Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования и науки Российской Федерации.
Красноярская государственная архитектурно-строительная академия.
Кафедра механизации и автоматизации строительства.
Лабораторная работа №6.
Изучение устройства и определение параметров рабочего процесса щековой дробилки и бетоносмесительной установки.
Вариант №1.
Выполнил: ст гр. С3014
Авхутский А.Н.
Приняли:
доцент каф. МАС
Прокопьев А.П.
преп. Турышева Е.С.
Красноярск 2004 г.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6
Изучение устройства и определение параметров рабочего процесса щековой дробилки бетоносмесительной установки.
Цели работы: изучение конструкции и теоретических основ определения параметров щековых дробилок;
определение рациональных параметров щековых дробилок;
изучение устройства гравитационного смесителя;
освоение метода расчета параметров рабочего процесса и производительности
бетоносмесителя.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
Щековые дробилки применяют для крупного (размер кусков 100 - 350 мм) и среднего (40 - 100 мм) дробления. В зависимости от кинематических особенностей механизма щековые дробилки разделяют на две основные группы: дробилки с простым движением щеки (рис.7.1, а), у которых движение подвижной щеки осуществляется от кривошипа, при этом траектории движения точек подвижной щеки представляют собой части дуги окружности; дробилки со сложным движением подвижной щеки (рис.7.1, б), у которых кривошип и подвижная щека образуют единый элемент, в этом случае траектории движения точек подвижной щеки представляют собой замкнутые кривые, чаще всего эллипсы.
На дробилках с простым движением дробящие плиты служат больше, чем на дробилках со сложным движением, так как ход сжатия у них меньше. Недостатком дробилок с простым движением является малый ход сжатия в верхней части камеры дробления, куда попадают крупные куски материала, для надежного захвата и дробления которых необходим большой ход.
Дробилка со сложным движением проще по конструкции, компактнее и у нее меньше металлоемкость.
Предохранительные устройства, применяемые в щековых дробилках: распорная плита, которая ломается при нагрузках, превышающих допустимые (например, при попадании в камеру дробления недробимых предметов); подпружиненная опора эксцентрикового привода, которая при попадании в камеру дробления недробимых материалов, за счет сжатия пружины, обеспечивает проворачивание эксцентрикового вала при остановившейся подвижной щеке; фрикционная муфта; гидравлические предохранительные устройства, позволяющие перейти к нормальному режиму работы автоматически, без остановки дробилки.
Рис. 6.1. Кинематическая и конструктивная схемы щековой дробилки со сложным движением щеки:
1 - подвижная щека; 2 - эксцентриковый вал
Рис.6.2. Схема захвата дробимого материала
Для регулирования ширины выходной щели в щековых дробилках применяют обычно клиновой механизм. Дробящие плиты сменные быстроизнашивающиеся. Расход металла на дробящие плиты составляет около одной трети всех расходов на дробление. Плиты щековых дробилок изготовляют из высокомарганцовистой стали, обладающей высокой износостойкостью. Рабочую часть плиты делают рифленой и редко для грубого дробления - гладкой. Рифления трапецеидальной формы применяют для предварительного дробления в дробилках с приемным отверстием шириной 250 и 400 мм; рифления треугольной формы используют для предварительного дробления с приемным отверстием шириной 500 мм и более и для окончательного дробления в дробилках с приемным отверстием шириной 250, 400 и 600 мм.
Главным параметром щековых дробилок является В х L - произведение ширины В приемного отверстия на длину L камеры дробления.
Основными параметрами щековых дробилок являются:
• производительность;
• угол захвата;
• частота вращения эксцентрикового вала;
• величина зазора между дробящими плитами.
Величины параметров, обеспечивающих работу дробилки с максимальной производительностью, называются рациональными.
Гравитационный бетоносмеситель (рис. 8.1) обеспечивает перемешивание компонентов в барабане, к внутренним стенкам которого прикреплены лопасти. При вращении барабана смесь поднимается лопастями на некоторую высоту и затем падает вниз. При этом образуются определенные радиальные, и осевые потоки движения смеси, благодаря чему различные частицы материала равномерно перераспределяются по объему замеса. Однородность смеси обеспечивается при 30...40 циклах подъема и сброса.
Рис. 6.3. Гравитационный бетоносмеситель циклического действия.
Главным параметром гравитационных бетоносмесителей циклического действия является объем готового замеса Vз (л), который для машин, выпускаемых промышленностью, представляет собой размерный ряд: 65, 165, 330, 500, 800, 1000, 2000, 2600, 3000 л. При этом между объемом готового замеса и объемом сухих компонентов на один замес Vзаг, существует зависимость
Vз= Vзаг *Квс, м3
где Квс - коэффициент выхода смеси, для бетонных смесей Квс = 0,65 - 0,70 и для растворов Квс = 0,85 - 0,95. Геометрический объем смесительного барабана Vг в 2 - 3 раза больше Vзаг. Это соотношение существенно влияет на качество смешивания.
Мощность двигателя для привода барабана гравитационного бетоносмесителя расходуется на подъем смешиваемого материала и преодоление сил сопротивлений, возникающих при вращении барабана, кВт
N = M*nдв/9550, Вт
где М - момент сил сопротивления вращению барабана,
M = (Gб+Gсм)*f*d/2, Н*м
Gсм =Vзаг*ρ*g , кН
здесь Gб - вес смесительного барабана, Н; Gсм - сила тяжести смеси, Н, Gсм =Vзагρg; f - коэффициент трения в оси барабана, f = 0,08 - 0,12; d - диаметр оси барабана, м; ρ- объемная плотность компонентов смеси (1000 - 1800), кг/м3.
Gб =9.8V ρж , Н
V=0.0873*h1*(2D-d)2+πD2/4*h2, м3
h1 =25 см -высота всего барабана
h2 =0,3 см –толщина стенки барабана
Частота вращения (1/мин) вала двигателя
nдв=(400/Dб)0.5, мин-1
Техническая производительность (м3/ч) смесительных машин циклического действия
Пт=VзNз/1000, м3/ч
Где Vз- объем загрузки, л; Nз- число замесов, выдаваемых смесителем в течение 1 ч;
Nз= 3600/(t1+t2+t3), за час
здесь t1 время на загрузку смесителя, с, t1 =15 - 30 с; t2 - продолжительность смешивания, с, t2 =50 - 150 с; t3- время на выгрузку готовой смеси и возврат барабана в исходное положение, с, t3=12 - 50 с.
Сменная производительность определяется по формуле
Псм= ТсмПтКв, м3/ч
где Тсм- продолжительность смены, ч, Тсм= 8,2 ч; Кв - коэффициент использования смесителя по времени в течение смены, Кв= 0,8 - 0,9.
Технические характеристики циклических гравитационных бетонно-смесителей приведены в табл.8.1.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Часть 1.
Приборы и инструменты: лабораторная щековая дробилка со сложным движением щеки, миллиметровая линейка.
1. По плакатам и лабораторной установке изучить конструкцию, технические характеристики щековых дробилок (табл.7.1).
2. Произвести измерение натурных размеров (рис.7.2) лабораторной щековой дробилки:
• ширины приемного отверстия В=0,1 (м);
• длины камеры дробления L =0,25(м);
• ширины выходной щели b =0,045(м);
• ширины выходной щели при сближенном положении щек е=0,03 (м);
• диаметра ведущего шкива Dm =0,07(м);
• диаметра ведомого шкива dm =0,41(м);
• угла захвата α =17(град);
• эксцентриситета вала привода г=0,0075 (м).
3. Получить задание на выполнение теоретического расчета параметров щековой дробилки. Данные по вариантам задания приведены в табл.7.2.
4. Изучить основные теоретические положения расчета параметров рабочего процесса щековой дробилки. Значение хода сжатия (м) в нижней точке
S H = b - е.=0,045-0,03=0,015 м
Оптимальная частота вращения приводного вала (1/с) определяется из условия обеспечения наибольшей производительности дробилки. За время отхода подвижной щеки от неподвижной кусок под действием силы тяжести должен опуститься на h и выйти из камеры дробления. Поэтому частота вращения эксцентрикового вала должна быть такой, чтобы время t отхода щеки было равно времени, необходимому для прохождения свободно падающим телом пути h. При большей частоте вращения вала дробилки кусок не успеет выпасть и вторично вступит в контакт с дробящими плитами. Если частота вращения будет меньше необходимой, то уменьшится число выпадающих кусков в единицу времени и соответственно производительность дробилки.
Частота вращения эксцентрикового вала n (1/с), время отхода щеки равно времени половины оборота, т.е.
t=0.5/n , с
Из рис. 6.2. следует, что
h=SН/tg(α)g
По закону свободного падения путь h, пройденный телом за время t, равен
h=g*t2/2;
где g – ускорение свободного падения, м/с2.
Из равенства для h получают
g*t2/2=Sн/tg α;
откуда t=0.5/n=(2*Sн /(g*tgα))0.5.
Следовательно, рациональная частота вращения вала (1/с)
n=( g*tg (α )/8 SН )0.5 =(9,8*tg 17 / 8*0.015)0.5=4.997 1/c
Производительность щековых дробилок определяют исходя из условия, что разгрузка материала из выходной щели дробилки происходит только при отходе подвижной щеки и при этом за один оборот вала из дробилки выпадает некоторый объем V (м3) материала, заключенный в призме высотой h (см. рис.7.2).
При частоте вращения n (1/с) вала производительность дробилки
П=3600*V*n*μ, м3/ч
П=3600*V*n*μ*ρ, т/ч
где μ - коэффициент, учитывающий разрыхление материала призмы, по опытным данным μ = 0,4 - 0,75; ρ - плотность материала, т/м .
Объём V (м3) призмы определяется ее параметрами (см. рис.6.2): высотой h, нижним основанием трапеции, равным е, верхним основанием равным е + SH=b, и длиной L, равной длине камеры дробления.
Площадь (м ) трапеции
F=(e+b)h/2
Высота (м) призмы
при n≤(g*tg(α)/8Sн)0.5, м
h= Sн /tg (α) =0. 015/tg17 =0.05 м.
при n>(g * tg (α)/8Sн)0.5 , h=g/8n2
Следовательно, при n менее или равной рациональной, производительность дробилки (м3/ч)
П=3600(e+b)LSнμn/2tg(α)=3600(0.03+ 0.045)*0.25*0.015*0.55*4.997/2tg17=4.55 м3/ч
при n > рациональной
П=3600(e+b)L*g*μ/16n
Потребная мощность (кВт) дробления зависит от свойств дробимого материала и от параметров дробилки:
N=60*σв2 n*L*(D2-d2)/0.23*E=60*802*4.997*0.25*(0.082-0.016^2)/0.23*3000=4,75 кВт
где σв - предел прочности разрушаемого материала на сжатие, МПа; n - 1/с; D - размер загружаемых камней, м; d - средний размер кусков раздробленного материала, м; Е - модуль упругости материала, МПа.
D = 0,8 В=0,8*0,1=0,08 м, d = D / i=0,08/5=0,016 м
где i - заданная степень дробления, принимается в пределах 3-7. 5.
Выводы:
Часть 2.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Оборудование и инструменты: лабораторный гравитационный бетоносмеситель; миллиметровая линейка, секундомер.
1. Выполнение схем гравитационных бетоносмесителей циклического и непрерывного действия.
2. Определение натурных параметров:
3. Определение параметров и производительности гравитационного бетоносмесителя циклического действия.
• Опытным путем определение частоты вращения барабана n (1/мин).
• Экспериментальное определение передаточного числа 1Р редуктора.
• Теоретическое определение частоты вращения электродвигателя
Главным параметром гравитационных бетоносмесителей циклического действия является объем готового замеса Vз (л), который для машин, выпускаемых промышленностью, представляет собой размерный ряд: 65, 165, 330, 500, 800, 1000, 2000, 2600, 3000 л. При этом между объемом готового замеса и объемом сухих компонентов на один замес Vзаг, существует зависимость
Vз= Vзаг *Квс=0,00065*0,7=0,000455 м3
где Квс - коэффициент выхода смеси, для бетонных смесей Квс = 0,65 - 0,70 и для растворов Квс = 0,85 - 0,95. Геометрический объем смесительного барабана Vг в 2 - 3 раза больше Vзаг. Это соотношение существенно влияет на качество смешивания.
Мощность двигателя для привода барабана гравитационного бетоносмесителя расходуется на подъем смешиваемого материала и преодоление сил сопротивлений, возникающих при вращении барабана, кВт
N = M*nдв/9550=0,06*48,5/9550= 2,98 кВт
где М - момент сил сопротивления вращению барабана,
M = (Gб+Gсм)*f*d/2=(90,4+6,37)*0,1*0,012/2=0,06 Нм
Gсм =Vзаг*ρ*g =0,00065*1000*9,8=6,37 кН
здесь Gб - вес смесительного барабана, Н; Gсм - сила тяжести смеси, Н, Gсм =Vзагρg; f - коэффициент трения в оси барабана, f = 0,08 - 0,12; d - диаметр оси барабана, м; ρ- объемная плотность компонентов смеси (1000 - 1800), кг/м3.
Gб =9.8*V* ρж =9,8*0,0013*7000=90,4 Н
V=0.0873*h1(2D-d)2+πD2/4*h2=0,0873*0,25*(2*0,17-0,15)2+3,14*0,152/4*0,03=0,0013 м3
h1 =25 см -высота всего барабана
h2 =0,3 см –толщина стенки барабана
Частота вращения (1/мин) вала двигателя
nдв=(400/Dб)0.5 =(400/0,17)0,5=48,5 мин-1
Техническая производительность (м3/ч) смесительных машин циклического действия
Пт=Vз*Nз/1000=1000*28/1000=28 м3/ч
Где Vз- объем загрузки, л; Nз- число замесов, выдаваемых смесителем в течение 1 ч;
Nз= 3600/(t1+t2+t3)=3600/(20+100+30)=24 за час
здесь t1 время на загрузку смесителя, с, t1 =15 - 30 с; t2 - продолжительность смешивания, с, t2 =50 - 150 с; t3- время на выгрузку готовой смеси и возврат барабана в исходное положение, с, t3=12 - 50 с.
Сменная производительность определяется по формуле
Псм= Тсм*Пт*Кв=8,2*28*0,9=206,64 м3/ч
где Тсм- продолжительность смены, ч, Тсм= 8,2 ч; Кв - коэффициент использования смесителя по времени в течение смены, Кв= 0,8 - 0,9.
Выводы:
EMBED Excel.Chart.8 \s