 |
Расчёт основных параметров
|
|
|
|
1) Определение угла захвата.
Углом захвата называют угол, образованный плоскостью чаши и касательными, проведёнными через точки соприкосновения куска материала с поверхностью катка.
Рисунок 2
В момент захвата куска материала в точке А возникает сила нормального давления Р и сила F=P 
f, где f – коэффициент трения (рис.2,схема а).
Возникает также сила противодействия P1 и сила трения P1 f. При равновесии куска имеем:
∑x=0, P sinα – P f cosα - P1 f=0,
P sinα= P1 f+ P f cosα
∑y=0, P1 – P f sinα – P cosα
P1= P f sinα + P cosα
Получаем:
P sinα=f P cosα + f P (cosα + fsinα). (1)
tgα= 2 f/(1 – f2)
Подставим значение коэффициента трения
f=tg2 φ,
где φ – угол трения:
tgα=2tg φ/(1 – tg2 φ)=tg2 φ (2)
α<2 φ (3)
Следовательно, угол захвата должен быть меньше двойного угла трения. Коэффициент трения может колебаться в пределах 0,3 – 0,5, что соответствует углу захвата 30 – 50 ˚.
2) Определение соотношений между диаметром катка бегунов и диаметром дробимого материала (рис.2, схема б).
где D – диаметр катка,
d – диаметр куска дробимого материала.
При угле α = 50˚ получаем:
При угле α = 30˚:
D = (4,6…14) d. (6)
При D =1800 мм возможная крупность дробимого материала:
dmax = 
.
При переработке влажных глин отношение D/d составляет 5…6,
следовательно для бегунов СМ – 365 максимальная крупность исходного материала составляет:
dmax = 
.
Для обеспечения надёжного захвата материала максимальная крупность кусков принимается на 20% меньше.
d = 0,8 dmax =0,8 (360…300) = 288…240 мм.
3) Сила нормального давления, действующая на
материал (усилие раздавливание), H:
Pср = σсж F Kρ (7)
|
|
|
где σсж – предел прочности материала при сжатии, H/м2,
для мягких пород σсж = 80МПа, для прочных σсж ≥ 150МПа
(1 H/м2 = 10-6 МПа); F – площадь дробления, м2;
Kρ -коэффициент разрыхления материала (для прочных пород
Kρ = 0,2 … 0,3, для глины Kρ = 0,4 … 0,6).
Полагая, что F=b l = b R β,
где l – длина дуги на участке измельчения материала, м;
R=D/2 - радиус катка, м;
b – ширина катков, м;
β - угол дуги, рад, β = α /2.
Формула (7) принимает следующий вид
При дроблении твердых пород (β=16°40’):
Pср = 0,04 σсж b D, (8)
при дроблении глин (β = 24°20’):
Pср = 0,1 σсж b D (9)
Для бегунов СМ – 365:
σсж = 80 МПа = 800000 Н.
B = 0,8 м;
D = 1,8 м.
Pср=0,1 8000000 0,8 1,8=152000 Н.
4) Определение угловой скорости и числа оборотов вертикального вала бегунов.
На вращающейся чаше материал находится под действием двух сил: силы трения G f, удерживающей материал на чаше, и центробежной сил mω2 
стремящейся отбросить материал
(где r – наружный радиус качения катка; ω – угловая скорость вращения вертикального вала; 
- линейная скорость.).
Чтобы материал не отбрасывался к борту чаши должно соблюдаться условие:
Gf 
m ω2 r;
Gf m v2/r,
где ω – угловая скорость вращения вертикального вала;
m=G/g; v= 
r n/30.
Тогда:
Gf 
ω2 r;
Gf 
,
где n – частота вращения вала.
ω 
(рад/с); (10)
n 
(об/мин). (11)
Приняв для увлажнённых глин f=0,5 получаем:
Угловая скорость вращения вертикального вала:
ω 
=2,4 рад/с
Частота вращения вала:
n 
= 23,3 об/мин.
5) Определение производительности бегунов.
Для ориентировочного расчёта производительности бегунов с решётчатым подом используют следующую формулу:
Q = 
(м3/с); (12)
Q = S l a n 60 
(м3/ч); (13)
где S – площадь отверстия в решётчатой плите, м2;
l – длина глиняного прутка, м, продавливаемого при каждом набегании катка (l= 25 – 35 мм для глин влажностью 20 – 22%);
а – число отверстий, перекрываемых катком за один оборот вертикального вала;
|
|
|
ω – угловая скорость вертикального вала, рад/с;
n – частота вращения вертикального вала, об/мин;
λ – поправочный коэффициент, λ = 0,8 – 0,9.
Исходные данные для бегунов мокрого помола СМ – 365:
S = 34 2 8 + 2 
= 745 мм2 =0,000745 м2;
а = 920;
l = 30мм = 0,03м;
λ = 0,8;
n = 22,7 об/мин.
Q = 0,000745 0,03 920 22,7 60 0,8 = 22,4 м3/ч.
При плотности глины (влажностью 20%) γ = 1450 кг/м3 получим:
Q = 22,4 1450 = 38480 кг/ч = 38,4 т/ч.
6) Определение мощности двигателя.
Мощность двигателя может быть определена как сумма мощностей, необходимых в основном для преодоления сил трения качения и трения скольжения катков.
N = (N1 + N2)/ η, (14)
где N1 – мощность, необходимая для преодоления сил трения качения;
N2 – мощность, необходимая для преодоления сил трения скольжения катков.
η – КПД установки, η = 0,5 – 0,8.
Мощность, необходимая для преодоления сил трения качения
N1 = 
(кВт), (15)
где G – вес (сила тяжести катка), Н;
- коэффициент трения качения;
vср – средняя окружная скорость качения катка, м/с:
R – радиус катка, м.
Подставляя в формулу значение средней окружной скорости
vср = r n/30,
получаем
N1 = 
; (16)
N1 = 
= 
(кВт), (17)
где i – число катков.
Исходные данные:
G = 90000 Н;
= 0,03;
r = 0,9 м;
n = 22,7 об/мин;
i = 2;
R = 0,9 м.
N1 = 
= 12,8 кВт.
Мощность, необходимая для преодоления сил трения скольжения катков:
N2 = 
(кВт); (18)
N2 = 
= 
(кВт), (19)
где 
- коэффициент трения скольжения;
b – ширина катка.
Для бегунов СМ – 365:
fск = 0,3;
b = 0,8 м.
N2 = 
= 25,7 кВт.
Необходимая мощность электродвигателя:
N = kN 
, (20)
где kN – коэффициент мощности двигателя на преодоление пускового момента, kN = 1,1 – 1,5.
N = 1,1 
= 60,48 кВт.
|
|
|
