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
14. ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ РІВНОМІРНОГО ПОДАВАННЯ МАТЕРІАЛІВ (живильники і дозатори)
14.1. Загальні відомості й класифікація
Живильники й дозатори використовуються в різних галузях промисловості для безперервного і рівномірного подавання матеріалів у машини, транспортуючі пристрої, дозуючі апарати з метою забезпечення високої продуктивності машин, якості виробів, механізації й автоматизації виробничих процесів.
На рис. 116 наведені різні види живильників і об’ємних дозаторів, із яких будуть розглянуті найбільш поширені.
Живильники можна класифікувати наступним чином:
- за характером руху робочого органу: з безперервним лінійним рухом-стрічкові, пластинчаті, ланцюгові; з коливальним рухом-лоткові, вібраційні; з обертовим рухом-гвинтові, дискові, секторні;
- за способом установлення: рухомі, стаціонарні;
- за конструкцією: пластинчаті, стрічкові, лоткові, маятникові, тарілкові, барабанні, шнекові.
В тих випадках, коли при складанні різних шихт і мас з окремих компо-нентів не вимагаються особливі умови до точності дозування, використовуються живильники. Якщо точне дозування необхідне, знаходять використання так звані дозатори.
Дозування може бути здійснено двома методами: за об’ємом і за вагою. Дозування за об’ємом не вимагає такого складного обладнання, як за вагою. Але точність дозування за об’ємом значно гірша, тому що вона залежить від багатьох
Рис. 116 Види живильників і об’ємних дозаторів:
а-пластинчатий; б-ланцюговий; в-лотковий; г-барабанний;
д - секторний; е-циліндричний; ж - тарілковий; з-гвинтовий;
і-хитна лійка; к-лопатевий
факторів, які впливають на об’ємну вагу: вологості вихідного матеріалу, зернового складу, насипної густини матеріалу тощо. Коливання ваги одного і того самого матеріалу в залежності від його фізико-механічних властивостей можуть бути дуже значними. Наприклад, густина піску може коливатися від 1200 до 2600 кг/м3, щебеню – від 1500 до 2000 кг/м3.
Дозатори класифікують:
- за конструкцією: об’ємні або вагові безперервно діючі або циклічні;
- за характером управління: з ручним управлінням, напівавтоматичні, автоматичні.
14.2. Конструкції та розрахункові параметри живильників
Ланцюгові живильники (рис. 117) використовуються для рівномірного по-
давання кускових матеріалів великої й середньої крупності з бункерів і завантажувальних лійок у дробарки, на конвеєри та інші транспортуючі пристрої.
Живильник складається з барабана 1, з якого вільно спадають в декілька рядів нескінчені тяжкі ланцюги 2, розміщені над лотком 3. Ланцюги створюють завісу, яка запобігає висипанню матеріалу з бункера, коли зупиняється живильник. Ланцюги відділені один від одного дистанційними розпірками. При обертанні барабана ланцюги приводяться в рух із таким розрахунком, щоби нижні кінці їх рухалися в напрямі руху матеріалу.
Рис. 117 Ланцюговий живильник
Барабан складається з двох дисків, з’єднаних між собою стальними брусками квадратного перерізу, які закріплені на дисках на відстані, що дорівнює кроку ланцюга. Барабан установлюється по висоті з таким розрахунком, щоби ланцюги, коли живильник не працює, лягали на дно лотка 3.
У процесі роботи і при зупинці відбувається деяке пересипання матеріалу між ланцюгами, що утруднює запускання дробарок, тобто це недолік живильника. До переваг ланцюгових живильників відносяться надійність регулювання подавання матеріалу, компактність пристрою, простота обслуговування і невеликі витрати енергії.
Низ лотка живильника виконується або у вигляді суцільного днища, або набирається з колосників. В останньому випадку через щілини між колосниками просипаються куски матеріалу, розмір яких не перевищує розміру кусків, що виходять з дробарки, тим самим полегшуються умови роботи дробарки.
Висота бортів лотка приймається рівній двом розмірам найбільшого куска матеріалу, що подається в живильник. Кут нахилу днища лотка повинен бути дещо більше кута тертя матеріалу о лоток, або рівним йому. Якщо забрати ланцюги, матеріал може вільно скочуватися по лотку вниз.
Барабанні живильники використовують для подавання й дозування пилоподібних, зернистих і дрібнокускових матеріалів з величиною кусків до 50 мм. Живильники випускаються з гладкими барабанами і з барабанами, розділеними лопатнями на окремі сектори. На рис. 118 показаний секторний живильник. У чавунному корпусі 1, приймальна лійка якого закріплена безпосередньо до бункера, на валі 2 закріплений барабан 3, відлитий як одне ціле з лопатнями 4. Барабан приводиться в рух від електродвигуна через пасову передачу і черв’ячний редуктор 5. З бункера матеріал поступає в сектори барабана і висипа-
Рис. 118 Секторний живильник
ється із секторів через тічку 6.
Подібні живильники бувають також з приводом через ексцентрик 7 (рис. 119) і храповий механізм, собачка 8 якого впирається в зуби храпового колеса 9,
закріпленого на валі 2. З таким приводом від одного вала 10 можна обслуговувати декілька секторних живильників, прикріплених до бункерів з різними матеріалами, і забезпечити подавання матеріалів в кількості, що відповідає процентному вмісту їх у шихті або масі.
Регулювання кількості обертів барабана 3, а тим самим, і кількості матеріалу здійснюється переустановленням пальця 11, що з’єднує шатун 12 з важелем 13. Якщо палець 11 переставити ближче до осі 2 барабана, то шатун, який має постійне лінійне переміщення, поверне важіль 13 на більший кут, отже собачка
Рис. 119 Секторний живильник з приводом через
ексцентриковий і храповий механізми
8 поверне на більший кут храпове колесо з барабаном 3, внаслідок чого збільшиться кількість матеріалу, що подається за одне обертання вала 10.
Секторні живильники виготовляють з кількістю секторів в барабані від 3 до 12; продуктивність їх складає від 2 до 20 м3/год., в окремих випадках – до 50 м3/год.
Продуктивність барабанних живильників визначається за формулами:
-З гладким барабаном
Q = πDnВsρφ кг/с, (14.1)
де D – діаметр барабана, м;
n – кількість обертів барабана, об/с;
В – ширина барабана, м;
s – товщина шару матеріалу на барабані, м;
ρ – насипна густина матеріалу, кг/м3;
φ – коефіцієнт розрихлення матеріалу, φ=0,8.
-З секторним барабаном
Q=Vinφρ кг/с, (14.2)
де V – об’єм сектора, м3;
i – кількість секторів у барабані;
n – кількість обертів барабана, об/с;
φ – коефіцієнт розрихлення матеріалу;
ρ – насипна густина матеріалу, кг/м3
Дискові (тарілкові)) живильники (рис. 120) використовуються для безперервного подавання порошкоподібних і дрібнокускових матеріалів в машини і для їх об’ємного дозування.
Живильник складається з циліндричної труби 1, яка закріплена під бункером із сипким матеріалом, й горизонтального диска 2, що приводиться в обертання від електродвигуна через зубчату або черв’ячну передачу 3. Зернистий або порошкоподібний матеріал висипається з бункера на диск у вигляді конуса, розміри якого визначаються кутом природного укосу даного матеріалу й відстанню від живильної труби до диска . Під час обертання диска живильника частина матеріалу, яка знаходиться на ньому, скидається у розвантажувальний лоток ножем 4. Кількість матеріалу, яка подається за одне обертання диска, можна регулювати наступними двома способами. За першим способом (рис. 120, б) регулювання здійснюється підніманням або опусканням рухомої обійми 5, яка насаджена на трубу 1.Піднімаючи за допомогою маховичка 6, гвинта 7 і вилки 8 обійму догори, можна збільшити на диску конус матеріалу, а тим самим і його подачу; коли обійму опускають, конус матеріалу зменшується і продуктивність відповідно теж зменшується.
Скидання матеріалу з диска здійснюється за допомогою ножа 4 (рис. 120, а), встановленого під кутом. За кожне обертання диска 2 ніж зрізає й скидає у приймальник кільце матеріалу, об’єм якого дорівнює об’єму зрізаного конуса, за відніманням об’єму циліндра, що визначається нижнім діаметром обійми 5. Регулюванням положення ножа змінюють ширину кільця матеріалу, а, відповідно, і
Рис.120 Тарілковий живильник
продуктивність живильника. Необхідне встановлення ножа здійснюється за допомогою маховика 9 з гвинтом і підойми 10.
Розрахункові параметри тарілкових живильників.
Продуктивність живильника залежить від кількості обертів тарілки і об’єму матеріалу, який зрізається за одне оберт ножем 4 (рис. 127, б):
Q = кг/с, (14.3)
де h – висота кільця матеріалу, м;
R – зовнішній радіус основи кільця матеріалу, який зрізається ножем, м;
r – радіус верхньої кромки кільця матеріалу, м;
n – кількість обертів тарілки, об/с;
ρ – насипна густина матеріалу, кг/м3.
Кількість обертів тарілки живильника визначається виходячи зі співвідношення сили тертя матеріалу о тарілку і відцентрової сили, яка намагається скинути матеріал з тарілки у випадку досягнення критичної швидкості обертання.
Відцентрова сила не повинна перевищувати силу тертя
н, (14.4)
де m – маса матеріалу, кг;
υ – швидкість обертання тарілки, м/с;
g – прискорення сили тяжіння, м/с2;
R – найбільший радіус конуса матеріалу на тарілці, м;
n – кількість обертів тарілки, об/с;
f – коефіцієнт тертя матеріалу о поверхню тарілки.
Приймаючи f=0,3, отримаємо
n<, або n< об/с. (14.5)
Потужність приводу витрачається на подолання сил тертя матеріалу о тарілку й подолання сил тертя ножа о тарілку.
За один оберт диску з нього знімається кількість матеріалу, сила ваги якого
Р= н. (14.6)
Можна довести, що сила, що діє на диск від стовпа матеріалу всередині обійми
Т=11,2D3ρ н, (14.7)
де D – діаметр отвору бункера, м.
Робота, яка витрачається на подолання сил тертя матеріалу о диск і тертя в матеріалі за один оберт диску
А=fPL1 + f0TL2 Дж, (14.8)
де L 1= 2π - шлях центру мас матеріалу, що скидається з тарілки, м;
L2 = - шлях центру мас матеріалу в обоймі, м; f – коефіцієнт тертя матеріалу о диск, f0 – коефіцієнт внутрішнього тертя в матеріалі.
Додаткові опори від скребка враховуються коефіцієнтом k=1,25÷1,3, тоді потужність приводу живильника
N= кВт, (14.9)
де η – к.к.д. приводу, η=0,75.
Шнекові живильники використовуються з метою рівномірного подавання дрібнокускових і порошкоподібних матеріалів.
Живильник (рис. 121) складається з металевого циліндричного корпуса 1,
Рис. 121 Шнековий живильник
усередині якого обертається вал 2 із закріпленими на ньому лопатнями 3. Вал опирається на підшипники і приводиться в обертовий рух від електродвигуна через пасову передачу й редуктор.
При обертанні вала лопаті переміщують матеріал уздовж жолоба (корпуса). Матеріал у жолобі утримується від обертання разом з лопатнями силою тертя F=Pf (Р - вага матеріалу; f-коефіцієнт тертя матеріалу о жолоб). Біля розвантажувального отвору живильника на валу 2 є декілька витків лопатнів зворотного напряму (на рисунку не показано) з метою запобігання забивання жолоба матеріалом біля отвору.
Продуктивність шнекового живильника розраховується за залежністю
Q= кг/с, (14.10)
де D – діаметр гвинта, м;
S – крок гвинта, м; приймається рівним (0,8 – 1)D;
n – кількість обертів вала, об/с;
φ – коефіцієнт заповнення корпуса матеріалом; при подаванні кускових матеріалів φ=0,2 – 0,33; при подаванні цементу з підпиранням φ=1;
ρ – насипна густина матеріалу, кг/м3.
Ящикові живильники (рис. 122) використовуються з метою безперервного рівномірного живлення машин на підприємствах по виробництву керамічних, цегляних та інших виробів з одночасним об’ємним дозуванням декількох компонентів, з яких складається робоча суміш.
Рис. 122 Ящиковий живильник
Живильник має пластинчатий транспортер 2, над яким закріплений прямокутний ящик 11, розділений шиберами 3 і 4 на сектори. У вихідного отвору ящика, над транспортером, встановлений вал 5 з билами. Пластинчатий транспортер і вал з билами приводяться в рух від електродвигуна через пасову передачу. Привід складається з вала 6, на одному кінці якого вільно насаджені холостий шків 7 і робочий шків 8 з подовженою маточиною. Шківи утримуються від бічного зміщення кільцем 13. На маточині робочого шківа закріплена стопорними гвинтами мала циліндрична шестерня 12. З внутрішнього боку підшипника на валі закріплені дві приводні зірочки 16, які знаходяться в зачепленні з ланцюгом пластинчатого транспортера.
На протилежний кінець приводного вала своїми втулками 15 вільно одягнена куліса 10. Куліса хитається пальцем 18, закріпленим в муфті 17, і двома собачками 9 повертає храпове колесо 1 разом із зірочками 16. Останні передають пластинчатому транспортеру 2 поштовхоподібний рух. Валу 5 з билами надається обертання через зубчаті колеса 12 і 14.
Кожний з компонентів, які складають масу, завантажується в окремий сектор ящика 11. Співвідношення об’ємів компонентів маси регулюють підніманням або опусканням шиберів 3 і 4. Під час руху пластинчатого транспортера маса, що складається із шарів різних компонентів, просувається до вихідного отвору, розрихлюється билами і подається в наступну машину.
Продуктивність живильника можна розрахувати за наступною залежністю
Q = bhυρ кг/с, (14.11)
де b – ширина ящика, м;
h – висота підняття останнього шибера, м;
υ – швидкість руху стрічки, м/с;
ρ – насипна густина матеріалу, кг/м3.