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
58. Вибрационные мельницы..
Эти мельницы применяют для сверхтонкого помола различных материалов. В результате вибропомола значительно возрастает удельная поверхность частиц, увеличивается их поверхностная активность и проявляются новые свойства материала. В однородной смеси сверхтонкоизмельченных химических веществ химические реакции протекают в несколько раз быстрее. С увеличением удельной поверхности цемента с 3000 до 5000 см2/г возрастает предел прочности бетона с 30 до 70 МПа и скорость твердения.
Принцип действия вибромельниц (рис. 20) определяется их устройством. По оси барабана 3, закрытого крышкой 4 и опирающегося на пружины 6, закрепляют
трубу, в которой в подшипниках устанавливают дебалансный вал 5 (вал с неуравновешенным грузом). При быстром вращении от электродвигателя 1 через гибкую муфту 2 дебалансный вал приводит в колебательные движения корпус барабана и находящиеся в нем мелющие тела (мелкие шары и цилиндрики). Частота колебаний соответствует частоте вращения вала электродвигателя (обычно 1500 или 3000 мин-1), а амплитуда от 2 до 4 мм обеспечивается соответствующей мощностью двигателя. При колебании мелющих тел они соударяются друг с другом и интенсивно измельчают находящийся между ними материал.
Мельницы периодического действия не получили распространения, так как у них затруднено отделение измельченного материала. Вибромельницы непрерывного
действия отличаются от вибромельниц периодического действия устройствами для загрузки и разгрузки материала.
Вибрационные мельницы применяют как для сухого, так и для мокрого помола. Наиболее эффективно их применение, если требуется получить продукт с крупностью частиц менее 10 мкм. При необходимости исключить попадание в материал частиц стали барабан корпус вибратора покрывают слоем резины, а мелющие тела применяют в виде стеклянных шариков или из других неметаллических материалов.
52. Молотковые дробилки.
Молотковые дробилки измельчают материал ударом быстровращающихся молотков, шарнирно или жестко закрепленных на роторе. Куски материала разрушаются от удара молотков, а также от удара о дробящие плиты, колосники решеток и друг о друга. Молотковые дробилки применяют для дробления пород средней прочности и мягких пород с естественной влажностью не более 10% (известняк, мергель, гипсовый камень, мел, асбестовая руда, сухая глина, шамот, каменный уголь). Степень измельчения от 10 до 50.
Классификация.
По способу крепления молотков: -дробилки с шарнирно подвешенными молотками (для крупного, среднего и мелкого дробления); -с жестко закрепленными молотками (для мелкого дробления и помола).
По количеству валов: одновальные (однороторные) и двухвальные (двухроторные).
По расположению молотков: дробилки одно- и многорядные. У однорядных молотки на роторе располагают по окружности в одной плоскости в количестве от 2 до 8 молотков массой до 70 кг каждый. Энергия удара таких тяжелых молотков чрезвычайно велика, и куски дробятся без образования пылевидных частиц. Многорядные дробилки имеют ротор, выполненный в виде многих параллельных дисков, на каждом из которых подвешено от 2 до 8 сравнительно легких (3...10 кг) молотков. Всего на роторе располагают до 300 молотков.
При вращении ротора молотки под действием центробежных сил располагаются по радиусам, а концы молотков описывают окружности, диаметр которых наряду с длиной ротора характеризует размер дробилки. Производительность молотковых дробилок зависит от размеров ротора, крупности загружаемого материала и степени измельчения, а также от физических свойств материала. У крупных двухроторных ударных дробилок производительность достигает 400 т/ч.
Однороторная многорядная дробилка (рис. 11, а)состоит из корпуса, ротора с молотками 2, загрузочного устройства 1, дробящих плит 3 и колосниковой решетки 4.
53. Валковые дробилки. Схема. Принцип работы.
ВД достаточно широко применяются в ПСМ для крупного, среднего , мелкого и тонкого дробления различных материалов, в частности для измельчения вязких и влажных материалов, влажностью до 12%.
Измельчение материалов в ВД осуществляется за счет раздавливания, излома, изгиба и частично истирания м/у двумя вращающимися навстречу друг другу валками.
В зависимости от поверхности валков ВД делят на:
- ВД с гладкими валками
- с зубчатами валками
- с рефлеными валками
В качестве футеровки выступают:
- закаленный чугун
- высокоуглеродистая сталь
- марганцовистая сталь
Из этих материалов изготавливают:
- кольцевые
- бронефутеровки
- сегментные
Кроме этого валки изготавливаются цельнолитыми.
Степени измельчения ВД для:
- твердых материалов i=4
- средней твердости и мягких пород i=6-8
- глины i>=12
«+»ВД заключаются в простоте устройства, надежности работы и сравнительно малом расходе эл. энергии.
К недостаткам ВД можно отнести: низкую производительность, невысокую степень измельчения, ограниченный размер загружаемых кусков, неоднородный зерновой состав готового продукта. Кроме того, при работе ВД происходит непрерывная вибрация подвижного валка под действием деформации пружины от давления измельчаемого материала.
ВД нуждаются в непрерывном питании по всей длине валка, при этом износ валка осуществляется по его центральной части, что требует их период. остановки и проточки.
62. Грохоты. Классификации. Виды просеивающей поверхности.
Грохочением наз-ся процесс разделения сыпучих мат. по крупности на просеив. пов-ти с калиброванными отв., который осущ. при помощи машин, снабженных ситами, решетами, колосниками.
Виды грохочения: предварительное, контрольное, окончательное.
В завис. от расп-я решет и сит различают 3 вида грох-я: от мелкого к крупному, от крупного к мелкому, смешанная схема.
Основным отличительным признаком для плоских подвижных грохотов явл. расположение просеивающей пов-ти. По этому признаку различают грохоты: наклонные (15-260) и горизонтальные, или слабонаклонные (<= 5-6).
По кинематике движения рабочего органа: 1)вибрационные с приводом от дебалансного или э/маг. электровозб-ля; 2)гирационные; 3)качающиеся с кривошипным или эксц-м приводом.
По констр. просеив. пов-ти : 1)колосниковые в виде стальных полос разл. профиля; 2)листовые с круглыми щелевидными, прямоуг., квадр. и многогранными отв-ми (в шахм. порядке или рядами); 3)проволочные (плетеные с размером 100 мм – 400 мкм). Для просеивания абразивных мат. прим. резиновые листовые сита с квадр. или прямоуг. отв-ми 3-20 мм, толщиной 20 мм.
По хар-ру движения рабочего органа (просеив. пов.) или способу перемещения мат.: 1)неподвижные (колосниковые, дуговые, конические); 2)частично подв. (валковые); 3)вращающиеся (барабанные призматические); 4) подвижные (качающиеся, вибрационные); 5)гидравлические, в кот. мат. движ. с пом-ю водн. среды.
По крупности разделяемого мат.: для крупно, сред., мелк., тонкого и особо тонкого грох-я.
61. Струйные мельницы
СМ прим. для получения порошков огромного спектра назначения, т.к. возможно осущ-е принципа самоизм-я мат-ла (нет примесей, намола). Изм- происх за счет удара мат. о мат. и частично за счет удара о стенки и отражающие устр-ва.
По технологическому признаку: СМ с отдельным изм-м и разделением мат-ла и с совместным изм-м и разделением.
По виду энергоносителя: на сж. возд., на перегретом паре, на сж. инертном газе.
По конструктивному признаку: с вертик. трубчатой помольной камерой, с плоской п/к, с противоточной п/к.
Трубчатая п/к 1-прием воронка, 2-диффузор, 3-ресивер, 4-сопла (2ряда), 5-п/камера, 6-жалюзи, 7-отвод. патрубок. Струи перекрещ. на зад. расстоянии от внутр стенки камеры. Сопла установлены под разными углами к гориз. оси для создания циркул-го потока внутри камеры. Через жалюзи гот. мат. удаляется по 7. Ост. частицы отпр. на домол по второй части п/к.
Плоская п/к: 1-корпус, 2-загруз патр., 3-кольцо с соплами, 4-осажд. патр., 5-емкость гот. прод., 6-отвод патр.
Противоточная СМ: Изм-й мат. подается в загруз воронку 6 и поступает в эжекторыне узлы.В сопла эж. узлов по давл. 0,6-0,8 МПа подается э/н, кот. захват частицы мат. и по разгонным трубкам 2 ускоряет частицы до V 200 м/с, после чего разогнанные потоки сталкиваются в центр части п/к. Изм-й мат. по патрубку пылеуноса следует в сепаратор 5. Гот. прод. через 5 вент-м 7 трансп-ся через циклон 8 на пылеочистку в рукавный фильтр 9. В 8 происх. осаждение продукта. Частицы не достигшие заданного размера ротором сепаратора, кот. имеет возм. изменять число оборотов с пом. рег-го привода, отбрас в нижнюю часть сеп-ра и по патрубку возврата 4 поступает в эжекторные камеры на дальн. изм.
37. Классификация способов измельчения материалов
Измельчение – это процесс последовательного уменьшения размеров кусков твердого материала от первоначальной (исходной) крупности до требуемой.
В зависимости от конечной крупности кусков материала различают следующие основные виды измельчения, мм.
Дробление:
крупное 100…350
среднее 40…100
мелкое 5…40
Помол:
грубый 5…0,1
тонкий 0,1…0,05
сверхтонкий менее 0,05
Основным параметром, характеризующим процесс измельчения, является степень измельчения i, под которой понимают отношение средневзвешенных размеров кусков исходного материала к размерам кусков готового продукта:
i = Dср/dсв
Средневзвешенный размер ,
где d1, d2,…,dn – средний размер классов;
m1, m2,…, mn – содержание данных классов, %.
38. Классификация машин для измельчения
Дробилки – машины для измельчения крупнокусковых материалов (300-1200мм) до размера 20-400мм.
Мельницы предназначены для измельчения материалов крупностью 3-20 мм до 1-0,001 мм и менее.
Дробилки: Щековые; Валковые; Конусные; Ударного действия; Бегуны
Мельницы: Барабанные; Среднеходные; Быстроходные; Ударного действия; Вибрационные; Струйные
В машинах, предназначенных для измельчения материалов, в зависимости от ее назначения и принципа действия могут быть использованы следующие нагрузки (рис. 2): раздавливание, удар, раскалывание, излом, истирание.
Рис. 2. Схемы методов измельчения:
а – раздавливание, б – удар, в – раскалывание, г – излом, д – истирание
В большинстве случаев различные нагрузки действуют одновременно, например, раздавливание и истирание, удар и истирание и т.д.
43. Определение основных параметров щековой дробилки: угол захвата.
Рис. 3. Схема для определения параметров щековой дробилки: а – рационального угла захвата;
Определение угла захвата.
На кусок материала, зажатый между щеками (рис.3), действуют усилия F и равнодействующая этих усилий R, причем
Силы трения, вызванные сжимающими усилиями, равны fF и действуют на кусок материала против направления выталкивающей силы, поэтому при выталкивании куска материала они направлены вниз, где f коэффициент трения скольжения твердой породы по металлу f=0,3. Вертикальная составляющая силы трения Ffcos(a/2) направлена в сторону, противоположную действию сил, выталкивающих кусок из дробилки. Усилие F дробления раскладывается на вертикальную fsin(a/2) и горизонтальную Fcos(a/2) составляющие. Исходя из условия равновесия куска материала в дробилке под действием
или
Из курса теоретической механики известно, что f=tga(здесь a – угол трения), получаем или
Из формулы следует, что дробление возможно, когда угол захвата равен или меньше двойного угла трения. На практике a принимается равным 18…220.
45. Определение основных параметров щековой дробилки: частота вращения эксцентрикового вала.
Дробленый материал из рабочей камеры выпадает под действием силы тяжести при отходе щеки в крайнее правое положение. За время отхода подвижной щеки от неподвижной кусок под действием силы тяжести должен успеть опуститься на расстояние h (рис.4) и выйти из камеры дробления, т.е. частота вращения эксцентрикового вала должна быть такой, чтобы время t отхода подвижной щеки из крайнего левого положения в крайнее правое было равно времени, необходимому для прохождения свободно падающим телом h
Ширина выходной щели b=e+sм, где е – расстояние между дробящими плитами в момент их максимального сближения; sм – ход подвижной щеки в нижней точке камеры дробления.
Время отхода щеки равно
,
где h – частота вращения эксцентрикового вала, с-1.
Путь h, пройденный телом за время t, может быть определен по формуле
Из рис. 4 следует, что
тогда , откуда
окончательно частота вращения вала
Кроме того, имеются следующие эмпирические зависимости для расчета частоты вращения вала щековых дробилок:
при В 600 мм n = 17 b-0,3
при В 900 мм n = 13 b-0,3, где b в мм.
46. Определение основных параметров щековой дробилки: производительности.
За один оборот эксцентрикового вала из рабочей камеры выпадает некоторый объем материала V (м3), заключенный в призме высотой h (на рис. 4 заштрихованный участок).
Производительность дробилки (м3/с)
,
где – коэффициент, учитывающий разрыхление материала в объеме призмы и равный 0,4…0,45.
Объем призмы ,
где А – площадь трапеции, определяемая
; ,
тогда ,
где L – длина призмы, равная длине камеры дробления.
Окончательно получим объемную производительность
массовая производительность щековой дробилки
,
где – плотность материала, кг/м3.
47. Определение основных параметров щековой дробилки: мощность
Мощность электродвигателя рассчитывают по формулам, которые можно разделить на три группы.
Первая группа объединяет эмпирические формулы, предложенные на основе работы щековых дробилок в промышленных условиях. Характерными для этой группы являются формулы Бонвича, рекомендующего определять мощность двигателя (кВт) в зависимости от стадии дробления
;
для дробилок среднего дробления
;
для дробилок мелкого дробления
, где В и L – в см.
Ко второй группе формул относятся аналитические зависимости, включающие значения усилий дробления. К таким формулам относятся, в частности, формула, предложенная проф. В.А. Олевским:
,
где F – среднее равнодействующее усилие дробления, тс;
s – ход сжатия, м;
n – частота вращения вала, с-1;
– механический КПД дробилки.
К третьей категории формул относят зависимости, выведенные на основе одного из энергетических законов дробления.
51,52. 19. Молотковые и роторные дробилки. Назначение, область применения, классификация, кинематические схемы. Направления совершенствования конструкции. Устройство, принцип действия, конструктивные особенности узлов и деталей. Расчет основных параметров Q, n, α.
Дробилки ударного действия применяют в основном для крупного, среднего и мелкого дробления малоабразивных материалов малой и средней прочности (сж 200 МПа), имеющих небольшую влажность и вязкость. В этих дробилках материал разрушается под действием механического удара, при котором кинетическая энергия движущихся тел полностью или частично переходит в энергию деформации и разрушения.
Дробилки ударного действия отличаются следующими технико-эксплуатационными преимуществами: высокой степенью дробления (до 200), что позволяет сократить число стадий дробления; высокой удельной производительностью (на единицу массы машины); простотой конструкции и удобством обслуживания; более высоким качеством готового продукта по форме зерен.
По конструктивному исполнению основного узла машины – ротора дробилки ударного действия разделяют на молотковые и роторные.
Молотковые дробилки имеют ротор, набранный из отдельных дисков, между которыми шарнирно подвешены молотки массой от 5 до 120 кг. Число рядов молотков достигает 12. В ударе по куску материала участвует масса отдельных молотков.
По количеству роторов дробилки бывают однороторные и двухроторные. По расположению роторов – с роторами, расположенными на одном уровне и роторами, расположенными в разных уровнях.
По направлению вращающихся роторов: непрерывные (вращение в одну сторону), и реверсивные (вращение в обе стороны).
По наличию колосниковой решетки: без колосниковой решетки; с колосниковой решеткой в загрузочной части; с колосниковой решеткой в разгрузочной части; с колосниками в разгрузочной и загрузочной частях.
Кроме этого дробилки различаются конструкции молотков.
Дробилки характеризуются диаметром и длиной ротора, которые входят в их условное обозначение, например М20х20 – молотковая дробилка с диаметром и длиной ротора равным 2000 мм. Окружная скорость ротора достигает 80 м/с.
К конструкции молотков и бил предъявляются следующие требования:
Для дробления мало– и неабразивных материалов применяют молотки колосникового типа (рис. 8, а). Молотки П-образной формы применяют для более прочных материалов, они обеспечивают более высокую степень измельчения и упрощают конструкцию ротора, но при их износе нарушается его балансировка, что усложняет в целом эксплуатацию дробилки (рис. 8, б–в).
Рис. 8. Конструкции роторов конусных дробилок
Молотки бандажного типа (рис. 8, г) имеют утолщенный двухсторонний боек, предусматривающий их поворот, что увеличивает срок службы молотков. Они применяются для дробления прочных и абразивных материалов.
Молотки и била изготавливают из высокомарганцовистой стали 110Г13Л. Изготовление молотков из сплава «нихард» снижает их удельный износ более чем в 10 раз, что в целом повышает эксплуатационную привлекательность молотковых дробилок в целом.
Основные типы кинематических схем молотковых дробилок представлены на рис. 9.
Наибольшее распространение в ПСМ получили переверсивные молотковые дробилки с колосниковой решеткой (рис. 9, а–в), применяемые при дроблении пород средней твердости и даже твердых пород.
Однороторные переверсивные и реверсивные дробилки с подвижными колосниковыми решетками применяются для дробления горных пород при наличии в них примесей вязких материалов (рис. 9, г, д, к).
Рис. 9. Кинематические схемы молотковых дробилок
Двухроторная молотковая дробилка с роторами, вращающимися в одну сторону и расположенными в разных уровнях, имеет более высокие производительность и степень измельчения (рис. 9, е), чем однороторные дробилки. При несколько большей степени измельчения и двухроторная дробилка имеет вдвое большую производительность.
На рисунке 9, з–к представлены схемы реверсивных и бесколосниковых дробилок.
Устройство и принцип действия молотковых дробилок
На рис. 10 показана однороторная молотковая дробилка Н20х20, конструкция которой может рассматриваться как типовая. Дробилка состоит из корпуса 1, ротора 2, молотков 3, отбойной плиты 4, отбойного бруса 5 и двух колосниковых решеток, поворотной 6 и выкатной 7.
Рис. 10. молотковая однороторная дробилка
Корпус дробилки выполнен сварным из листовой стали, состоит из нижней части, устанавливаемой и закрепляемой на фундаменте, и верхней, к отверстию в крышке, которой прикреплена загрузочная воронка. Внутренние стенки корпуса в зоне камеры дробления футерованы сменными плитами из износостойкого материала.
Отбойная плита сварная, футерована износостойкими плитами, нижняя часть которых может перемещаться относительно ротора регулировочным устройством, в результате чего зазор между окружностью вращения молотков и нижним концом плиты может изменяться.
Для регулирования крупности готового продукта в крупных молотковых дробилках используется также отбойный брус, который устанавливается в специальных направляющих. Брус перемещается и фиксируется болтами.
В нижней части станины устанавливается колосниковая решетка, которая охватывает на 135…1800 ротор. Решетка набирается из отдельных колосниковых балок, образующих между собой клиновидную расширяющуюся по ходу движения материала щель (угол раскрытия щели 10…200) и наклоненными к радиусу ротора под углом 40–500 в сторону движения материала. Это уменьшает залипание щели при дроблении материалов повышенной влажности. Колосники изготавливают из легированной стали 60С2, 45Х, 110Г13Л с закалкой до твердости 350…400 НВ.
Недостатком молотковых дробилок является быстрый износ молотков и колосников, невозможность быстрой остановки (ввиду инерционности) при обрыве молотков, что приводит к авариям, залипание колосниковой решетки при попадании в дробилку вязких глинистых включений, что в целом снижает ее производительность и усложняет эксплуатацию.
Расчет основных параметров
Угол поворота молотка при ударе по максимальному куску определяется в зависимости от изменения скорости молотка до и после удара.
Молотки при ударе совершают сложное движение (рис. 11) с линейной скоростью центра масс С и угловой скоростью вокруг этого центра.
По теореме импульсов
,
где 1 и 0 – скорость центра масс молотка после и до удара, м/с;
SB и SD – импульс удара соответственно в т. В и т. D.
,
где n – частота вращения ротора, с-1;
R – расстояние от оси вращения до оси подвески молота, м;
l1 – расстояние от оси подвески молотка до центра масс, м;
Сила удара, передаваемая на подшипники ротора:
,
где t – продолжительность удара.
При условии, что SB, сила удара, подшипниками ротора, равна нулю, т.е. когда РВ = 0.
Исходя из теоремы об изменении количества движения центра масс и принимая во внимание, что скорость центра тяжести молотка относительно оси подвеса в начале удара равна нулю, имеем:
,
где – линейная скорость центра масс молотка в конце удара относительно подвеса;
– угловая скорость молотка в конце удара относительно оси подвеса
Ось подвеса не испытывает ударного импульса, если SB=0, тогда
или
где JZZ – момент инерции молотка относительно оси подвеса, кгм2.
Преобразуя последнее уравнение, получим
Это уравнение выражает условие, при котором ось подвеса молотка и подшипники ротора не воспринимают силу удара, а молоток уравновешен на удар.
Производительность молотковых дробилок различными авторами рекомендуется определять по эмпирическим формулам:
Формула ВНИИстройдормаша (м3/ч)
где k – коэффициент, учитывающий положение дробящей плиты;
при опущенной первой плите k=1,3 при поднятой k=5,2.
Формулы В.П. Барабашника (для известняка, м3/с)
при Dp>Lp, Q=1,66D2Ln
при Dp<Lp, Q=1,66DL2n
для угля
где k – конструктивный коэффициент дробилки, k=0,12...0,22;
i – степень дробления.
Мощность молотковых дробилок, ввиду сложности процесса также рассчитывается по эмпирическим формулам,
где Q – производительность, т/с.
при Dp>Lp, P=7,5D2Ln
при Dp<Lp, P=9DL2n
В отличии от молотковых роторные дробилки имеют массивный ротор с жестко закрепленными сменными билами. В ударе по куску материала принимает участие вся масса ротора. В ПСМ роторные дробилки применяют при крупном и среднем дроблении, а на щебеночных заводах – на всех стадиях дробления.
Роторные дробилки классифицируются как и молотковые, а по количеству дробящих плит разделяются на одностадийные (с одной дробящей плитой), двух– и трехстадийные (соответственно с двумя и тремя плитами).
По исполнению ротора: с литым и полым ротором.
Роторные дробилки характеризуются диаметром, длиной ротора, которые входят в их условное обозначение, например ДРК–20х16 – дробилка роторная крупного дробления с диаметром 2000 мм и длиной ротора 1600 мм. Окружная скорость у роторных дробилок достигает 50 м/с.
Рис. 12. Схемы роторных и молотковых дробилок:
а – однороторные; б – двухроторные одноступенчатого дробления; в – двухроторные двухступенчатого дробления; г – однороторные реверсивные
Однороторная дробилка (рис. 12, а) нашла наиболее широкое распространение в мире. Производительность и степень измельчения регулируется частотой вращения ротора, количеством рядов бил, их высотой и количеством дробящих плит.
Недостатком данной схемы является широкий спектр размеров кусков готового продукта, и для получения кондиционного продукта дробилка должна работать в замкнутом цикле.
Двухроторная дробилка с роторами, расположенными на одном уровне и вращающимися в разные стороны (рис. 12, б), имеет производительность вдвое большую, чем однороторная дробилка и впервые изготовлена в США. В России подобная конструкция дробилок не выпускается.
Двухроторная дробилка с роторами, расположенными на разных уровнях и вращающихся навстречу друг другу (рис. 12, в), имеет степень измельчения существенно большую, чем у обычной роторной дробилки. Ротор первой ступени дробления имеет меньшее количество рядов бил и меньшую частоту вращения, чем ротор второй ступени дробления, в России по данной схеме выпускаются дробилки С – 616 и С – 619.
Конструкция ротора и рабочей камеры дробления, представленной на рис. 12, г, позволяет изменить направление вращения ротора, что снижает эксплуатационные расходы, повышает срок службы бил – наиболее быстроизнашиваемой детали дробилки. Дробилки такой конструкции выпускаются итальянской фирмой «Тройм», французской «Драгон».
От конструкции ротора и бил зависит эффективность процесса измельчения, производительность, удельный расход электроэнергии, а также срок службы все машины.
Рис. 13. Конструкции роторов роторных дробилок
Пустотелый ротор (рис. 13, а) применяют для реверсивных дробилок мелкого дробления. Пустотелый ротор с его спиральной формой позволяет закрепить била так, что в ударе о материал участвует вся масса ротора (рис. 13, б). Многогранная форма ротора применяется в дробилках среднего и мелкого дробления с числом резов более трех (рис. 13, в). При минимальной массе ротора, имеющего комбинированную форму (рис. 13, г) достигается максимальная эффективность при крупном и среднем дроблении. Монолитный овальный ротор (рис. 13, д) применяется у двухбильных дробилок крупного дробления. Реже используется монолитный ротор, у которого срезаны предбильные части (рис. 13, е).
Корпус ротора изготавливают из углеродистой стали 35Л, овал из стали 45 или 40Х. Минимальное число бил 2, максимальное – 12.
Устройство и принцип действии роторных дробилок
По ГОСТ 12375 – 70 и ГОСТ 12376 – 71 однороторные дробилки выпускаются двух типов: дробилка роторная крупного дробления (ДКР) и дробилка роторная среднего дробления (ДСР), конструкции которых отличаются лишь количеством дробящих плит.
В однороторных дробилках (рис. 14) ротор один представляет собой цилиндрическую отливку с продольными пазами, в которых с помощью клиньев закреплены билы 10 из высокомарганцовистой износостойкой стали. Вал ротора установлен на выносных подшипниках и приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу со сменными шкивами, что обеспечивает окружную скорость ротора 20, 26,5 и 30 м/с.
Отражательные плиты 5 и 9 шарнирно прикреплены к корпусу дробилки и удерживаются в заданном положении относительно ротора с помощью пружинных подвесок 6. Места интенсивного изнашивания плит
облицованы сменными износостойкими элементами 7. Корпус дробилки сварной и состоит из станины 2 и верхней части. Задняя крышка верхней части опрокидывается с помощью гидродомкратов, что обеспечивает доступ к рабочим органам при ремонтных работах.
Дробилка имеет две камеры дробления А и Б, образованные отражательными плитами 5 и 9. Куски породы, опадая в камеру А, дробятся до размеров, определенных зазором b между билами ротора и отражательной плитой, и попадают во вторую камеру (камера Б), где благодаря величине зазора Б2 разрушаются до необходимых зазоров. Для крупного дробления породы плиту 5 поднимают, в результате чего образуется одна камера дробления. При этом производительность дробилки возрастает. При попадании в дробилку недробимых кусков отражательные плиты отклоняются, пропуска эти куски из зоны дробления и возвращаются в исходное положение пружинами подвески.
Рис. 14. Однороторная дробилка СМД-86
Отличие формы корпусов дробилки ДРС и ДРК объясняется наличием трех дробящих плит.
Роторные дробилки в сравнении с ЩД и КД имеют следующие преимущества: более высокую степень дробления; большую удельную и часовую производительность; меньший удельный расход электроэнергии; меньшую металло– и энергоемкость. Недостатками, сдерживающими более широкое их распространение, являются: высокий удельный износ органов дробления, особенно бил, необходимость применения дозаторов и устройств для равномерного распределения материала по длине ротора.
Расчет основных параметров.
Расчет основной скорости ротора. Характер ударного воздействия бил ко куску материала оценивается коэффициентом восстановления . При абсолютно упругом ударе = 1; если = 0, то удар абсолютно неупругий.
Значения для некоторых материалов при их ударе по стали: руда – 40,224; стеклянные шары – 0,895.
Процесс удара била по куску материала можно разделить на три периода: первый – соударяющиеся тела имеют массы m1 и m2, скорости их равны 1 и 2; второй – при соприкосновении обе массы имеют равную скорость 3; третий характеризует тот момент удара, когда обе массы расходятся и имеют скорости 4 и 5.
Согласно закону о количестве движения:
Импульс действия силы удара:
в первом периоде
,
во втором периоде
.
Коэффициент удара
.
Полный импульс силы за время удара
.
Кинетическая энергия, необходимая для обеспечения полного импульса удара и разрушения куска материала, характеризуется величиной потери кинетической энергии при ударе
.
В соответствии с законом измельчения Кирничева-Кика кусок будет разрушен, если .
С учетом этого можно записать
,
где m – масса разрушаемого куска материала, кг;
p – скорость разрушения куска материала, м/с;
– коэффициент восстановления удара;
V – объем куска материала, м3;
р, Е – предел прочности и модуль упругости материала, МПа.
Тогда окружная скорость ротора, при которой произойдет разрушение материала
.
ВНИИстройдормашем рекомендована следующая критическая скорость ротора, при которой происходит разрушения кусков материала размером d:
производительность роторных дробилок рассчитывается из предположения, что за один оборот ротора каждое из бил срезает стружку (рис. 15)
,
где А – горизонтальная проекция дуги КС;
Lp – длина ротора, м;
h – толщина срезанной стружки, м.
Производительность дробилки (м3/с)
,
где n – частота вращения ротора, с-1;
z – число рядов бил;
ВНИИстройдормашем на основе большого числа экспериментальных данных получена формула для определения производительности (м3/ч) роторных дробилок.
,
где k – коэффициент, зависящий от положения отражательной плиты при работе дробилки с опущенной первой плитой 1,3 и при полностью поднятой первой плите 5,2.
Мощность роторных дробилок, ввиду сложности процесса измельчения, также рассчитывается по экспериментальным формулам.
ВНИИстройдормашем получена формула на основе закона поверхностей:
,
где W – удельный индекс работы дробления (для известняка W = 8…21 Втч/м3;
i – степень измельчения;
Dкср – средний размер кусков дробимой породы;
1 – КПД дробилки, равный 0,75…0,95;
2 – КПД привода, равный 0,92…0,96.
40,41. 20. Щековые дробилки: устройство, принцип действия, конструктивные особенности узлов и деталей.
Щековые дробилки предназначены для измельчения в промышленности СМ исходных компонентов (известняк, мел, щебень и т.д.) в качестве измельчителей крупного и среднего класска.
По принципу действия, конструктивному исполнению ЩД подразделябтся на:
По типу привода:
По характеру движения подвижной щеки:
По количеству подвижных щек
ЩД характеризуется размерами загрузочной (BxL) и разгрузочной (b).
b – определяет крупность получаемой продукции и для каждой дробилки регулируется в опредеоенных пределах.
Измельчением называется процесс последовательного уменьшения размеров твердых тел под действием внешних нагрузок. Измельчение твердых пород до размера частиц более 5 мм называется дроблением. Машины, осуществляющие этот процесс, называются дробилками. В промышленности строительных материалов щековые дробилки используются в основном для крупного и среднего дробления горных пород с пределом прочности на сжатие до 350 МПа. Основными параметрами, характеризующими типоразмер щековой дробилки является ширина и длина приемного (загрузочного) отверстия BхL (мм).
В зависимости от конструктивных особенностей щековые дробилки разделяются на 2 основные группы: дробилки с простым движением подвижной щеки и дробилки со сложным движением подвижной щеки.
На рис. 1 показаны наиболее распространенные кинематические схемы щековых дробилок (траектории точек подвижных щек для наглядности увеличены).
В дробилке с простым движением (рис. 1, а) подвижная щека подвешена на неподвижную ось. Шатун дробилки шарнирно соединен с приводным эксцентриковым валом. В нижнюю часть шатуна шарнирно упираются две распорные плиты, одна из которых противоположным
Рис. 1. кинематические схемы щековых дробилок:
а – с простым движением щеки, б – со сложным движением щеки
концом упирается в нижнюю часть подвижной щеки, другая – в регулировочное устройство. При вращении эксцентрикового вала подвижная щека получает качательное движение по дуге окружности, центром которой является центр оси подвеса. Наибольший размах качания Х (ход сжатия) имеет нижняя точка подвижной щеки.
Срок службы дробящих плит находится в прямой зависимости от вертикальной составляющей хода. На дробилках с простым движением при малой вертикальной составляющей хода сжатия срок работы дробящих плит в несколько раз больше срока работы дробящих дробилок со сложным движением. Другим преимуществом дробилок с простым движением является обеспечение выигрыша в силе в верхней части камеры дробления, что очень важно при дроблении кусков горной породы больших размеров.
В дробилках со сложным движением (рис. 1, б) подвижная щека шарнирно подвешена на эксцентриковой части приводного вала. Нижняя часть подвижной щеки шарнирно установлена на распорной плите, которая одним концом опирается на регулировочное устройство.
Дробилка со сложным движением проще по конструкции, компактнее и менее металлоемка. Траектории движения точек подвижной щеки этой дробилки представляют собой замкнутые кривые, в верхней части камеры дробления – эллипсы, приближенные к окружности, в нижней части – вытянутые эллипсы.
Станина дробилки 1 обеспечивает жесткость всей конструкции при больших (несколько сотен тонн) усилиях, возникающих при дроблении прочных материалов. На боковых стенках станины установлены коренные подшипники эксцентрикового вала 5. На эксцентричной части вала подвешен литой шатун 6, в нижней части которого имеются пазы, в которые устанавливаются передняя 11 и задняя распорные плиты.
Для выравнивания неравномерной нагрузки на приводной двигатель из-за наличия холостого хода и хода сжатия эксцентриковый вал дробилки снабжен двумя массивными маховиками, которые аккумулируют энергию при холостом ходе и отдают ее при ходе сжатия. Один из маховиков также выполняет роль и шкива.
Подвижная щека 3 подвешена на оси 4, концы которой установлены в подшипниках в верхней части боковых стенок станины. В нижней части щеки имеется паз для установки сухаря, в который упирается передняя распорная плита. Задняя распорная плита упирается в сухарь регулировочного устройства 9. Силовое замыкание звеньев механизма привода подвижной щеки обеспечивается тягами 8 и пружинами 7, предотвращающими выпадение распорных плит при холостом ходе щеки.
На неподвижную и подвижную щеки крепят дробящие плиты, которые являются основными сменными рабочими элементами щековых
Рис. 2. Щековая дробилка для крупного дробления
дробилок. В основном дробящие плиты щековых дробилок изготавливают из высокомарганцовистой стали 110Г13Л, обладающей высокой износостойкостью, а также способностью к упрочнению в холодном состоянии в результате наклепа. Рабочие поверхности дробящих плит и боковые стенки станины так же футерованы сменными плитами, образуют камеру дробления 2.
По мере изнашивания дробящих плит ширина выходной щели возрастает и ее необходимо регулировать. На дробилках крупного дробления это осуществляется установкой между сухарем 9 и задней стенкой станины различных по толщине дополнительных прокладок.
Для пуска крупных щековых дробилок под завалом применяют вспомогательный привод с электродвигателем малой мощности посредством обгонной муфты, соединенной с двигателем главного привода.
В случаях попадания недробимого материала в камеру дробления предохранение от поломки всей машины происходит за счет излома распорной плиты, а у современных дробилок происходит пробуксовка фрикционных муфт, срабатывание электрической защиты и остановка дробилок.
48,49. 29. Конусные дробилки. Назначение, область применения, классификация, кинематические схемы. Направления развития.
Конусные дробилки широко применяются в ПСМ для измельчения нерудных материалов, таких как мел, известняк, гипс, щебень гравий, и т.д.
В зависимости от размеров подаваемого материала на измельчение они делятся на ККД, КСД, КМД.
ККД
1-чаша, 2 – подвижный конус, 3 – эксцентриковый стакан, 4 – зубчатая передача.
В конусных дробилках материал дробится в кольцевом пространстве, образованном наружной неподвижной чашей 1 и расположенным внутри нее подвижным дробящем конусом 2, посажен на вал и вставленный в экцентр стакан 3, который приводится во вращение от электродвигателя через зубчатую передачу 4.
КСД и КМД.
При вращении конус совершает относительно неподвижной точки закрепления качательное движение и перемещается совершая поступательное движение по круговой территории, при этом образующие конусов то сближаются, то удаляются соответственно дробя и просыпая в образуемый зазор разрушенный материал, который движется вниз под собственным весом.
КД классифицируются:
ККД – максим размер исходного куска в зависимости от типоразмера дрбилки, колеблющийся от 400 до 1200 мм, при ширине выходного отверстия от 75 до 180 мм. С производительностью от 200 до 1450 м3/ч при установленной мощности эл/дв от 110 до 400 кВт.
КСД – макс размер исходного куска от 60 до 300 мм при ширине выходного отверстия от 12 до 60 мм, с производительностью от 120 до 600 м3/ч при установленной мощности эл/дв от 40 до 250 кВт.
КМД - макс размер исходного куска от 40 до 180 мм при ширине выходного отверстия от 4 до 15 мм, с производительностью от 50 до 620 м3/ч при установленной мощности эл/дв от 40 до 500 кВт.
КД подразделяются по конструкции
- дробилки с подвесным валом
- дробилки с консольным валом
- инерционные КИД
КИД
Станины дробилок изготавливают из стального литья. В целях предотвращения износа внутренняя поверхность чаши футеруется несколькими рядами футеровочных плит из марганцовистой стали.
Дробящий конус изготавливается в виде стального корпуса с бронефутеровкой, состоящей из 2х частей: Верхняя часть изготавливается из хромированной стали или отбеленного чугуна. Нижняя – из высокомарганцовистой стали.
Для дробилок среднего и мелкого дробления наружный недробящий конус изготавливается из высокомарганцовистой стали.
30. Назначение, область применения, классификация, кинематические схемы шаровых барабанных мельниц. Направления развития.
Принцип действия ШМ основан на том, что материал находящийся во вращающемся барабане подвергаются воздействию свободнопадающих мелющих тел. При вращении барабана мелющие тела поднимаются на определенную высоту, а затем отрываясь от стенки барабана при свободном падении измельчают материал. Материал в мельнице измельчается ударом и частично истиранием благодаря перекатыванию шаров и их скольжению. При относительно малой угловой скорости вращения барабана шары и материал делают поворот в сторону вращения на некоторый угол и дальше без отрыва скатываются, непрерывно циркулируя (каскадный режим).
С увеличением угловой скорости увеличивается угол поворота загрузки до некоторой точки, называемой точкой отрыва, после чего шары и материал покидают круговую траекторию и под некоторым углом к горизонту падают вниз . измельчение материала при этом происходит за счет удара и частично истирания (водопадный режим).
Каскадно-водопадный режим.
ШМ классифицируются:
1) по конструкции барабана и наличии перегородок: цилиндрические, конические, короткие, длинные, с перегородками и без них.
2) по способу работы: периодического действия, непрерывного действия с периодической загрузкой и с разгрузкой через полую цапфу.
3) по роду футеровки и характеру мелющих тел: футеровкой и неметаллическими мелющими телами, с металлической футеровкой и металлическими мелющими телами.
4) по роду привода: с шестеренчатым и центральным приводом.
5) мельницы могут работать в замкнутом и открытом цикле.
Открытый: мельница – пневматический насос – силоса.
Закрытый: мельница – фулернасос – сепаратор-классификатор – опять мельница(домол) или силоса.
ШМ периодического действия с неметаллической футеровкой применяются в случае, когда надо получить весьма тонкий продукт без металлических примесей.
ШМ непрерывного действия: мельницы с периферийной загрузкой через сито применяют в огнеупорной промышленности и предназначены для измельчения материалов средней твердости (сухая глина, магнезит и шамот). Мельницы применяют, когда надо получить не меньше 30-40% частиц толщиной менее 5 мм.
Мельницы с разгрузкой через полую цапфу или торцевое днище (одно- и многокамерные) бывают с коротким и длинным барабаном, соотношение длины к диаметру 0,9/0,2 и 15/4 м; бывают конусные и цилиндрические. Конусные с разгрузкой через полую цапфу применяются для мокрого и сухого помола материала различной твердости. В мельнице этого типа происходит автоматическое распределение шаров по крупности без применения перегородок.
Многокамерные мельницы служат для помола шлама сырого и обожженного, сырого доломита, известняка, кварца, клинкер, угля и когда требуется высокая производительность и надо получить продукт однородный и высокой тонкости.
В мельнице объединены 2 стадии измельчения, может осуществляться сухой и мокрый помол материала.
Камеры загружаются мелющими телами разного размера и крупности измельчаемого материала.
31. Расчет основных параметров валковых дробилок: кинематика, n, Q, N.
Расчет угла захвата и соотношение диаметров валков к размеру материала поданного на измельчение.
2Pƒcosα≥2Pƒsinα; ƒ≥tgα; ƒ=tgφ; α≤φ, ƒ=0,3; α≤(0,3)16°40’
, , ,
,
α для материалов средней прочности: 16°40’, для глинистых, рыхлых 24°20’.
,
Поскольку диаметр валков ВД в промышленном исполнении принимают от 400 до 2000 мм, то реальное сооношение D/d:
Для тв. , для мягких
Производительность ВД.
Q=3600π D n l a k. м3/ч
n – частота вращения, l – длина валка, м, a – зазор между валками, м, k – коэффициент, учитывающий степень разрыхленности материала, степень использования длины валков и неравномерности подачи материала.
Для твердых пород к=0,2-0,3
Для мягких к=0,4-0,6
Для твердых пород вследствие того, что валки отходят друг от друга и зазор между ними увеличивается, производительность по вышеприведенной формуле следует умножить на коэффициент отхода валков: котх=1,25.
π D n=Vокр
(с-1)
nпракт=(0,4-0,7)nmax
Мощность э/дв при дроблении пород средней прочности
P=28,6 V l (D+0,25) [кВт]
При дроблении мягких пород
P=0.1 i Qm
Рамы ВД изготавливаются как правило сварными из сортаментного профиля. ДГ – дробилки с гладкими валками, ДДз – с зубчатыми валками.
Валки – изготавливают литыми с последующей обработкой под сегментную или кольцевую футеровку. Ширина футеровки – (0,4-1)D.
33. Назначение, конструкция, принцип действия циклического бетоносмесителя с наклоняемым барабаном
Данные бетоносмесители представляют собой машины периодического действия гравитационного типа. Служат для приготовления бетонных смесей и строительных растворов. Однородность смеси обеспечивается при 30-40 циклах подьема и сброса компонентов. Представляют собой барабан, к стенкам которого прикреплены лопасти. Для свободного перемещения смеси в барабане его объем должен быть больше объема компонентов в 2,5-3 раза. Барабаны могут быть грушевидной, конусной и цилиндрической формы. Объем барабана может быть 65, 165, 330л для передвижных и 330-3000 для стационарных смесителей.
Расчеты:
1)Емкость смесительного барабана в литрах
Qv=VбKВn/1000
Vб –объем барабана
Кв – коэффициент выхода бетонной смеси(0,6-0,7 для бетонов;0,85-0,95 для растворов)
n – число замесов в час
n = 3600/Tц (Тц – время цикла)
18. Машины для промывки
Для получения высококачественного песка и гравия необходимо удалить загрязняющие их примеси — глинистые, илистые и пылевидные частицы, включения слюды и органических веществ, которые ухудшают сцепление песка и гравия с цементным камнем при производстве бетонных и железобетонных изделий.
Промывка имеет много общего с классификацией, так как она представляет собой процесс обогащения посредством отделения примесей в водной среде. Отличие заключается в том, что при классификации используют обе фракции, а при промывке, как правило, слив не представляет ценности. Поэтому для промывки мелкозернистых материалов широко используют различные классификаторы — конусные, реечные и спиральные. Для промывки гравия обычно применяют лопастные и барабанные гравиемойки.
Для промывки гравия и щебня используют барабанные грохоты, совмещающие две технологические операции в одном агрегате, а также специальные гравиемоечные барабаны. Гравиемоечный барабан изготовляют из листовой стали. Двумя кольцами-бандажами барабан опирается на четыре ролика, два из которых вращаются от электродвигателя через редуктор и приводят его во вращение. Внутри барабан футерован бронеплитами и снабжен наклонно расположенными лопастями, которые подхватывают загруженный по лотку материал, поднимают его и, пересыпая, продвигают к разгрузочному конусному патрубку. Воду для промывки подают внутрь барабана по трубопроводу.
Выбор машин для сортировки и очистки материалов производят с учетом требуемой производительности, гранулометрического состава смеси, физических свойств входящих в нее компонентов и заданных границ раздела их на фракции. До загрузки материала в дробилку необходимо удалить куски, превышающие размеры входного отверстия дробилки и меньшие, чем конечный продукт дробления.
При необходимости получения нескольких фракций целесообразно применять грохоты с определенным количеством просеивающих поверхностей, учитывая, что многократное грохочение по схеме от крупного к мелкому тем эффективнее, чем крупнее материал и меньшепроцентное содержание более мелких сортов.Тонкоизмельченные материалы рекомендуется сортировать на ситах путем процеживания.
При работе в замкнутом цикле мельниц мокрого помола для сортировки следует применять классификаторы, а при сухом помоле - сепараторы, учитывая, что проходные сепараторы проще, а замкнутые обеспечивают более высокий КПД и не требуют дополнительных устройств для осаждения мелкой фракции.
10. Фрикционная передача
При фрикционной передаче вращение от одного колеса к другому передается при помощи силы трения. Оба колеса прижимаются друг к другу с некоторой силой и вследствие возникающего между ними трения вращают одно другое. Недостаток фрикционной передачи: большая сила, давящая на колеса, вызывающая дополнительное трение, а следовательно, требующая и дополнительную силу для вращения. Кроме того, колеса при вращении, как бы они ни были прижаты друг к другу дают проскальзывание. Поэтому там, где требуется точное соотношение чисел оборотов колес, фрикционная передача себя не оправдывает.
«+»: Простота изготовления тел качения; Равномерность вращения и бесшумность работы; Возможность бесступенчатого регулирования частоты вращения и включения/выключения передачи на ходу; За счет возможностей проскальзывания передача обладает предохранительными свойствами.
«-»: Проскальзывание, ведущее к непостоянству передаточного числа и потери энергии; Необходимость обеспечения прижима.
9. Зубчатая передача
В зубчатых передачах вращение от одного колеса к другому передается при помощи зубьев. Зубчатые колеса вращаются намного легче фрикционных. Объясняется это тем, что здесь нажима колеса на колесо совсем не требуется. Для правильного зацепления и легкой работы колес профиль зубца делают по определенной кривой, называемой эвольвентой.
Диаметр начальной окружности является основным расчетным диаметром зубчатых колес. Расстояние, взятое по начальной окружности между осями соседних зубцов, между осями впадин или от начала одного зубца до начала другого, называется шагом зацепления. Разумеется, что шаги у зацепляющихся шестерен должны быть равны.
Передаточное число в зубчатых колесах может выражаться и через число зубцов:
i = z2/z1
где z2 - число зубцов ведомого колеса, z1 - число зубцов ведущего колеса.
Модулем называют отношение шага к величине π (3,14) или отношение диаметра начальной окружности к числу зубцов на колесе. величины шестерен измеряются в мм. Колеса с одинаковым модулем, с любым количеством зубцов дают нормальное зацепление. Модули зубчатых колес берутся не произвольно. Величины их стандартизированы.
Передаточное число шестеренчатой передачи берется обычно в определенных пределах. Оно колеблется до 1:10. При увеличении передаточного числа одна из шестерен делается очень большой, механизм получается громоздким. Но иногда бывает нужно получить очень большое передаточное число, которое одной парой шестерен создать трудно. В этом случае ставится несколько пар и передаточное число распределяется между ними.
Иногда в передачах малую шестерню требуется сделать особенно уменьшенной, например в часах, в приборах. В этих случаях шестерню с валом делают из одного куска. Такую цельную шестерню принято называть трибком (трибок).
Часто в машинах применяют цилиндрические шестерни, у которых зубец идет не по оси вращения, а под некоторым углом (г). Такие шестерни работают на больших скоростях очень плавно, и зубцы их выносят большую нагрузку. Колеса с косыми зубцами носят название косозубых цилиндрических колес. Еще более плавный ход при большой прочности зубцов дают шевронные колеса (д). Зубцы у этих колес скошены в обе стороны, расположены "в елочку".
Шестеренчатая передача применяется не только с параллельными валами, когда используются так называемые цилиндрические шестерни, но и тогда, когда валы идут под любым углом. Такая передача под углом называется конической зубчатой передачей, а шестерни - коническими (ж).
Конические шестерни, так же как и цилиндрические, бывают со спиральным косым зубцом (з). Такие шестерни обычно применяются в автомобилях (для плавности работы). В зубчатых передачах можно применить шестерни с рейкой. Для периодического вращения может применяться шестеренчатая пара, у которой ведущая шестерня имеет неполное число зубцов.
Ведущие шестерни встречаются и с одним зубцом. Такие передачи очень часто применялись в счетных механизмах. Ведущая шестерня имеет один зубец, а ведомая - десять, и, таким образом, за один оборот ведущей шестерни ведомая повернется всего на одну десятую оборота. Чтобы повернуть ведомую шестерню на один оборот, ведущая должна сделать десять оборотов.
а - шестерня с одним зубом, б - мальтийский крест
«+»: Значительно меньшие габариты, чем у других передач; Высокий кпд (потери в точных, хорошо смазываемых передачах 1-2%); Большая долговечность и надёжность.
«-»: Шум при работе; Необходимость точного изготовления.
11. Ременная передача
Ременная передача, как и шестеренчатая, встречается очень часто. Ремень, натянутый на шкивы, охватывает какую-то их часть. Эта облегающая часть (дуга) носит, название угла обхвата. Чем больше будет угол обхвата, тем лучше образуется сцепление, лучше и надежнее будет вращение шкивов. При малом угле обхвата может получиться так, что ремень на малом шкиве станет проскальзывать, вращение будет передаваться плохо или его совсем не будет. Угол обхвата зависит от соотношения размеров шкивов и их расстояния друг от друга. На рисунках (а, б) показано, как меняются углы обхвата. Когда требуется увеличить угол обхвата, у передачи ставят нажимной шкив-ролик
В зависимости от расположения валов и ремня ременная передача бывает разных видов.
Открытая передача (г). Оба шкива при такой передаче вращаются в одну сторону.
Перекрестная передача (д). Такую передачу применяют, когда требуется изменить вращение ведомого шкива. Шкивы вращаются навстречу друг другу.
Полуперекрестная передача (е) применяется, когда валы лежат не параллельно, а под углом.
Угловая передача (ж) образуется, когда валы идут под углом, но лежат как бы в одной плоскости. При этой передаче для получения надлежащего направления ремня обязательно устанавливают ролики.
Спаренная передача (з). При этой передаче с одного ведущего шкива могут идти ремни на несколько ведомых шкивов.
Кроме перечисленных передач, бывает еще и ступенчатая передача (и). Она применяется тогда, когда требуется изменять число оборотов ведомого вала. Оба шкива в этой передаче делаются ступенчатыми. Переставляя ремень на ту или иную пару ступеней, меняют число оборотов ведомого вала. При этом длина ремня остается неизменной.
По своему профилю ремни бывают плоские, круглые и трапецеидальные (к, л, м).
Передаточное число ременных передач берется в пределах 1:4, 1:5 и только в исключительном случае - до 1:8.
При расчете ременной передачи учитывается скольжение ремня по шкивам. Это проскальзывание выражается в пределах 2-3%. Чтобы получить нужные обороты, диаметр ведомого шкива уменьшают в этих же пределах.
Шкивы можно cделать из фанеры или легких металлов.
«+»: Простота конструкции; Возможность расположения ведущего и ведомого шкивов на больших расстояниях (более 15 метров); Плавность и бесшумность работы; Предохранение механизмов от перегрузки за счёт упругих свойств ремня и его способности проскальзывать по шкивам; Возможность работы с большими угловыми скоростями.
«-»: Постепенное вытягивание ремней, их недолговечность (при больших скоростях работает от 1000 до 5000 часов); Непостоянство передаточного отношения (из-за неизбежного проскальзывания ремня); Относительно большие размеры.
12. Червячная передача
Червячная передача служит для получения вращения между валами, пересекающимися в одной плоскости. Передача состоит из винта (червяка) и винтового колеса, которые находятся в зацеплении. При вращении червяка витки ведут зубцы колеса и заставляют его вращаться. Обычно вращение от червяка передается колесу. Обратная передача почти не встречается из-за самоторможения.
Червячная передача применяется чаще всего при больших передаточных числах в пределах от 5 до 300. Благодаря большому передаточному числу червячная передача широко применяется в качестве механизма для снижения числа оборотов - редуктора.
Обычно червяк соединяется при помощи муфты с электромотором, а вал червячного колеса соединяется с машинами (станком, лебедкой, транспортером и пр.), которым он и передает необходимое вращение. Конструктивно червячный редуктор оформляют в самостоятельный механизм, помещенный в закрытый корпус.
Передаточное число червячной передачи (i), зависит от числа заходов червяка и количества зубцов на колесе. Его можно легко вычислить по формуле: i = Z/K
где Z - число зубцов винтового колеса, а K - число заходов червяка. Решим пример: мотор совершает n1 = 1500 об/мин, на валу червячной шестерни нужно получить n2 = 50 об/мин. Червяк двухзаходный, то есть K = 2. Необходимо определить передаточное число и количество зубцов на винтовой шестерне. Передаточное число определится из формулы:
i = n1/n2 = 1500/50 = 30
Число зубцов на шестерне Z = i·K = 30·2 = 60 зубцов.
Редукторы можно сделать по-разному. У одних червяк делается из обыкновенного крепежного винта, у других он изготовляется навивкой на стержень в виде пружины проволоки или узкой медной полоски (на ребро). Для прочности витки к стержню следует припаивать. Червячные шестерни подбирают от ненужного часового механизма. Но их можно сделать и самим: нарезать напильником из латунного или дюралевого диска.
При изготовлении редукторов нужно следить за тем, чтобы винт и шестерня при вращении не имели бы осевого смещения. В быстроходных редукторах его валы следует устанавливать на подшипниках.
«+»: Плавность и бесшумность работы; Большое передаточное число.
«-»: Усиленное тепловыделение; Повышенный износ; Склонность к заеданию; Сравнительно низкий кпд.
Применение червячной передачи: Преимущественно используется, когда требуется большое передаточное число.
13. Цепная передача
Цепная передача по сравнению с ременной удобна тем, что не дает проскальзывания и позволяет соблюдать правильность передаточного числа. Цепная передача осуществляется только при параллельных валах.
а - пластинчатая роликовая цепь, б - бесшумная цепь
Основной величиной цепной передачи является шаг. Шагом считается расстояние между осями роликов у цепи или расстояние между зубцами звездочки.
Кроме роликовых цепей, в машинах широко применяются еще зубчатые, так называемые бесшумные цепи. Каждое звено их соединено из нескольких зубчатых пластин в ряд. Ширина этой цепи намного больше, чем роликовая. Звездочка такой передачи похожа на шестерню. Зубчатые цепи могут работать на больших скоростях.
Допустимое передаточное число цепных передач может быть до 1:15. Самое малое число зубцов у звездочек берут: у роликовых цепей - 9, а у зубчатых - 13-15. Расстояние между осями звездочек принимают не менее полуторного диаметра большой звездочки.
Цепь надевается на звездочки не туго, как ремни, а с некоторым провисанием. Для регулирования натяжения применяется натяжной ролик. Число оборотов ведомой звездочки зависит от соотношения зубцов на обеих звездочках.
«+»: Меньшая чувствительность к неточностям расположения валов; Возможность передачи движения одной цепью нескольким звездочкам; Возможность передачи вращательного движения на большие расстояния.
«-»: Повышенный шум и износ цепи при неправильном выборе конструкции, небрежном монтаже и плохом уходе.
Применение цепной передачи: При межосевых расстояниях, при которых зубчатые передачи требуют промежуточных ступеней или паразитных зубчатых колес, не вызываемых необходимостью получения нужного передаточного отношения; при необходимости работы без проскальзывания (препятствующего применению клиноременных передач).
19. Виды механических передач
Механические передачи, класси фицируют:
по принципу передачи движения:
- передачи трением (фрикционная — рис.1, а и ременная — рис.2, а);
- зацеплением (зубчатые — рис.1, б, червячные — рис.1, в; цеп ные — рис.2, б; передачи винт-гайка — рис.1, г, д);
Рис.1. Механические передачи с непосредственным контактом тел вращения:
а — фрикционная передача; б — зубчатая передача; в — червячная передача;
г, д — передачи винт-гайка
б)
Рис.2. Передачи с гибкой связью: а — ременная; б — цепная
по способу соединения деталей:
- передачи с непосредственным контактом тел вращения (фрикционные, зубчатые, червячные, передачи винт-гайка — см. рис.1);
- передачи с гибкой связью (ременная, цепная — см. рис.2).