3 Спеціальна частина
3.1 Конструкція та розрахунок роботи бігунів
Бігуни з нерухомою чашею, що обертаються катками, спеціальним розвантажувальним пристроєм і нижнім приводом призначені для обжиму азбесту.
Бігуни (рисунок 3.1) складаються з наступних основних вузлів: чаши 5, кожуха 10, механізму обробки з двома катками 27 і приводу бігунів.
У бігунах СМ-874 чаша 5 встановлюється на станині 29. У центрі чаші кріпиться стакан 28, в якому на двох радіальних підшипниках 24 і 25 і одному опорноному підшипнику 23 встановлений вертикальний вал 6 механізму обробки. На нижньому кінці вала 6, під чашею бігунів є велика конічна шестерня 4, що зв’язана з малою шестернею 3, і редуктор 2 приводи бігунів. У верхній частині валу 6 укріплений хомут-провідник 12. Вертикальний вал 6, одержуючи обертання від привода бігунів за допомогою хомута-провідника, приводит у круговий рух катки,що перекочуються по шару матеріалу, одержують обертальний рух навколо своєї осі. Суміш азбесту,яка була подана в чашу бгунів, рівномірним шаром розподілюється по чаші, зволожується водою та обжимається катками.
Установка катків на кривошипа забезпечує вільне піднімання або опускання катків при збільшенні або зменшенні товщини шару оброблюваного азбесту або при попаданні під катки великих шматків матеріалу.
При віджиму азбесту катки видавлюють його до країв і центру чаші. Для повернення азбесту під катки на бігунах (над подом чаші) з невеликим зазором встановлено два скребка 7 і 8. Ці скребки, закріплені нерухомо на
кронштейнах хомута-провідника вертикального вала 6, мають, як і катки, круговий рух по чаші бігунів, в результаті якого скребок 7 відгортає азбест від центру, а скребок 8 – від країв чаші під рухомі катки, одночасно перемішуючи шар азбесту .
1,2,3,4 – механізми приводу вала; 5 – чаша; 6 – вертикальний вал;
7,8 – скребок; 9 –розвантажувальний скребок; 10 – кожух; 11 –спринклерні трубки; 12 – хомут-провідник; 13 – шланг подачі води; 14,15,16,17,18,19,20,21 –механічне керування розвантажувальними шкребком і заслонкою; 22 – бак для води; 23,24,25 –підшипники вертикального вала;
26 – кронштейн скребок; 27 – каток; 28 –стакан; 29 – станина.
Рисунок 3.1 – Бігуни СМ-874
Для вивантаження обжатого азбесту з чаші на бігунах є третій, розвантажувальний скребок 9, рухомо встановлений на кронштейні хомута-провідника. Підйом і опускання розвантажувального скребка, а також відкриття і закриття розвантажувального отвору чаші бігунів, здійснюються спеціальним механізмом.
Під час віджиму розвантажувальний скребок піднятий над шаром азбесту, а розвантажувальний отвір закрито. Опускання (підйом) скребка проводиться електродвигуном 20 через редуктор 21, важіль 19, муфту 17, стрижень 16, що проходить через внутрішній отвір вертикального вала 6, муфту 15 і важіль 14, закріплений на хомуті-провіднику. Одночасно з опусканням (підйомом) розвантажувального скребка муфта 17 через важіль 18 відкриває (закриває) заслінку розвантажувального люка. Суміш азбесту подається в бігуни сухою і зволожується на початку процесу віджиму. Вода для зволоження подається в заданій кількості з сифонного дозатора у круглий бачок 22, закріплений на муфті 15 на верхньому кінці вертикального валу приводу катків, і далі – по шлангах, спринклерних трубках 11, вчиняє разом з катками круговий рух.
Таблиця 3.1 – Технічна характеристика бігунів
|
Продуктивність (по сухому азбесту) в кг/п |
СМ-874 7.00 |
СМ-139 500 |
|
Діаметр катка в мм |
1400 |
1400 |
|
Ширина катка в мм |
400 |
400 |
|
Вага катка в кг |
3000 |
2800 |
|
Кількість оборотів вертикального вала за хвилину |
16 |
12,3 |
|
Потужність електродвигуна в кВт |
14 |
14 |
|
Кількість оборотів електродвигуна за хвилину |
730 |
730 |
|
Розташування приводу |
нижнє |
Верхнє |
|
Подача азбесту |
шнеком |
- |
|
Вивантаження азбесту |
скребком |
скребком |
|
Ємність дозатора води в л |
до 100 |
- |
|
Продовження таблиці 3.1 |
|
|
|
Габаритні розміри в мм |
|
|
|
Довжина |
8000 |
3910 |
|
Ширина |
3140 |
2720 |
|
Висота |
3400 |
3260 |
|
Вага в кг |
14700 |
15370 |
|
Цикл роботи |
автоматичний |
ручний |
3.2 Технологічний розрахунок бігунів
Визначення
шматків матеріалу в бігунах можливо в
тому випадку, якщо кут захоплення α між
дотичною ТТ (рисунок 3.2) і горизонтальною
вісю не буде перевищувати визначеного
значення.
Рисунок 3.2 – Визначення кута захоплювання
Азбест буде захоплюватися за умов:
(3.1)
Проектуючи всі сили на вертикальну вість отримуємо:
(3.2)
(3.3)
Перетворимо та одержимо:
(3.4)
(3.5)
(3.6)
(3.7)
Вираз:
де
кут тертя.
Виходить, кут захоплення повинен бути менше подвійного кута тертя.
Коефіцієнт тертя може дорівнювати 0,3-0,5, що відповідає куту захоплення 30-50º.
З рисунку 3.2 видно, що
D=7,54d – умова захоплення матеріалу.
Визначення частоти обертання вала бігунів
З огляду на те, що матеріал у бігунах ущільнюється під катками, і, отже, з’являється загальна зв’язаність матеріалу, радіус коло катання рекомендується приймати рівним радіусу середньої точки внутрішнього катка. Для бігунів СМ-874 частота обертання валу бігунів дорівнює :
де R – середній радіус катання катка, м.
Визначення продуктивності бігунів
Продуктивність бігунів залежить від наступних факторів:
характеру оброблюваного матеріалу;
фізичних властивостей оброблюваного матеріалу;
величени шматків, які надходять на обробку і вихідного продукту;
розміру катків;
ваги катків;
діаметру чаші;
числа обертів чаші.
Продуктивність бігунів для мокрого обжиму азбесту визначається по формулі:
де Q – продуктивність бігунів, кг/рік;
g – га порційного завантаження азбесту, кг;
t – тривалість обробки, хв.
Визначення потужності, що використовується бігунами
Потужність при роботі бігунів витрачається на перекочування катків, на визначення тертя катання катків і на подолання опору тертя скребків, і втрти в механізмах привода і передачі.
Потужність, що витрачається на перекочування катків, визначається по формулі:
де N – потужність, що витрачається на перекочування катків, кВт;
g – вага катка, кг;
коефіцієнт
тертя катання (0,05-0,01);
Rcp – середній радіус помпування, м;
N – число обертів валу бігунів за хвилину;
k – кількість катків.
Потужність, що витрачається на подолання тертя катання катків, визначається по формулі:
де Nc – потужність, що витрачається на подолання тертя катання катків;
k – кількість катків;
g – вага одного катка, кг;
f – коефіцієнт тертя катка і азбесту (0,3);
ν2 – швидкість катання, м/с.
де b – ширина катка, м;
n – число обертів вертикального валу бігунів за хвилину.
Потужність, на подолання опору скребків відносно мала, і враховується загальними КПД механізму приводу катків.
Приймаємо Nопір=0,75 кВт.
Загальна потужність, витрачена двигуном дорівнює:
N=Nk+Nc+Nопір (3.17)
N=6,6+5,9+0,75=13,25 кВт.
Згідно з отриманними данними обираємо електродвигун А2-72-8:
Nдв =17 кВт, N = 725 об/хв.