Расчет скоростных и геометрических параметров дробилки

Чем больше частота вращения ротора, тем больше окружная скорость бил, а, следовательно, большее количество энергии, передаётся материалу при ударе, но при этом возрастают потери мощности и снижается эффективность машины вследствие внецентренного удара, т. к. материал не успевает попасть в зону действия бил полностью, потому что его вертикальная скорость меньше окружной скорости бил, и удар приходится по краю материала, что значительно снижает количество энергии, передаваемой материалу при ударе, и происходит просто отскок материала от рабочих элементов без разрушения, это оказывает отрицательное влияние на производительность.

Оптимальная частота вращения ротора

(4.4)

где R - радиус корпуса в рабочей зоне, R=0,85м;

V- линейная скорость бил,V=35м/с;

Диаметр активного воздействия бил на материал

D_в=60V/(n). (4.5)

Высоту рабочей зоны принимаем в соответствии с уравнением винтовой линии H=K··D·tg, (4.6)

где -угол наклона винтовой линии движения материала;

К- количество оборотов совершаемых материалом за время прохождения его в рабочей камере.

V=Vм·tg, (4.7)

где V-скорость движения материала вдоль вертикальной оси рабочей камеры;

Vм- линейная скорость движения материала.

Окончательная скорость центра тяжести молотка вычисляется по формуле 4.8:

(4.8)

где: n_P- частота вращения ротора, мин^-1;

R-расстояние от оси вращения вала ротора до оси подвеса молотка.

Угловая скорость молотка:

с^-1 (4.9)

Расчет кинематических параметров дробилки

Предварительно зададимся частотой вращения вала электродвигателя. Из стандартного ряда принимаем 1000 мин^-1. Передача крутящего момента от двигателя к дробилке производится при помощи клиноременной передачи (Рисунок 4.3)

Рисунок 4.3 – Схема привода дробилки.

Расчет основных параметров клиноременной передачи.

Передаточное число с учётом упругого скольжения

U=n₁/n₂, (4.10)

где n₁ и n₂ – частоты вращения ведущего и ведомого шкивов мин^-1.

Диаметр большого шкива определяется как:

D₂=UD₁(1-ζ), (4.11)

где D₁ и D₂ – диаметры ведущего и ведомого шкивов, мм

ζ- коэффициент упругого скольжения.

Угол обхвата на малом шкиве:

(4.12)

где а – расстояние между осями шкивов.

Длина ремня встык (без учёта припуска на соединение концов ремня, провисания и начального деформирования):

(4.13)

Скорость ремня

(4.14)

где n₁- частота вращения на ведущем валу

Число ремней передачи:

Z=PC_z/ , (4.15)

где P – передаваемая мощность, кВт;

– мощность, допускаемая на один ремень, кВт;

C_z – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между ремнями в комплекте;

C_α – коэффициент, учитывающий влияния угла обхвата;

Расчёт производительности дробилки

Производительность и мощность дробилок, в большинстве случаев, определяют по эмпирическим формулам, но эмпирические формулы не объясняют физической сущности процесса, и, поэтому, была сделана попытка определить производительность и мощность дробилки теоретическим путём.

При создании математической модели были сделаны следующие допущения:

- материал в рабочей камере располагается в виде полого цилиндра равной плотности;

- все частицы материала движутся с одинаковой скоростью и в одном направлении;

- аэродинамические процессы не учитываются.

Производительность будет определяться исходя из (Рисунок 44) по формуле 4.16:

(4.16)

где  - объемная масса материала;

S- площадь основания цилиндра, м²;

v - линейная скорость бил, м/с;

К_м - коэффициент, зависящий от типа материала.

К_к - конструктивный коэффициент.

Площадь основания определим по формуле:

(4.17)

где D - диаметр корпуса, м;

d - внутренний диаметр цилиндра, м.

d=K₁D, (4.18)

где K₁ - коэффициент, зависящий от типа обрабатываемого материала.

Рисунок 4.4 – Расчётная схема по определению производительности и мощности дробилки.

Исследуя работу роторных дробилок установили, что производительность дробилок зависит от того, как происходит питание дробилки материалом. По мере увеличения подаваемого в дробилку материала всё большее количество его задерживается у поверхности, образуемой движущимися билами ротора, и, наконец над поверхностью ротора образуется скопление материала с плотностью, близкой к насыпной объёмной массе. Этот материал под действием сил тяжести проникает в зону действия бил на некоторую глубину, разрушается билами и измельчается.