Опис технологічного процесу виготовлення цегли

реферат

 

Дипломний проект: 67 с., 19 рис., 1 табл., 5 додатків, 22 джерел.

 

Об’єкт розробки і  проектування - грохот вібраційний для просівання торфу.

 Мета проекту - розробка і проектування, згідно з технічним завданням, вібраційного грохоту для просівання торфу, на основі існуючих промислових аналогів; визначення можливостей і здійснення модернізації вузлів грохоту.

 

Методи розробки і  проектування - аналітичні, розрахункові, проектувальні; з використанням відомих методик: розрахунку вала на міцність, розрахунку шпоночних з’єднань , розрахунку пружини  та чисельних методів, нормативних документів.  

 

   У бакалаврському  дипломному проекті на тему «рохот вібраційний з модернізацією вібратора», вивчено принцип роботи і конструкцію вібраційного грохоту для   просівання торфу, проаналізовано технічні параметри і характеристики грохоту також виконано ряд інженерних розрахунків, необхідних для розробки і проектування  вібраційного грохоту, згідно з технічним завданням.

 

    На основі  виконаних патентних досліджень обрано патент, який найбільш відповідає темі бакалаврського дипломного проекту для модернізації  вібратора. Модернізація дає змогу збільшити продуктивність, підвищити ефективність поділу потоку високоабразивного дробленого матеріалу а також зменшити динамічний вплив на фундамент.

 

 Це досягається  за рахунок створення конструкції  вібраційного грохоту, що дозволяє здійснювати його легке перенастроювання для швидкого і якісного поділу сипкого матеріалу з різними фізичними властивостями по фракціях. 
Легке перенастроювання грохоту досягається завдяки тому, що до його складу входить рама з вібратором закріплена на коробі з можливістю крокової перестановки її від центру мас коливання системи у бік завантажувальної чи  розвантажувальної ділянок короба в залежності від фізичних властивостей просівають матеріалу.   

 

 Розроблено і спроектовано  вібраційний грохот для просівання  торфу з модернізованою вібратора.

 

Грохот  вібраційний, торФ, просівання, розробка, проектування, модернізація, розрахунки, патентні дослідження.

реферат

 

        Дипломный проект: 67 с., 19 рис, 1 табл., 5 приложений, 22 источников.

 

        Объект разработки и проектирования - грохот вибрационный для просеивания торфа.

 Цель проекта - разработка  и проектирование, согласно техническому  заданию, вибрационного грохота для просеивания торфа, на основе существующих промышленных аналогов, определение возможностей и осуществления модернизации узлов гохоту.

 

         Методы разработки и проектирования - аналитические, расчетные, проектировочные, с использованием известных методик: расчета вала на прочность, расчета шпоночных соединений, расчета пружины и численных методов, нормативных документов.

        

В бакалаврском дипломном проекте  на тему «рохот вибрационный с модернизацией  вибратора», изучены принцип работы и конструкцию вибрационного грохота для просеивания торфа, проанализированы технические параметры и характеристики грохота также выполнен ряд инженерных расчетов, необходимых для разработки и проектирования вибрационного грохота, согласно техническому заданию.

 

 На основе выполненных патентных  исследований избран патент, который  наиболее соответствует теме  бакалаврского дипломного проекта  для модернизации вибратора. Модернизация  позволяет увеличить производительность, повысить эффективность разделения потока высокоабразивных дробленого материала а также уменьшить динамическое воздействие на фундамент.

 

Это достигается за счет создания конструкции вибрационного грохота, что позволяет осуществлять его  легкое перенастройки для быстрого и качественного разделения сыпучего материала с различными физическими свойствами по фракциям. Легкое перенастраивание грохота достигается благодаря тому, что в его состав входит рама с вибратором закреплена на коробе с возможностью шаговой перестановки ее от центра масс колебания системы в сторону загрузочного или разгрузочного участков короба в зависимости от физических свойств просеиваемого материала.

 Разработан и спроектирован  вибрационный грохот для просеивания торфа с модернизированым вибратором.

 

ГРОХОТ ВИБРАЦИОННЫЙ, ТОРФ, ПРОСЕИВАНИЕ, РАЗРАБОТКА, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, МОДЕРНИЗАЦИЯ, РАСЧЕТЫ, ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ABSTRACT

 

Diploma project: 67 sec., 19 fig., 1 tab., 5 applications, 22 sources.

 

Facility design and engineering - vibration sieve for sifting peat.

 

Project objectives - development and design, under terms of reference, vibrating screen for sifting peat, based on existing industrial analogues, identifying opportunities and modernization of units hohotu.

 

Methods of development and design - analysis, calculation, design, using known methods: the calculation of the shaft strength calculation shponochnyh connections, springs and numerical calculation methods, the legal documents.

 

In undergraduate degree project on "rohot vibrating vibrator with modernization,

studied the working principle and construction of vibrating screen for sifting peat analysis of technical parameters and characteristics of the screens also made a number of engineering calculations required for the development and design of vibrating screens, under terms of reference.

 

On the basis of the patent research patent is selected that best matches the topic of the bachelor's degree project for the modernization of the vibrator. Upgrading allows you to increase productivity, improve the flow separation vysokoabrazyvnoho crushed material and reduce the dynamic impact on the foundation.

 

This is achieved by a vibrating screen design that allows it to easily reconfigure faster and better separation of particulate materials with different physical properties of fractions.

 

Easy to reconfigure screens is achieved because its membership includes frame and a vibrator mounted on a box with the possibility of stepper reshuffle its center of mass of the vibration of the side loading or unloading areas of a box, depending on the physical properties prosivayut material.

 

Developed and designed shaker for sifting peat with modernized vibrator.

 

SKREEN VIBRATIONG, TURF, SIFTING, DEVELOPMENT, MODERNIZATION, PAYMENTS, PATENT RESEARCH

 

 

 

 

 

 

 

 

Перелік позначень

 

d – діаметр (м);

d_ср – середній розмір кусків готового продукту (м);

D_ср – середній розмір кусків матеріалу, що поступає на подрібнення (м);

е – ексцентриситет валу (м);

F – сила (Н);

G – загальна вага щелепної дробарки з матеріалом (кг);

m – маса (кг);

M- момент (Нм);

n – кількість обертів (об/с);

Р – сила (Н);

Q – зусилля (Н);

S – хід рухомої щоки (м);

T – крутний момент (Н∙м);

u – передаточне число;

V – швидкість руху (м/с);

α – кут захоплення щелепної дробарки;

η – ККД приводу;

μ – коефіцієнт розпушення матеріалу;

ρ – густина матеріалу (т/м³);

σ – границя міцності при стиску (МПа);

[τ] – допустима  напруга (МПа);

ω – колова швидкість (с^-1);

П – продуктивність щелепної дробарки (т/год);

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

ВСТУП

 

Сортування має дуже велике значення  у промисловості  будівельних матеріалів, тому що ця операція значно впливає на якість та вартість кінцевого продукту. Механічне  сортування, тобто розподіл частин або кусків матеріалу по крупнисті  здійснюється за допомогою машини з ситами або решетами. Такі машини називаються грохотами, а сам процес – грохочення. Грохочення до подрібнення дає змогу виділити куски матеріалу більші, за допустимі для даної машини, а після дробильно – помольних машин – розділити по крупнисті частинки матеріалу, з яких у визначеній пропорції виготовляють маси, а при замкнутому циклі помелу виділити крупні частинки для повторного подрібнення. Також грохочення дозволяє видалити з матеріалів металічні частинки, які потрапляють туди випадково, а також провести збагачення матеріалу.

Область застосування грохотів – сортування крупних кусків матеріалу  з розмірами частинок (200 – 500 мм), середніх кусків (50 – 200 мм) та мілких (1 – 50 мм).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Опис технологічного процесу виготовлення цегли

 

    Вібраційні ексцентрикові грохоти використовуються у промисловості будівельних матеріалів для розділення (сортування) матеріалу (суміші) на окремі класи. Розглянемо технологічну схему виробництва цегли методом пластичного формування [ЛС81.141123.007-60ТС]. Цей метод використовується на цегляних та заводах каналізаційних труб. Вироби формують з глиняної маси вологістю від 16…18% до 23…25 %. В даному випадку процес підготовки маси зводиться до перемішування в мішалці  попередньо подрібненої глини (у валковій дробарці та бігунах) зі збіднюючими матеріалами. Підготовлена маса надходить для формування виробів у прес.

Розглядаючи схему докладніше, можна більш  детально прослідкувати за процесом виготовлення цегли, Рис.1.1. В якості вихідного матеріалу використовують глину та збіднюючі домішки, а саме: пісок, мелений попіл, шлам чи органічні матеріали - вугільний порошок, торф.  Глина надходить через багатоківшевий екскаватор-1 до скидної вагонетки-2 та електровозу-3, а далі - до ящикового подавача-22. Видалення каменів, руйнування природної структури глини і подальше подрібнення відбувається у камневидільних вальцях-21 та бігунах мокрого помелу-20 (які широко застосовувані в промисловості для дрібного й тонкого дроблення польового шпату, фаянсового й порцелянового бою, вугілля, доломіту, сухої й зволоженої глини й інших матеріалів. Принцип дії бігунів полягає в здрібнюванні матеріалів роздавлюванням і стиранням між циліндричною поверхнею котків і плоскою поверхнею чаші.

    Далі  глина потрапляє у глиномішалку-7 (основною метою змішування є одержання однорідної маси (або шихти), що складає з різних матеріалів.

При змішуванні матеріалів часто прагнуть одержати масу, що легко піддається формуванню,  у якій  зерна матеріалів, що   охлянуть,  рівномірно  покриті «жирними» матеріалами й змочені водою. Процес змішування є досить відповідальною операцією, що робить істотний вплив на якість кінцевого продукту, де зволожується і перемішується зі збіднюючими домішками, що попередньо були подрібнені в валковій дробарці-4 (яку широко застосовують для тонкого, середнього й дрібного дроблення глинистих матеріалів, шамоту, кварцу, шпату. Принцип дії цих дробарок складається в здрібнюванні матеріалу в основному  роздавлюванням, частково - стиранням, ударом або вигином  між двома обертовими назустріч один одному валками із  гладкою, зубчастою або рифленою поверхнею.

 Далі матеріал проходить через процес грохотіння (сортування) грохотом вібраційним ексцентриковим-5.

    Домішки  подаються у глиномішалку у строго нормованій кількості через живильник-6. Підготована маса через вальці тонкого помолу-8 потрапляє для формування на стрічковий прес-9 (стрічкові преси, що одержали назву за формою мундштука бруса, застосовують для обробки керамічних мас із метою підвищення їхньої однорідності й пластичності, формування заготівель для різних вогнетривких виробів, ізоляторів і господарського посуду, для формування цегли-сирцю й тому подібних виробів), а далі на розрізний станок-10 (відрізний верстат, призначений для різання безперервно рухомої гіпсової стрічки на окремі плити; складається з наступних основних вузлів: приводного вала з муфтою вільного ходу , нижнього ножа, верхнього ножа, станини й вала з ексцентриками. Верстат приводиться в рух від електродвигуна постійного струму потужністю 2,5 кВт через редуктор і ланцюгову передачу . Періодичність дії ножів залежить від заданої довжини плит, що відрізаються. Особливістю верстата є те, що він використовується не тільки для різання гіпсової стрічки, але й для виконання якщо буде потреба надрізів на ній.) і на сушильні вагонетки-11, які електропередавальним візком-12 передаються штовхачу.

    Видалення вологи з виробів відбувається у сушильній камері-14 - сирі вироби на вагонетці-11 повільно рухаються по тунелю сушильної камери за допомогою штовхача-13 і висушуються потоком гарячого повітря, не насиченого водяною парою.

   Після  чого матеріал передається на  випалювальну вагонетку, яка проходить  через гідравлічний понижувач-16 і електропередавальним візком-17 передаються штовхачу-18.

    Завершальною операцією технологічного процесу є випалювання. Випалювання відбувається у випалювальній печі-19, куди сирі вироби подаються на випалювальних вагонетках-15. Тепер  цегла готова  і  потрапляє на автомат пакувальник-23.

Рис. 1.1. Технологічна схема виробництва цегли

1-багатоківшевий  екскаватор, 2-перекидна вагонетка, 3-електровоз, 4-дробарка,

5-Грохот вібраційний, 6-живильник, 7-глиномішалка, 8-вільці тонкого  помелу,

9-стрічковий прес, 10-різальний  верстат, 11-сушильна вагонетка,

12,17-електропередаточний візок, 13,18-штовхач, 14-сушарка, 15-випаровувальна вагонетка, 16-гідравлічний знижувач,19-випаровувальна піч, 20-бігуни мокрого помелу, 21-каменевидільні вальці, 22- ящиковий подавач, 23-автомат пакувальник.

2. Технічна характеристика грохоту вібраційного

 

Продуктивність грохота, т/год 30

Найбільший  розмір завантажувальних кусків, м 0,15

Найменший розмір завантажувальних кусків, м 0,026

Об’ємна маса,т/м³                                                                                        1,9

Ступінь розпушення                                                                                    0,65

Кут нахилу просіювальної поверхні                                                          18⁰

Число обертів вала вібратора, об/с 11

Ширина просіювальної поверхні, м 1,315

Довжина  просіювальної поверхні, м 2,630

Потужність приводу,кВт 2,2

Габаритні розміри , м

– довжина 3,5

– ширина 2000

– висота 2,060

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Опис конструкції і принципу роботи грохота вібраційного                      

 

        Розроблювана машина – грохот вібраційний ексцентриковий рис.3.1. Розподіл матеріалу на фракції відбувається при переміщенні його по горизонтально розташованим ситам 2, які разом з коробом 1 здійснюють коливання у вертикальній площині. Коливання коробу передаються від ексцентрикового валу 3, що проходить точно у центрі ваги мас, які коливаються.  Привід  віброгрохоту здійснюється від електродвигуна 6 через клинопасову передачу 7. Короб встановлюється на нерухомій зварній рамі 5, яку пружинними підвісками 4 кріплять до балок перекриття. У коробі 1  за допомогою спеціальних захватів встановлюються два яруси сит. Так як розподіл матеріалу передається від крупного до мілкого ячейки верхнього сита більші, ніж нижнього. Осередки  верхнього та нижнього сит квадратні зі сторонами 0,15 м та 0,026 м відповідно.

Ексцентриковий вал  встановлюється у закритій роликопідшипниковій опорі 8. На ексцентриковій частині валу знаходиться друга пара роликопідшипників 9. За допомогою спеціальних косинок, закріплених на корпусах підшипників 9, підвішується короб грохота 1. При обертанні валу 3 корпуси роликопідшипників 9 переміщуються по круговій траєкторії, а разом з ними по круговій траєкторії рухається і короб з ситами. Для запобіганні вібрації опірних підшипників 8, зв'язаної з ними нерухомої рами 5, яка виникає від відцентрової сили інерції, на валу встановлений дебаланс 10 з противагою.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3.1. Грохот вібраційний

1-короб, 2-сита, 3-ексцентриковий  вал, 4-пружинна підвіска, 5-зварна рама, 6-електродвигун, 7-клинопасова передача, 8-роликопідшипникова опора, 9-рухомий роликопідшипниковий корпус, 10-дебалансне колесо.

 

 

 

 

                         

 

4. Інженерно-технічні  розрахунки основних параметрів грохоту

 

4.1. Параметричні розрахунки

 

  Вихідні  дані:   продуктивність грохота П

= 30 т/год; крупніють кусків матеріалу D' =0,1 м, D'' = 0,03 м з параметрами = 2  т/м , ступінь розпушення =65.

      Число обертів вала вібратора:

 

n

об/с                                                         

 

де r - амплітуда вібрації, за дослідними даними r= (1…3) 10 ^-3.

Приймаємо: r = .

                           n = 25 об/с .

 

4.2. Визначення  конструктивних параметрів грохоту

 

      Ширину просіючої поверхні грохота  знайдемо з формули продуктивності:

,

де В –ширина сита грохота. Отже,

 

м.

 

Довжина сита грохота:                

                                               .

Число сит в грохоті  – 2.

По геометричним розмірам сита визначаємо вібруючу масу, що складається з маси рами з ситами і матеріалу.

 

 

Оптимальне грохочення відбувається при висоті шару матеріалу  на ситі 1,5...2 максимального діаметра куска.

 

Звідси:

т,

 

  де F- площа корисної поверхні сита, м

,

- густина матеріалу.

Визначаємо масу рами з ситами:

Маса сит:

.

Маса рами:

 

де  – довжина рами, м; - ширина рами, м; - маса швелеру; b - ширина полички    швелеру, м.

 

Маса рами з ситами :

 

.

Приймаючи амплітуду  вібрації визначаємо дебалансний момент:

 

,

 

Звідси прийнявши конструктивно  відстань від центру ваги неврівноваженої частини дебалансу до осі обертання отримаємо масу дебаланса:

 

.

 

4.3. Кінематичний розрахунок грохоту

                                              Рис.4.1. Кінематична схема

 

4.3.1. Вибір електродвигуна

Потужність приводу:

,

де  - діаметр валу у місці встановлення підшипників, м;

- приведений коефіцієнт тертя ковзання підшипника,

- ККД приводу

,

 

Таким чином:

кВт.

Загальне (приблизне) значення передаточного числа для  кожного з чотирьох двигунів в залежності від синхронної частоти обертання:

 

;    ;    ;   

 

де  – частота обертання валу віброгрохота, n = 600 об/хв.

 

;    ;  ; 

 

Виходячи  з кінематичної схеми приводу, загальне передаточне число  ,  де – передаточне число клинопасової передачі. Для клинопасової прередачі рекомендований інтервал передаточних чисел = 2...5, тому

 

;   

Порівнюючи  загальні (приблизні) передаточні числа  кожного з чотирьох електродвигунів  з  мінімальним максимальним передаточними числами та беручи до уваги умову , отримаємо Згідно ГОСТ 195823 – 81 вибираємо двигун 4А90L4У3 з потужністю ; частотою обертання .

 

4.3.2. Розрахунок радіусу дебалансу

 

Радіусом  обертання дебалансу є відстань від осі обертання до центру ваги дебалансу.

Радіус дебалансу:  

r =

 

де  r - відстань від осі обертання до центру ваги дебалансу

 

r =

160мм

 

Радіус обертання  дебалансу r =160мм

 

4.3.3. Розрахунок  клинопасової передачі

 

Вихідні дані для розрахунку потужності, що передається  ведучім шківом:

 

, де  ,

 

, частотою обертання ведучого  шківа  , - попереднє значення передаточного числа клинопасової передачі

Згідно ГОСТ 12843 – 30 вибираємо переріз паса –  А.

Розміри перерізу паса:

h=8мм, b_р=11мм, b_a=13.

Площа перерізу паса    А =81мм²

Маса паса q=0,10кг

Для прийнятого перерізу паса діаметр ведучого шківа  .

Колова швидкість:

 

=

 

де  – діаметр ведучого шківа

- частота обертання ведучого  шківа

- допустима колова швидкість  для даного перерізу паса,

Діаметр веденого шківа (орієнтовано):

,

 

де  - коефіцієнт пружного ковзання паса, .

 

За ГОСТ 20898 – 75 приймаємо 

Уточнюємо передаточне  число:

 

.

 

Відносна похибка передаточного числа:

 

 

Фактична  частота обертання веденого шківа:

Міжосьова відстань (орієнтовно):

 

,

де к=1,1.

При цьому  необхідне виконання умови:

 

,

 

де  h – висота перерізу паса h=8мм,

 

.

Розрахункова  довжина паса:

 

 

Згідно ГОСТ 1284.1 – 80 приймаємо 

Число обертів паса:

 

 

Відповідно прийнятій  довжині паса уточнюємо міжосьову  відстань:

 

 

Кут обхвату ведучого шківа:

 

Потрібна кількість  пасів:

 

- допустима номінальна потужність,

- коефіцієнт динамічності та  режиму роботи передачі,

- коефіцієнт кута обхвату, 

- коефіцієнт, що враховує вплив  на довговічність довжини паса,

- коефіцієнт, що враховує число  пасів у комплекті клинопасової  передачі,

 

 

 

              

4.3.4. Конструювання шківа

 

Вибір матеріалу шківа залежить від швидкості. В зв'язку з тим, що шків виготовляють з сірого чавуна СЧ 15 ГОСТ 1412 – 85. З технологічних  міркувань приймаємо шків зі спицями та з тупицею по ГОСТ 20897 – 75. Шків зображено на (рис. 4.2)

Розрахунковий діаметр  шківа 

Зовнішній діаметр шківа 

Внутрішній діаметр маточини 

Ширина шківа 

 

 

Рис. 4.2 Шків

4.4. Розрахунок на міцність та жорсткість

4.4.1. Розрахунок вала вібратора на статичну міцність

 

  Вихідні дані: розрахункова схема вала (рис.5.1); колова сила Ft = 310 Н; сила, що діє на вал та підшипники Fr = 3778 Н; сила інерції, яку розвиває маса дебалансу

Fm = m (a+r) ω , де а – амплітуда коливань, а = 2,5 10 м, r-  ексцентриситет дебалансу, r = 2,5 10 м, m_g маса дебалансу, m = 27,5 кг, ω – кутова швидкість,

ω = 60,7.

Таким чином Fm = 1316 Н.

Згідно розрахункової  схеми визначаємо опорні реакції:

 

= 0

Fr

0,1 – Fm 0,1 – Rby 0,28 = 0

=0

Ray – Fr –  Rby –Fm = 0

Ray = Rby + Fm + Fr = 1231 + 1316 + 3778  =  6325Н

 

= 0

Rby

0,2 Ft 0,1= 0

Rb =

= 155Н

 

=0

Rax = Ft – Rby = 310 – 155 Н

 

Згідно методу перерізів  будуємо епюри згинаючих моментів:

Мз = = = 379Н

Мз = = = 144Н

 

Приведений момент:

 

Мпр = = = 384,4Н

Мпр = = = 158,6Н

де  - коефіцієнт розбіжності циклів навантаження;  = 0,6.

Рис. 4.3. Cхема навантаження валу

Побудувавши епюру крутних моментів (рис. 5.1) можна побачити, що небезпечним перерізом вала є переріз 1, але так як в перерізі 2 діє де балансний момент, а також на цьому перерізі розташована шпонка, яка являється концентратом напружень, то розрахований у небезпечному перерізі діаметр необхідно збільшити у перерізі 2.

З умов міцності

d

= = = 39.6 мм

Приймаємо d = 40 мм.  Під дебалансом з викладених вище міркувань приймаємо

d = 50 мм

 

4.4.2. Визначення сил напружень та розрахункової довговічності

 

Колова сила:

Сила початкового натягу одного паса:

де g – маса 1м паса, g=0,1 кг/м

 

Сили, що діють на вал та підшипники:

Напруження у ведучій  вітці паса:

де  – напруження від початкового натягу паса,

А – площа перерізу паса, А=81 мм

Напруження згину у  пасі на дузі обхвату ведучого шківа:

Е - модуль пружності для кордкотканевих пасів приймаємо, Е = 70мПа

- відстань від нейтральної  лінії до найбільш напружених волокон,

Напруження, які виникають  у пасі від дії відцентрових сил:

де  - питома маса,

Максимальні напруження у перерізі ведучої вітки паса в місці набігання його

на ведучий шків:

Розрахункова довговічність:

де  - границя витривалості,

m – показник степеня , m = 8

- коефіцієнт, що враховує вплив передаточного числа,

- коефіцієнт, що враховує непостійність навантаження,

 

 

 

 

4.4.3. Розрахунок шпонкових з’єднань

 

    Найбільш небезпечною  деформацією для шпонок та  пазів є згинання від крутного  моменту.

 

зм  =

Звідси:

l

    Для шпонок  по ГОСТ 10748 – 79

    l l – b

    де l – робоча довжина шпонок