13 Расчет лопастного смесителя непрерывного действия

Задание. Определить основные конструктивные параметры двух-вального смесителя для приготовления наполнительной формовочной смеси.

Исходные данные. Прочность сырой смеси =0,35 кг/см², производительность смесителя Q=60 т/ч, технологически необходимое время перемешивания t=2.5 мин (рисунок 13.1).

Решение.

1 Весовая емкость смесителя

G_см=

G_см==2500 кг;

2 Объемная емкость смесителя

V_см=

где ₀  удельный вес разрыхленной смеси, кг/м³;

V_см==2,1 м³

3 Радиус корпуса смесителя

R=

где =45, =1;

2i_коп общее количество пар лопастей

(принимаем равным 36)

R= 0,34 м

4 Ширина корпуса смесителя

B=2*R(cos+1)

B =2*0,34(0,707+1)=1,175 м

5 Рабочая длина корпуса

L_раб=0,12i_лопВ

L_раб =0,12*18*1,175=2,4 м

С учетом длины мест загрузки и выгрузки принимаем L=3,0 м;

6 Высота корпуса смесителя

H=2,4R

Н=2,4*0,340,82 м

7 Выполняем кинематический расчет смесителя:

а) Валы должны вращаться встречно, при этом число их оборотов в минуту должно составлять

n_в=

n_в==56

принимаем n_в=50 об/мин

I_ред=

6. Мощность двигателя смесителя

N_дв=k_у

где   к.п.д. редуктора и передач (= 0.85);

•  угловая скорость вращения валов

==5,25 ;

N_дв==35 кВт

A=h

где h  ширина лопасти (принята 5 см).

A= м⁴;

9 Выполняем силовой расчет смесителя:

а) Крутящий момент на каждом валу

М_кр=71620

М_к ==35000 кг*см;

б) Окружное усилие, или сила, изгибающая вал

Р=

где R  максимальный радиус вращения лопатки, см;

Р==1030 кг,

в) Наибольший изгибающий момент, действующий по середине вала

М_из=

М_из==77500 кг*см;

г) Расчетный момент

М_расч=

М_расч=82400 кг*см;

6. Диаметры валов смесителя

d=

d= ≈10,6см

Принимаем d=110 мм.

Рисунок 13.1-К расчету лопастного смесителя непрерывного

действия

14 Расчет барабанного смесителя

Задание. Определить основные конструктивные параметры барабанного смесителя непрерывного смесителя непрерывного действия, предназначенного для приготовления наполнительной формовочной смеси.

Исходные данные. Прочность сырой смеси =0,7 кг/см², производительность смесителя Q=20 т/ч, необходимое время перемешивания t_пер=2.5 мин (рисунок 14.1).

Решение.

1 Весовая емкость смесителя определяется по заданной его производительности

G_см=

G_см==830 кг;

2 Объем барабана смесителя

V_б=4,0

V_б==2,76 м³;

3 Размеры барабана:

а) Диаметр

D_б=

где   окружная скорость барабана, м/с;

D_б=1,0 м

б) Длина

L_б=

L_б==3,5 м.

4 Диаметр катка смесителя может быть определен после нахождения высота слоя h₂, подлежащего затягиванию под каток (при h₁=30 мм)

h₂=

h₂==0,027м

D_к=11h₂=11*27300 мм;

5 Выполняем кинематический расчет смесителя:

а) Число оборотов барабана в минуту

n_б=30

n_б==30;

б) Число оборотов катка при скорости скольжения его относительно поверхности барабана _ск=0.2 м/с равно

n_к=

n_к==60 об/мин

Рисунок 14.1 - К расчету барабанного смесителя

6 Выполняем силовой расчет смесителя:

а) Вес обечайки барабана

G_обеч=

где _л  толщина листа, из которого изготовлена обечайка, см;

G_обеч==1285 кг

б) Вес бандажей барабана (количество бандажей 2)

G_бан=

где а и h  соответственно ширина и высота бандажа;

_м удельный вес металла, т/м³;

G_бан==297 кг

в) Вес зубчатого венца

G_бан=

где a₁ и h₁  соответственно ширина и высота

зубчатого венца, см;

G_бан==216 кг

г) Общий вес барабана

G_б=G_обеч+G_бан+G_вен

G_б=1285+297+216=1798 кг;

д) Усилие, передаваемое на один ролик при =45

P=

P==930кг;

е) Сопротивление трения бандажей по роликам

W₁=

где d₁  диаметр чугунного опорного ролика;

W₁= кг,

ж) Сопротивление трения скольжения в подшипниках осей роликов

W₂=4*P*f

W₂=4*930*0,1=104кг;

з) Сопротивление, возникающее при подъеме смеси в барабане угол поворота барабана со смесью принимаем =60, угол=90

W_з=

W_з =0,5²*3,42*1200*1³*0,866=600 кг.

7 Мощность двигателя привода барабана

N_б=k_у

N_б=1,1=15 кВт

8 Мощность двигателя привода катка

N_k=k_у

где G_k  сила прижима катка к смеси, кг

Если не применять специальных пружин, то сила прижима катка будет примерно равна его весу

G_k=кг

N_k=k_у=4 кВт,

9 Мощность двигателя привода рыхлителя

N_рых=k_у

где k=(0,7+3)=(0,7+3*0,7)=2,8 сек/м³;

G_см=G_см*г

где   коэффициент, учитывающий колличество

смеси в рыхлителе;

G_см=830*0,6=500 кг

_рых  угловая скорость вала рыхлителя

_рых==2,8 сек/м³;

n_рых  число оборотов вала рыхлителя в минуту;

А==0,000129 м⁴;

h  проекция высоты лопатки рыхлителя

на вертикальную плоскость, см;

i  общее колличество лопаток в рыхлителе.

N_рых=k_у=13,6 кВт

Рисунок 14.2 - К расчету барабанного смесителя

10 Выполняем расчет обечайки барабана:

а) Крутящий момент на барабане

M_кр=71620

M_кр==49000 кг*см;

б) Изгибающий момент по середине барабана

M_из=

где q  погонная нагрузка на барабан

q==7.5 кг/см

l₀  расстояние между осями бандажей (l₀=2830 мм).

M_из==90300 кг*см

в) Приведенный момент

М_прив=

М_прив==99800 кг*см;

г) Момент сопротивления сечения барабана

W=0,1=7760 см³

где D и d  соответственно наружный и

внутренний диаметры барабана, см;

W=0,1=7760 см³

д) Напряжение в материале обечайки

=

==12,8 кг/см²;

е) Момент инерции сечения барабана

I=

I==382000см⁴;

ж) Стрела прогиба корпуса барабана

f=см

f=см

Такой прогиб барабана вполне допустим, так как

