Разработка технического предложения на модернизацию щековой дробилки с простым движением щеки ЩДП 9х12

Drawing2.dwg

Механизм передвижения
Конечный выключатель
с простым движением щеки

drobilka.doc

Разработка технического предложения на модернизацию щековой дробилки с простым движением щеки ЩДП 9х12.
Технические характеристики дробилки ЩДП 9х12:
Размеры приемного отверстия:
Наибольший размекр куска исходного материала:
Средний размекр куска исходного материала:
Средний размер конечного куска:
Ширина выходной щели в фазе открытия:
Мощность установленного привода:
Характеристики дробимого материала:
Наименование: щебень.
Предел прочности при сжатии:
Степень измельчения куска:
Объемная степень однократного разрушения:
Требуемая мощьность двигателя:
а) Согласно формуле П.М. Сиденко:
При паспортных начальных параметрах:
В случае одного изменяемого параметра:
) Размер начального куска:
Из данной зависимости следует что увеличение размеров начального куска ведет к снижению требуемой мощности двигателя. Данная зависимость объясняется тем что чем больше куски начального материала тем меньше мощности расходуется на трение между кусками породы при сжатии щёк дробилки.
б) Согласно формуле Баумана В.А.:
Частота вращения эксцентрика (паспортная):
При переменном значении частоты вращения эксцентрика:
При переменном значении начального куска:
При переменном значении размеров загрузочной камеры:

Введение.doc

Многообразие измельчаемых материалов по их свойствам и преследуемым промышленным целям этого процесса приводит к большому количеству различных конструкций дробильно-помольных машин и установок.
Все применяемые машины для измельчения материалов разделяют на две группы: дробилки и мельницы. Дробилки – это машины которые применяются для дробления сравнительно крупных кусков материала (начальный размер 100-1200 мм) при этом степень измельчения находится в пределах 3-20. Мельницы предназначаются для получения тонкоизмельченного порошкообразного материала при этом размер начальных кусков равен 2-20мм а размер частиц конечного продукта составляет от 0.1-0.3мм до долей микрометра. Степень измельчения в мельницах может доходить до 1000.
По конструкции и принципу действия различают следующие виды дробилок:
)Молотковые дробилки
Щековые дробилки в промышленности строительных материалов применяются чаще всего для крупного и среднего дробления кусковых материалов. Они отличаются простотой надежностью конструкции и несложны в обслуживании.
Дробление материала в щековых дробилках происходит между подвижной и неподвижной щеками путем периодического нажатия подвижной щеки на материал.
Основными параметрами характеризующими щековую дробилку являются размеры загрузочного отверстия. Шириной загрузочного отверстия определяется наибольший размер загружаемых кусков. Размер куска принимается равным 0.8-0.85 от ширины загрузочного отверстия. Производительность щековой дробилки зависит от равномерности подачи материала и равномерности его распределения по длине загрузочного отверстия.
Все существующие типы щековых дробилок можно классифицировать по следующим конструктивным отличиям:
а) По методу подвеса подвижной щеки – на дробилки с верхним подвесом и дробилки с нижним подвесом.
б) По конструкции устройства приводящего в движение подвижную щеку различают дробилки с шарнирно-рычажным механизмом и дробилки с кулачковым механизмом.
в) По характеру движения подвижной щеки различают дробилки с простым движением щеки и дробилки со сложным движением щеки. В дробилках со сложным движением подвижная щека подвешивается на эксцентриковом валу и качается не только около оси вала но и движется вдоль плоскости щеки.
Анализ конструкции дробилки с простым движением щеки.
Щековая дробилка с простым движением щеки состоит из стальной литой станины 1 эксцентрикового вала 2 шатуна 3 оси 4 распорных плит 5.
Станина крупных дробилок состоит из двух частей соединенных в горизонтальной плоскости болтами. Станины дробилок малых размеров литые неразъемные. На обоих концах эксцентрикового вала через фрикционные муфты закреплены маховики 6 один из которых одновременно является приводным шкивом на котором имеются проточки для клиновых ремней. Эксцентриковый вал устанавливается на подшипники скольжения последние крепятся в выемках боковых стенок станины. Вкладыши подшипников заливаются баббитом. Вал 2 в средней части имеет эксцентричность. Шатун подвешивается на эксцентриковую часть вала 2. В верхней части шатуна имеется головка которая состоит из корпуса и крышки соединенных болтами в нижней части имеются продольные пазы с вкладышами на которые опираются головки передней и задней распорных плит.
На ось 4 подвешивается подвижная щека коробчатого сечения. Передняя поверхность подвижной щеки 7 футеруется броневыми плитами 8 из марганцовистой стали. Плиты к щеке крепятся болтами.
На задней стенки щеки 7 имеется продольная прорезь в которую вставляется вкладыш 9 служащий второй опорой передней распорной плиты. Второй вкладыш задней распорной плиты устанавливается в прорези задней стенки станины или регулировочного устройства 10.
Передняя поверхность станины выполняющая роль неподвижной щеки футеруется броневой плитой 11.
Распорные плиты изготовляются из чугуна. Во многих конструкциях задняя плита выполняет так же роль предохранительного устройства. В этом случае она рассчитывается по уменьшенному запасу прочности на сжатие. Иногда эта плита выполняется из двух частей соединенных заклепками или болтами.
Регулирование ширины разгрузочного отверстия производится путем замены распорных плит (у крупных дробилок) или установкой прокладок между вкладышем распорной плиты и задней стенкой станины или с помощью клинового регулировочного механизма.
Привод дробилки состоит из электродвигателя и клиноременной передачи.
Работа дробилки происходит в следующей последовательности. От электродвигателя через клиноременную передачу вращение передается шкиву-маховику закрепленном на эксцентриковом валу. Большая масса движущихся частей затрудняет запуск дробилки создавая очень большой пусковой момент. Поэтому крупные дробилки имеют ступенчатый пуск осуществляемый последовательным вводом в работу шкива-маховика далее через фрикционную муфту эксцентрикового вала с шатуном а затем через вторую фрикционную муфту второго маховика. Полное время пуска дробилки в таком случае составляет 50-60с.
При вращении эксцентрикового вала шатун совершает возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости. При движении шатуна вверх вместе с ним движутся и концы распорных плит. Последние распрямляясь (за счет увеличения угла между плитами) начинают давить на заднюю стенку станины и подвижную щеку перемещая последнюю в сторону неподвижной щеки. Материал загруженный в камеру дробления подвергается при этом раздавливанию.
При движении шатуна вниз совершается холостой ход. Энергия холостого хода электродвигателя аккумулируется маховиком и используется во время рабочего хода. Щека во время холостого хода отходит под действием составляющей её сил тяжести и пружин замыкающего устройства.
В случае попадания недробимого куска в камеру дробления у малых дробилок происходит излом задней распорной плиты или срез её шпилек а у крупных дробилок происходит пробуксовка фрикционных муфт срабатывание электрической защиты и остановка дробилки.
В конструкции рассматриваемой щековой дробилки ЩДП 9х12 электрической защиты не предусмотрено и результатом попадания недробимого куска в рабочую камеру будет выход дробилки из строя. Вероятнее всего произойдет излом либо задней распорной плиты либо шатуна.
Математический анализ параметров щековой дробилки
с простым движением щеки ЩДП 9х12.
Технические характеристики дробилки ЩДП 9х12:
Размеры приемного отверстия:
Наибольший размер куска исходного материала:
Средний размер куска исходного материала:
Средний размер конечного куска:
Ширина выходной щели в фазе открытия:
Мощность установленного привода:
Характеристики дробимого материала:
Наименование: щебень.
Предел прочности при сжатии:
Степень измельчения куска:
Объемная степень однократного разрушения:
Нагрузка на электродвигатель при дроблении в щековых дробилках не является постоянной величиной и зависит от усилия дробления. Усилие дробления достигает максимума при рабочем ходе а при холостом равно нулю. Усилие дробления при рабочем ходе так же не является постоянной величиной а колеблется в значительных пределах в зависимости от степени заполнения (степени разрыхления) материалом рабочей камеры и неодинаковой твердости отдельных кусков исходного продукта.
В настоящее время известно несколько рабочих и эмпирических формул для определения мощности двигателя в щековых дробилках зачастую дающих неоднозначный результат: Л.В. Левенсона П.М. Сиденко и Баумана В.А..
Математическое моделирование с целью определения требуемой
мощности двигателя щековой дробилки:
а) Согласно формуле П.М. Сиденко:
При паспортных начальных параметрах:
В случае одного изменяемого параметра:
) Размер начального куска:
Коэффициент измельчения:
Коэффициент объемного измельчения (в данном случае дискретная переменная величина):
Анализируя данную зависимость можно сделать вывод что увеличение размеров начального куска ведет к снижению требуемой мощности двигателя. Данная зависимость объясняется тем что используемая формула эмпирическая и не дает четкой математической зависимости между используемыми параметрами и требуемой мощностью двигателя а так же основана на теории о том что чем больше куски начального материала тем меньше мощности расходуется на трение между кусками породы при сжатии щёк дробилки.
Однако данное объяснение данное профессором П.М. Сиденко дает лишь частичное объяснение и в большей мере является следствием ограниченной применяемости его математической модели работы дробилки.
Для сравнения рассмотрим нашедшую более распространенное применение математическую модель доктора технических наук академика Баумана В.А. Нижеприведенная зависимость является результатом статистических наблюдений и промышленных опытов то есть так же является эмпирической формулой однако построенной на иной теоретической выкладке нежели зависимость профессора П.М. Сиденко.
б) Согласно формуле Баумана В.А.:
Частота вращения эксцентрика (паспортная):
При переменном значении частоты вращения эксцентрика:
При переменном значении начального куска:
При переменном значении размеров загрузочной камеры:
Анализируя полученные зависимости можно прийти к выводу что с точки зрения эксплуатационных и экономических параметров конструкция дробилки относительно оптимальна и в модернизации не нуждается.
Однако с точки зрения надежности и предупреждения отказа в работе (поломки в результате отсутствия автоматических выключателей) конструкция может быть доработана в сторону повышения её эксплуатационной надежности.
Предложение по модернизации щековой дробилки с
простым движением щеки ЩДП 9х12.