1 Расчет мощности двигателя привода барабана

Расчет мощности двигателя, привода барабана.

12 вариант

Нагрузка на ролики складывается из веса барабана ; веса шихты ; веса гарнисажа (рис.2):

Рисунок 2 – Схема к расчету барабана смесителя.

Вес шихты при известной степени заполнения барабана можно определить по следующей формуле:

, (1)

где – диаметр барабана;

– длина барабана;

– ускорение свободного падения;

– насыпная масса шихты;

– степень заполнения барабана.

кН;

Нагрузка на один ролик:

, (2)

где – число опорных роликов;

– половина центрального угла между роликами.

кН;

С увеличением угла растет величина реакции , а с уменьшением снижается устойчивость барабана.

Влиянием наклона оси барабана к горизонту на распределение нагрузок по роликам, а также сопротивлением от трения в подшипниках упорных роликов при расчете можно пренебречь.

Момент сил от трения в подшипниках роликов, приведенных к оси барабана:

, (3)

где – диаметр цапфы;

– радиус бандажа;

– радиус опорного ролика;

– коэффициент трения в подшипниках.

кН∙м

Момент сил трения качения бандажей по роликам, приведенный к оси барабана:

, (4)

где – плечо трения качения ролика по бандажу.

кН∙м

Момент от веса шихты во вращающемся барабане.

, (5)

где – угол наклона шихты к вертикали;

– расстояние от оси барабана до центра тяжести кругового сегмента шихты:

, (6)

где – угол сегмента.

м

кН∙м

Принимают, что шихта представляет собой одно неподвижное тело, имеющее в сечении форму сегмента наклоненного к вертикали на угол , который определяется углом внутреннего трения материала, характеризуемый углом естественного откоса и в значительной степени зависит от скорости вращения барабана.

Момент от сил, возникающих при срезании гарнисажа резцами очистного устройства:

, (7)

где – окружная составляющая силы резания на одном резце;

– толщина среза одним резцом;

– ширина среза одним резцом;

– удельное сопротивление резанию для мелкой руды и концентрата;

– число резцов в очистном устройстве.

кН∙м

Общий момент на оси барабана:

. (8)

кН∙м

Мощность двигателя привода барабана, работающего в длительном режиме:

, (9)

где – общий К.П.Д. привода;

– окружная скорость барабана.

,

где – частота вращения барабана.

кВт.

При уточненных расчетах мощности двигателя привода барабанов большой производительности (800–1400т/ч) целесообразно дополнительно учитывать моменты сопротивления вращению от сил инерции в пересыпающемся слое шихтовых материалов и от сил трения в пересыпающемся слое .

За время поворота барабана на центральный угол , соответствующий длине дуги сегмента, занятого материалом (см. рис.1), через рассматриваемую стадию цикла пересыпания пройдет весь материал, находящийся в барабане. Энергия, затрачиваемая приводом на разгон материала, за это время:

. (10)

откуда

. (11)

кН∙м

При запуске барабана после аварийной остановки возникает момент сопротивления вращению от соскальзывания верхнего слоя материала в сегменте относительно неподвижного. Из условия равновесия сил принимается, что скользит не более половины имеющегося в барабане материала, тогда возникает сила трения и момент трения:

. (12)

где – коэффициент трения покоя.

кН∙м

Выполнение работы

Определить мощность привода барабанного смесителя при следующих исходных данных: общий К.П.Д. привода ; удельное сопротивление резанию для мелкой руды и концентрата ; насыпная масса шихты т; степень заполнения барабана %; коэффициент трения в подшипниках ; число резцов в очистном устройстве ; плечо трения качения ролика по бандажу ; ускорение свободного падения ; коэффициент трения покоя . Остальные исходные данные принять по таблице 1.

Литература [1, с.93-100; 2, с.241-244].

ПАРАМЕТРЫ	вариант
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Вес барабана ( ), кН	170	540	850	1009	100	175	447	753	100	102	168	642	653	956	121	166	627	154	952	99
Вес гарнисажа ( ), кН	0,1	0,15	0,25	0,3	0,1	0,15	0,25	0,3	0,1	0,15	0,25	0,3	0,1	0,15	0,25	0,3	0,1	0,15	0,25	0,3
Диаметр барабана ( ), м	3,2	3,2	2,8	3,2	4,2	3,2	3,2	2,8	3,2	4,2	3,2	3,2	2,8	3,2	4,2	3,2	3,2	2,8	3,2	4,2
Длина барабана ( ), м	8	12,5	11	12,5	24	8	12,5	11	12,5	24	8	12,5	11	12,5	24	8	12,5	11	12,5	24
Число опорных роликов ( )	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4
Половина центрального угла между роликами ( )	30	31	32	33	34	35	30	31	32	33	34	35	30	31	32	33	34	35	30	31
Диаметр цапфы ( ), м	1,1	1,1	0,9	1,1	1,3	1,1	1,1	0,9	1,1	1,3	1,1	1,1	0,9	1,1	1,3	1,1	1,1	0,9	1,1	1,3
Частота вращения барабана ( ), об/мин	6,55	10	11	6	6	6,55	10	11	6	6	6,55	10	11	6	6	6,55	10	11	6	6
Радиус бандажа ( ), м	1,8	1,8	1,6	1,8	2,3	1,8	1,8	1,6	1,8	2,3	1,8	1,8	1,6	1,8	2,3	1,8	1,8	1,6	1,8	2,3
Радиус опорного ролика ( ),м	0,55	0,55	0,45	0,55	0,65	0,55	0,55	0,45	0,55	0,65	0,55	0,55	0,45	0,55	0,65	0,55	0,55	0,45	0,55	0,65
Угол наклона шихты к вертикали ( )	45	45	45	45	45	45	45	45	45	45	43	43	43	43	43	43	43	43	43	43
Угол сегмента ( )	110	112	115	117	110	112	115	117	110	112	115	117	110	112	115	117	110	112	115	117
Толщина среза одним резцом ( ), мм	20	22	23	25	20	22	23	25	20	22	23	25	20	22	23	25	20	22	23	25
Ширина среза одним резцом ( ), мм	90	92	93	95	90	92	93	95	90	92	93	95	90	92	93	95	90	92	93	95

Исходные данные для расчета мощности привода барабанного смесителя

Таблица 1