалу об дробильні плити;

—подрібнювання матеріалу між молотками і броньовими плитами;

—подрібнювання матеріалу між молотками і колосниками.

На підставі конструктивних ознак молоткові дробарки поділяють за кількістю роторів на однороторні і двороторні, за способом кріплення молотків — із жорстко закріпленими і шарнірнопідвішеними молотками, за розміщенням молотків — однорядні й багаторядні. Продуктивність молоткових дробарок залежно від розмірів машини і шматків, що надходять до неї, ступеня подрібнювання і твердості матеріалу коливається в межах від 3 до 250 т/г.

Розрахування параметрів ротора. Довжина молотка

Lм = (0,4...0,5) D2р ,

де Dp — діаметр ротора, м.

Швидкість молотка після удару визначають з рівняння динамічної рівноваги (рис. 1.17):

де V1 — колова швидкість центра ваги молотка після удару, м/с; М0 — маса молотка, кг; IA — момент інерції ротора, кг·м2; m — маса максимального розміру шматка подрібнюваного матеріалу, кг; z — кількість молотків; ω1 — кутова швидкість молотка після удару, 1/с; Vк = (R + + l1)ωк — колова швидкість центра ваги до удару, м/с; Vшм — швидкість шматка подрібнюваного матеріалу у напрямку колової швидкості ротора. За вертикального завантаження Vшм = 0.

Розрахування продуктивності молоткової дробарки. Продуктив-

ність молоткової дробарки визначають за емпіричною формулою, т/г,

Пρ = 6DpLp2n,

де Dp — діаметр ротора, м; Lp — довжина ротора, м; n — обертова частота, с–1.

19