- •Міністерство аграрної політики України
- •Обладнання для подрібнення Розрахунок щокової дробарки
- •Приклади розрахунку
- •Контрольні завдання
- •Література
- •Розрахунок молоткової дробарки
- •Приклад розрахунку
- •Контрольні завдання
- •Вихідні дані для розрахунку молоткової дробарки
- •Література
- •Розрахунок вальцьової дробарки
- •Приклади розрахунку
- •Контрольні завдання
- •Література
Література
І. Козулин Н. А., Соколов В. Н., Шапиро А. Я. Примеры и задачи по курсу оборудования заводов химической промышленности. - М. - Л.: Мшмииостроение, 1966.-491 с.
2. Левенсон Л. Б., Прейгерзон И. Г. Дробление и грохочение полезных ископаемых. - М.-Л.: Гостоптехиздат, 1940. - 772 с.
Розрахунок молоткової дробарки
Молоткові дробарки застосовуються для отримання відносно дрібного і однорідного продукту без послідуючого застосування сортирувальних пристроїв. Вони ефективні при подрібненні крихких продуктів (зерно, кістки, сіль, цукор та ін). Продукт у молоткових дробарках подрібнюється ударами молотків по частинах матеріалу, ударами частинок об корпус дробарки і при перетиранні частинок. Найширше застосування отримали дробарки з вільнопідвішеними молотками.
В дробарці первинне руйнування продукту відбувається при зустрічі частинки з молотками. Це можливо при коловій швидкості молотків, мінімальне значення якої визначається виходячи з закону кількості руху і приймаючи початкову швидкість руху частинки перед зіткненням її з молотком рівною нулю. Вона визначається з виразу:
де Р — середня миттєва сила опору руйнування частинки, Н;
τ - тривалість удару молотка по частинці, с;
m - маса частинки, кг.
При конструюванні молоткових дробарок з великими коловими швидкостями робочих органів необхідно врахувати інерційні сили, які виникають із-за неврівноваженості ротора. Найбільш сильні удари відбуваються при зустрічі частинок з кінцями молотків, коли вони займають найвище положення. Ці удари молотків передаються на всю дробарку і швидко виводять її з ладу.
Для зниження ударних дій на дробарку молотки повинні бути врівноважені на удар. Це досягається при умові відсутності або незначній ударній реакції в осі підвіски молотків.
Розрахункова схема елементів молоткової дробарки показана на рис. 4.5.
Виходячи з умови рівноваги молотка і закону кількості руху в момент удару, визначено, що молоток забезпечує безударну роботу при дотриманні слідуючого рівняння його конструктивних розмірів:
Рис. 4.5 - Розрахункова схема елементів молоткової дробарки.
r2=,
де r - радіус інерції молотка відносно осі підвіски, м;
l - відстань від осі отвору молотка до його робочого кінця, м;
c - відстань між центром ваги молотка і віссю отвору його, м.
Для прямокутного молотка з одним отвором квадрат радіуса інерції відносно центра ваги:
і відносно осі підвіски:
де а і b - довжина і ширина молотка, м.
Приймаючи, що точка прикладання удару знаходиться на кінці молотка, отримаємо залежність:
1=с + 0,5а.
Відстань від осі підвіски молотка до центра ваги його повинна дорівнювати:
Для стійкості роботи молоткових дробарок рекомендується, щоб відстані від осі підвіски молотка до його зовнішньої кромки і до осі ротора не були б рівні, або досить близькі
Вал ротора, на якому кріпляться диски з проміжними кільцями виконується ступеневим. Перша ступінь - під шків, друга - під підшипник, третя - різьбова і четверта - під диски і кільця. Збільшення діаметра вала по ступенях орієнтовно враховується коефіцієнтом 1,2.
де db - діаметр вала в небезпечному розрізі, м;
n - кількість ступенів.
Враховуючи, що вал у першому наближенні буде сприймати змінні навантаження і незначні згинаючі моменти, його діаметр визначається за формулою:
де σtmax - максимальне колове напруження в диску постійного перерізу на твірній центрального отвору, Н/м2;
σt -колове напруження на твірній центрального отвору, що враховує масу молотків, Н/м2.
Максимальне колове напруження в стальному диску визначається з виразу:
де p - густина матеріалу диску, кг/м3;
Rд- зовнішній радіус диска, м;
rо - радіус центрального отвору диска, м.
Колове напруження від сил інерції молотків в стальному диску на твірній центрального отвору визначається за формулою А. Р. Демидова:
Z- кількість отворів у диску під осі підвіски молотків;
δд- товщина диска, м.
Відцентрова сила інерції молотка:
Рі = mм * ω2 * Rс,
де mм – маса молотка,кг;
Rс – радіус кола розміщення центрів ваги молотків, м.
Вал ротора, на якому кріпляться диски з проміжними кільцями, виконується ступеневим. Перша ступінь – під шків, друга – під підшипник, третя – різьбова і четверта – під диски і кільця. Збільшення діаметра вала по ступенях орієнтовно враховується коефіцієнтом 1,2
(4.27)
де db – діаметр вала в небезпечному розрізі, м;
n – кількість ступенів.
Враховуючи, що вал у першому наближенні буде сприймати змінні навантаження і незначні згинаючі моменти, його діаметр визначається за формулою:
, (4.28)
де N – потужність, що передається валом, кВт;
ω – кутова швидкість вала, рад/с.
При розрахунку дисків ротора, враховуючи відцентрові сили від маси дисків і молотків, визначаємо сумарне напруження на твірній центрального отвору:
(4.29)
де – максимальне колове напруження в диску постійного перерізу на твірній центрального отвору, Н/м2;
–колове напруження на твірній центрального отвору, що враховує масу молотків, Н/м2.
Максимальне колове напруження в стальному диску визначається з виразу:
(4.30)
де ρ – густина матеріалу диску, кг/м3;
Rд – зовнішній радіус диска, м;
rо – радіус центрального отвору диска, м.
Колове напруження від сил інерції молотків в стальному диску на твірній центрального отвору визначається за формулою А. Р. Демидова:
(4.31)
де Рi – відцентрова сила інерції молотка, Н;
R – радіус кола розміщення центрів осей підвіски молотків, м;
Z – кількість отворів у диску під осі підвіски молотків;
δд – товщина диска, м.
Відцентрова сила інерції молотка:
(4.32)
де mм – маса молотка, кг;
Rс – радіус кола розміщення центрів ваги молотків, м.
Діаметр осі підвіски молотків визначається з умови роботи її як двоопорної балки на згинання:
(4.33)
де δ – товщина молотка, приймається (0,002–0,01), м
[σ]3 – напруження при згинанні, Н/м2.
Перемичка між отворами над віссю підвіски і зовнішньою кромкою диска провіряється на зминання і зрізання:
(4.34)
де hmin – розмір перемички, м.
Допустимі напруження при зминанні і зрізі для дисків, виготовлених з вуглецевих сталей з тимчасовим опором розриву 490–590 МН/м2, приймається до 150 МН/м2 і береться в межах [σ]зм =60÷90 МН/м2; [σ]р = (0,2–0,3) σm, або [σ]зр = 0,8 [σ],
де σм – межа течіння;
[σ] – допустиме напруження матеріалу при розтягу.