- •Кафедра строительной техники и инженерной механики им. Проф. Н. А. Ульянова
- •Введение
- •Лабораторная работа № 1
- •1.1. Цель работы
- •1.2. Краткие теоретические сведения
- •1.3. Последовательность выполнения работы
- •1.4. Порядок оформления отчета
- •Лабораторная работа № 2
- •2.1. Цель работы
- •2.2. Краткие теоретические сведения
- •2.3. Последовательность выполнения работы
- •2.4. Порядок оформления отчета
- •Лабораторная работа № 3
- •3.1. Цель работы
- •3.2. Краткие теоретические сведения
- •3.3. Последовательность выполнения работы
- •3.4. Порядок оформления отчета
- •4.1. Цель работы
- •4.2. Краткие теоретические сведения
- •4.3. Последовательность выполнения работы
- •4.4. Порядок оформления работы
- •Лабораторная работа № 5
- •5.1. Цель работы
- •5.2. Краткие теоретические сведения
- •5.3. Последовательность выполнения работы
- •5.4. Порядок оформления отчета
- •Лабораторная работа № 6
- •6.1. Цель работы
- •6.2. Краткие теоретические сведения
- •Описание конструкции и принципа действия виброплощадок
- •6.2.2. Расчет основных параметров виброплощадки с дебалансными грузами
- •6.3. Порядок оформления отчета
- •394000 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84.
2.4. Порядок оформления отчета
Дать описание конструкции и принципа работы бегунов.
Привести кинематическую схему привода лабораторных бегунов и дать ее описание.
По литературным источникам [1-4] выполнить схему узла монтажа катков и объяснить необходимость различной длины их осей.
Все данные, полученные при измерении параметров лабораторных бегунов, сравнить с расчетом заданных серийных бегунов и выполнить анализ полученных результатов.
Литература: [1, с. 74-82; 4, с. 41-53].
Лабораторная работа № 3
ШАРОВЫЕ МЕЛЬНИЦЫ
3.1. Цель работы
Изучение конструкции, принципа действия и применения шаровых мельниц, а также овладение методикой расчета основных технико-экономических параметров шаровых мельниц.
3.2. Краткие теоретические сведения
По принципу действия мельницы подразделяются на:
1) барабанные (рис. 3.1 а, б, в), в которых материал измельчается во вращающемся (рис. 3.1 а) или вибрирующем (рис. 3.1, б) барабане при помощи загруженных в барабан мелющих тел (шаров или цилиндриков - цильпебсов), или без мелющих тел ударами и истиранием частиц материала один о другой и о футеровку барабана (рис. 3.1, в);
2) среднеходные, в которых материал измельчается раздавливанием и частичным истиранием между каким-либо основанием и рабочей поверхностью шара, валка, ролика (рис. 3.1, г).
3) ударные, в которых материал измельчается ударом шарнирных или жестко закрепленных молотков. Продукт, достигший определенной степени помола, выносится из зоны действия молотков воздушным потоком (рис. 3.1, д).
4) струйные, где материал измельчается в результате трения и соударения частиц материала одна о другую, а также о стенки камеры при движении частиц воздушным потоком с большой скоростью (рис. 3.1, е).
Рис. 3.1. Схемы машин для помола
3.3. Последовательность выполнения работы
3.3.1. Изучить конструкцию, принцип действия и область применения шаровых мельниц.
3.3.2. Выполнить принципиальную схему лабораторной модели шаровой мельницы и кинематическую схему ее привода. Описать конструкцию и принцип действия модели.
3.3.3. Изучить и описать методику расчета критической и оптимальной частот вращения барабана мельницы; выбора типа мелющих тел и расчета их количества; расчета производительности и мощности привода шаровых мельниц.
3.3.4. По заданному варианту из (табл. 3.1) выбрать марку промышленного образца шаровой мельницы, описать ее конструкцию, области применения и рассчитать основные конструктивно-эксплуатационные параметры, после чего сравнить с паспортными данными.
Таблица 3.1
Марки промышленных образцов шаровых мельниц
Элементы характеристики |
Варианты мельниц |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
2,0х10,5 |
2,6х13 |
3,0х14 |
3,2х15 |
3,2х8,5 |
4,2х10,0 |
|
Диаметр барабана, м |
2,0 |
2,6 |
3,0 |
3,2 |
3,2 |
4,2 |
Длина барабана, м |
10,5 |
13 |
14 |
15 |
8,5 |
10 |
Частота вращения, мин |
22,8 |
17,6 |
18,5 |
16,94 |
16,8 |
15,62 |
Масса мелющих тел, т |
35 |
80 |
82 |
134 |
71 |
118 |
Производительность (проектная), т/ч |
45 |
33,5 |
55 |
70 |
43 |
130 |
Мощность электродвигателя, кВт |
500 |
1000 |
1600 |
2000 |
1250 |
2000 |
Шаровая мельница представляет собой вращающийся барабан, заполненный частично мелющими телами ( шарами, цилиндриками ). При вращении барабана мелющие тела перемещаются, измельчая загруженный в барабан материал.
Характер измельчения зависит от частоты вращения барабана. При относительно малой частоте угол подъема мелющих тел в барабане невелик и материал измельчается раздавливанием и истиранием. При увеличении частоты вращения мелющие тела прижимаются к внутренней поверхности барабана и, достигнув определенной высоты, отрываются от стенки барабана и под действием собственного веса падают вниз, измельчая материал за счет удара и истирания.
При дальнейшем увеличении частоты вращения барабана наступает такой момент, когда центробежная сила будет больше веса мелющих тел, они не будут отрываться от поверхности барабана и, вращаясь вместе с ним, перестанут измельчать материал. Такая частота вращения барабана называется критической. Следовательно, оптимальная (рабочая) частота вращения должна быть меньше критической, при которой высота отрыва шаров будет максимальной, обеспечивая максимальный эффект измельчения материала за счет удара шаров. Схема для определения критической и оптимальной частот вращения барабана приведена на (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Схема к определению частоты вращения барабана
В точке А на шар действует сила тяжести шара G и центробежная сила инерции Fц. Обозначив угол отрыва шара через X , разложим силу тяжести G на две составляющие: касательную Т = G sin α и нормальную Q=G cos α.
Критическая скорость, при которой шары не будут отрываться от внутренней поверхности барабана, будет тогда, когда центробежная сила Fц будет больше или равна силе Q; т.е.
. (3.1)
Максимальное значение силы Q = G будет при достижении шаром точки B, т.е. при α = 0 или cos α =1 . Тогда последнее уравнение примет вид
или , (3.2)
откуда определяется критическая скорость вращения барабана:
мин-1 , или , (3.3)
где D - внутренний диаметр барабана, м.
По данным исследований Л. Б. Левинсона, оптимальная частота вращения барабана мельницы будет при значении угла α = 54°40', т.е.
мин-1 ,или с-1 . (3.4)
Эта частота вращения барабана является оптимальной для мельниц сухого помола. Опытом установлено, что для мельниц мокрого помола при D>1,25м
с-1 , (3.5)
а при D<1,25м
с-1. (3.6)
Выбор вида и размеров мелющих тел зависит от конструкции мельницы, размеров и твердости поступаемого в мельницу материала. Для мельниц однокамерных, мелющими телами являются шары, для трубных многокамерных мельниц - шары и цилиндрики (цильпебс). Размер цильпебса составляет по диаметру 18...20 мм и по длине – 25…30 мм. Этими телами загружаются последние камеры тонкого измельчения.
Шарами загружаются первые камеры барабана. Их размер можно определить по формуле К.А. Разумова:
(3.7)
где d - наибольший размер кусков измельчаемого материала, мм.
Вес мелющих тел определяется по формуле
(3.8)
где D - внутренний диаметр барабана, м; L - длина барабана, м; φ - коэффициент заполнения объема барабана мелющими телами. Для различных условий работы φ =0,25...0,35; γ - плотность мелющих тел (для стальных шаров γ =7,85 m/м3); μ - степень разрыхления загрузки (для стальных шаров μ = 0,575, для цильпебса μ =0,550).
Производительность шаровой мельницы можно определить при сухом помоле по формуле, рекомендуемой "Нормами технологического проектирования цементных заводов" [3]:
, m/ч, (3.9)
где V - внутренний полезный объем мельницы, м3 ; G - масса мелющих тел, т; k - поправочный коэффициент, учитывающий тонкость помола, принимаемый по табл. 3.2.; q - удельная производительность мельниц, т/кВт ч, принимаемая по табл. 3.3 в зависимости от измельчаемого материала.
Таблица 3.2
Значение коэффициента k
Остаток на сите №008 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
к |
0.59 |
0.65 |
0.71. |
0.77 |
0.82 |
0.86 |
0.91 |
0.95 |
1.00 |
1.04 |
1.09 |
1.13 |
Таблица 3.3
Удельная производительность мельницы q
Наименование материала |
Значение q при помоле |
|
мокром |
сухом |
|
Сырьевая шихта, состоящая из: |
|
|
|
0,15....0,25 |
- |
|
- |
0,4 |
|
0,07....0,1 |
0,05. ...0,08 |
|
0,06....0,09 |
0,05....0,08 |
|
- |
0,035....0,04 |
|
- |
0,05....0,06 |
|
- |
0,036....0,04 |
Мощность электродвигателя шаровой мельницы определяется по эмпирической формуле В.В. Товарова:
, кВт , (3.10)
где G - масса мелющих тел, т; D - внутренний диаметр барабана, м; V - внутренний полезный объем мельницы, м3 .