Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
4. Расчетная часть. ДП.docx
Скачиваний:
7
Добавлен:
15.09.2019
Размер:
896.02 Кб
Скачать

4 Расчетная часть

4.1 Конструкция, принцип действия мельницы [4]

Мельницы шаровые состоят из следующих деталей и узлов:

- барабана, который изготавливается из легированной или углеродистой стали. На барабан действует статическая и динамическая нагрузки, поэтому толщину стенок барабана рассчитывают для каждой в отдельности;

- крышек, которые отлиты заодно с пустотелыми цапфами;

- подшипников скольжения, которые устанавливаются на столбчатый фундамент;

- футеровки, которая изготовляется из высокомарганцовистой стали, высокохромистого белого чугуна или резины;

- масло станции обеспечивающей смазку отдельных узлов мельницы;

- лифтеров, которые обеспечивают поднятие пульпы и слив её в цапфу для разгрузки;

- загрузочного и разгрузочного отверстий;

- питателя, который обеспечивает подачу материала в барабан мельницы;

- решетки, которая не позволяет выпадать в разгрузку телам измельчения;

- привода, который включает в себя электродвигатель постоянного тока, зубчатый венец, вал-шестерню и соединяющие муфты.

1 Питатель

2 Футеровка

3 Крышка, отлитая заодно с пустотелой цапфой

4 Барабан

5 Привод

7 Подшипник скольжения

8 Разгрузочное отверстие

9 Загрузочное отверстие

Рисунок 6 –Мельница шаровая с решеткой

Зубчатый венец изготавливают из легированной стали литьем, так же в зависимости от размера его выполняют разьемным. Закрепляют обычно на разгрузочном конце, половинки венцов соединяют точеными болтами из

конструкционной стали и фиксируют в плоскости стыка шпонками. Венцы соединяют с фланцами барабана также точеными болтами. Используют два способа крепления зубчатых венцов: на фланце барабана и на фланце барабана и крышки.

По форме зубьев вал-шестерни делятся на: косозубые, прямозубые, шевронные и косозубые сдвоенные, согласно рисунку 7.

7.1 Прямозубая; 7.2 Косозубая; 7.3 Косозубая сдвоенная 7.3 Шевронная

Рисунок 7 – Форма зубьев вал-шестерни

Вал-шестерни изготавливается методом поковки-штамповки из углеродистых конструкционных или легированных сталей. Вал-шестерни изготавливается симметричной по длине, чтобы в случае износа одной стороны, можно было бы переставить на другую сторону. Подвенцовые шестерни выполняют как одно целое или раздельно, согласно рисунку 8.

8.1 Вал и шестерня выполнены раздельно; 8.2 Вал-шестерня

Для жесткости используется зубчатая муфта соединяющая вал-шестерню с валом электродвигателя.

Мельница шаровая отличается от мельницы с центральной разгрузкой только конструкцией отдельных деталей, главным образом узла разгрузки продукта. Разгрузка происходит через решетку, составленную из отдельных плит с большим числом щелей для выхода измельченного материала. Между решеткой и крышкой закреплены лифтеры (вычерпыватели) в виде ребер или отдельных черпаков. Зачерпнутая пульпа, поднятая до определенного уровня, сливается внутрь цапфы и выводится из барабана. Ребра и стенки крышки защищены от истирания резиной. Решетка закреплена на крышке болтами.

Принцип действия мельницы заключается в том, что материал поступает через загрузочное отверстие в барабан с измельчающими телами (шарами). При вращении в заданном режиме (каскадный или водопадный), материал истирается в водной среде до нужной величины, после измельчения материал поднимаясь лифтерами, сливается через решетку.

4.2 Определение основных параметров мельницы [4]

Исходные данные:

номинальный рабочий объем, ;

внутренний диаметр барабана (в свету), ;

длина барабана, ;

Определяем критическую частоту вращения

где внутренний диаметр барабана, м.

Определяем действительную частоту вращения

Практически число оборотов принимаем 70 ÷ 80 % от критической частоты вращения.

где действительная частота вращения.

Принимаем

Определяем число оборотов с учетом заполнения барабана шарами

где коэффициент заполнения, ;

Принимаем номинальное число оборотов барабана в минуту, согласно данным практики,

Определяем производительность

где коэффициент величины шаровой загрузки, ;

длина барабана, м.

Определяем массу шаровой загрузки

где номинальный рабочий объем, м3.

Принимаем

Определяем мощность

4.3 Кинематический расчет [5]

1 Электродвигатель I Вал электродвигателя

2 Муфта II Вал-шестерня

3 Вал-шестерня III Вал приводной тихоходный

4 Барабан

Рисунок 9 – Кинематическая схема привода мельницы

Выбираем электродвигатель постоянного тока серии 4П-450-36-500-УЗ с высотами вращения 355 и 450 мм. , ГОСТ 2479.

Рисунок 10 – Электродвигатель серии 4П-450-36-500-УЗ

Принимаем передаточное число открытой пары

Определяем частоты вращения на валах

Определяем угловые скорости на валах

Определяем мощности на валах

Определяем вращающие моменты на валах

Таблица 3 – Кинематические и силовые характеристики привода

Наименование

Обозначение

Единицы измерения

Числовое значение

Частоты вращения

на валах

об/мин

То же

//

250,00

250,00

20,00

Угловые скорости

на валах

То же

//

26,16

26,16

2,09

Продолжение таблицы 3

Наименование

Обозначение

Единицы измерения

Числовое значение

Мощности на валах

кВт

То же

//

500,00

500,00

475,2

Вращающие моменты

на валах

То же

//

19113,15

19113,15

227368,42

4.4 Расчет открытой зубчатой пары [5,6]

I Вал тихоходный зубчатой передачи

II Вал быстроходный зубчатой передачи

Рисунок 11 – Открытая зубчатая передача

4.4.1 Расчет открытой косозубой пары

Исходные данные:

Выбираем материал:

для шестерни сталь 40ХН ГОСТ 4543 нормализация НВ=250

для колеса стальное литье 50Л ГОСТ 997 нормализация НВ = 200

Предел выносливости при цикле изгиба

Для шестерни

Принимаем

Для венца

Допускаемое напряжение изгиба

где коэффициент запаса прочности,

коэффициент концентрации напряжения у корня зуба,

Для шестерни

Для венца

Принимаем число зубьев для шестерни

Число зубьев колеса:

Принимаем число зубьев венца

Коэффициент формы зуба:

Для шестерни

Для венца

Сравнительная оценка прочности зубьев шестерни и колеса на изгиб:

Для шестерни

Для венца

Расчет ведем для зубьев венца как менее прочных

Требуемый модуль зацепления

где коэффициент нагрузки,

коэффициент износа,

коэффициент длины зуба,

Принимаем ГОСТ 9563

Основные размеры зубчатой пары:

Для шестерни

Для венца

Ширина зубчатых колес

где коэффициент ширины колес,

межосевое расстояние.

Силы действующие в зацеплении