Книги, научные публикации
Министерство образования Российской Федерации Восточно - Сибирский государственный технологический университет Бегуны для переработки кусковых, порошкообразных и волокнистых материалов Методические
указания к курсовому проектированию по дисциплине Механическое оборудование предприятий строительной индустрии Составитель: Дамдинова Д.Р.
Издательство ВСГТУ Улан - Удэ 2002 1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ ПО МЕХАНИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ Методические указания ПРЕДПРИЯТИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ИНДУСТРИИ.
к курсовому проектированию по дисциплине Механическое оборудование предприятий Выполнение курсового проекта по механическому строительной индустрии для студентов оборудованию предприятий строительных материалов имеет специальности 290600 - Производство целью систематизацию, закрепление и расширение строительных материалов, изделий и теоретических знаний, углубленное изучение одного из конструкций направлений 55100, 653500 - вопросов, поставленных в проекте, овладение навыками Строительство самостоятельного решения инженерных задач, производства технических расчетов и графического оформления проекта.
Курсовой проект выполняется в соответствии с Рецензент: Чимитов А.Ж. требованиями современной передовой техники, с учетом норм технического проектирования и правил безопасности.
Проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части.
Расчетно-пояснительная записка содержит:
1) Титульный лист, согласно СТП ВСГТУ 10-99;
2) Задание на курсовой проект;
3) Подробное описание назначения, области применения, работы и особенности конструкции основных узлов и деталей проектируемого оборудования. Описание конструкции машины должно сопровождаться критическим анализом конструкцией подобного рода машин;
4) Кинематический расчет и расчет основных параметров: производительности, мощности, числа оборотов и др.;
5) Конструктивные расчеты на прочность основных узлов и деталей;
6) Основные правила эксплуатации и техники безопасности при работе данного оборудования;
7) Список использованной литературы.
Расчеты необходимо сопровождать пояснениями, 2. КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ БЕГУНОВ.
схемами и ссылками на используемые источники. ОБЛАСТИ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ.
Объем расчетно-пояснительной записки должен составлять 30-40 рукописного текста на листах формата Бегуны широко используются в различных отраслях 210х293. Кроме того, студентом могут быть представлены промышленности строительных материалов - керамической, электронная версия расчетно-пояснительной записки и огнеупорной, стекольной, асбестоцементной и др. Они программа для определения параметров проектируемой предназначены для мелкого дробления (до 3 810-3 м) и машины с необходимыми пояснениями к использованию грубого помола (до 0,20,510-3 м) сырьевых материалов. В программы.
бегунах измельчают такие материалы, как доломит, Графическая часть проекта должна включать:
известняк, влажную и сухую глину, кварц, бой керамической а) общий вид механизма, машины или установки;
продукции, шамот и др. В асбестоцементной б) общий вид проектируемых узлов;
промышленности их широко используют для первой стадии в) рабочие чертежи основных деталей (по указанию распушки асбеста. Применение бегунов, имеющих меньшую руководителя);
эффективность (по сравнению, например, с валковыми Общий объем 2 листа формата А22.
дробилками), обусловлено удовлетворением специальных Чертежи общих видов машины, ее узлов и деталей технологических требований, когда наряду с измельчением должны иметь необходимое число проекций (не менее необходимо обеспечить уплотнение, растирание, двух) и разрезов, обеспечивающих ясность и наглядность обезвоздушивание масс.
конструкции. Необходима на всех чертежах простановка Измельчение в бегунах осуществляется в результате основных размеров: привязочных, установочных, раздавливания с одновременным истиранием между габаритных, посадочных с соответствующими допусками, а цилиндрической поверхностью катков и плоской на рабочих чертежах деталей классов чистоты поверхностью чаши (пода) бегунов, по которой поверхностей.
перекатываются катки.
Спецификация основных узлов и деталей Существующие типы бегунов могут быть помещается на чертежах или в расчетно-пояснительной классифицированы по конструкции, технологическому записке. В правом нижнем углу листа проставляется штамп назначению и способу действия.
установленной формы.
По конструкции различают бегуны с неподвижной чашей, с вращающейся чашей, с верхним и нижним приводом. Катки бегунов изготавливают из материала или камня (гранита, кварца, каменного литья и др.). Иногда катки и чашу бегунов выполняют каменными. Это обусловлено технологическими требованиями производства, лимитирующими содержание железистых примесей в измельчаемом материале. Размеры и масса катков являются У бегунов с неподвижной чашей (см. рис.1.,а) к техническими характеристиками бегунов. верхней части вертикального вала 1 шарнирно прикреплены На рис. 1 изображены кинематические схемы кривошипы осей 2 катков 3 и 4. Катки при вращении вала основных типов бегунов, выпускаемых промышленностью. катятся по неподвижной чаше 5, вращаясь при этом вокруг своих горизонтальных осей 2. Шарнирное крепление осей к валу при помощи кривошипа обеспечивает свободное поднятие катков при попадании в чашу больших кусков материала или недробимых предметов. Для увеличения рабочей поверхности измельчения чаши катки устанавливаются на различном расстоянии от вертикального вала l1, l2. Вертикальный вал получает вращение от двигателя и редуктора через коническую пару 6.
Измельчаемый материал вначале поступает на внутреннюю дорожку 7, где раздавливается и истирается катком 4, расположенным ближе к центру чаши, а затем направляется скребками на внешнюю периферийную дорожку 8 из дырчатых плит с овальными отверстиями размером от (6х30)10-3 до (12х40)10-3м в зависимости от требуемой крупности готового продукта. Чтобы отверстия не забивались, их выполняют книзу расширенными. Каток продавливает материал сквозь отверстия в дырчатых плитах на вращающуюся с валом тарелку 9, с которой удаляется неподвижно укрепленным скребком. Масса удаленного катка меньше, чем масса катка, расположенного ближе к оси машины, что уравновешивает центробежные силы обоих катков. К вертикальному валу бегунов прикреплены поводки со скребками, очищающие борта и дно чаши от налипшего материала и равномерно падающие его под катки.
Бегуны с вращающейся чашей имеют верхний привод Рис. 1. Кинематические схемы бегунов:
(см. рис.1, б). Катки 3 и 4 бегунов расположены на а - с неподвижной чашей;
б - с вращающейся горизонтальной оси 2 и вращаются на ней, увлекаемые чашей;
силами трения при вращении чаши 5. Концы горизонтальной в - с вращающейся чашей и подвешенными оси катков находятся в направляющих 7, по которым ось с катками катками может перемещаться вверх или вниз в зависимости от слон материала в чаше или при попадании под каток освобождая пружину, а следовательно, и раму от нагрузки недробимого предмета. В верхней части вертикального вала (увеличивая нагрузку на чашу). Данная конструкция 1 расположена коническая зубчатая пара 6, получающая подвески катков облегчает пуск бегунов и снижает нагрузки вращение от привода. В нижней части вала 1 жестко на оси катков. Привод бегунов может иметь нижнее или закреплена ступица чаши. Дно чаши у центра и под верхнее исполнение.
катками выполнено из сплошных плит, а по периферии Для снижения массы катков и обеспечения чаши расположено кольцевое сито 8. необходимой для измельчения материала силы их Скребковые устройства равномерно подают нажатия в бегунах устанавливают дополнительные поступающий сверху из загрузочной воронки исходный пружины, гидравлические или пневматические устройства.
материал под катки, а измельченный - на кольцевое сито. По технологическому назначению различают бегуны Не прошедшие сквозь отверстия сита куски снова мокрого способа измельчения материалов (с влажностью 15 подаются скребками под катки. Просеянный материал 18% и выше);
бегуны сухого и полусухого измельчения поступает на неподвижный поддон, с которого подается сыпучих материалов (с влажностью не выше 10-12%), скребком в сборный лоток. Производительность бегунов смесительные бегуны для смешивания, уплотнения и (см. рис.1 а, б) лимитируется частотой вращения измельчения различных компонентов смеси влажностью не выше 10-12%. Бегуны с неподвижной чашей и нижним вертикального вала пв. (пв0,30,06с-1). Превышение приводом (см. рис.1, а) применяют для мокрого измельчения указанного предела в бегунах с неподвижной чашей глин.
связано с созданием более сложной конструкции крепления Технические характеристики бегунов см. в табл. 1.
бандажей и ступиц бегунов к осям, а также с более Таблица тщательной балансировкой вращающихся масс. При превышении допустимой частоты вращения вертикального Тип Размер Масса Производ Расход вала в бегунах с вращающейся чашей измельчаемый катков, м катков, и- энергии, материал будет отбрасываться к бортам чаши.
кг тельность (кВтч/т) Повышенная частота вращения вертикального бегунов, вала пв допускается в бегунах специальной конструкции т/ч С неподвижной 1,2х0, (27) (см. рис.1, г). Измельчаемый материал выгружается под чашей и нижним 1,8х0,55 1, действием центробежных сил в регулируемый зазор между приводом дном 9 и бортом 10 чаши. Частицы, размер которых больше, чем зазор, подаются скребками под катки. Ось С вращающейся 0,6х0, до 7103 0,510 2, катков 3 и 4 соединена тягами 12 с поперечиной 13, чашей и верхним 1,8х0, приводом или которая через пружину опирается на раму. Действие подвешенными пружины таково: если в чаше нет измельчаемого катками Материала, то зазор между катком и дном чаши составляет (810)10-3 м. При работе машины катки поднимаются, Смесительные бегуны используют преимущественно для измельчения с одновременным перемешиванием и растиранием обрабатываемых материалов (например, слабоувлажненной массы в производстве огнеупорных изделий). Бегуны имеют глубокую чащу со сплошным дном, куда порционно загружается до 10 кг массы.
Периодически опускаемые в чашу специальные скребки обеспечивают ее выгрузку через борт в вагонетку или на транспортер.
Бегуны для растирания асбеста имеют два чугунных катка массой 3103 кг каждый, оси которых связаны с вертикальным валом, вращающимся с частотой 0,27 с-1.
Масса асбеста влажностью 3237%, загружаемая в чашу со сплошным дном, составляет до 150 кг.
По способу действия различают бегуны непрерывного и периодического действия. Смесительные бегуны работают периодически, время обработки массы составляет 1225 мин.
Расчет параметров бегунов.
Необходимое условие нормальной работы бегунов в том, что угол захвата не должен превышать двойного Соотношение между диаметром d поступающего куска угла трения, т.е. 2 (рис.2). Значения коэффициента материала и диаметром D катка трения находятся в пределах = tg =0,30,5, что D = (4,614) d (35) соответствует углу захвата 3050. Коэффициент При условии, что материал не должен выбрасываться трения и угол захвата для более твердых пород меньше, из чаши центробежной силой, возникающей при ее чем для более мягких.
вращении (за исключением бегунов с центробежной Соотношение между диаметром d разгрузкой материала), угловая скорость вертикального поступающего куска материала и диаметром D катка вала бегунов, рад/с g (36) Rн работы агрегата и т. д., и ввиду сложности теоретического обоснования определяется по эмпирической зависимости.
Полагая = 2 n, определим частоту вращения п, с- У бегунов мокрого измельчения материалов, кг/с n 0, 5 ----- (37) Q = S l ( a+b ) n (42) Rн Для твердых пород при = 0, где S - площадь одного отверстия в плите, м;
l - длина глиняного прутка, продавливаемого сквозь отверстия в 0,3 9,81 1, плите при одном проходе катка, м (для глин с влажностью ------------ ----------- (38) 20-22% величину следует принимать равной (20 25) 10- RН RН м);
a - число отверстий, перекрываемых внутренним катком за один оборот вертикального вала;
b - число отверстий, перекрываемых внешним катком за один оборот 0, 3 0, вертикального вала;
- плотность глиняных прутков, кг/м3;
n n 0,5 ---------- -------- (39) - частота вращения вертикального валя, с-1;
RН RН поправочный коэффициент, =0,80,9.
У бегунов сухого помола, кг/с где Rн - наружный радиус качения катков, м.
Q = 6 10-4 mDТn (43) Для влажных пород при = 0, где m - масса катка, кг;
DТ - диаметр чаши, м.
Мощность N двигателя привода бегунов, Вт 0,5 9,81 2, N1 + N2 + N ------------- -------- (40) N=--------------------Kд (44) RН 0,5 0, где N1 - мощность, затрачиваемая на преодоление сил n 0,5 -------- -------- (41) трения качения катков по материалу, Вт;
N2 - мощность, RН RН затрачиваемая на преодоление сил трения скольжения катков по материалу, Вт;
N3 - мощность, затрачиваемая на Производительность бегунов Q зависит от преодоление сил трения скребков о чашу и катки, Вт;
Kд - совокупного влияния множества факторов - физико коэффициент динамичности, определяющий долю общей механических характеристик измельчаемого материала, мощности двигателя, необходимую для преодоления его влажности, конструктивных особенностей, режима пускового момента и сил инерции, возникающих при ускорении вращающихся масс до приобретения ими Рекомендуемая литература:
постоянных рабочих угловых скоростей (Kд=1,21,4, а при 1. Сапожников М.Я., Дроздов Н.Е. Справочник по пуске машины без загрузки ее материалом Kд=1,0 );
- оборудованию заводов строительных материалов. М., к.п.д. привода бегунов, =0,70,8.
Изд-во литературы по строительству, 1970.
Мощность, затрачиваемая на преодоление сил 2. Мартынов В.Д. Строительные машины и трения качения катков по материалу, Вт монтажное оборудование, М., Высш. школа, 1984.
N1 =P V Z = G 1 2 R nk Z (45) 3. Константопуло Г.С. Механическое оборудование где P - сила тяги, Н;
V - средняя окружная скорость катков, заводов железобетонных изделий и м/с;
Z - количество катков;
G - сила нажатия катка на дно теплоизоляционных материалов. М., Высш. школа, чаши, Н;
1 - коэффициент тяги, 1=0,050,10;
R - средний 1988.
радиус качения, м;
nk - частота вращения катков, с- 2R nк=n ---- D Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения скольжения катков по материалу, Вт N2 = 1,57 G B nk Z (46) где B - ширина катка, м.
Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения скребков о чашу и катки, Вт N3 = P1 I Vскр 1 (47) где Р1 - сила нажатия скребков на чашу, Р1 =1000Н;
I - количество скребков;
V - скорость относительно движения скребков, м/с;
Vскр= 2Rn;
1 - коэффициент трения кребков о чашу, 1 0,2.
Задавшись исходными геометрическими и скоростными параметрами бегунов, по вышеприведенным формулам можно рассчитать их основные характеристики.
БЕГУНЫ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ КУСКОВЫХ, ПОРОШКООБРАЗНЫХ И ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине Механическое оборудование предприятий строительной индустрии Составитель: Дамдинова Д.Р.
Подписано в печать 24.05.2002 г. Формат 60х84 1/16.
Усл.п.л. 0,93, уч.-изд. 0,7. Тираж 50 экз. С. 139.
Издательство ВСГТУ, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40,а ВСГТУ, 2002 г.