Валковая дробилка

Сборочный.cdw

Деталировка.cdw

ОБЩИЙ ВИД.cdw

КП ДМ 190205 10 14 00 000
Мощность электродвигателей
Частота вращения валков
Техническая характеристика

Валковая дробилка.doc

Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра Строительных и дорожных машин
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Тема проекта: «Валковая дробилка».
СДМ – 06 Чупров С. А.
Руководитель: Вараница Е.Н.
ПЗ- 27 Ил.-1 Библ.-3 наим.
ДРОБИЛКА ВАЛОК ПОДВИЖНЫЙ СИЛА ДРОБЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ МОЩНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ.
Целью курсового проектирования является приобретение навыков в расчете и конструировании специфических узлов дробилок а также выработка умения применять теоретический материал при решении практических задач.
В работе были определены конструктивные параметры механизма: ширина выходной щели угол захвата α диаметр D длины валков L частоты их вращения n и потребляемая мощность N; был произведён расчёт ведущего вала вальца; в экономической части проекта определяются основные технико-экономические показатели проектируемой машины.
Расчет основных параметров валковой дробилки .. ..7
2 Расчет на прочность деталей дробилки
1 Определение эксплуатационной производительности 17
2 Определение удельных капитальных вложений . .18
3 Определение удельного расхода энергоресурсов . 19
4 Определение себестоимости машиносмены 20
5 Определение себестоимости продукции 22
6 Годовой экономический эффект от внедрения проектируемой
Охрана труда и окружающей среды . 24
Список литературы .27
В настоящее время в нашей стране выпускаются более 2000 наименования машин и оборудования в том числе высокопроизводительные щековые конусные молотковые и роторные дробилки.
От инженера – механика как создателя современных строительных машин механизмов инструментов и другой продукции требуется знание рабочих процессов конструкций и методов расчета машин и оборудования что обеспечивает существенное улучшение комплексной механизации строительных и монтажных работ.
Валковые дробилки применяют для среднего и мелкого дробления материалов в основном средней прочности на гладких и рифленых валках и мягких на зубчатых валках. По конструктивному исполнению валковые дробилки бывают одно двух и четырех валковые. Валковые дробилки имеют небольшую производительность и неравномерный износ поверхности бандажей по длине валка.
1 Расчёт основных параметров
Конструктивные параметры.
Основными параметрами валковой дробилки являются: ширина выходной щели угол захвата α диаметр D длины валков L частоты их вращения n и потребляемая мощность N.
Рисунок 1 - Схема для расчёта валковой дробилки
Определяем ширину выходной щели а м из отношения:
где d – диаметр куска материала d = 85 = 0085 м [по заданию]
Значение D находиться из треугольника ABC (Рис. 1):
где fн=tg(α2) – коэффициент захвата сырья.
Коэффициент fн трения для прочных пород принимают 03 при таких значениях угол α=167º а отношение Dd:
Наибольший диаметр загружаемого материала (d) задан 85 мм поэтому диаметр вальцов равен:
D=d*17=85*17=1445 мм
Максимально допустимое значение частоты вращения валка (n) определяется условиями отбрасывания частиц материала центробежными силами:
ρ – плотность материала для щебня от 14 до 3 гсм³
Для нахождения минимальных и максимальных значений частоты вращения валков воспользуемся формулами
Длину валка L мм находят из таблицы 1:
Таблица 1 - Техническая характеристика отечественных двухвалковых дробилок
с рифленым и гладким валками
Максимальная крупность
исходного материала мм
Пределы регулирования
Частота вращения валком
Окружная скорость валков
Мощность электродвигателя кВт
Производительность м³ч
не менее при выходной щели
Выбираем ближайшее значение L=600
Нагрузки в основных элементах.
Усилия в деталях валковой дробилки определяются нагрузкой которая создается пружинами предохранительного устройства. Эта нагрузка зависит от многих факторов и может быть вычислена лишь приближенно.
Предположим что среднее суммарное усилие между валками при дроблении материала равно Рср (Н). Площадь на которой будет действовать это усилие:
где L - длина валков м; l - длина дуги на участке измельчения материала м
α - угол дуги рад.).
При измельчении прочных материалов α = 16° 70'.
Тогда l = 0143*D=0143*1445=021 м.
Среднее суммарное усилие (Н) дробления
где - предел прочности материала при сжатии кгсм² (=1200-1800 кгсм2); — коэффициент разрыхления материала для прочных пород = 02-03.
00*1240*20=37200000 Н=372 МН
Сила нажатия пружин подвижного валка должна обеспечивать указанные значения .
Производительность дробилки.
Производительность валковых дробилок можно вычислить если представить процесс дробления как движение ленты материала шириной равной длине L валка и толщиной равной ширине а выходной щели. Тогда за один оборот вала объем (м³) ленты материала прошедший через выходную щель:
Значит при n (обс) производительность (м³с) дробилки будет:
Необходимо иметь в виду что при дроблении материалов средней прочности пружины поджимающие валки несколько сжимаются и валки расходятся. При этом ширина выходной щели может существенно измениться что нужно учитывать особенно при мелком дроблении пород средней прочности на гладких вплотную сдвинутых валках т. е. при d — 0. Значит Q = 0.
Фактически производительность не равна нулю так как валки раздвигаются на ширину b зависящую от фактических усилий дробления и степени жесткости предохранительных пружин. Тогда:
На основании практических данных b = 025dk т. е. в расчетах производитель-
ности ширину выходной щели е учетом деформации пружин принимают равной 125 dk. При dk = 0 фактическое значение b можно определить по средневзвешенному значению dCB готового продукта в каждом конкретном случае.
Так как обычно длина валка используется не полностью и материал выходит из дробилки в разрыхленном виде а не плотной лентой то в формулу учитывающий степень разрыхленности материала: принимают для прочных материалов = 02-03.
Часто в формулу вводят также плотность дробимого материала ρ (тм3). Тогда окончательно производительность Q (тс) валковой дробилки
Мощность двигателя Nдв валковой дробилки с учетом затрат мощности на преодоление всех сопротивлений при работе машины
Nдв = (N1+N2) (1.1.15)
где N1 – мощность расходуемая на дробление с учетом трения материалов о валок;
N2 – мощность расходуемая на трение подшипников;
– КПД передачи = 090-095
Мощность двигателя N1 необходима для дробления (Вт): (1.1.16)
где λ – коэффициент учитывающий одновременность раскалывания материалов λ= 002
N1 = 2х314х08х80х106х05х033х04х002х045х085 = 41517 Вт
Мощность N2 необходимая на преодоление трения в подшипниках двух валков Вт:
где dш – диаметр шейки вала м;
f1 – коэффициент трения качения приведенный к валу f1 = 0001
G – нагрузка на подшипники Н.
где Q – сила тяжести валка Н Q = 25000Н
Nдв = (41517+33355)095 = 47213 Вт = 472 кВт
2 Расчет на прочность деталей валковой дробилки
Расчет вала выполняется на кручение
Определяем крутящий момент вала
где N – мощность на валу л.с. N = 3446 л.с. (по прототипу)
– число оборотов вала в минуту = 48обм (по прототипу)
М = 7162(344648) = 51417 Н*м
Определяем действующий на вал горизонтальные и вертикальные составляющие.
Находим окружное усилие соответствующее результирующее усилие:
pрез = 2х5141711 = 10270 Н
Находим проекции результирующего усилия на оси x и y.
Px = pрез соsα (1.2.3)
Px = 10270х cos24o20' = 93674 Н
Py = pрез sinα (1.2.4)
Py =10270х sin24o20' = 42099 Н
Строим эпюры изгибающих моментов. Вал рассматриваем как балку на двух опорах:
а) нагрузка в горизонтальной плоскости
Находим опорные реакции
ΣMa = 0; Px 095-HВ19 = 0
HВ = 9367х09519 = 468 кН
ΣMa = 0; Px 095-HА19 = 0
HА = Px09519 (1.2.5)
HА = 9367х09519 = 468 кН
Проверка Σх = 0; HА + Px - HВ =0
Строим эпюру Мкг кНм
ΣMк1г = 462х095 = 444 кНм
б) Нагрузка в вертикальной плоскости.
Находим опорные реакции
ΣMб = 0; Ra19 + Ру095 = 0
Rа = -Ру09519 (1.2.6)
Rа = - 42 х 09519 = -21 кН
ΣMa = 0; Rб19 + Ру095 = 0
Rб = 42 х 09519 = 21 кН
Проверка Σу = 0; RA + Px - PВ =0
Строим эпюру Мхб кНм
ΣМхб = 21 х 095 = 199 кНм
Рассчитываем диаметры ступенчатого вал:
где Мг – крутящий момент в горизонтальной плоскости
Мб – крутящий момент в вертикальной плоскости
Диаметр вала определяется по формуле:
где [] – допускаемое напряжения [] = 1375 МПа [ по 2]
Выполняем расчет вала на выносливость общий коэффициент запаса выносливости определяется:
где n – коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным
n – коэффициент запаса усталостной прочности по касательным напряжениям.
где 1 – нормальное напряжение 1 = 550МПа;
К- - коэффициент концентратор напряжений.
где К – коэффициент концентратор при = 800МПа и = 18;
Е – масштабный фактор Е =02;
– коэффициент качества обработки поверхности =085;
– коэффициент упрочнения частоты =15.
К=(1808+1085-1)115=162
где Мn – результирующий крутящий момент Мn =486кНм
Wx = 3.14 х 28332 = 215.4см3
где –1 – касательное напряжение = 400 МПа;
- эффективный концентратор напряжения;
а с – касательные напряжения.
φ – характеристика циклов нагружения φ = 006
где К – коэффициент концентрации К = 17;
Е – масштабный фактор Е = 08;
– коэффициент качества обработки поверхности = 085.
где Wр – геометрическая характеристика продольного сечения см3.
Определяем общий коэффициент запаса выносливости:
Необходимо выполнения условия для обеспечения прочности вала:
> 135. Условие выполняется.
Рисунок 2 – Схема для расчёта вала
В экономической части проекта определяются основные технико-экономические показатели проектируемой машины. По этим показателям производится технико-экономический анализ разработанной конструкции щековой дробилки
Исходные данные для расчета студент получает в процессе проектирования дробилки а также выбирает дополнительно по соответствующим нормативным материалам.
1 Определение эксплуатационной производительности
Сметную сменную производительность Псм для новых машин рассчитывают по часовой технической производительности:
где Пт – техническая производительность Пт = 1008м3ч;
tсм – число часов работы дробилки в смену tсм = 82ч;
kв – коэффициент перехода от часовой технической
производительности к эксплуатационной kв = 06;
kэ – Коэффициент перехода от эксплуатационной
производительности к сменной kэ = 08.
Годовая эксплуатационная производительность определяется сменной производительностью и числом работы смен в году:
где zсм.г. – число смен работы дробилки в году с учетом выходных и праздничных дней продолжительности простоев на все виды ремонтов и обслуживания.
где Ти.г. – число часов работы машины в году Ти.г. = 2025ч.
2 Определение удельных капитальных вложений
Удельные капитальные вложения Ку на единицу продукции (на 1м3) определяют по расчетно-балансовой стоимости дробилки и ее годовой производительности:
где К – расчетно-балансовая стоимость дробилки К = 500000руб;
zсм.г.оп – число смен работы дробилки на отдельной операции
zсм.г. – число смен работы дробилки в год на всех операциях
3 Определение удельного расхода энергоресурсов
Данный показатель характеризует экономичность дробилки по различным видам энергоресурсов или расход энергии на заданный объем работ.
Удельный расход энергоресурсов определяется по формуле:
где Э – суммарный расход энергоресурсов дробилкой в смену кВт·ч.
где Nн – номинальная мощность двигателя Nн = 47213кВт.
4 Определение себестоимости машино-смены
Себестоимость машино-смены рассчитывают по формуле:
Ссм = Сед + Сам + Собс +Сэн + Сто + Сосн (2.4.1)
где Сед – сменные единовременные затраты рубм-см;
Сам – сменные затраты по амортизационным отчислениям
приходящиеся на 1 машино-смену рубм-см ;
Собс – сменные затраты на обслуживающий персонал руб м-см;
Сэн – сменные энергетические затраты рубм-см ;
Сто – сменные затраты на ТО и ТР машины рубм-см ;
Сосн – сменные затраты на износ и ремонт сменной оснастки рубм-см.
Сменные единовременные затраты:
где Кзс – коэффициент учитывающий заготовительно-складские расходы
Cтр – стоимость транспортных расходов Cтр = 5000руб;
G – масса дробилки G = 11т;
Кпн – коэффициент учитывающий плановые накопления
на монтажных работах Кпн = 113;
С – стоимость монтажа С = 3500руб.
Сменные затраты на амортизационные отчисления приходящиеся на 1 машино-смену:
где А – амортизационные отчисления на полное восстановление и
капитальный ремонт машины руб.
где а – норма амортизационных отчислений а = 12%.
Сменные затраты на обслуживающий персонал Собс принимают в соответствии с числом и квалификацией персонала. Эти затраты определяют с учетом косвенных расходов (25 %) и премиальных надбавок в размере 125 %.
где Зтч – часовая тарифная ставка Зтч =2295рубч.
Сменные энергетические затраты:
где Nдв – номинальная мощность двигателя кВт;
Свсп – стоимость вспомогательных смазочных и обтирочных
материалов (принимается 17 % от расчетно-балансовой
стоимости машины) Свсп = 8500руб.
Сменные затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт можно принять 13% от расчетно-балансовой стоимости. Сменные затраты на износ и ремонт сменной оснастки можно принять 5 % от расчетно-балансовой стоимости машины.
Ссм = 4077+267+2646+8508+55000+25000 = 994473руб.
5 Определение себестоимости продукции
Себестоимость единицы продукции определяют по величине ее себестоимости и сменной производительности машины:
Су = 994473396 = 2511рубм3.
6 Годовой экономический эффект от внедрения
проектируемой дробилки
Годовой экономический эффект от внедрения проектируемой машины определяется по формуле:
где Сун и Сус – себестоимость единицы продукции соответственно для
новой и сравниваемой машины руб.м3
Ен – нормативный коэффициент эффективности капиталовложения
Кун и Кус – удельные капитальные вложения по новой и сравниваемой
машинам руб.-годм3 Кун = 5530руб.
Охрана труда и окружающей среды
Безопасная работа дробилок может быть обеспечена путем соблюдения требований нормативных документов по технике безопасности. Предприятие эксплуатирующее дробилку назначает ответственных за безопасное производство работ.
Перед началом работы необходимо проверить:
отсутствие посторонних предметов на вращающихся элементах дробилки;
наличие защитного кожуха на вращающихся частях механизмов и надежного его закрепления;
электропроводку на наличие повреждений;
отсутствие на дробящих частях посторонних предметов;
отсутствие механических повреждений (трещин сколов) на валах и дробящих элементах;
надежность крепления грузового патрубка к входному окну дробилки.
В конструкции дробилки должно быть предусмотрено предохранительное устройство отключения электродвигателя в случае заклинивания вращающихся элементов дробилки. Кнопка отключения должна быть обозначена красным цветом.
запускать дробилку при наличии посторонних предметов на дробящих элементах;
загружать в дробилку материал с категорией прочности выше допустимой;
до набора максимального числа оборотов дробилкой загружать дробимый материал;
при работающей дробилке производить ремонтные работы;
запускать дробилку во время проведения ремонтных работ и обслуживания;
производить ремонт дробилки персоналом не имеющим определенной категории допуска;
запускать дробилку при обнаружении дефектов до их устранения.
Монтаж дробилки осуществляется по частям: сначала устанавливается станина на поверхность затем сама дробилка и редуктор с двигателем и передачами. Между станиной и поверхностью необходимо укладывать резиновую прокладку размером 2800×1840×30мм для снижения уровня вибрации передаваемого от дробилки во время работы к поверхности на которую она установлена.
Во время работы дробилка является источником шума поэтому обслуживающий персонал должен пользоваться индивидуальными средствами защиты от шума такими как звукоизоляционные наушники.
Электрооборудование дробилки включает в себя: электродвигатель 4А28058 трех фазный напряжение рабочее 360В; полуавтоматический выключатель; предохранительное реле – выключатель; плавкие предохранители; трехжильный кабель. Все электрооборудование должно быть защищено от попадания влаги механических воздействий должно быть заземлено.
При работе дробилки как правило происходит пыление от древесных материалов. Поэтому обслуживающий персонал должен использовать средства индивидуальной защиты такие как защитные очки респиратор.
При замене масла в редукторе и прошприцовке литолом подшипников все отходы собираются в емкость. Недопустим слив масла в почву!
В результате расчетов были получены следующие основные параметры:
Ширина выходной щели а = 21 мм;
Частота вращения валков n = 804 обмин;
Сила дробления Рср = 372 МН;
Производительность 1152 тмин;
Мощность двигателя Nдв = 47213 кВт;
Себестоимость единицы продукции Су = 2511руб.м3.
«Строительные машины и оборудование»: учебник для вузов В. П. Сергеев; -М.: Высшая школа 1987. -376 с.
«Дробилки. Конструкция расчёт особенности эксплуатации»: Б. В. Клушанцев А. И. Косарев Ю. А. Муйземнек; -М.: Машиностроение 1990. 320с.
«Процессы в производстве строительных материалов»: А. Б. Лошкарёв Д. А. Трапезников В. Б. Пономарёв А. Н. Клинкин

Спецификация для сборочного.cdw

КП ДМ 190205 10 14 04 000
КП ДМ 190205 10 14 04 000 СБ
КП ДМ 190205 10 14 04 001 СБ
КП ДМ 190205 10 14 04 002 СБ
КП ДМ 190205 10 14 04 003 СБ
КП ДМ 190205 10 14 04 004 СБ
КП ДМ 190205 10 14 04 005 СБ
КП ДМ 190205 10 14 04 006 СБ
КП ДМ 190205 10 14 04 007 СБ
КП ДМ 190205 10 14 04 008 СБ
Шайба 8 65Г ГОСТ 6402-70
Шайба 20 65Г ГОСТ 6402-70

Спецификация для деталировки.cdw

КП ДМ 190205 10 14 04 000 ДТ
КП ДМ 190205 10 14 04 001 ДТ
КП ДМ 190205 10 14 04 002 ДТ
КП ДМ 190205 10 14 04 003 ДТ

Спецификация для общего вида.cdw

КП ДМ 190205 10 14 00 000 СП
КП ДМ 190205 10 14 00 000 ВО
КП ДМ 190205 10 14 01 000 ВО
КП ДМ 190205 10 14 02 000 ВО
КП ДМ 190205 10 14 03 000 ВО
КП ДМ 190205 10 14 04 000 ВО
КП ДМ 190205 10 14 05 000 ВО
КП ДМ 190205 10 14 06 000 ВО
Двигатель асинхронный 4АМ250М6