Расчет секторного затвора без противовесов

Расчет конструктивных параметров бункера

Рассчитать конструктивные параметры комбинированного стального бункера для складирования и выдачи угля. Насыпная плотность угля γ =1200 кг/м³, коэффициент внутреннего трения угля f =0,9, коэффициент трения о стенки бункера f ₁=0,7, угол естественного откоса материала φ=40⁰.

Размеры горизонтального выпускного отверстия A=0,7 м, B=0,7 м. Бункер при разгрузке выгружается не полностью.

 

Таблица 1 –Размеры бункера

№ Вар.

V, м3

АВ, м

ВВ, м

НН, м

2,5

3,5

 

Рисунок 1 –Геометрические размеры бункера

 

Определение геометрических размеров.

Объем комбинированных бункеров по схеме рис.2 равен:

где H_В- высота параллелепипеда верхней части бункера (рис.1)

H_H-высота пирамидальной части

Площадь боковой грани пирамидального бункера (рис. 2) определяется по формуле

, м²

где α- угол наклона стенки к горизонту.

Рисунок 2 –Угол наклона стенок бункера

Условие движения материала по углам стенок бункера:

 

где

 

Определение давления на стенки бункера

Общее выражение для определения нормального давления σ на вертикальные стенки бункера имеет вид:

 

, Па

 

где .-поправочный коэффициент от производственных воздействий

n^‘-коэффициент бокового давления, представляющий отношение давления на вертикальные стенки σ к вертикальному давлению в бункере на расстоянии h от свободной поверхности насыпного груза (рис.4);

γ –плотность насыпного груза, кг/м³

ε-коэффициент учитывающий вертикальные силы трения насыпного груза о стенки бункера (коэффициент зависания),

Рисунок 3 –Давление на стенки бункера

Коэффициент ε определяется по таблице 3 в зависимости от величины, x определяемой по формуле

 

где f₁ –коэффициент трения насыпного груза о стенки сосуда;

R -гидравлический радиус бункера, равный частному от деления площади горизонтального сечения бункера на его периметр.

 

Таблица 3

x	0.2	0.4	0.6	0.8
ε	0.906	0.824	0.752	0.688	0.632	0.432
x
ε	0.318	0.248	0.198	0.167	0.142	0.125

 

Рисунок 4-График для определения коэффициента бокового давления

Для прямоугольных бункеров

 

где A_В и B_В- размеры сторон горизонтального сечения бункера.

Давление на наклонные стенки. Давление хорошосыпучих грузов на наклонные стенки неглубоких бункеров определяется по формуле, Па:

 

 

где α-угол наклона стенок к горизонту;

h-глубина расположения точки действия напряжения под свободной поверхностью насыпного груза;

m-коэффициент подвижности.

 

где φ-угол естественного откоса, град

 

Расчет давления на затвор бункера

Давление на затворы сыпучих грузов относится к категории местных давлений, действующих на ограниченных участках сыпучего тела, и зависит от свойства насыпного груза.

 

Рисунок 5 –Давление на затворы

Для практических приближенных расчетов среднего давления на затвор может быть рекомендована следующая формула, Па:

 

 

где R-гидравлический радиус выпускного отверстия;

γ –плотность насыпного груза.

k₀ –коэффициент, учитывающий особенности эксплуатации бункеров;

Для бункеров, опорожняемых полностью не при каждом открывании затвора, указанный коэффициент должен быть не ниже чем k₀=1,5.

Действующая на затвор сила G (рис. 5, а) по формуле

 

, Н

 

где ω₀-площадь выпускного отверстия, м²

 

Расчет секторного затвора без противовесов

Если сектор не имеет противовесов, то при открывании выпускного отверстия рабочий должен преодолевать в начале открытия только момент силы Т трения насыпного груза о цилиндрическую поверхность сектора и момент сопротивления трения в шарнирах сектора (рис. 6).

 

Рисунок 6 –Схемы к расчету секторных затворов

По мере поворачивания сектора к этим нагрузкам прибавляется момент собственного веса сектора с рукоятью (принимается, что в закрытом положении центр тяжести сектора с рукоятью расположен под точкой подвеса). Однако одновременно с этим уменьшается сила трения Т, в связи с уменьшением площади цилиндрической поверхности, подвергающейся давлению насыпного груза. Соотношение указанных факторов обычно такого, что наибольшее усилие на рукоятку Р имеет место в момент трогания сектора с места. Это усилие определяется по формуле:

,Н

где R_c-радиус сектора, м;

R₁-радиус рукоятки, м (рис.6).

Сила трения Т определяется по формуле, Н

 

 

где G -сила давления груза на затвор по формуле;

f₁ -коэффициент трения насыпного груза о материал сектора.

Момент сопротивления в шарнире М вычисляется по формуле, Нм:

 

где G_c –собственный вес сектора с рукоятью, Н;

d –диаметр цапф сектора, м;

f_ц –коэффициент трения в цапфах сектора, f _ц=0,25.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: