Дробилки 2 (курсовая, расчёт)

	α0	= ϕ или α0 = 2ϕ .
2
Предельный угол захвата равен двойному углу трения.
Угол захвата щековых дробилок должен быть меньше двойного угла.
		α<2φ.	(3)
Коэффициент трения скольжения камня по железу f			= 0,3, что соответст-

вует углу трения около 16°. Таким образом, угол захвата α может доходить примерно до 32°. Практически у щековых дробилок угол захвата не бывает больше 25°.

Частота вращения коленчатого вала

При отходе подвижной щеки дробленый продукт из камеры дробления щековой дробилки под действием силы тяжести свободно выпадает вниз через выходную щель (рис. 2). При каждом качании щеки могут выпасть только куски, находящиеся ниже плоскости CD, на горизонте которой ширина камеры дробления в момент окончания рабочего хода равна ширине выходной щели при максимальном отходе подвижной щеки.

Выпадает материал, занимающий объем призмы ABCDEFGM. Размер кусков материала в любом горизонтальном сечении этой призмы будет больше минимальной ширины разгрузочного отверстия. Это допущение приводит к ограничению периода разгрузки дробленого продукта временем половины оборота коленчатого вала. Практически размеры кусков на разных горизонтах, в пределах выпадающей призмы, могут оказаться меньше обусловленного размера и период разгрузки материала будет больше времени половины оборота вала.

Время отхода подвижной щеки должно быть достаточным для того, чтобы куски с горизонта верхней плоскости CD, расположенной на высоте h от горизонта разгрузочного отверстия, успели пройти это расстояние, падая под действием силы тяжести.

Время отхода подвижной щеки равно времени половины оборота вала:

t =	1		60	=	30	, с,	(4)
	2
			n		n

где n – частота вращения коленчатого вала, об/мин.

11

То же время t находим из условия свободного падения кусков на высоту h:

h = 12 gt2 ,

откуда

t =		2h		,	(5)
		g

где g – ускорение свободного падения, м/с2.

Приравнивая правые части равенств (4) и (5), получим

n = 30	g	.
	2h

Высоту h находим из прямоугольного треугольника BB1C:

	h =	S	=	b2 − b1	gt2 .
		tgα		tgα

Подставляя ее в выражение для n, получаем

n = 30		g tgα				= 30		g tgα		, об/мин,	(6)
		2(b		− b )				2S
			2	1

где α – угол захвата;

b1 – минимальная ширина выходной щели, м; b2 – максимальная ширина выходной щели, м;

S – длина хода (размах) подвижной щеки у разгрузочного отверстия, м. Частота вращения эксцентрикового вала, определяемая по формуле (6),

при принятых допущениях соответствует максимальной производительности щековой дробилки и поэтому называется наивыгоднейшей.

Производительность

Принимаем объем дробленого продукта, выпадающего за один оборот вала дробилки, работающей с наивыгоднейшей частотой вращения, равным объему призмы ABCDEFGM (см. рис. 4).

Площадь трапеции ABCD основания призмы

F = b1 +2b2 h .

Так как h =	b2 − b1	, то объем призмы υ =	(b2	+ b1 )(b2 − b1 )		L,
	tgα			2tgα

12

где L – длина камеры дробления, м. Объемная производительность дробилки

	V = 60nυ = 60n	(b2 + b1 )(b2 − b1 )		L .	(7)
		2tgα

Если b1, b2 и L выражены в метрах, то по формуле (7) производительность получается в метрах кубических в час.

Массовая производительность дробилки

	Q = V(µρ)= 60n	(b2 + b1 )(b2 − b1 )		L(µρ),	(8)
		2tgα

где Q – производительность дробилки, т/ч;

n – частота вращения эксцентрикового вала, об/мин;

# – коэффициент разрыхления материала при выходе из дробилки, для щековой дробилки = 0,5 0,6 ;

ρ – плотность дробимого материала, т/м3, ρ = 2,0 ÷ 3,0 т/м3

Формула (8) не учитывает влияния на производительность дробилки физических свойств дробимого материала, так как она получена только из геометрических представлений. Несмотря на это, формула позволяет представить себе влияние основных механических факторов, определяющих производительность дробилки.

Практически часть кусков, находящихся в объеме выпадающей призмы ABCDEFGM, могут иметь размеры меньше минимальной ширины разгрузочного отверстия, и разгрузка материала будет происходить не только при отходе, но и при подходе подвижной щеки. Исходя из этого, Б.В. Клушанцев предло-

	жил определять производительность по следующей формуле, т/ч:
	Q =	K c Sср L b2 n (B + b2 )		(µρ),	(9)
		2B tgα

где K – коэффициент учитывающий размер дробилки и зависящий от размеров загрузочного отверстия;

K = 601 – для дробилок размером меньше 250х400 мм;

13

K = 1001 – для дробилок размером от 250х400 мм до 900х1200 мм;

K = 1201 – для дробилок размером 900х1200 мм и более;

c – коэффициент кинематики, учитывающий характер траектории движения подвижной щеки; c=1 для дробилок со сложным движением щеки; c = 0,84 для дробилок с простым движением щеки;

n – частота вращения эксцентрикового вала, об/ч; Scp – средний ход щеки, м, Sср = 0,5(Sн + Sв );

Sн – ход щеки внизу, мм, Sн = (7 + 0,1b2 );

Sв – ход щеки вверху, мм, Sв = (0,06...0,03)B (где 0,03B – ход, обеспечивающий максимальную производительность верхней части камеры дробления, мм; 0,06B – максимально рекомендуемый ход щеки, мм). Для дробилок с простым движением Sв = (0,01...0,03)B (где 0,01B – минимально допустимый ход щеки, мм; 0,03B – ход, обеспечивающий максимальную производительность верхней части камеры дробления, мм) и Sн = (8 + 0,26b).

Для расчета производительности щековых дробилок предложено несколько эмпирических формул, составленных исходя из предположения, что производительность дробилок пропорциональна площади разгрузочного отверстия.

Из них наиболее известной является формула
Q ≈ 0,1Lb2 , т/ч	(10)

где L и b2 – выражены в сантиметрах.

Для нахождения производительности Q, т/ч также используется следующая формула:

Q = 1,85dср Lµρ Sср ,			(11)

где dср – средний размер куска, выпадающего из дробилки, м, dср = 2b2 + Sср .

2

14

Потребная мощность электродвигателя

Нагрузка на электродвигатель при дроблении в щековых дробилках зависит от многих факторов, большинство из которых пока еще не может быть учтено. Этим объясняется то, что до сих пор нет обоснованной теоретической формулы, позволяющей определить мощность электродвигателя для привода дробилки.

Для определения мощности электродвигателя щековых дробилок Беренов

рекомендует пользоваться эмпирической формулой
N = K L B , кВт	(12)
где L и B – длина и ширина загрузочного отверстия дробилки, см;

K – коэффициент учитывающий размер дробилки и зависящий от размеров загрузочного отверстия.

Для определения мощности электродвигателя N может быть рекомендова-

на формула института «Механобр»:
N = 1,5W L H Sн n, кВт	(13)

где W – удельная работа дробления; для дробилок с простым движением W=5 кВт·ч/м3, для дробилок со сложным движением W=4,5 кВт·ч/м3;

H – высота подвижной щеки, м; Sн – ход щеки внизу, м;

n – частота вращения эксцентрикового вала, об/мин. Все результаты заносят в табл. 2.

Таблица 2

Результаты измерений и расчетов

	Параметр	Значения
		параметров
	Измеряемые величины
	Ширина приемного отверстия B, м
	Длина приемного отверстия L, м
	Высота камеры дробления H, м
	Минимальная ширина выходной щели b1, м
	Угол захвата α, град
	Ход щеки вверху камеры дробления Sв, м
	15

	Окончание табл. 2
1		2
Ход щеки внизу камеры дробления Sн, м
Средний ход щеки Scp, м
Максимальная крупность кусков, поступавших на дробление
Dmax, м
Максимальная крупность кусков в готовом продукте dmax, м
Расчетные параметры
Частота вращения эксцентрикового вала n, с-1
Производительность Q, т/ч
Мощность электродвигателя N, Вт

Последовательность выполнения лабораторной работы

1.Ознакомиться с методическими указаниями.

2.Изучить назначение, принцип действия, конструкцию щековой дробилки со сложным движением щеки.

3.Начертить кинематическую схему (с указанием позиций), обратив при этом особое внимание на функциональное назначение каждого из рабочих элементов дробилки.

4.Произвести замеры длины L, м; ширины приемного и выходных отверстий дробилки, м; угла захвата. Результаты занести в табл. 2.

5.По методике, приведенной выше, рассчитать производительность и мощность привода. Результаты занести в табл.2.

6.Привести в порядок рабочее место.

7.Оформить отчет. Сдать работу.

16

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ, ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОНУСНОЙ ДРОБИЛКИ

Цель работы: изучить назначение, конструкцию и принцип действия конусной дробилки, изучить методику расчета основных параметров дробилки.

1.Область применения, принцип действия, классификация

конусных дробилок

Наибольшее распространение конусные дробилки (КД) получили в горнорудной промышленности. В промышленности строительных материалов КД применяют для крупного, среднего и мелкого дробления горных пород с пределом прочности на сжатие σ ≤ 250 МПа при производстве заполнителей бетона. Они чаще всего устанавливаются после щековых дробилок.

Материал в конусных дробилках измельчается раздавливанием, раскалыванием, изгибом и истиранием между наружным неподвижным и внутренним подвижным конусами.

Дробление материала происходит непрерывно, а зона дробления последовательно перемещается вдоль окружности конусов. Материал непрерывно разгружается под действием силы тяжести по всей длине окружности.

Конусные дробилки классифицируют по следующим признакам.

1.Технологическое назначение: конусные дробилки для крупного дробления (ККД); конусные дробилки для среднего дробления (КСД); конусные дро-

билки для мелкого дробления (КМД).

Типоразмер ККД характеризуется шириной загрузочного отверстия B и разгрузочного b. Размеры B и b измеряются вдоль радиуса между крайними точками футеровки соответственно в верхней и нижней частях конусов при их максимальном удалении. В зависимости от значения параметра b в ККД загружаются куски материала размером 1,2...0,4 м. Для первичного дробления пред-

17

назначены пять типоразмеров ККД: 500/75, 900/140, 1200/150, 1500/180, 1500/300. Для вторичного дробления. 500/60, 700/75, 900/100.

КСД и КМД выпускают двух типов: для грубого дробления – с короткой зоной параллельности и широкой выходной щелью (КСД-Гр); для среднего дробления – с такой же длиной зоны параллельности, но меньшей шириной выходной щели (КСД-Т), например, КСД – 1200 Г; КСД – 2200 Т, КМД – 1750 Гр; КМД – 2200 Т.

Применяются аналогичные конструкции КМД и КСД, они отличаются лишь тем, что КМД имеет меньшую высоту подвижного конуса и большую длину зоны параллельности. КСД по ГОСТ 6937-81 в зависимости от диаметра подвижного конуса выпускают шести типоразмеров: 600, 900, 1200, 1750, 2200, 3000.

КМД выпускают пяти типоразмеров. 1200, 1750, 2200, 2500, 3000. Максимальный размер куска (38...100)·10-3 и при ширине выходного отвер-

стия (3...15)·10-3 м.

Техническая характеристика КМД представлена в табл. 3. Отличительной особенностью ККД является то, что рабочая камера образована конусами, направленными большими основаниями в противоположные стороны (неподвижного – вверх, подвижного – вниз, рис. 5), у КСД и КМД рабочая камера образована конусами, большие основания которых направлены в одну сторону – вниз (см. рис. 5). Причем подвижный конус у ККД имеет угол при вершине около 20°, а у КСД и КМД – более 60..170°.

2. Конструктивное выполнение Различают дробилки с подвешенным валом, дробилки инерционные и дро-

билки с консольным валом, которые делятся, в свою очередь, на нормальные, средние, короткоконусные.

18

Таблица 3

Технические характеристики конусных дробилок

						Тип дробилки
	Показатель
		КМД-	КМД-	КМД-	КМД-	КМД-	КМД-	КМД-	КМД-	КМД-	КМД-	КМД-
		1200Гр	1200Т	1750Гр	1750Т	2200Гр	2200Т	22000Т	2500	3000Т	2200А	2200Б
	Диаметр
	основания	1,2	1,2	1,75	1,75	2,2	2,2	2,2	2,5	3,0	2,2	2,2
	дробящего
	конуса, м
	Ширина за-
	грузочного	0,1	0,05	0,13	0,08	0,14	0,1	0,085	0,14	0,12	0,1	0,1
	отверстия, м
	Ширина
	загрузоч-	5…15	3…12	9…20	5…15	10…200	5…15	7…15	7…20	6…20	5…15	5…15
	ной щели,
	·10-3 м
	Наибольший
	размер кус-	0,08	0,04	0,1	0,07	0,11	0,085	0,075	0,11	0,1	0,185	0,05
	ков в пита-
	нии, м
	Частота
	вращения	260	260	260	260	242	242	205-	200	185	269	269
	конуса,							308
	мин-1
	Произво-						160-
	дитель-	45	27	95-130	85-110	220-260		120-150	95-250	300*	190*	190*
							220
	ность, м3/ч
	Масса дро-
	билки без
	электро-	23,4	23,4	47,5	47,6	90,5	87,3	87,5	145	212	93,5	96,0
	оборудова-
	ния, т

Примечание. *При минимальной ширине разгрузочной щели.

19

2.Конструкция конусной дробилки

Дробилки с консольным валом применяются для мелкого и среднего дробления (размер кусков – (38...300)·10-3 м). Ширина загрузочного отверстия у них значительно меньше, чем в дробилках крупного дробления. Указанные дробилки применяются в основном для вторичного дробления.

В конусных дробилках (см. рис. 5) раздавливание кусков материала происходит между внешним конусом 1 и внутренним 2 путем нажатия внутреннего конуса на материал. Конус при этом или совершает качания относительно неподвижной точки (см. рис. 5, б), или перемещается по круговой траектории, совершая поступательные движения (см. рис. 5, а). При указанных движениях внутреннего конуса образующие конусов то сближаются, то удаляются друг от друга. При сближении конусов материал дробится, а при удалении – опускается вниз.

Конусная дробилка среднего дробления представлена на рис. 5, в, а дробилка мелкого дробления – на рис.5, г.

Рис. 5. Схемы конусных дробилок

20