124686 (Устаткування дробильно-сортувальних заводів), страница 3

F_y = K_y · Q_y ; /22/

де K_х, K_y - жорсткість пружини, Н/м; Q_x, Q_y - амплітуди зсуву грохота, м.

При пуску і зупинці значення Q_x, Q_y слід замінити значеннями резонансних амплітуд коливань А_рх, А_ру.

Загальні витрати потужності, кВт:

N_общ = N_тр + N_г /23/

Потужність, що витрачається на тертя в роликопідшипниках, кВт:

N_тр = ; /24/

де М_тр = F_n и µ - момент тертя, Нм; F - навантаження на підшипники, Н.

F_n = m_деб(Q + r ) ω² ; /25/

де m_деб - маса дебалансів, кг; Q - амплітуда коливань короба грохота, м ; r - ексцентриситет дебалансів, м /визначається по кресленню грохота/; ω - кутова швидкість рад/с; n - частота обертання валу, об/с; µ = 0,05..0,01 - приведений коефіцієнт тертя; D_в - діаметр валу, м /визначається по кресленню грохота/.

Потужність, затрачувана на переміщення і сортування матеріалу, кВт:

N_гр = 2,3L , /26/

де L - довжина грохота, м; Q - продуктивність грохота по початковому живленню, м³/с ; С_в - вміст верхнього класу зерен у вихідному матеріалі, %; С_н - вміст нижнього класу зерен у вихідному матеріалі, %; V - швидкість переміщення матеріалу по ситу, м/с.

V = ; /27/

де g = 9,81 м/с - прискорення вільного падіння частинок; D_i - розмір отвору в ситі /приймається по ситу з найбільшим отвором/, м; β = 20...30° - кут зльоту частинок; ρ- густина сортованого матеріалу, кг/м3.

Електродвигун повинен забезпечити пуск грохота. Визначаємо час, протягом якого двигун здійснює пуск грохота, з:

t = ; /28/

де І_дв - момент інерції ротора електродвигуна, кг·м² /береться з технічної характеристики двигуна/; І_в = Z· - момент інерції мас вібратора, що обертаються, кгм²; Z - число дебалансsв; - маса дебаланса, кг; r - відстань від центру маси до центру обертання, м.

I_k = (m_k + m_M)a² , /29/

є момент інерції короба, що коливається, кгм², т_к - маса короба, кг; т_М - маса щебеню на грохоті, визначається по виразу /26/ без урахування коефіцієнта 2,3; і - передаточне число механізму приводу грохота, визначається за даними креслення грохота; ω - кутова швидкість, рад/с; К - коефіцієнт кратності пускового моменту електродвигуна /береться з паспорта електродвигуна/; N_дв - потужність електродвигуна, кВт /час t не повинне перевищувати 5 с/.

Масу гуркоту т_к визначаємо на підставі подібності проектованого грохота вибраному типу грохота. Для цього визначаємо масу одиниці об'єму короба існуючого грохота і множимо на об'єм проектованого короба.

Маса матеріалу в коробі на одному ситі, кг:

т_М = B·L·h·γ . /30/

де В - ширина сита, м; L - довжина сита, м; h - висота матеріалу на ситі, м; γ - насипна маса, кг/м³.

Повна маса матеріалу рівна сумі мас матеріалів на всіх ситах.

Для грохотів маса дебалансів визначається з умови, кг:

m_деб = ; /31/

де m_к - маса короба, кг; а - амплітуда коливань, м; R - радіус дебалансів, м.

Маса маховика G_max кг:

G_max = ; /32/

де К_м =1,44·10⁴; δ = 0,02; D_м - діаметр маховика, м; a - амплітуда коливань, м; n_r - частота обертання валу вібратора, об/хв.

Потужність двигуна для ексцентрикового гуркоту, кВт:

N_дв = ; /33/

де N_F - потужність сил тертя в підшипниках підвіски рухомого короба, викликана силами інерції, кВт:

N_F = ; /34/

N_G = ; /35/

де N_G - потужність сил тертя в підшипниках, викликаних силами тяжіння частин, що рухаються/ кВт; η = 0,8 - ККД передачі; К₃ = 1,25 - коефіцієнт запасу потужності.

f = 0,01... 0,001 - коефіцієнт тертя кочення; G₁ - маса короба з матеріалом, кг; G₂ - маса інших частин, що рухаються, кг; частота обертання валу вібратора повинна задовольняти умову:

30 ; /36/

r - ексцентриситет валу, м; D₁ - діаметр кола центрів роликів підшипників підвіски короба, м; D₂ - середній діаметр кола центрів роликів підшипників опори, м; α - кут нахилу сит, град.

Величина r, D₁ і D₂, d визначаються в масштабі по кресленні аналогічного грохоту [6].

Розрахунок валу гурохота

Після побудови розрахункової схеми визначаємо інерційні сили Р₁ від неврівноважених мас на маховиках і Р₂ - від маси короба з матеріалом, Н:

Р₁ = ; /37/

Р₂ = ; /38/

де - маса одного дебаланса, кг; ω - кутова швидкість валу, рад/с; R - відстань від осі дебаланса до осі валу, м; т_гр - маса короба з матеріалом, кг; r - ексцентриситет валу, м.

Значення сили визначуване з розрахунку пасової передачі, рівно геометричній сумі сил тиску пасів на шків і тяжінню шківа /курс "Деталі машин"/.

Що крутить момент, Н.м

М_кр = 60000 /39/

Опорні реакції V_A і V_F і визначають з рівнянь

і .

Згинаючі моменти в точках A, B, C, E, і D /рис 4/ визначаємо, використовуючи

методи, викладанні в курсі "Опір матеріалів". Приведений максимальний момент, кг.Н;

М_пр = ; /40/

Діаметр валу, м:

D_в = ; /41/

де [σ] - межа текучості сталі, з якої виготовлений вал, Па. Далі необхідно підібрати всі підшипники методами, викладена в курсі "Деталі машин".

Мал. 4. Рохрахункова схема інерційного грохота

Розрахунок натяжного пристрою для сит і товщини стінок короба

Зусилля (Н) в натяжному пристрої визначають з умови

; /42/

де Z_n = - число проволок сита; σ_доп - допустима напруга при розтягуванні дроту, Па; F₀ = - площа перетину одного дроту, м2; L - довжина одного сита, м; D_i - розмір отвору, м; b_і - товщина дроту, м.

Товщина натяжної планки і стінки короба при Н = згідно Мал. 5, м:

С = ; /43/

де σ_доп - допустима напруга згину планки, Па; β = 30 - кут між віссю болта і поверхнею сита.

Визначаємо число болтів на одній стороні сита, якщо d – їх діаметр:

Z_б = ; /44/

Мал. 5. Натяжний пристрій

Далі підраховуємо Z_б для всіх сит і вибираємо найбільше значення товщини планки.

Основні параметри грохота: розміри сит B х L ; розміри отворів осередків; амплітуда коливань; продуктивність;кількість сит; потужність двигуна; частота обертання валу; кут нахилу сит; габаритні розміри; маса.

Машинний розрахунок параметрів гуркоту

Позначення:

l - розмір отвору сита в світлу, м;

a - амплітуда коливань рохота, м;

q - питома продуктивність грохота, м³/(год м²);

F -площа грохочення , м²;

К₁, К₂, К₃ - коефіцієнти /табл. I/;

m - коефіцієнт, що враховує нерівномірність живлення;

E_e - еталонна ефективність грохочіння;

К'₁, К'₂, К'₃ - коефіцієнти /табл. 2/;

ε- коефіцієнт / ε = 3600/;

В - ширина гуркоту, м;

h- висота шару навантаженого матеріалу, м;

L - довжина сит грохота, м;

V - швидкість переміщення матеріалу, м/с;

γ - насипна маса матеріалу, кг/м³;

К - коефіцієнт, що враховує вид просіваючої поверхні;

т_к- маса короба грохота без маси матеріалу, кг;

ρ_у- частота власних коливань, Гц;

Z- кількість пружин;

Е - модуль пружності, Па;

d - діаметр дроту пружини, м;

n_пр- число робочих витків;

D_пр- середній діаметр пружини, м;

d_і - максимальний розмір матеріалу, що просівається, м;

α - кут нахилу сита, рад;

b_i- товщина дроту сит, м;

R - радіус дебаланса, м;

K_m - коефіцієнт / K_m = 1,44*10⁴/;

δ - коефіцієнт / σ =0,02/;

D_m - діаметр маховика, м;

C_в - склад зерен верхнього класу у висхідному матеріалі, частки од.

C_н - склад зерен нижнього класу у висхідному матеріалі, частки од.;

Z_б - число болтів на одній стороні сита;

D_в - діаметр валу, м;

µ- коефіцієнт тертя / µ = 0,005/;

σ_доп- допустима напруга матеріалу дроту, Па;

l_кр - по Мал. 5, довжина натяжної планки, див. Мал. 5, м;

β - кут /Мал. 5/ між віссю кріпильного болта і поверхнею сита;

d_б - діаметр болта, м;

σ_д - допустима напруга матеріалу болта, Па.

Зведення формул

1/ n_r = 4.4 , c^-1;

2/ Q = mg , м³/с;

3/ Е_гр = Е_э

4/ Q = ε· B· h· V ·γ· K , м³/год;

5/m_м = B· L· h ·γ , кг;

6/ m_гр = m_к · m_м , кг;

7/ К_заг = m_гр , Н/м;

8/ К_заг = , Н/м;

9/ К_y = , Н/м;

10/ К_і = 100%;

11/ Якщо К_і < 25, то збільшити ;

12/ m_деб = , кг;

13/ n = 30 , об/хв.;

14/ G_max = , кг;

15/ N = m_деб (a + R) , кВт;

16/ P = , Н;

17/ С = ;

18/ Z_б = .

Розрахунок параметрів грохота

Вихідні дані для розрахунку:

l = 0,07 м; h = 0,24; b_i = 0,01 м;

a = 0,003 м; V = 0,4 м/с; R = 0,05 м;

q = 0,82 м³/(год м²); γ = 1700 кг/м³; K_m = 1,44 * 10⁴;

F = 3,9 м²; К = 1; δ = 0,02;

К₁ = 1,0; т_к = 30 кг; D_m = 1 м;

К₂ = 0,84; L = 2,6 м; C_н = 0,4;

К₃ = 0,91; Z = 10; C_в = 0,4;

m = 0,6; Е = 20000 Па; D_в = 0,15 м;

Е_э = 0,86; d = 0,02 м; µ = 0,005;

К'₁ = 1,0; n_пр = 10; σ_доп = 1,6 * 10⁸ Па;

К'₂ = 0,95; D_пр = 0,3 м; l_кр = 0,1 м;

К'₃ = 0,98; d_і = 0,08 м; β = 45° / 0,785 рад /;

ε = 3600; α = 18° /0,31 рад/; d_б = 0,008 м;

В = 1,5 м; ρ_у = 3 с^-1; σ_д = 1,6 * 10⁸ Па.

π = 3,14;