Расчет производительности валковой дробилки

                                

                                (1.1.3)

                                   

                                     (1.1.4)

где fн=tg(α/2) – коэффициент захвата сырья.                                     

Коэффициент fн трения для прочных пород принимают 0,3, при таких значениях угол α=16,7º, а отношение D/d:

                           

                               (1.1.5)

Наибольший диаметр загружаемого материала (d) 85 мм, поэтому диаметр вальцов равен:

D=d*17=85*17=1445 мм

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 =

DLa=3,14*0,25м*0,3м*0,005м=0,0011775 м³

где D — диаметр валка; L— длина валка; а—  ширина выходной щели.

Производительность  дробилки (м³/с) при частоте вращения вала п:

Q =

DLa=0,002355 м³/с

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 , учитывающий степень разрыхленности материала. Для прочных материалов = 0,2…0,3.

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 1,25а. В формулу вводят также объемную массу дробимого материала р (кг/м³), тогда производительность валковой дробилки (кг/с):

Q = 1,25

DLan p=1,05975

Максимально допустимое значение частоты вращения валка (n) определяется условиями отбрасывания частиц материала центробежными силами:

                                                                                  (1.1.6)

ρ – плотность материала, для опоки 1200 кг/м³

n

102,5 _{=43,22об/сек}

где f — коэффициент трения материала о валок; d — диаметр куска исходного материала, м; D — диаметр валка, м.

 

Нагрузки в  основных элементах. 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 среднее суммарное усилие между валками при дроблении материала равно Рср (Н). Площадь, на которой будет действовать это усилие:

                                           

                                             (1.1.9)

где L - длина валков, м; l - длина дуги на участке измельчения материала, м,

l = Rα = Dα/2 (R - радиус  валка,  м;  α - угол дуги,  рад.).

При измельчении прочных  материалов α = 16° 70'.

Тогда l = 0,143*D=0,143*1,445=0,21 м.

F=0.6*0,21=0.124 м²

Среднее суммарное усилие (Н) дробления

                              

                   (1.1.10)

где - предел прочности материала при сжатии, кг\см² ( =1200-1800 кг/см2); — коэффициент разрыхления материала, для прочных пород = 0,2-0,3.

1500*1240*20=37200000 Н=37,2 МН

Сила нажатия пружин подвижного валка должна обеспечивать указанные  значения .

Производительность  дробилки.Производительность валковых дробилок можно вычислить, если представить процесс дробления как движение ленты материала шириной, равной длине L валка, и толщиной, равной ширине а выходной щели. Тогда за один оборот вала объем (м³) ленты материала, прошедший через выходную щель:

                                                                                             (1.1.11)   

Значит, при n (об/с) производительность (м³/с) дробилки будет:

                                                                                        (1.1.12)

Необходимо иметь в  виду, что при дроблении материалов средней прочности пружины, поджимающие  валки, несколько сжимаются и  валки расходятся. При этом ширина выходной щели может существенно  измениться, что нужно учитывать, особенно при мелком дроблении пород  средней прочности на гладких  вплотную сдвинутых валках, т. е. при  d — 0. Значит Q = 0.

Фактически производительность не равна нулю, так как валки  раздвигаются на ширину b, зависящую от фактических усилий дробления и степени жесткости предохранительных пружин.  Тогда:

                                                                                (1.1.13)

На основании практических данных b = 0,25dk, т. е. в расчетах производительности ширину выходной щели е учетом деформации пружин принимают равной 1,25 dk. При dk = 0 фактическое значение b можно определить по средневзвешенному значению dCB готового продукта в каждом конкретном случае.

Так как обычно длина валка  используется не полностью и материал выходит из дробилки в разрыхленном виде, а не плотной лентой, то в  формулу учитывающий степень  разрыхленности материала: принимают  для прочных материалов μ = 0,2-0,3.

Часто в формулу вводят также плотность дробимого материала  ρ (т/м3). Тогда окончательно производительность Q (т/с) валковой дробилки

                             

                      (1.1.14)

т/с=1,152 т\мин

Мощность двигателя.

Мощность двигателя N_дв валковой дробилки с учетом затрат мощности на преодоление всех сопротивлений при работе машины

                           N_дв = (N₁+N₂) / η,                                         (1.1.15)

где N₁ – мощность, расходуемая на дробление с учетом трения материалов  о валок;

N₂ – мощность расходуемая на трение подшипников;

η – КПД передачи, η = 0,90-0,95

Мощность двигателя N₁ необходима для дробления (Вт):                                                                                   (1.1.16)

где λ – коэффициент, учитывающий  одновременность раскалывания материалов, λ= 0,02

N₁ = 2х3,14х0,8х80х10⁶х0,5х0,33х0,4х0,02х0,45х0,85 = 41517 Вт

Мощность N₂, необходимая на преодоление трения в подшипниках двух валков, Вт:

                            

                                       (1.1.17)

где d_ш – диаметр шейки вала, м;

  f₁ – коэффициент трения качения, приведенный к валу, f₁ = 0,001

   G – нагрузка на подшипники, Н.

                                                                                            (1.1.18)

где Q – сила тяжести валка, Н, Q = 25000Н

Вт

N_дв = (41517+3335,5)/0,95 = 47213 Вт = 47,2 кВт

 

 

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЩЕКОВОЙ ДРОБИЛКИ

Главными параметрами  щековой дробилки, определяющими  её типоразмер, являются размер приемного  отверстия и размер выходной щели  (В х L х b).

Ширина приемного отверстия  должна обеспечить свободный прием  кусков максимальной крупности 

                                                                                                  

где Dmax – максимальный размер исходного материала.

Принимаем В = 1420 мм.

Ширина b выходной щели при  использовании стандартных дробящих плит связана с максимальной крупностью кусков в готовом продукте зависимостью

,                                                                                                 

где Кок – коэффициент  относительной крупности продукта дробления в щековых дробилках, Кок =1,2¸1,9.

Размер выходной щели составляет 5…10 мм для дробилок мелкого дробления, 10…20 мм – для среднего дробления и 20…40 мм – для крупного. В нашем случае дробление – мелкое.

 

 

 

 

РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ  ГАЗА ДЛЯ ФРАКЦИИ 5-10.

Рассчитываем в качестве примера горение природного газа Саратовского месторождения.

Задано:

1.объемный состав газа(%)

Всего 100%.

2.влагосодержание воздуха,  согласно климатологическим таблицам  d составляет 10 г. на 1 кг сухого воздуха.

3.природный газ сжигается  во вращающейся керамзитообжигательной  печи. Требуемая температура обжига  t=1000˚C

Определить: количество, влагосодержание и энтальпию дымовых газов и расход воздуха на горение топлива.

Решение:

Определим калориметрическую  температуру горения

t =t /ŋ              t = 1000˚C/0.8=1250

Для проектных расчетов объемной теплоемкости продуктов горения допустимо пользоваться приближенной формулой

Сд=1,335+0,0000755t

Cд=1.355+0.0000755*1250=1.449 кДж

 

α=(Qn+t *C )/(V *t +Cg- V *C *t )=(36400+10*1.7)/(10.7*1000+1.449-9.67*1.3*10)=2.36

Определяем объемный состав дымовых газов:

100V =100V *α

 

Определяем влагосодержание  дымовых газов на 1 кг сухого воздуха

dд=

Lсд-  масса сухих дымовых газов от сжигания 1м топлива

Lсд=

Энтальпию продуктов горения, отнесенную к 1 кг сухих дымовых газов, определяют по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ  КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ.

Основными показателями характеризующими качество крупного заполнителя являются:

• Плотность крупного заполнителя;
• Водопоглощение крупного заполнителя;
• Теплопроводность крупного заполнителя;
• Прочность заполнителя сдавленного в цилиндре;
• Морозостойкость крупного заполнителя;
• Коэффициент размягчения заполнителя.

Далее приведено краткое описание видов испытаний заполнителя:

Насыпная плотность  крупного заполнителя — один из важных  качественных показателей. Она зависит от плотности зерен заполни ρнас  определяется путем взвешивания пробы заполнителя в сосуде.

Высушенный до постоянной массы заполнитель высыпают в  предварительно взвешенный мерный сосуд  с высоты 100 мм над его верхним  краем до образования над верхнем слоем конуса, который удаляют металлической линейкой вровень с краями сосуда (без уплотнения) и взвешивают.

Размер мерного сосуда и объем пробы для испытания  в зависимости от крупности заполнителя  принимают по табл.3.

Таблица 3

Наибольшая  крупность зерен заполнителя, мм	Объем мерного сосуда, л	Размер  сосуда, мм		Объем пробы, л
		диаметр	высота
5 и  менее 10	1 2	108 137	108,5 136,5	1,5 3,0

 

где m1 - масса мерного сосуда с заполнителем, кг;

m2 - масса мерного сосуда, кг;

V - объем мерного сосуда, м3.

Насыпную плотность заполнителя  вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений, при проведении которых  каждый раз используют новую порцию заполнителя.

Определение водопоглощения крупного заполнителя.

Сущность метода

Метод основан на определении  разности массы навески до и после  насыщения ее водой.

 

Проведение испытания

Навеску заполнителя укладывают в контейнер, закрывают крышкой, медленно погружают в воду и встряхивают  для удаления пузырьков воздуха  из заполнителя. Контейнер выдерживают  в воде в течение 1 ч, после чего вынимают, подвешивают и дают избыточной воде стечь в течение 10 мин. Далее  пробу заполнителя вынимают из контейнера и немедленно взвешивают на технических  весах.

Обработка результатов

Водопоглощение крупного заполнителя за 1 ч (W'погл) в процентах  по массе вычисляют по формуле

где т1 - масса сухой пробы  заполнителя, г;

т2 - масса пробы заполнителя, насыщенного водой, г.

За результат испытания  принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений.

5-10 фракция(№ 1;2)   

№	Масса сосуда ,   m, грамм	масса зоп. с сосудом, m.г	Масса зоп. с сосудам+ водой, m , г (1 час)
1	210,4	948,3	1144,5
2	322,5	1066,9	1267

W 1=(934.1-737.9)*100%/737.9=26.5%

W 2=(944.5-744.4)*100%/744.4=26.8%

Wср=(26,5+26,8)/2=26,65%

Определение теплопроводности крупного заполнителя

Сущность метода

Метод основан на определении  теплопроводности крупного заполнителя  расчетным путем по теплопроводности бетона и его растворной части.

Проведение испытания

 Материалы для приготовления  раствора отвешивают при соотношении  цемент: песок 1:1 по массе, воду  вводят в количестве, необходимом  для получения пластичной консистенции (расплыв на встряхивающем столике  должен составлять 15-17 см). Раствор  для образцов, предназначенных для  определения теплопроводности, перемешивают  вручную или в лабораторном  смесителе, укладывают в две формы размером 25´25´5 см и вибрируют в течение 15-20 с. Объем раствора должен составлять 12,5 л.