Конусная дробилка крупного дробления ККД-900-140

Общий вид.cdw

Конусная дробилка ККД-900-140
Техническая характеристика
Ширина загрузочного отверстия
Размер загружаемых кусков
Ширина разгрузочной щели
Мощность электродвигателя

Пешняков Д.А. НТС-16Т2.doc

Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»
Кафедра «Техника для строительства и сервиса нефтегазовых комплексов и инфраструктур» (ТНКИ)
По дисциплине: «Конструкция и теория наземных транспортно-технологических машин. Строительные и дорожные машины»
Тема: ”Конусная дробилка с крутым конусом”
Студент группы НТС-16Т2
Консультант: Лиошенко В.И.
Руководитель: Федотенко Ю.А.
Описание конструкции машины её рабочего процесса с необходимыми пояснениями схемами рисунками . .5
Расчёт основных параметров конусной дробилки.. 16
Расчет на прочность зубчатого колеса 21
Список литературных источников . .25
Увеличивающиеся из года в год объемы промышленного гидротехнического жилищного дорожного и других видов строительства требуют огромного количества нерудных строительных материалов (щебня гравия песка) идущих на изготовление железобетонных конструкций и асфальтобетонных покрытий а также балластных слоев при транспортном строительстве.
Добыча и переработка нерудных строительных материалов - древнейшая область производственной деятельности человека. На протяжении всей истории человечества камень неизбежно служил основным материалом при создании сооружений. Длительное время производство нерудных строительных материалов было примитивным и основывалось на ручном труде. Более половины добываемого количества составлял бутовый камень а остальное - гравий и песок. В связи с индустриализацией строительства переходом на высокие скорости железнодорожного транспорта высокой интенсивностью движения на автомагистралях предъявляются новые требования к камню используемому в строительстве. Конструкции из сборного железобетона с каждым годом совершенствуется в направлении их облегчения.
В общей массе сооружаемых объектов в настоящее время объем материалов и конструкций получаемых на основе минерального сырья составляет в среднем 70 % а для некоторых объектов - 90 %. Из общего количества камня около 75 % его потребляют непосредственно на строительстве для изготовления бетонных конструкций остальные 25 % - для производства цемента и других целей.
Превращение промышленности нерудных строительных материалов в крупную высокоразвитую отрасль строительной индустрии невозможно без подготовки квалифицированных инженерно-технических кадров.
Описание конструкции машины её рабочего процесса с необходимыми пояснениями схемами рисунками
Рассмотрим конструкции дробилок на примерах конусной дробилки крупного дробления ККД 1500180 (рисунок 1.1) [2] конусной дробилки среднего дробления КСД-2200 Гр (рисунок 1.3) [2] конусная дробилка КРД-900 производства Уралмашзавода которые являются типичными для этого класса дробилок.
На массивной станине 1 (рисунок 1.1) дробилки закреплен корпус состоящий из двух частей - нижней 2 и верхней 3 фланцы которых скреплены между собой болтами. Фланцы имеют цилиндрический поясок и соответствующую расточку которые центрируют одну часть корпуса с другой и станиной. Корпусные детали отлиты из стали 25Л или 35Л. Внутренние поверхности их облицованы в зоне дробления сменными плитами 4 из марганцовистой стали 110Г13Л в зоне разгрузки дробленого материала - стальными листами из проката которые защищают станину от изнашивания. К фланцу верхней части корпуса прикреплена траверса 5 лапы которой защищены от изнашивания поступающим в дробилку материалом сменными плитами 6. В средней части траверсы расположен узел подвески вала подвижного конуса защищенный сверху от попадания грязи в верхний подвес и от ударов падающими кусками дробимого материала колпаком 7.
Рисунок 1.1 - Конусная дробилка ККД-1500180 крупного дробления производства Уралмашзавода
На вал 8 подвижного конуса на прессовую посадку посажен конус 9 облицованный сменными плитами 10 из высокомарганцовистой стали 110Г13Л которые образуют дробящую поверхность подвижного конуса. В центре нижней части станины расположен патрубок 15 в котором установлен эксцентриковый узел состоящий из эксцентрикового стакана И с напрессованным на него коническим колесом 12. Внутренняя и наружная поверхности эксцентрикового стакана имеют баббитовую наплавку или заливку. Со стальной втулкой которая запрессована в центральный патрубок 15 и с валом 8 подвижного конуса эксцентриковый стакан образует два подшипника скольжения которые воспринимают усилия от дробления.
В вертикальной плоскости эксцентриковый стакан опирается на систему плоских бронзовых и стальных шайб воспринимающих вес эксцентрика. Ось наружной цилиндрической поверхности эксцентрикового стакана 11 совпадает с осью дробилки ось внутренней эксцентричной расточки стакана 11 наклонена к оси дробилки и пересекается с ней в точке гирации чем и достигается гирационное движение оси подвижного конуса. Угол между осями дробилки и подвижного конуса в этой дробилке приблизительно равен 20’.
Рисунок 1.2 - Верхний подвес подвижного конуса
Эксцентрик 11 получает вращение от клиноременных передач 14 приводных валов 13 и конической передачи 12. Эксцентриковый узел является наиболее нагруженным узлом дробилки воспринимающим не- -посредственно составляющие усилия дробления. Для обеспечения надежной работы этого узла используют баббит с повышенными механическими свойствами. В практике чаще всего используют баббит Б-83.
На рисунке 1.2 показан узел верхнего подвеса подвижного конуса. В центральной расточке траверсы установлены цилиндрическая втулка 1 и плоская опорная шайба 2. По этим деталям при работе дробилки катается конусная втулка 3 установленная на валу подвижного конуса. Наружные поверхности ее выполнены так что при наклоне оси этой втулки на угол гирации (угол между осями подвижного конуса и дробилки) образующие этой втулки со стороны наклона станут вертикальной и горизонтальной т. е.
возникнет линейный контакт между конусной втулкой 3 плоской шайбой 2 и цилиндрической втулкой 1. Конусная втулка 3 зафиксирована на валу подвижного конуса с помощью обоймы 4 и гайки 5. Гайка 5 выполненная разрезной для исключения произвольного самоотворачивания сопрягается с обоймой 4 по конической посадке и дополнительно фиксируется шпонкой. В свою очередь обойма 4 связана с конусной втулкой 3 шиповым соединением. Такая конструкция деталей подвеса исключает проворачивание конусной втулки на шейке вала подвижного конуса и тем самым предотвращается изнашивание шейки вала.
При ввинчивании или вывинчивании гайки 5 подвижный конус поднимается или опускается и тем самым регулируется ширина разгрузочной щели дробилки.
Детали конического подвеса воспринимают вес подвижного конуса и составляющие усилия дробления которые вызывают большие контактные напряжения во втулке 1 шайбе 2 и втулке 3. Поэтому эти детали изготовляют из подшипниковой стали; они имеют высокую чистоту обработки рабочих поверхностей. Твердость рабочих поверхностей сопрягаемвтх деталей соответственно 485-535 и 545-59 HRCa. Густой смазочный материал к трущимся поверхностям верхнего подвеса подается по маслопроводу 6.
Для тяжелых условий эксплуатации при переработке крепких и вязких руд в дробилках ККД 1500180 предусмотрена установка двух самостоятельных клиноременных передач как это показано на рисунке 1.1. Опыт эксплуатации таких дробилок показал невысокую эффективность использования двух приводов при дроблении и пуске под завалом т. е. с заполненной рабочей камерой дробимым материалом. Для пуска дробилки под завалом более эффективна гидроопора подвижного конуса которая позволяет в период пуска заклиненной дробилки путем опускания подвижного конуса существенно уменьшить сопротивление движению его и обеспечить успешный пуск дробилки под завалом.
На рисунке 1.3 показана серийная конусная дробилка среднего дробления (КСД) производства Уралмашзавода. На консольную часть вала 13 жестко посажен корпус подвижного конуса облицованный плитами из высокомарганцовистой стали. Зазоры между корпусом конуса и плитами залиты цинковым сплавом или высококачественным цементным раствором. Это сделано для того чтобы плиты не нагружались изгибными напряжениями и не имели возможности подвижки под действием сил трения возникающих вследствие проскальзывания кусков материала относительно рабочей поверхности подвижных конусов. В первом случае при отсутствии заливки могут возникнуть напряжения в плитах превышающие допустимые во втором - будут изнашиваться посадочные поверхности плиты и корпуса конуса расположенные в нижней части плиты. Плиты подвижного конуса прижаты к посадочному пояску корпуса устройством расположенным в верхней части подвижного конуса препятствующим ослаблению посадки плит на корпус и имеющим разнообразное конструктивное исполнение.
Сверху к этому устройству прикреплена распределительная тарелка 1 которая вместе с подвижным конусом совершает колебательное движение и способствует равномерному распределению дробимого материала по периметру дробящего пространства. Корпус подвижного конуса опирается через бронзовое кольцо 6 на сферический подпятник 17 воспринимающий кроме веса подвижного конуса преимущественно вертикальные составляющие усилия дробления. Нижний конец вала 13 подвижного конуса входит в центральную расточку эксцентрика 10 ось которой пересекается с осью дробилки в точке гирации. Угол между осями дробилки и подвижного конуса в этих дробилках принимают в зависимости от типоразмера от 15° до 35°.
В центральный патрубок станины 8 дробилки запрессована цилиндрическая втулка 9 являющаяся радиальной опорой трения скольжения эксцентрика 10. В центральную расточку эксцентрика запрессована коническая втулка 11 которая является радиальной опорой трения скольжения подвижного конуса эта пара трения - хвостовик вала 13 подвижного конуса и коническая втулка 11 - воспринимает горизонтальную составляющую усилия дробления. К эксцентрику 10 прикреплено коническое колесо 7 находящееся в зацеплении с шестерней 14 приводного вала 16 дробилки. Вес эксцентрикового узла в сборе воспринимается системой плоских бронзовых и стальных шайб подпятника 12.
Рисунок 1.3 - Конусная дробилка среднего дробления КСД-2200 Гр
Нагрузки приходящиеся на эксцентриковый узел значительны поэтому он работает в напряженных условиях. Опорные поверхности узла и прежде всего бронзовые втулки 9 и 11 подвержены изнашиванию в последнее время получили распространение биметаллические втулки рабочие поверхности которых наплавлены баббитом. Они экономичней бронзовых и допускают восстановление при ремонтах.
Зазоры в подшипниках скольжения эксцентрикового узла имеют большие размеры по сравнению с обычными подшипниками скольжения. Такое конструктивное решение по мнению Э. Саймонса - автора конструкции конусной дробилки с консольным валом приводит к образованию между трущимися поверхностями масляной «подушки» хорошо воспринимающей динамические нагрузки от усилий дробления. В дополнение к этому увеличенные зазоры позволяют прокачивать через эксцентриковый узел большое количество смазочного материала которое является также охлаждающей жидкостью способствующей нормальной эксплуатации.
В верхней части станины 5 имеется фланец на который установлено опорное кольцо 3. Опорное кольцо прижато к фланцу станины блоками пружин 5 равномерно расположенных по периметру станины. Число их выбирают из условия необходимого усилия дробления для обеспечения эффективного процесса дробления. При превышении этого усилия например при попадании в камеру дробления не дробимого тела которым могут оказаться случайные металлические предметы (зубья ковшей экскаваторов ролики транспортных конвейеров болты гайки и др.) опорное кольцо 3 приподнимается в зоне попадания не дробимого тела и амортизирующие пружины получают дополнительную деформацию. Таким образом максимальное усилие дробления которое может возникнуть в камере дробления ограничивается амортизирующими пружинами которые выполняют функцию предохранительного устройства.
На внутренней поверхности опорного кольца имеется упорная резьба в которую ввинчивается корпус регулирующего кольца 2. К внутренней поверхности регулирующего кольца 2 прикреплена плита 19 которая является неподвижным дробящим конусом. Зазор между этой плитой и регулирующим кольцом так же как и в подвижном конусе заполнен цинковым сплавом или высококачественным цементным раствором. Для более надежного крепления неподвижной плиты к регулирующему кольцу 2 неподвижная плита снабжена литыми приливами за которые как за крюки она притянута к регулирующему кольцу скобами. Регулирующее кольцо 2 можно перемещать вверх или вниз поворачивая его в резьбовом соединении. Тем самым регулируется ширина разгрузочной щели дробилки и компенсируется износ плит при эксплуатации. Регулирующее кольцо поворачивается специальным храповым механизмом 20. После того как установлена необходимая ширина разгрузочной щели регулирующее кольцо фиксируют относительно опорного кольца стопорным по устройством и
затем клиновым соединением 21 выбирают зазорна в резьбовом соединении опорного и регулирующего кольца. В результате опорное и регулирующее кольца оказываются плотно соединенными между собой. Это препятствует разработке резьбового соединения опорного и регулирующего колец под действием переменной нагрузки дробления.
Дробилки среднего и мелкого дробления имеют смазочную систему жидкого циркуляционного смазывания. Масло под давлением подается специальным насосом в нижнюю часть эксцентрикового узла смазывает трущиеся поверхности подпятника 12 и поднимается по зазорам втулок 9 и 11 эксцентрикового узла обильно смазывая и охлаждая их. Одновременно масло поступает в осевое отверстие вала подвижного конуса и далее по радиальному каналу к сферическому подпятнику. После смазывания поверхностей трения эксцентрикового узла и сферической опоры и охлаждения их масло сливается на коническую передачу смазывая ее и из нижней части станины 8 по сливной трубе поступает в бак-отстойник. Отстойник выполнен с электроподогревателями для масла которые используют в холодное время года.
Масляная система имеет контрольные приборы регистрирующие расход масла (количество масла поступающего в дробилку) его давление и температуру. При отклонении показателей работы масляной системы от заданных для нормального режима работы включается сигнальная система и привод дробилки автоматически отключается.
Корпус 15 приводного вала дробилки в сборе является самостоятельной монтажной единицей. Установлен он в патрубке станины дробилки к которому прикреплен болтами. Под фланцем корпуса привода имеется набор плоских прокладок с помощью которых регулируют коническую передачу. Другой комплект регулировочных прокладок установлен под шайбами подпятника 12. Нагрузки от усилий в конической передаче воспринимаются двумя подшипниковыми втулками в которых установлен вал 16 привода. Смазочный материал к этим подшипникам поступает от общей смазочной системы по маслопроводу непосредственно в корпус привода (на рисунке 1.3 не показан).
Дробимый материал разгружается из дробилки по кольцевому пространству. Патрубок приводного вала и ребра станины соединяющие центральный патрубок с наружным кольцом в местах разгрузки дробимого материала закрыты плитами. Для предохранения картера дробилки от пыли в сферической опоре 17 имеется водяная ванна в которой постоянно находятся воротник 18 скрепленный с корпусом подвижного конуса. В результате полость картера дробилки оказывается всегда изолированной от зоны разгрузки дробленого материала. Водяная ванна является проточной - в ванну вода подается под давлением а слив происходит самотеком. В результате поддерживается постоянный уровень воды в ванне.
Подлежащий дроблению материал подается сверху в приемную воронку 22 и далее на распределительную тарелку 1.
На рисунке 1.4 показана серийная конусная дробилка ККД-900
Рисунок 1.4.- Конусная дробилка ККД-900
— фундаментная плита; 2 — нижняя часть станины; 3 — эксцентрик; 4 — средняя часть станины; 5—броня; б—корпус дробящего конуса; 7—броня; 5—обойма верхнего подвеса; 9 —разрезная гайка; 10 — колпак; 11—броня траверсы; 12— траверса; 13 — вал дробящего конуса; 14 — корпус приводного вала; 15 — приводной вал; 16 — зубчатая муфта; 17 — пест; 18 — гидравлический цилиндр; 19 и 22—броня рельсов; 20 — рельс 21 — крышка гидравлического цилиндра; 23 — плунжер
Особенностью конструкции дробилки ККД-900 является наличие гидравлической системы служащей для изменения положения подвижного конуса по высоте.
Вал конуса опирается на пест вмонтированный в плунжер гидравлического цилиндра встроенного в нижнюю часть дробилки
(рисунок 1.5). С помощью насосной установки возможен подъем или опускание конуса.
Рисунок 1.5. Гидравлическая система дробилки ККД-900
— масляный бак; 2 — электродвигатель насоса; 3—лопастной насос; 4 — напорный золотник БГ54-14; 5 и 8 — манометры; 6 — обратный клапан Г51-24; 7 — разгрузочный клапан 1 КР20; 9 —нагнетательная труба к цилиндру; 10 — труба для перепуска масла; 11 — труба для слива масла из цилиндра дробилки
Такое устройство автоматически предупреждает заклинивание дробилки при попадании между конусами не дробимых тел и облегчает изменение ширины разгрузочной щели по мере износа брони конусов.
Гидравлическая установка (рисунок 1.5) состоит из бака для масла емкостью 250 л лопастного насоса двойного действия электродвигателя типа А041-6 мощностью 1 кет. Давление в системе составляет нормально 90 атм; допускается изменение его в пределах 20%.
Рисунок 1.6. Верхний подвес конуса дробилки ККД-900
I — дробящий конус; 2 — вал дробящего конуса; 3 — траверса; 4 — шайба; 5— трубка для смазки; 6 — распорная втулка; 7 — обойма; 8 — разрезная гайка; 9 — клиновая шпонка; 10 — колпак; 11 — втулка; 12 — конусная втулка; 13 — втулка
Для восстановления номинального размера разгрузочной щели (100 мм) нарушенного вследствие износа футеровки конусов поднимают подвижной конус подкачивая масло в гидроцилиндр. Подъему конуса на 20 мм соответствует уменьшение ширины щели на 10 мм. Наибольший подъем конуса составляет 200 мм. Уменьшение щели на 10 мм происходит при работе масляного насоса в течение примерно одной минуты.
Конструкцией выпускаемых в настоящее время дробилок КРД-900 предусмотрена также возможность и обычного подвешивания подвижного конуса на траверсе. Таким образом может быть применен тот или другой способ опирания вала конуса (либо на пест гидроцилиндра либо на детали верхнего подвеса на траверсе). В первом случае верхний подвес собирают с распорной втулкой 6 (рисунок 1.6. ) посредством которой детали подвеса опираются на вал конуса. В случае подвешивания вала на траверсе втулка 6 не ставится а выступы обоймы 7 вводятся в пазы имеющиеся на втулке траверсы.
Для повышения надежности работы предохранительного устройства упрощения и облегчения регулирования ширины выходной щели и пуска машины под завалом облегчения дистанционного управления машиной в некоторых моделях ККД применяется гидроопора вала подвижного конуса.
Рис.17. Гидравлическая опора подвижного конуса ККД
При этом нижний торец вала конуса опирается на скалку (короткий цилиндрический стержень) расположенную внутри полого поршня и вместе с ним перемещающуюся в гидроцилиндре. Конструкция такой опоры состоит из гидроцилиндра 2 поршня 3 скалки 6 и контактных деталей. Цилиндр с крышкой 1 и поршнем крепятся болтами 9 к станине 10. В проточках поршня и торца вала 11 устанавливаются опорные шайбы 4 и 8 а также кольца 5 и 7. Шайбы контактируют с торцовыми поверхностями скалки имеющими конусность а внутренние поверхности колец – со сферическими боковыми поверхностями скалки. Трущиеся поверхности непрерывно смазываются и охлаждаются маслом. Изменяя положение поршня по высоте можно регулировать зазор между подвижным и неподвижным конусами.
Для смазки дробилок применяются централизованные системы жидкой и густой смазки. Централизованная циркуляционная система жидкой смазки предназначена для непрерывной подачи очищенного в фильтре масла к подшипникам приводного вала зубчатой конической передаче и втулке эксцентриковой
По исходным данным выбираем дробилку ККД-900-140.
Характеристика дробилки ККД-900-140
Преимущества данной дробилки:
-Непрерывное воздействие на материал
-Большая производительность
-Снижение лещадности щебня
-Простота в эксплуатации
-Стабильность и равномерность грансостава
-Большая энергоемкость
Расчёт основных параметров конусной дробилки
Рис.1.8. Расчетные схема конусной дробилки ККД
Угол захвата в конусных дробилках т.е. угол между дробящими поверхностями подвижного и неподвижного конусов не должен превышать двойного угла трения т.е. [1]
где и 1 – углы образующих подвижного и неподвижного конусов с вертикалью соответственно град;
У конусных дробилок крупного дробления угол захвата составляет 21-23° в зависимости от вида футеровки.
Принимаем = 10° 1 = 12°.
Частоту вращения эксцентриковой втулки
для дробилок ККД определяют из условия обеспечения пути h свободно падающего куска дробимого материала за время t в течение которого эксцентриковая втулка совершает половину оборота [1]:
c + d = S = 2r = h (tg + tg 1).
где r – эксцентриситет т.е. расстояние от оси дробилки ОО до оси конуса ОО.
Подставляя это значение в формулу (1.1) получаем
n = 0.71 =0.71 =0.71*3.4= 2.4 обс
Производительность конусных дробилок крупного дробления
где h – высота кольца м;
Средний диаметр выпадающего кольца принимается приближенно равным диаметру подвижного конуса внизу dн тогда объем кольца [1]
где z=014 - размер выходной щели м;
r=0036 - эксцентриситет вала на уровне выходной щели м.
dн=0036 - нижний диаметр конуса
Производительность дробилки [1]
где V – объем кольца материала выпадающий за один оборот втулки м3;
m=06 - коэффициент разрыхления материала;
n=24 – частота вращения втулки обс.
Подставив значение V из формулы (2) в формулу (3) получим производительность конусных дробилок крупного дробления.
Q = 2p dн (tg +tg1)=
=2·3.14·1.7·0.6·2.4·0.036(0.14+0.036)(0.176+0.212)=0.25 м3с= = 900 м3ч
определяется исходя из работы дробления за 1 оборот подвижного конуса (по второй теории дробления Кирпичева – Кика) [1]
где - предел прочности материала на сжатие Па;
Е – модуль упругости материала Па;
– изменение объема материала при дроблении м3.
Количество кусков материала до и после дробления [1]
После подстановки формулы (6) в формулу (5) получим
= (D2 – d2) (D2 – d2)
где D d – диаметры кусковдо и после дробления м;
– средний диаметр загрузочной и разгрузочной щелей м;
– диаметр основания неподвижного конуса м.
После подстановки в формулу (4) и преобразования получаем
Мощность двигателя определяется по формуле [1]
где n – частота вращения эксцентриковой втулки с-1;
h - КПД привода (h 0.95).
После подстановки окончательно получим
Зная мощность двигателя можем найти силу дробления
Расчет на прочность зубчатого колеса
Список использованных литературных источников
Федотенко Ю.А. П.В. Коротких В.М. Ворожейкин. Расчет щековых дробилок. Методическое указание для выполнения курсовой работы 2014-18 с.
Машины промышленных строительных материалов. Атлас конструкций; Сапожников М. Я.
Строительные и дорожные машины. Атлас конструкций; Гоберма Л. А. Степанян К. В. Москва «Машиностроение» 1985
Бауман В.А. Механическое оборудование предприятий строительных материалов изделий и конструкций. - М.: Машиностроение 1981. - 324с.
Клушанцев Б.В. Косарев А.И. Муйземнек Ю.А. Дробилки. Конструкция расчет особенности эксплуатации. - М.: Машиностроение 1990. - 320с.