Щековая дробилка с простым движением щеки

rrsrer-rrer-rrsresrr.cdw

Задняя распорная плита
Передняя распорная плита
Размеры приёмного отверстия
Наибольший размер куска исходного
Ширина выходной щели в фазе расскрытия
диапозон регулирования
Производительность при номинальной ширине
Мощность двигателя основного привода
Средний ресурс до первого капитального
Средняя наработка на отказ
Габаритные размеры без привода ДxШxВ

rrsrer-rrer-rrsresrr.cdw

Задняя распорная плита
Передняя распорная плита
Размеры приёмного отверстия
Наибольший размер куска исходного
Ширина выходной щели в фазе расскрытия
диапозон регулирования
Производительность при номинальной ширине
Мощность двигателя основного привода
Средний ресурс до первого капитального
Средняя наработка на отказ
Габаритные размеры без привода ДxШxВ

rrryer-ryirrrrerrrsr4.cdw

rrryer-ryirrrrerrrs-_-rrr.001.100.000-rr.cdw

rrryer-ryirrrrerrrs.cdw

rrsrer-rrer-rrsresrr.dwg

Задняя распорная плита
Передняя распорная плита
Размеры приёмного отверстия
Наибольший размер куска исходного
Ширина выходной щели в фазе расскрытия
диапозон регулирования
Производительность при номинальной ширине
Мощность двигателя основного привода
Средний ресурс до первого капитального
Средняя наработка на отказ
Габаритные размеры без привода ДxШxВ

rrryer-ryirrrrerrrsr4.cdw

rrryer-ryirrrrerrrs-_-rrr.001.100.000-rr.cdw

rrryer-ryirrrrerrrs.cdw

rrerressryers-rrssrrsssrrrrrs-rrsrrrrrersrr-rressrsrrerye.doc

ФГБОУ ВПО “Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия” (СибАДИ)
Щековая дробилка с простым движением щеки
Пояснительная записка
Лист задания на курсовой проект 2
Обзор и анализ существующих конструкций 5
Выбор основных параметров . ..8
Расчёт мощности привода 14
Расчёт максимального усилия дробления .14
Расчёт на прочность подвижной щеки ..18
Список используемой литературы ..24

rrsresrr-rsrrrerryer.doc

Для дробления материала имеющего разные физические свойства и размеры применяются разнообразные типы дробильных машин. Дробление в дробилках и измельчение в мельницах производят различными способами из которых наиболее широкое распространение получили раздавливание раскалывание удар и истирание. Иногда применяется сочетание способов. Дробильные машины по своему назначению можно разделить на дробилки крупного среднего и мелкого дробления и на аппараты тонкого измельчения
Дробилка щековая - универсальная машина для первичного и вторичного дробления материалов. Щековые дробилки используются при работах с горными породами любых прочностей некоторыми металлическими материалами и шлаками. Применение дробилки щековой невозможно на вязкоупругих материалах: полимерах древесине некоторых металлических сплавах.
Принцип работы дробилки основан на сжатии рабочими поверхностями материала это приводит к возникновению больших напряжений сжатия и сдвига что разрушает материал.
Дробилка щековая применяется на различных прочных и хрупких материалах в промышленности по переработке первичной горной породы в металлургии на шлаках в производстве строительного камня и щебня а также в лабораторных условиях.
Большой опыт промышленной эксплуатации щековых дробилок позволяет говорить о зависимости крупности дробленого продукта от выставленной ширины разгрузочной щели.
Материал в щековую дробилку может поступать с естественной влажностью нормальная работа возможна при влажности материала не более 6-8%. После дробления материал подлежит разделению на классифицирующем оборудовании по крупностям готовых фракций. Дробилка щековая проста в эксплуатации и обслуживании.
Обзор и анализ существующих конструкций
1 Щековые дробилка с простым движением щеки
Дробилки с простым движением щеки — это крупногабаритные тяжелые машины предназначенные для первичного дробления прочных и особопрочных горных пород при большой крупности исходного материала.
Рисунок 1. Щековая дробилка с простым движением щеки:
— станина; 2 — футеровка боковых стенок; 3 — ось; 4 — подвижная щека; 5 — шатун; 6 — эксцентриковый вал; 7 — замыкающие пружины; 8 — распорные плиты; 9 — задний упор; 10 — дробящие плиты; 11 —сухари;
В щековых дробилках материал дробится только в течение одной половины оборота эксцентрикового вала. Для выравнивания работы щековой дробилки служат маховики которые накапливают энергию во время отхода щеки и отдают ее в период дробления. Дробилки с верхним подвесом и простым движением подвижной щеки дают неодинаковый продукт дробления. Однако у этих дробилок на эксцентриковом валу возникают нагрузки меньшие чем у дробилок других конструкций.
Криволинейная поверхность плит способствует созданию лучших условий для разрушения материала удлинению срока службы плит и увеличению производительности дробилок на 10-20 % а параллельная зона повышает однородность продукта дробления. Рифление плит характеризуется отношением высоты зуба к шагу (расстоянию между вершинами гребней) и принимается от 1 : 4 до 1 : 2. Чем меньше шаг зубьев тем мельче и однороднее продукт дробления.
Зубья одной плиты должны находиться против впадин другой что обеспечивает изгиб материала. Хорошо себя показали так же дробилки без рифления поверхностей они имеют наименьший износ и более однородный продукт дробления.
Преимуществами дробилок с простым качанием щеки являются: возможность дробления высокопрочных пород сравнительно малый износ дробящих плит; недостатком – большая металлоемкость по сравнению с дробилками со сложным качанием щеки а также большая неравномерность получаемой фракции.
2 Щековая дробилка со сложным движением щеки
Дробилки со сложным движением щеки имеют по одной дробящей плите на каждой щеке. Дробящая плита неподвижной щеки имеет скругленный профиль а подвижной— прямолинейный. Разная конфигурация дробящих плит подобрана на основе многолетнего опыта эксплуатации дробилок. Она обеспечивает более равномерный износ рифлений и повышает срок службы плит и производительность дробилки.
Щековая дробилка со сложным движением щеки (рисунок 2) состоит из двух основных узлов: станины и эксцентрикового вала с подвешенной на нем дробящей щекой. К передней стенке станины внутренней стороны крепится с помощью футеровок неподвижная дробящая плита 10. Щека дробилки подвешивается верхним концом на главный эксцентриковый вал от которого она получает движение.
Рисунок 2. Щековая дробилка со сложным движением подвижной щеки.
— передняя стенка станины; 2 — защитный кожух; 3 — подвижная щека; 4 — эксцентриковый вал; 5 — задняя балка; 6 — тяга; 7 — пружина; 8 — распорная плита; 9 — подвижная дробящая плита; 10 — неподвижная дробящая плита
Нижняя часть щеки через распорную плиту опирается на заднюю балку механизма регулировки зазора выпускной щели; на щеке двумя клиньями и специальными тягами крепится подвижная дробящая плита. Усилия от щеки передаются на распорную плиту. От поперечного перемещения распорную плиту удерживают пластины защитного кожуха. Соприкасающиеся поверхности распорной плиты защищены сверху фартуком из прорезиненной ткани предохраняющим их от засыпания частицами дробимого материала. Механизм регулирования выходной щели расположен в задней балке дробилки и состоит из ползуна и клиньев.
Достоинства щековых дробилок со сложным движением щеки
Благодаря сложному движению подвижной щеки дробление материала происходит путём раздавливания в сочетании с истиранием
Значительно повышается качество продукции - выходная фракция по форме более приближена к кубу чем получаемая на выходе из ЩДП
Дробилки со сложным качанием щеки на выходе дают более мелкую фракцию по сравнению с другими типами дробилок
За счёт того что в процессе движения щека выталкивает готовый продукт из дробилки производительность увеличивается на 20-30%За счёт большой вертикальной составляющей хода щеки у этого типа дробилок в дробильной камере происходит интенсивное истирание материала
Значительно меньшие габариты и массы за счёт отсутствие в конструкции шатуна и нескольких других металлоёмких деталей
Недостатки щековых дробилок со сложным движением щеки
Недостатком дробилки со сложным движением является повышенный износ футерованных плит вследствие истирающего воздействия дробимого материала. При этом более интенсивно изнашиваются фетеровочные плиты подвижной щеки Дробилки со сложным движением щеки обладают меньшим усилием дробления чем дробилки с простым движением щеки поэтому они предназначены для дробления материала меньшей прочности.
Общим недостатком щековых дробилок является цикличный характер их работы и высокая энергоемкость процесса разрушения что вызывает пульсирующие нагрузки на двигатель и требует установки уравновешивающих устройств (маховиков). Кроме того качательные движения деталей машин обладающих значительной массой вызывают динамические нагрузки в узлах машины и в фундаменте.
Удельная мощность при минимальной ширине разгрузочной щели достигает у дробилок с простым движением 12 46 кВт·чм3 а со сложным движением щеки – 09 46 кВт·чм3.
Щековые дробилки выдают конечный материал с большим процентом лещадных зерен поэтому не подходят для более мелкого дробления
На материалах упругих или вязких - древесине полимерах некоторых металлических сплавах их использование невозможно
Выбор основных параметров
К основным кинематическим и конструктивным параметрам относят: ширина B и длина L загрузочного отверстия высота камеры дробления H номинальная ширина выходной щели b угол захвата a ход подвижной щеки S частота вращения эксцентрикового вала n производительность П работа дробления A мощность привода N максимальное усилие дробления max Q маховый момент маховика mD.
1 Параметры камеры дробления
В=900 мм- ширина камеры дробления;
L=1200 мм-длина камеры дробления.
Высота камеры дробления H либо определяется из формулы
где В - ширина камеры дробления.
Для всех плит шаг t и высоту рифлений h определяют по формуле
где b - номинальная ширина выходной щели;
Так как ширина b выходной щели – величина переменная то принимают ее среднее (номинальное) значение.
Угол захвата a - угол между неподвижной и подвижной щеками
дробилки который должен обеспечивать разрушение материала при сжатии то есть захват куска а не выталкивание его вверх. На кусок
зажатый между щеками действуют усилие P и равнодействующая R
Силы трения F=fP действуют на кусок материала против направления выталкивающей силы то есть направлены вниз. При сжатии кусок материала не будет выталкиваться вверх если силы трения будут больше или равны выталкивающей силе:
После преобразования получаем
Так как коэффициент трения (где – угол внешнего трения дробимого материала по материалу дробящих плит) то
То есть нормальное дробление возможно если угол захвата равен
или меньше двойного угла трения. Согласно лабораторным исследованиям
коэффициент трения каменных материалов о сталь составляет 03 тогда угол внешнего трения =16 и = 33 . Угол 33 является предельным
углом захвата обеспечивающим процесс дробления но по результатам
опытов по увеличению производительности и исходя из конструктивных
соображений рекомендуется выбирать угол захвата =18 ..20
Предел прочности базальта Мпа
Ход сжатия в верхнем ( S ) и нижнем ( S ) сечениях камеры дробления должны обеспечивать интенсивный процесс дробления по всей высоте камеры и отвечать эффективным показателям процесса производительности степени дробления расходу энергии.
По результатам исследований проведенных в ВНИИстройдормаше для дробилок с простым движением щеки
где B – ширина загрузочного отверстия м.
Ход сжатия (мм) в нижней части камеры дробления дробилки с простым движением щеки определяется по формуле
где b – номинальная ширина выходной щели мм.
4 Частота вращения эксцентрикового вала
Частота вращения эксцентрикового вала n равная числу двойных
качаний подвижной щеки определяется из условия свободной разгрузки
призмы материала из нижней зоны за время отхода подвижной щеки от
неподвижной (рисунок 6). Это условие обеспечивает максимальную производительность. Если эксцентриковый вал совершает n оборотов в секунду и время отхода щеки равно времени половины оборота то
Из рисунка следует что высота призмы материала выпадающего из камеры дробления равна
Объединив эти выражения получим:
В данной формуле неучтены силы трения кусков материала о дробящие плиты друг о друга. ВНИИстройдормаш предложил зависимость частоты
вращения n (с) для дробилок с простым и сложным движением щеки с шириной приемного отверстия 900мм и более:
5 Определение производительности.
Производительность дробилок рассчитывается по методике предполагающей что разгрузка материала происходит только при отходе подвижной щеки и при этом за один оборот вала из дробилки выпадает
некоторый объем материала V (м3) заключенный в призме высотой h
где -коэффициент разрыхления материала в объеме призмы по экспериментальным данным.
-средний ход сжатия м.
-средневзвешенный размер кусков в исходном материале м.
Определение мощности привода
где -энергетический показатель кВт.
-коэффициент масштабного фактора.
-плотность дробимого материала т.т
i-степень дробления.i=7
Определение максимального усилия дробления
Определение усилия дробления Q производится из выражения работы
дробления. Принимается во внимание что дробящее усилие
изменяется в течение рабочего хода щеки от 0 в начальный момент до
максимального значения к концу хода:
где – средний ход сжатия м.
По данным ВНИИстройдормаша принимаем что точка приложения
максимального усилия расположена на 12 высоты камеры дробления считая от верхней кромки неподвижной щеки (рисунок 7).
Из формулы (25) определяется значение максимального дробящего
Для предотвращения ложного срабатывания предохранительных устройств полученное значение рекомендуется увеличить в 15 раза
где F-площадь дробящей плиты.
1 Определение нагрузок на узлы дробилки
Нагрузки действующие на основные узлы дробилки (станину подвижную щеку эксцентриковый вал шатун распорные плиты) определяются расчетным или графическим способом. Усилия в узлах дробилки с простым движением определяют по формулам (рисунок 8)
2 Определение параметров маховика
Целью настоящего расчета является определение геометрических параметров и массы маховика. Основной характеристикой маховика является его маховый момент (кг·м) определяемый по формуле
где m – масса маховика кг;
D – диаметр маховика м;
n – частота вращения вала с-1;
– степень неравномерности работы маховика дробилки
A – работа выполняемая за счет накопления энергии определяется
исходя из условия что половина всей работы дробления осуществляется за
счет энергии маховика
После определения махового момента маховика определяют его конструктивные параметры – массу m и диаметр D .
Диаметр маховика (м) находится из того условия что окружная скорость на его ободе из условий прочности не должна превышать 20 мс.
Массу маховика (кг) определим из выражения
Обычно на дробилках ставится два маховика на концах эксцентрикового вала один из которых является приводным шкивом но в последнее
время ряд предприятий (в том числе отечественных) выпускают дробилки
С учетом этого замечания окончательно определяется масса маховика.
В нашем расчете принимаем два маховика и тогда масса каждого
Расчет на прочность подвижной щеки
Исходными данными при расчете дробилки на прочность являются
значения усилий действующих на основные узлы определенные в предыдущем разделе. Расчет на прочность производится по общим правилам
технической механики с учетом специфики конструкции дробилок. Дробилка должна быть не только прочной то есть длительно выдерживать
большие динамические нагрузки без разрушения элементов но и жесткой
то есть упругая деформация элементов конструкции должна быть минимальной.
Аналитические расчеты показали что суммарная упругая деформация элементов серийных дробилок под воздействием сил дробления при-
веденная к середине камеры дробления составляет 10 – 15% хода щеки в
той же точке. По результатам исследований выявлено ухудшение технико-
эксплуатационных показателей щековых дробилок при недостаточной жесткости конструкции например увеличение количества зерен продолговатой (лещадной) формы.
Напряжение в расчётном сечении
где -усилие действующее вдоль щеки дробилки;
-площадь поперечного сечения подвижной щеки;
-изгибающий момент в расчётном сечении;
-момент сопротивления поперечного сечения щеки;
-изгибающее напряжение в расчётном сечении;
-напряжение растяжения в том же сечении.
где - момент инерции поперечного сечения
Координата центра тяжести сечения
Рисунок 9.Сечение подвижной щеки
Опорная реакция в оси подвижной щеки определяются по формуле
Рисунок 10.Расчётная схема оси подвижной щеки
Из условия равновесия системы следует
Рисунок 11. Расчетная схема определения усилия в деталях щековой дробилки.
Реакции в правой Ra и в левой Rв подшипниковых опорах равны между собой и определяются по формуле.
Изгибающий момент от действующих сил:
Изгибающий момент от веса подвижной щеки
Условие прочности оси
где W-момент сопротивления сечения оси;
-допускаемое напряжение на изгиб материала.
Сравнивая напряжение в опасном сечении подвижной щеки с допустимыми напряжениями для данной марки стали. Можно сделать вывод что прочность подвижной щеки достаточна.
В ходе выполнения курсового проекта была спроектирована дробилка с простым движением подвижной щеки с заданной степенью дробления равной 7. Также были произведены расчеты основных параметров (угла захвата α = 18° частоты вращения эксцентрикового вала n = 299 с-1 мощности привода N = 19437 кВт производительность П=90работы дробления А=130Джмаксимального усилия дробления Q=10800кНусилие в узлах дробилки Т=5400кН и Р=10271кН). Произведен расчет на прочность подвижной щеки прочность подвижной щеки достаточна. В качестве дробилки аналога была выбрана щековая дробилка с простым качанием подвижной щеки серийно выпускаемая отечественной промышленностью - СМД 111Б.
Список используемой литературы.
Клушанцев Б.В. Косарев А.И. Муйземнен Ю.А. Дробилка. Конструкция расчет особенности эксплуатации М. Машиностроение 1990-320 с.
Н.П. Воронцов-Вельяминов. Альбом чертежей. Строительные
«Дорожные машины» Часть II К. А. Артемьев Т. В. Алексеева В.Г. Белокрылов и др. – М.: Машиностроение 1982. – 396с. ил.
Н.П. Воронцов-Вельяминов Д.Л. Шагинов.- Альбом чертежей «Строительные машины» Москва 1961г.