2.5 Расчет и подбор оборудования

Расчет и подбор оборудования для транспортировки шихты

Ковшовый элеватор

Производительность 33,79/сут, высота подъема 7 м.

Определяем количество ковшевых элеваторов для подачи пенообразующей шихты исходя из производительности 33,79/сут.

Выбираем быстроходный элеватор типа М с центробежной разгрузкой, тип ковша – мелкий, φ=0,6; скорость ленты – 1,5 м/с.

Определяем погонную вместимость ковшей:

i_n=Q/3,6·φ·ρ·v

i_n=33,79/24·3,6·0,6·1,5·1=0,43 л/м

Выбираем ковш вместимостью 0,1 л; шаг ковшей 200 мм, ширина ковша В_К=100 мм, ширина ленты В_Л=125 мм. Обозначение ЛМ – 100. Выбираем ленту общего назначения типа 3, класс прочности В с тремя тяговыми прокладками ВКНЛ – 65. Максимально допустимая нагрузка К_Р=6 Н/мм.

Определяем погонную массу груза:

q=Q/3,6·v

q=1,4078/3,6·1,75=0,22 кг/м³

Определим толщину конвейерной ленты:

δ=3·1,15+3=6,45 мм, при

δ_п.m=1,15; δ_п.з=0; δ_р=3 мм; δ_н=0

Определяем погонную массу ленты:

q_л= ρ·В·δ

q_л=1000·0,125·0,00645=0,81 кг/м³

Погонная масса ковшей определяется:

q_ков=m_ков·1,14/t_k

q_ков=0,7·1,14/0,4=1,995 кг

Определяем погонную массу ходовой части конвейера

q_х.ков= q_ков+ q_л

q_к=1,995+0,81=2,8 кг/м

Сопротивление зачерпываемого груза равно:

F_зач=q·g·K_зач

Применяем K_зач=3

F_зач=0,21·9,8·3=6,17 Н

Определяем мощность на приводном валу:

Р=0,0027·Q_p·H·(1+F_з/H)

P=0,0027·1,4078·7(1+3/7)=0,038 кВт

Окружное усилие на приводном барабане:

F₀=1000·P/ v

F₀=1000·0,038 /1,5=25,3 H

Максимальное усилие в ленте равно:

F_max= F₀·e^fα/ e^fα–1

Принимаем f=0,1; α=180˚; e^fα=1,37

F_max=25,3·1,37/1,37–1= 49,5 H

Ленточный конвейер

Определяем ширину конвейерной ленты для транспортировки шихты для получения гранулята:

(2.9)

где v – скорость ленты, м/с; Q – производительность, т/ч; К принимаем равным 550

.

Принимаем ширину 650 мм

Погонная нагрузка от массы ленты равна:

q_п=ρ_л·В·δ ; (2.10)

где ρ_л – плотность ленты, принимаем 1100 кг/м³;

δ=z· δ_пп+δ_р+δ_л

δ=3(1,2+2+1)=6,6 м

q_п=1100·0,65·0,0066=4,72кг/м

Принимаем диаметр роликов роликоопорной рабочей ветви d_p=63 мм

Погонная нагрузка от массы груза на конвейер определяется:

q=Q/3,6· Ư

q=1,737/(3,6·1,25)=0,386 кг/м

Погонная масса вращающихся частей роликов рабочей ветви q_к =10,2кг/м, холостой ветви q_к =4,4 кг/м

Погонная нагрузка от движущихся частей конвейера определяется:

q_к=q_к+q_к

q_k=10,2+4,4=14,6 кг/м

Определяем силу тягового конвейера:

F₀=[w·L_гор(q+q_k)+g·K] ·g·K_k+F_пр, (2.11)

где w – коэффициент сопротивления, принимаем равным 0,06

L_гор=L_н·cosβ+L_г

L_гор=3,8·cos8,2+43,5=47,3 м

Н – высота подъема груза, м

К_к=К₁ ·К₂ ·К₃ ·К₄ ·К₅

К_к=1,2·1,06·1·1,06·1=1,3

F₀=[0,06·47,3·(0,386+14,6)+0,386·10] ·9,8·1,35=613,7 Н

Определяем максимальное статическое натяжение ленты

F_max= К₃· F₀

F_max=1,3·613,7=797,86 Н

Проверим минимальное число тяговых прокладок z_min=2,3

Определяем мощность двигателя для привода конвейера:

N= К₃ ·P₀/η

N=1,3·20,9/0,96=28,3 кВт

Определяем ширину конвейерной ленты для транспортировки гранулята

(2.12)

где v – скорость ленты, м/с; Q – производительность, т/ч; К принимаем равным 550.

Принимаем ширину 550 мм

Выбираем ленту теплостойкую типа 3, класса прочности В с тремя тяговыми прокладками (z=3). Прочность 100 Н/мм из ткани ТК – 100. Ткань капроновая, допустимая нагрузка 12 Н/мм, с толщиной резиновой обкладки рабочей поверхности δ_раб=2мм, не рабочей – 1 мм.

Погонная нагрузка от массы ленты равна:

q_п= ρ_л·В· δ,

где

ρ_л – плотность ленты, принимаем 1100 кг/м³;

δ=z· δ_пп+δ_р+δ_л

δ=3(1,2+2+1)=6,6 м

q_п=1100·0,55·0,0066=4,0кг/м

Принимаем диаметр роликов роликоопорной рабочей ветви d_p=63 мм

Погонная нагрузка от массы груза на конвейер определяется:

q=Q/3,6· Ư

q=1,4334/3,6·1,25=0,318 кг/м

Погонная масса вращающихся частей роликов рабочей ветви q_к =10,2кг/м, холостой ветви q_р =4,4 кг/м

Погонная нагрузка от движущихся частей конвейера определяется:

q_к= q_к+ q_р

q_k=10,2+4,4=14,6 кг/м

Определяем силу тягового конвейера:

F₀=[w·L_гор(q+q_k)+g·K] ·g·K_k+F_пр, (2.13)

где w – коэффициент сопротивления, принимаем равным 0,06

L_гор=L_н·cosβ+L_г

L_гор=3,8·cos8,2+43,5=47,3 м

Н – высота подъема груза, м

К_к=К₁ ·К₂ ·К₃ ·К₄ ·К₅

К_к=1,2·1,06·1·1,06·1=1,3

F₀=[0,06·47,3·(0,318+14,6)+0,318·10] ·9,8·1,35=602,21 Н

Определяем максимальное статическое натяжение ленты

F_max= К₃· F₀

F_max=1,3·602,21 =782,878 Н

Проверим минимальное число тяговых прокладок z_min=2,3

Определяем мощность двигателя для привода конвейера:

N= К₃ ·P₀/η

N=1,1·20,83/0,96=40,95 кВт

Расчет бункера.

Расходный бункер для хранения шихты

Суточный расход шихты 33,79т/сут

Выбираем квадратного типа бункера, так как шихта способна слеживаться.

Определяем объем бункера:

V=G·τ/γ_м∙ψ, м³, (2.14)

где G – часовой расход материала, кг/час; γ_м – объемный вес материала, кг/м³; τ – срок хранения; ψ – коэффициент заполнения.

V=1,4078·4/1000·0,9=6,26 м³

Определяем количество бункеров:

N= Vпр/ V =6,26 /2,2=2,30=3 (2.15)

где Vпр – объем шихты, м³; V – объем бункера, м³.

Принимаем для хранения шихты 3 бункера.

Определяем высоту пирамидальной части бункера (h):

h/k=tgα;

k=(a–b)/2

Принимаем b=0,4 м, а=3,0 м

k=(3–0,4)/2=1,3 м

h=k·tgα

h=1,3·tg55=1,66 м

Определяем высоту H:

V_пир=2,2/3(3²+3·0,4+0,4²)=7,597 м³

V_призмы=V–V_пир

V_призмы=8,74–7,597=1,143 м³

H= V_призмы/а²=0,7 м

H_общ=1,66+0,7=2,36 м

Суточный расход стеклогранулята 34,06т/сут

Выбираем квадратного типа бункера.

Определяем объем бункера:

V=G·τ/γ_м∙ψ; (2.16)

где G – часовой расход материала, кг/ч; γ_м – объемный вес материала, кг/м³; τ – срок хранения; ψ – коэффициент заполнения.

V=1,419·4/1000·0,9=6,31 м³

Определяем количество бункеров для хранения стеклогранулята:

N= Vпр/ V =6,31/2,2=2,87=3

где Vпр – объем шихты, м³; V – объем бункера, м³.

Принимаем для хранения стеклогранулята 3 бункера.

Определяем высоту пирамидальной части бункера (h):

h/k=tgα;

k=(a–b)/2

Принимаем b=0,4 м, а=3,0 м

k=(3–0,4)/2=1,3 м

h=k·tgα

h=1,3·tg55=1,66 м

Определяем высоту H:

V_пир=2,2/3(3²+3·0,4+0,4²)=7,597 м³

V_призмы=V–V_пир

V_призмы=8,74–7,597=1,143 м³

H= V_призмы/а²=0,7 м

H_общ=1,66+0,7=2,36 м

Выбор оборудования для тепловой обработки шихты

Расчет количества печей для вспенивания.

Определяем емкость печи вспенивания:

G = L /ℓ₁· G₁, (2.17)

где L – длина печи вспенивания, м; ℓ₁– длина печи одной формы, м; G₁– емкость одной формы, т.

Тогда

G =42/0,52·(3·0,52·0,62·0,14)=10,93 м³

Производительность печи выпускаемой продукции м³ в час:

Р= G/ τ, (2.18)

где τ– цикл вспенивания, час.

Отсюда,

Р=10,93/4=2,73 м³/час.

Суточная производительность печи 2,73·24=65,62 м³/сут.

Годовая производительность одной печи вспенивания 65,62·365=24057 м³/год.

Необходимое количество печей вспенивания:

N=75000/24057=3,12

Для реализации годового выпуска 75000 м³/год необходимо три печи вспенивания.

Печь вспенивания с производительностью 23951,3 м³/год имеет следующие габариты: длина – 42,0 м; ширина – 3,8 м; ширина рабочего пространства – 2,1 м. Движение форм по печи вспенивание осуществляется по рольгангу. Валки, выполнены из специального материала, который способен выдерживать температуру в печи. Печь отапливается природным газом и оснащена 16 горелками среднего давления.

Расчет количества печей для отжига пеностекла.

Определяем емкость печи отжига:

G = L /ℓ₁· G₁,

Тогда,

G =43/0,52·0,541632= 44,79 м³

Производительность печи отжига:

Р=44,79/13,86=3,23 м³/час.

Суточная производительность одной печи 24·3,23=77 м³/сут.

Годовая производительность одной печи вспенивания77·365=28308 м³/год.

Необходимое количество печей отжига:

N=75000/28308=2,65=3

Принимаем к установке 3 печи для отжига пеностекла.

Печь отжига характеризуется следующими габаритами: длина печи 43 м; ширина внутреннего пространства – 2,2м³. Печь отжига отапливается природным газом; оборудована 6 горелками среднего давления – 5 горелок по низу и одна по верху, в головной части.