Основы расчета конусных дробилок
Условия дробления куска материала в конусных дробилках подобны условиям дробления в щековых дробилках, поэтому методы расчета технологических параметров этих машин во многом аналогичны рассмотренным. Расчетная схема конусной дробилки показана на рис. 35.
Рис. 34. Щеково-конусная дробилка
Угол захвата в конусных дробилках, т. е. угол между дробящими поверхностями подвижного и неподвижного конусов так же, как и в щековых дробилках, не должен превышать двойного угла трения, т. е. β+β1≤2φ. У конусных дробилок крупного дробления угол захвата составляет 21—23°, у дробилок среднего и мелкого дробления 12—18° в зависимости от вида футеровки.
Частоту вращения эксцентриковой втулки n в об/с для дробилок ККД определяют так же, как и для щековых, т. е. из условия обеспечения пути h свободно падающего куска дробимого материала за время t, в течение которого эксцентриковая втулка совершает половину оборота:
Из схемы (рис. 35) следует:
Рис. 35. Расчетная схема конусной дробилки ККД.
где r — эксцентриситет, расстояние от оси дробилки ОО до оси конуса О'О';
Подставляя это значение h в формулу (21), получаем:
Так как фактически материал тормозится о стенки конусов и скорость его движения уменьшается, рекомендуется частоту вращения, полученную по формуле (22), уменьшить примерно на 10%.
Приняв эту поправку, окончательно получим для дробилок ККД частоту вращения эксцентриковой втулки:
Чтобы определить частоту вращения эксцентриковой втулки дробилок КСД и КМД, принимают, что:
кусок дробимого материала в камере дробления скользит под действием силы тяжести по наклонной поверхности дробящего конуса;
за время прохождения параллельной зоны кусок дробимого материала должен быть не менее одного раза сжат дробящими поверхностями конусов.
Если угол между образующей дробящего конуса и основанием составляет у (рис. 36, а), то во время работы дробилки угол наклона поверхности дробящего конуса к горизонту изменяется от у — р до у + р. При выводе формулы может быть принят средний угол наклона, т. е. у. Силы, действующие на кусок дробимого ма-
териала в камере дробления, показаны на рис. 36, б. Сила трения F = fH = fGcosγ (здесь f — коэффициент трения кусков материала о поверхность конусов) направлена в сторону, противоположную скольжению.
Сила, способствующая продвижению куска материала по наклонной плоскости:
Т — F = G sin γ— fG соsγ=
= G (sin γ — f cos γ),
где G — сила тяжести куска материала; Т— составляющая силы тяжести.
Эта сила не изменяется, поэтому под действием ее кусок будет двигаться равноускоренно. Если α — ускорение куска, то:
Откуда скорость куска:
При t = 0 скорость куска υ тоже равна нулю, значит и постоянная интегрирования С = 0. Так как
то путь
Постоянная C1 также равна 0, так как при t = 0, S = 0. Время одного оборота эксцентриковой втулки t = 1/n. За это время согласно начальным условиям кусок материала должен пройти путь, равный или меньший длине параллельной зоны l ≥ S. Тогда
или
где n, об/с.
Длина параллельной зоны для дробилок среднего дробления принимается, как правило, равной 1/12D, где D—диаметр подвижного конуса (рис. 36, а). Тогда окончательно частота вращения эксцентриковой втулки в секунду:
Для конусных дробилок мелкого дробления частота вращения эксцентриковой втулки принимается такой же, что и для дробилок среднего дробления, хотя длина параллельной зоны в дробилках КМД значительно больше, чем в КСД. Кусок материала при продвижении к выходной щели несколько раз сжимается дробящими конусами.
Производительность конусных дробилок крупного дробления (рис. 35) определяют при условии, что за один оборот вала из дробилки выпадает кольцо материала сечением (м2)
где h —высота кольца, м;
Средний диаметр выпадающего кольца принимается приближенно равным диаметру подвижного конуса внизу DH, тогда сбъем кольца (м3)
где z— размер выходной щели (за размер выходной щели для конусных дробилок принимается расстояние между дробящими конусами при их максимальном сближении), м; r— эксцентриситет вала на уровне выходной щели, м; β и β1 — углы образующих дробящих конусов к вертикали, град.
Производительность дробилки (м3/с)
Q = Vμn, (24)
где V — объем кольца материала, выпадающий за один оборот втулки, м3; μ— коэффициент разрыхления материала; п — частота вращения втулки, об/с.
Поставив значение V из формулы (23) в выражение (24), получим производительность конусных дробилок крупного дробления (м3/с)
При расчете производительности конусных дробилок среднего дробления принимают, что за один оборот эксцентриковой втулки кусок материала проходит длину параллельной зоны, тогда за один оборот из дробилки выгрузится порция материала объемом (м3)
V = nzlDc
где z—ширина параллельной зоны (ширина выходной щели), м; l—длина параллельной зоны, м; Dc — диаметр окружности, описываемой центром масс материала, заключенного в параллельной зоне.
Для упрощения расчета принимают Dc = D (здесь D — диаметр подвижного конуса), тогда производительность дробилки (м3/ч)
где μ — коэффициент разрыхления, равный 0,45.
Равнодействующая усилий дробления для дробилок среднего и мелкого дробления определяется исходя из усилий, создаваемых предварительной затяжкой амортизационных пружин. При этом полагают, что сила этой затяжки при нормальной работе Рис. 37. Схема определения усилий
дробления в конусной дробилке
дробилки удерживает верхнюю часть машины (опорное кольцо) в постоянном контакте с корпусом дробилки, т. е. сила затяжки выбрана с некоторым запасом по сравнению с реально действующими усилиями дробления.
Расчетная схема для определения равнодействующей усилия дробления Яд показана на рис. 37.
Аналогично щековым дробилкам принимаем, что равнодействующая приложена в точке, находящейся на середине зоны дробления. Согласно условию верхняя часть дробилки находится в равновесии под действием всех внешних сил.
Уравнение моментов всех сил относительно точки А
РДLР+ Fтр Lf - (GB + PПn)∙R = 0
или
РДLР + fPДLF - (GB + PПn)∙R = 0.
Откуда максимальное значение равнодействующей усилий дробления (Н)
где Gв — сила тяжести верхней части дробилки, Н; РП— усилие предварительной затяжки одной пружины, Н; п— число пружин; R— расстояние отоси дробилки до точки А, м; LР и LF— плечи сил относительно точки А, м; f — коэффициент трения подвижного конуса одробимый материал.
Согласно исследованиям, проведенным проф. С. А. Панкратовым и его учениками, равнодействующая усилий дробления (см. рис. 39) находится в плоскости, проходящей через ось подвижного конуса, причем эта плоскость составляет с плоскостью, проходящей через ось подвижного конуса и ось дробилки, угол а (рис. 38), называемый углом опережения.
Усилие дробления Рд воспринимается сферическим подпятником и эксцентриковой втулкой и вызывает соответствующие реакции RСФ и RЭ. При равновесии конуса линии действия этих сил должны пересекаться в одной точке. Зная равнодействующую сил дробления Pди точку ее приложения, а также приняв положение реакции эксценриковой втулки в середине высоты эксцентрика, определим графически реакции сферического подпятника RСФи эксцентрика RЭ.
Усилия Рд, RСФ и RЭ являются исходными для расчета прочности элементов дробилки. При работе дробилки эти усилия не остаются постоянными, а изменяются от минимальных значений до максимальных.
Для определения средних усилий (Н) дробления в дробилке КСД можно воспользоваться эмпирической формулой проф. В. А. Олевского:
где F— площадь боковой поверхности дробящего конуса, м3.
Силы инерции в конусных дробилках и их уравновешивание. Конусная дробилка имеет две неуравновешенные вращающиеся массы: подвижный конус и эксцентриковую втулку. При работе эти массы создают большие инерционные силы, которые необходимо уравновесить, чтобы уменьшить нагрузки на детали машины и фундамент.
При малых углах гираций конуса γ (в радианах) центробежная сила инерции конуса:
Рис. 38. Схема сил, действующих на подвижный конус Рис. 39. Схема равнодействующих усилий дробления |
Рис. 40. Схема сил инерции, действующих:
а — на подвижный конус; б — на эксцентриковую втулку
На рис. 40, апоказана схема сил инерции действующих на конус. Приложив в неподвижной точке О конуса две взаимоуравновешивающие силы РК, получим, что на конус действуют момент М0 = Ркzт относительно его оси и сила Рк приложенная к точке О.
Мгновенное вращательное движение конуса относительно точки О, вызванное моментом и силой, можно заменить одной силой Р, приложенной в центре равнодействующей инерционных сил конуса. Расстояние (м) от неподвижной точки конуса до линии действия силы Р
zn = M0/P.
Сила инерции (Н), возникающая при вращении эксцентриковой втулки (рис. 40, б).
где ρ—плотность материала эксцентриковой втулки, кг/м3; dK.CP—средний диаметр конической расточки, м; h — высота эксцентриковой втулки, м; еэ.ср — средний эксцентриситет оси расточки, м; ωэ — угловая скорость эксцентриковой втулки, рад/с.
Принимают, что сила Рэ приложена в середине высоты эксцентриковой втулки.
Силы инерции конуса и эксцентриковой втулки уравновешивают противовесом, устанавливаемым обычно на шестерне эксцентриковой втулки.
Условие полного уравновешивания дробилки (рис. 41) определяется системой уравнений:
где Р, Рэ, Рпр— инерционные силы соответственно конуса, эксцентриковой втулки и противовеса; zк, zэ, znp— расстояние от линии действия указанных инерционных сил до неподвижной точки конуса (центра качения).
Следует отметить, что полная динамическая балансировка конусной дробилки практически невыполнима, так как для этого расстояние гпр должно быть меньше zK, что конструктивно осуществить невозможно. Поэтому, чтобы неуравновешенные инер-
ционные силы были минимальными, противовес располагают ближе к месту приложения инерционных сил Р конуса.
Для расчета противовеса, представляющего собой чаще всего кольцевой сектор прямоугольного сечения (рис. 41, б), используют формулу инерционной силы противовеса (Н):
где тпр— масса противовеса, кг; ωэ — угловая скорость эксцентриковой втулки, рад/с; у — эксцентриситет центра масс противовеса, м.
Статический момент массы противовеса:
Для противовеса, выполненного в виде кольцевого сектора прямоугольного сечения:
где αпр— угол кольцевого сектора противовеса, град; ρ— плотность материала противовеса, кг/м3; R2 и R1 — наружный и внутренний радиусы, м; В — толщина противовеса, м.
Подставив значения mпр и у в уравнение (25), получим:
Мощность двигателя при работе конусной дробилки с консольным валом подвижного конуса расходуется на преодоление моментов равнодействующей сил дробления, трения на сферической опоре, трения в эксцентриковом узле.
Момент равнодействующей силы дробления (Нм)
где Р— среднее значение равнодействующей усилий дробления, Н; е— эксцентриситет (расстояние между осью конуса и дробилки в горизонтальной плоскости действия горизонтальной составляющей равнодействующей усилия дробления), м; α— угол опережения равнодействующей сил дробления, град.; φ— угол между равнодействующей сил дробления и горизонтальной плоскостью, град. (см. рис. 39).
Момент трения на опорной сферической поверхности конуса, приведенный к эксцентриковому валу:
где r— плечо действия силы трения f1Rсф относительно мгновенной оси конуса (расстояние между двумя перекрещивающимися прямыми, см. рис. 38), м; f1 — коэффициент трения на сферической поверхности конуса, f1 ≈0,02; Rсф — реакция сферы, Н;ωм — мгновенная угловая скорость конуса, рад/с; ωэ — угловая скорость эксцентриковой втулки, рад/с.
Момент трения в эксцентриковом узле определяют следующим образом. Эксцентриковый узел имеет две значительные поверхности трения: вала подвижного конуса во внутренней расточке эксцентриковой втулки и эксцентриковой втулки в стакане корпуса. Можно принять, что момент трения:
fэ— коэффициент трения на поверхностях эксцентриковой втулки; при номинальном режиме работы fэ = 0,05; Rэ — реакция эксцентриковой втулки, определяемая графически (см. рис. 39); rв и rн—внутренний (усредненный) и наружный радиусы эксцентриковой втулки.
Средняя необходимая установочная мощность двигателя (кВт):
где η— КПД передачи от эксцентриковой втулки до электродвигателя.
КПД дробилки:
Формулу (26) можно использовать при приближенном расчете установочной мощности двигателя конусных дробилок. Выбранные значения установочной мощности электродвигателя должны корректироваться с учетом практических данных о работе дробилки данного типоразмера. Обычно установочную мощность электродвигателя конусных дробилок рассчитывают по эмпирическим формулам.
Нашла применение формула проф. В. А. Олевского, который считает, что потребляемая мощность при работе конусной дробилки крупного дробления N0 (кВт) пропорциональна квадрату диаметра основания подвижного конуса D (м), эксцентриситету r (м) в плоскости выходной щели и частоте вращения п эксцентриковой втулки:
N0 = 60 KD2rn,
где К — коэффициент, значения которого изменяются в зависимости от характеристики перерабатываемых пород; для прочных пород К = 24.
При определении установочной мощности двигателя NЛв (кВт) следует учитывать пиковые нагрузки и поэтому мощность двигателя нужно увеличить на 50%, т. е.
Для определения установочной мощности двигателя дробилок КСД и КМД (кВт) можно применить формулу В. А. Олевского:
где D1 — диаметр основания подвижного конуса, м; n1 — частота вращения эксцентриковой втулки.
Глава 4 ВАЛКОВЫЕ ДРОБИЛКИ
§1 Область применения и классификация
Основным рабочим элементом валковой дробилки является цилиндрический валок, вращающийся на горизонтальной оси. Материал для дробления подается сверху, затягивается между валками или валком и футеровкой камеры дробления и дробится.
Валковые дробилки бывают одно- двух-, трех- и четырехвалковые. В четырехвалковой дробилке одна пара валков расположена над другой, т. е. эта дробилка может рассматриваться как две двухвалковые дробилки, смонтированные в один корпус.
Поверхности валков бывают гладкие, рифленые, ребристые и зубчатые. Сочетание дробящих поверхностей может быть различным, например, оба валка могут иметь гладкую поверхность или один гладкую, другой — рифленую и т. д.
При одинаковом диаметре рифленые и зубчатые валки могут захватывать более крупные куски материала, чем гладкие. Так, если D — диаметр валка, d — диаметр куска материала, то при дроблении пород средней прочности соотношение D/d для гладких валков составляет 17—20, для рифленых и зубчатых 2—6.
Валковые дробилки имеют диаметр валка 400—1500 мм и длину, равную 0,4—1,0 диаметра (длина зубчатых валков может быть больше, чем диаметр).
Валковые дробилки для среднего и мелкого дробления материалов в основном средней прочности (σсж = 150 МПа) применяют с гладкими и рифлеными валками и для мягких и хрупких (σсж = 80 МПа) — с зубчатыми валками.
§2 Конструкция
В промышленности строительных материалов наиболее распространены двухвалковые дробилки. Такие дробилки особенно удобны для измельчения влажных и вязких материалов (например, глин), так как другие дробилки забиваются подобными материалами, а на валковых дробилках могут быть установлены специальные скребки, снимающие налипший материал с поверхности валков.
Принципиальная схема двухвалковой дробилки показана на рис. 42. Валки вращаются навстречу один другому и дробят материал, раздавливая его и частично истирая. Иногда для увеличения истирания, необходимого при измельчении некоторых материалов, валкам сообщают разную скорость.
Корпуса подшипников вала одного из валков опираются на пружины и могут перемещаться. В результате этого при попадании недробимого предмета один валок может отойти от другого и пропустить недробимый предмет, после чего под действием пружин возвратиться в исходное положение.
Один валок 4 приводится во вращение (рис. 43) от двигателя через шкив 1 и шестеренчатую передачу 5. Другой валок 3 связан с первым шестернями 2 с удлиненными зубьями, допускающими отход валков при пропуске недробимых предметов (рис. 43, а). Такое кинематическое решение довольно сложно, кроме того, оно не обеспечивает нормальную работу шестерен с удлиненными зубьями в условиях динамических нагрузок и абразивной пыли. Поэтому в последнее время каждый валок приводится во вращение от электродвигателя (рис. 43, б) или через редуктор 6 и карданные валы 7 (рис. 43, в).
На рис. 44 показан общий вид валковой дробилки с двумя валками, один из которых гладкий, другой рифленый. Подшипники одного из валков прикреплены к корпусу дробилки 1, подшипники другого — к подвижной раме 3, соединенной шарниром 2 с корпусом.
В верхней части корпус и рама связаны между собой предохранительным механизмом 4,состоящим из системы тяг и пружин, позволяющих регулировать зазор между валками, а также допускающих отход валков при попадании недробимого предмета. В этом случае валок вместе с подвижной рамой и установленным на ней электродвигателем поворачиваются вокруг шарнира и зазор между валками увеличивается. После прохождения не дробимого предмета
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Каждый валок имеет шкив, поэтому при работе дробилки развивается дополнительный маховой момент, в результате чего дробление материала происходит более равномерно.
Привод каждого валка осуществляется клиноременной передачей от электродвигателей, установленных на корпусе и подвижной раме, поэтому при отходе валков межцентровое расстояние клиноременной передачи не изменяется.
Бандаж валка состоит из отдельных секторов, что позволяет быстро, не разбирая дробилки, заменять износившиеся бандажи. Бандажи изготовляют из марганцовистой стали.
В промышленности строительных материалов для переработки глиняной массы и удаления из нее камней применяют так называемые дезинтеграторные вальцы (рис. 45). Они состоят из двух валков, из которых валок 1 большего диаметра имеет гладкую поверхность, а на рабочей поверхности валка 3 меньшего диаметра
предусмотрены ребра высотой 8—10 мм. Ребристый и гладкий валок совершает соответственно 500—600 и 50—60 об/мин.
Исходный материал загружается в воронку 2 и поступает на быстроходный валок. Комок глины, ударяясь о ребро валка,
деформируется, «теряет» скорость и затягивается в зазор между валками. Твердые включения, например камни, будут отбрасываться ребрами валка и попадать в отводный лоток. Таким образом, в дезинтеграторных вальцах измельчение глины сочетается с ее очисткой от твердых примесей.
Для переработки глиняной массы предназначены также дырчатые вальцы конструкции ВНИИстройдормаша (рис. 46). Они состоят из тихоходного 5 и быстроходного 6 валков, каждый из которых приводится во вращение от отдельного электродвигателя 1 через редуктор 2 для быстроходного валка и через редуктор 2 и зубчатую пару 3 для тихоходного валка. Тихоходный валок опирается на предохранительные пружины 4 и при попадании в исходный материал недробимых предметов может отходить от быстроходного валка, пропуская этот предмет.
Поверхности валков дырчатые. Исходная масса подается в приемную воронку и затягивается между двумя валками, вращающимися навстречу один другому, где глиняная масса разминается, растирается благодаря разной скорости валков и продавливается сквозь отверстия внутрь валков; далее она попадает на отводящий конвейер. При этом твердые включения, имеющиеся в глиняной массе, дробятся, так как сила предварительного натяжения пружин тихоходного валка рассчитана на такие усилия.
На рис. 47, рис. 48 показаны валковые дробилки французской фирмы Драгон и американской фирмы Пайонир как варианты конструктивного исполнения привода валков. На дробилке фирмы Драгон шкив-маховик установлен на валу одного из валков, на другом конце вала установлена двухрядная звездочка, связанная цепной передачей с звездочкой второго валка. В верхней части на оси расположена холостая звездочка, корпуса подшипников ко-
Рис. 48. Валковая дробилка фирмы Пайонир:
2 — загрузочный лоток; 3 — амортизационное устройство верх- верхний палок; 5 — корпус дробилки; 6 — второй нижний валок;е дробилки; 8 — амортизационное устройство нижнего валка; 9 — вал нижнего валка; 10 — шина
торой могут перемещаться по раме дробилки, регулируя тем самым натяжения цепи.
Фирма Пайонир для привода валков двух-и трехвалковых дробилок применяет автомобильные шины. В трехвалковой дробилке подшипники ведущего валка крепятся к раме неподвижно, подшипники двух других валков перемещаются в направляющих и прижимаются пружинами к упорам, регулирующим зазор между валками. Упругая деформация шин обеспечивает их зацепление друг с другом как при регулировке зазоров, так и при отходе валков при прохождении недробимых предметов.
В валковых дробилках в основном изнашивается средняя часть бандажей (по длине), в результате чего крупность дробленого продукта получается неравномерной. Поэтому на некоторых дробилках предусмотрены устройства равномерно распределяющие по длине валков исходный материал, а также приспособления для проточки бандажей во время профилактических ремонтов.
§3 Расчет основных параметров
Угол захвата в валковых дробилках — это угол между двумя касательными к поверхности валков в точках соприкосновения с дробимым материалом.
На кусок дробимого материала (рис. 49), имеющего форму шара и массу т, которой ввиду ее незначительности можно пренебречь, действуют силы давления Р от обоих валков и силы трения, равные fP (здесьf — коэффициент трения материалов о валок). Для упрощения эти силы показаны на рис. 49 для одного валка.
Кусок будет затягиваться валками, если 2Pf cosα ≥ 2Р sinα или f ≥ tgα, а так как f = tg φ (здесь φ— угол трения), то α ≤ φ. Но β = 2α, значит β ≤ 2φ. Таким образом, так же как у щековых и конусных дробилок, угол захвата у валковых дробилок для нормального дробления не должен превышать двойной угол трения.
Размер куска, захватываемого валками, можно определить пользуясь схемой на рис. 49.
Если принять, что D и d — диаметры соответственно валка и куска материала, а — ширина выходной щели, то:
Разделив правую и левую часть второго уравнения (27) на d, получим:
Степень измельчения в валковых дробилках в среднем равна 4, тогда a/d = 0,25. Подставив это значение в уравнение (28), получим:
Коэффициент трения f для прочных пород принимается равным 0,3, для влажной глины 0,45. При таких значениях f угол а будет равен 16° 40' и 24° 20', а отношение D/d:
для прочных пород
для влажных глин
Обычно для гладких валков отношение D/d принимают равным 20, для зубчатых и рифленых валков 2—6, так как в последнем случае кусок материала затягивается при непосредственном захвате его поверхностью рабочего органа.
Производительность валковых дробилок можно вычислить, если представить процесс дробления как движение ленты материала. За один оборот валка объем ленты материала (м3), прошедший через выходную щель, будет
V= πDLa,
где D — диаметр валка; L — длина валка; а— ширина выходной щели.
Производительность дробилки (м3/с) при частоте вращения вала п:
Q = πDLan.
Так как обычно длина валка используется неполностью и материал выходит из дробилки в разрыхленном виде, а не плотной лентой, то в формулу производительности вводят коэффициент μ, учитывающий степень разрыхленности материала.
Для прочных материалов ;
для влажных вязких .
При работе машины на прочных материалах под действием усилий дробления предохранительные пружины несколько деформируются и валки расходятся, поэтому при расчетах размер выходной щели назначают равным 1,25α.
В формулу вводят также объемную массу дробимого материала ρ (кг/м3), тогда производительность валковой дробилки (кг/с)
Частоту вращения валков (об/с) определяют по формуле, предложенной проф. Л. Б. Левенсоном:
где f — коэффициент трения материала о валок; d—диаметр куска исходного материала, м; D — диаметр валка, м.
Частота вращения валка должна быть тем меньше, чем больше его диаметр, а также диаметр поступающих кусков и их объемная масса и чем меньше коэффициент трения между куском материала и валками. По формуле (29) определяют максимально возможную частоту вращения валков. Для уменьшения износа бандажей и более устойчивой и спокойной работы валковой дробилки окружная скорость валков должна быть равной 2—7 м/с.
Усилия в деталях валковой дробилки определяются нагрузкой,
которая создается пружинами предохранительного устройства. Эта нагрузка зависит от многих факторов и может быть вычислена лишь приближенно.
Предположим, что суммарное усилие (Н) между валками при дроблении материала равно Р. Площадь (м2), на которой будет
действовать это усилие:
F = Ll,
где L— длина валков, м; l = Rα = Dα/2— длина дуги на участке измельчения материала, м; R — радиус валка, м; α— угол дуги, рад.
Поскольку при измельчении прочных материалов а = 16° 40',
то
|
(30)
где σ— предел прочности материала при сжатии, Н/м2; коэффициент разрыхления материала (для прочных пород μ=0,2÷0,3; для глины μ=0,4÷0,6)
Подставив значения l и μ в формулу (30), получим:
для прочных пород
для глин
Сила нажатия пружин подвижного валка должна обеспечивать суммарные значения Р.
Установочную мощность электродвигателя валковой дробилки Nдв можно определить, если учесть затраты мощности на дробление материала и трение в подшипниках, т. е. на преодоление всех сопротивлений при работе машины:
где N1 — мощность, расходуемая на дробление материала; N2 — мощность, расходуемая на трение в подшипниках; η— КПД.
При захвате валками кусков материала среднее суммарное усилие дробления Рср вызывает силу трения, равную fPcp (здесь f — коэффициент трения). Произведение этой силы на радиус валка R представляет собой момент силы, на преодоление которого расходуется мощность двигателя.
Произведение момента силы трения и угловой скорости валка ω= πп/30 определяет мощность N1 необходимую для дробления:
Подставив значение Рср из формулы (30) в формулу (32), получим:
Мощность, необходимая на преодоление трения в подшипниках:
где z— диаметр шейки вала, м; f1 — коэффициент трения качения, приведенныйк валу; Q— сила тяжести валка, Н; Рср— среднее усилие дробления, Н.
Из формул (31)—(34) окончательно формула для определения установочной мощности электродвигателя валковой дробилки будет иметь вид:
Раздел 2. МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ СОРТИРОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Глава2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ СОРТИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
§1 Назначение и сущность процессов сортирования
Процессы сортирования широко используют в промышленности строительных материалов, так как исходный материал в большинстве случаев представляет собой неоднородную по крупности смесь, содержащую различные примеси и включения.
В процессе переработки сырья материал необходимо разделять на классы по крупности, удалять из материала примеси и включения, снижающие его качество. Оборудование для этих процессов основывается на механическом, гидравлическом и воздушном принципе действия.
Наиболее распространенный способ сортирования материалов — механический. Механическое сортирование, производимое на плоских или криволинейных поверхностях с отверстиями заданного размера, называется грохочением, а машины и устройства, служащие для этого, — грохотами.
Сыпучая смесь, поступающая на грохочение, называется исходным материалом. Зерна материала, размер которых превышает размер отверстий поверхности грохочения, остаются на этой поверхности и называются надрешетным (верхним) классом; зерна материала, прошедшие через отверстия, представляют собой подрешетный (нижний) класс. Надрешетный класс обозначают знаком плюс, подрешетный — знаком минус. Например, если смесь зерен различной крупности разделялась на сите с отверстиями 40 мм, то верхний класс обозначается +40, нижний -40, т. е. одна поверхность грохочения разделяет исходный материал на два класса. Если материал, подлежащий сортированию, будет последовательно проходить п поверхности грохочения, то в результате получится п + 1 классов.
Просеивающей поверхностью вибрационных грохотов является колосниковая решетка или сито, которые расположены в горизонтальной или наклонной плоскости и приводятся в колебательное движение. Благодаря колебательным движениям просеивающей поверхности материал, поступающий на нее, перемещается к разгрузочному концу грохота. Во время движения по просеивающей поверхности материал разделяется на подрешетный и надрешетный классы.
Просеивающие поверхности могут совершать круговые, эллиптические или прямолинейные движения. Обычно для наклонных грохотов характерны все три вида движения, а для горизонтальных — прямолинейные, направленные под углом 35—45° к просеивающей поверхности.
Скорость колебательного движения просеивающей поверхности выбирают такой, чтобы она обеспечивала периодический отрыв материала от просеивающей поверхности при его движении к разгрузочному концу.
При переработке строительных материалов, например, нерудных применяют следующие виды грохочения:
предварительное, при котором из исходной горной массы выделяется материал негабаритных размеров или материал, не требующий дробления в машинах первой стадии дробления;
промежуточное для выделения продукта, не требующего дробления в последующей стадии;
контрольное, применяемое за последней стадией дробления для контроля крупности готового продукта и выделения отходов; частицы крупнее заданного размера возвращаются на повторное дробление (замкнутый цикл);
окончательное или товарное для разделения готового продукта на товарные фракции.
Различают сухой и мокрый способы грохочения. При мокром способе исходный материал поступает на грохот в виде пульпы или в сухом виде и орошается водой из специальных брызгальных устройств. Мокрый способ применяют обычно для сортирования материалов повышенно
Дата добавления: 2021-06-28; просмотров: 443;