Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Определение оптимального режима работы молотковой дробилки с218-А

Введение.

Для производства строительных материалов машиностроительные заводы выпускают самые разнообразные машины и оборудование, причем на ряду с созданием новых происходит непрерывное изменение и совершенствование существующих машин и общее увеличение объема их выпуска.

Большое внимание при создании новых машин и технологических линий отводится вопросам улучшения условий труда обслуживающего персонала, а именно механизации и автоматизации опасных и трудоемких процессов.

Колоссальные издержки, связанные с процессами измельчения, на современном уровне развития производства, вызывают острую необходимость разработки принципиально новых способов измельчения материалов, а также создания на их основе новых технологий и оборудования.

Дробильно-размольная техника прошла свой исторический путь развития, базируясь на достижениях современных ей наук. Это отражено в таких принципах измельчения, как шаровой, вибрационный, самоизмельчение, ударный, ударно-центробежный, струйный и другие.

При выборе дробильно-помольных машин необходимо учитывать: эксплуатационные расходы, удельный расход энергии, степень измельчения, свойства материалов, в частности, материалы должны иметь наименьшие сопротивления возникающим в машинах усилиям в виде удара, истирания, изгиба или их комбинации.

1.Классификация молотковых дробилок, назначение, область применения, конструкция и принцип действия молотковой дробилки

1.1. Классификация молотковых дробилок.

К молотковым дробилкам относятся дробилки ударного действия, где дробимый материал разрушается ударом за счет кинетической энергии движущихся тел. В молотковых дробилках материал дробится главным образом в результате ударов вращающихся молотков, ударов кусков материала об отбойник и раздавливания материала молотками на колосниковой решетке.

По конструктивным признакам молотковые дробилки могут быть классифицированы по следующим основным признакам:

По количеству роторов: однороторные (рис. 1, а, б, д, е) и двухроторные (рис.1, в, г, ж, з);
По конструкции соединения молотков с держателями: дробилки с шарнирно подвешенными молотками ( рис. 1, а, б, в, г) и жестко закрепленными молотками (рис. 1, д, е, ж, з);
По конструктивному оформлению молотков: дробилки с П-образными, плоскими, утолщенными и другой конструкции молотками.
по направлению вращения ротора — реверсивные и нереверсивные;

Рисунок 1. Типы молотковых дробилок с шарнирно и жестко закрепленными молотками.

1.2.Назначение и область применения молотковой дробилки.

В настоящее время молотковые дробилки нашли широкое применение в различных отраслях промышленности строительных материалов. Молотковые дробилки применяют на всех стадиях дробления, вплоть до помола. Предназначены для дробления хрупких и мягких материалов: каменного угля, каменной соли, мела, стекла, гипса, кирпичного боя, огнеупорного боя, квасцов, селитры, известняка, некоторых руд и других малообразивных материалов с влажностью, при которой не происходит замазывания колосниковых решеток. Со снятыми колосниковыми решетками дробилка может применяться для дробления материалов с повышенной влажностью. В цементной промышленности молотковые дробилки используют для предварительного измельчения глины, известняка, мергеля и мела — основных компонентов цемента. Молотковыми дробилками оборудуют колосниковые холодильники для дробления спекшихся кусков цементного клинкера. В асбестовой промышленности молотковые дробилки, получившие широкое распространение, эффективно используют для дробления и распушки асбестовой руды. Дробилки позволяют осуществлять эту операцию в 3—4 стадии.

Молотковые дробилки применяют для получения мелкодисперсного карбонатного сырья, применяемого для производства стекла, наполнителя в пластмассы, а также для производства доломитовой и известняковой муки. При производстве строительного кирпича молотковые дробилки применяют для дробления боя кирпича, угля, сухой глины.

При производстве силикатного кирпича вместо шаровых мельниц устанавливают молотковые дробилки для мелкого дробления извести после ее обжига в шахтных печах.

При производстве гипса молотковые дробилки применяют для первичного и мелкого дробления гипсового камня. Помимо этого молотковые дробилки используют для переработки слюды и слюдяного скрапа, при добыче и переработке каменной соли, фосфатов, селитры, соды.

В угольной промышленности они находят применение для дробления сросшегося с пустой породой угля. В теплоэнергетике молотковые дробилки используют для мелкого измельчения угля, используемого в качестве топлива.

1.3. Конструкция и принцип действия молотковой однороторной дробилки С-218А.

Однороторная молотковая дробилка С-218А состоит из следующих основных узлов: корпуса, ротора, отбойных плит и колосниковой решетки. Верхняя 1 и нижняя 2 части сделаны из прокатной листовой стали. У боковых стенок корпуса расположены подшипники 9, в которых вращается вал 6 ротора 3. Последний представляет собой сборную конструкцию: на валу 6 жестко закреплены (шпонками) диски 4. В каждом диске имеется 6 отверстий, через которые пропущены стержни, служащие осями для молотков 5, шарнирно подвешенных на роторе рядами.

Верхняя часть 1 футеруется отбойными сменными плитами 7. В нижней части 2 корпуса укреплена колосниковая решетка 8. Для наблюдения за дробилкой имеются лазы с крышками 11. Исходный материал, попадая на вращающиеся молотки, подвергается ударному воздействию и отбрасывается на отбойные плиты 7. В результате многократных ударов происходит дробление. Разгружается дробленый продукт через колосниковую решетку 8. Более крупные куски материала додрабливаются на колосниковой решетке. Шарнирное крепление молотков дает возможность избегать поломок при попадании недробимых предметов, так как в таких случаях молотки откланяются на некоторый угол.

Привод ротора осуществляется от электродвигателя через ременную передачу.

К достоинствам молотковых дробилок относятся простота конструкции, надежность, компактность, большая производительность, высокая степень дробления и сравнительно невысокий удельный расход энергии.

К недостаткам молотковых дробилок относится быстрый износ молотков и колосниковой решетки, поэтому они не рекомендуются для дробления крепких, абразивных, а также слишком вязких и влажных материалов, так как решетка быстро забивается, что ведет к снижению производительности.

Рисунок 2. Схема молотковой дробилки С218А.

2. Расчет основных параметров молотковых дробилок .

Основные параметры, характеризующие молотковые дробилки: а) отношение длины L ротора к его диаметру D, измеряемому по наружному краю вращающихся молотков. У современных молотковых дробилок L:D=0,7-1.5; б) окружная скорость ротора принимается равной 25-60 м/с; угловая скорость 300-800 об/мин у крупных и 1100-2500 об/мин- у малых.

Для расчета параметров молотковой дробилки целесообразнее пользоваться приближенными эмпирическими зависимостями.

Производительность молотковой дробилки Q, т/ч, определяется по формуле

V = e *D* L

где L – длина ротора, м;

D – диаметр ротора (диаметр окружности, описываемой концами молотков), м;

e – ширина щелей, мм.

Мощность двигателей молотковых дробилок находят по эмпирической зависимости

N = (0,1÷0,15)Qi

где N – мощность двигателя, кВт;

i – степень измельчения материала();

Q – производительность дробилки, т/ч.

По тем же причинам трудно точно рассчитать рабочие органы молотковых дробилок на прочность. При ориентировочных расчетах в дробилках с шарнирными молотками нагрузка (Н) на стержень молотка и пальцы

T = K_ДР_И

где K_Д – коэффициент динамичности приложения нагрузки;

P_И – центробежная сила инерции вращающейся массы молотка, Н;

P_И = ω²R,

где G – сила тяжести массы молотка, Н

ω – угловая скорость молотка, рад/с;

R – радиус центра тяжести массы молотка от центра вращения вала, м

При соударении молотка и материала молоток теряет скорость, а затем быстро разгоняется до номинальной. Ввиду этого нагрузка прикладывается, как бы мгновенно. При режимах, имеющих место при работе дробилок, коэффициент KД можно принять равным 1,8–2,0.

3. Расчет основных технико-экономических показателей молотковой однороторной дробилки С-218А

3.1 Расчет производительности дробилки.

Производительность молотковых дробилок зависит от конструкции и механических параметров дробилки, т.е. от диаметра, длины и частоты вращения ротора, числа, массы и формы молотков, расположения и профиля отбойных плит, способа загрузки и глубины проникновения кусков в зону ротора. Производительность зависит также от физических свойств дробимого материала: прочности, характеризуемой временным сопротивлением сжатию и растяжению, или дробимости ударом, содержания глинистых веществ, влаги, крупностью исходного и дробимого продукта.

Многочисленность количественно трудно оцениваемых факторов и недостаточность опытных данных при большой изменчиваемости дробимых материалов не позволяют теоретически рассчитать производительность молотковых дробилок. Поэтому для определения ориентировочной производительности пользуются следующими практическими формулами:

Q = (т/ч), (1)

Q=(30÷45) LD (т/ч) (2)

или при дроблении известняков средней твердости до величины кусков 15-25 мм

Q= LDb (т/ч), (3)

где L – длина ротора, м;

D – диаметр окружности, описываемой молотками, м;

n – угловая скорость, об/мин;

k – коэффициент, зависящий от конструкций дробилки и твердости дробильного материала (k≈2);

i – степень измельчения;

b – зазор между колосниками, м.

Расчет производим по формуле (1). Из получившегося значения видно, что производительность составила 31,25 т/ч.

3.2. Расчет мощности дробилки.

Мощность двигателя молотковой дробилки определяют по следующим эмпирическим формулам, в которых мощность зависит от размеров ротора D и L и частоты вращения n.

Мощность двигателя может быть определена по формулам:

N = 7,5DL (1)

N = 0,15 D²Ln (2)

N = (0,1÷0,15)Qi (3)

где N – мощность двигателя, кВт;

D – диаметр, описываемый молотками, м;

L – длина ротора, м;

n – скорость вращения ротора, об/мин;

Q – производительность дробилки, т/ч;

i –степень измельчения.

Расчет производим по формуле (1). Из получившегося значения видно, что мощность составила 37,5 кВт.

4. Тестовый пример расчета основных технико-экономических показателей молотковой однороторной дробилки С-218А.

Диаметр ротора – 600 мм

Длина ротора – 400 мм

Размер кусков до измельчения – 150 мм

Размер измельченного продукта –30 мм

Угловая скорость ротора –1250 об/мин

Габаритные размеры – 1100x1100x1150 мм

Число молотков – 6

Степень измельчения-5

Q = т/ч.

N = 7,5DL = 7,5*0,6*0,4*=37,5 кВт

5. Методы, применяемые для определения оптимального режима работы молотковой дробилки

5.1. Нахождение max значения производительности с помощью метода Фибоначчи.

Метод Фибоначчи заключается:

дан промежуток функции [x₁ x₃], длина которого L₁ = х₃ - х₁(рис.9.). На этом промежутке найти экстремум x₁ ;x₃

  _{X1      L2
x2
x4
x3}

_L1

Рисунок 3. Поиск экстремума функции методом Фибоначчи.

Внутри интервала [x₁ x₃], выбираем точку х₂ на расстоянии L2. Откладываем точку х_4. Вычисляется функция f(x₂) и f(х₄). Затем эти значения сравниваем в том случае, если ищется максисимум, то внутри промежутка остается точка с максимальным значением функции, а отрезок поиска уменьшается.

По методу Фибоначчи :.

L₂ =_L1+ _–,

где F_n-1и F_n – последнее и предпоследнее число Фибоначчи;

n – количество вычислений, - точность вычисления.

Числа Фибоначчи – ряд чисел, представляющий собой первые два числа равные 1,1, последующие же получаются путем суммирования двух предыдущих, т.е. 1;1;2;3;5;8;13……

Симметрично точке х₂ откладываем точку х₁, имеем

х₃ - х₂ = х₄ - х₁

отсюда х₄= х₃ – х₂ + х_1.

Вычисляем значение функции х₂ и х₁ и сравниваем функции f(x₂) и f(x₄). В обычном случае имеет место быть четыре возможных расположения функции и графиков.

f(x2)<f(x4) f(x2)>f(x4)

x2<x4 x1:=x2 x3:=x4

x1 x2 x4 x3 x1 x2 x4 x3

x3:=x2 x1:=x2

x2>x4

x1 x4 x2 x3 x1 x4 x2 x3

Рис.10. Четыре варианта расположения точек в интервале поиска max

функции методом Фибоначчи

В том случае, если f(x2)<f(x4), а x2>x4 то новый интервал будет [x2;x3], а точка x1 перейдет в точку x2.
В том случае, если f(x2)<f(x4), а x2<x4 то новый интервал будет [x1;x2], а точка x3 перейдет в точку x2.
В том случае, если f(x2)>f(x4), а x2<x4 то новый интервал будет [x1;x4], а точка x3 перейдет в точку x4.
В том случае, если f(x2)<f(x4), а x2>x4 то новый интервал будет [x4;x3], а точка x1 перейдет в точку x4.

5.2. Определение min значение мощности методом золотого сечения

Метод золотого сечения является предельной формой поиска методом Фибоначчи Для решения этого метода необходимо знать золотое число τ=1,61806..

τ=1+;

Для нахождения экстремума методом золотого сечения не требуется задание количества вычислений n.

Дан промежуток функции [x₁ x₃], длина которого L₁ (рис. 11).

f(x)

x1 x2 x4 x3

Рисунок 11. Поиск экстремума функции методом золотого сечения.

Внутри интервала [x1;x3] на расстоянии L2 выбираем точку, где L2=L1/τ. Симметрично x2 ставим точку x4.

X4-x1=x3-x2

X4=x3-x2+x1

Вычисляем значения функции в точке x2 и x4. Сравниваем f(x2) и f(x4). В обычном случае имеет место быть четыре возможных расположения функции и графиков.

1) f(x2)>f(x4) 3) f(x2)<f(x4)

x1:=x2 x3:=x4

x2<x4

x1 x2 x4 x3 x1 x2 x4 x3

x2>x4 x3:=x2 x1:=x4

x1 x4 x2 x3 x1 x4 x2 x3

Рис.12. Четыре варианта расположения точек в интервале поиска min

функции методом золотого сечения.

В результате анализа двух рассмотренных значений функции будет определен тот интервал, который должен исследоваться в дальнейшем. В том случае, если мы ищем min, то меньшее значение функции мы оставляем и уменьшаем границы поиска.

В том случае, если f(x2)>f(x4), а x2<x4 то новый интервал будет [x2;x3], а точка x1 перейдет в точку x2.
В том случае, если f(x2)>f(x4), а x2>x4 то новый интервал будет [x1;x2], а точка x3 перейдет в точку x2.
В том случае, если f(x2)<f(x4), а x2<x4 то новый интервал будет [x1;x4], а точка x3 перейдет в точку x4.
В том случае, если f(x2)<f(x4), а x2>x4 то новый интервал будет [x4;x3], а точка x1 перейдет в точку x4.

6. Выводы и рекомендации

Молотковые дробилки отличаются высокой степенью дробления, а также малой массой и незначительной стоимостью. Потребляемая мощность, масса и размеры молотковой дробилки на единицу производительности в 2—5 раз меньше, чем у щековых и конусных дробилок.
Сравнительно небольшие размеры молотковых дробилок позволяют устанавливать их в ограниченных пространствах, например в шахтах.
Герметичность корпуса и возможность плотного присоединения загрузочной и разгрузочной течек позволяют при малых затратах на аспирацию предупредить выброс пыли в окружающую среду Большинство молотковых дробилок обладает малой чувствительностью к попаданию недробимых предметов в камеру дробления. Следует отметить такие преимущества молотковых дробилок, как простота конструкции и удобство обслуживания и ремонта Удобство и быстрота ремонта и обслуживания обеспечиваются легкостью доступа внутрь дробилки благодаря наличию дверок или применению гидравлической системы раскрытия корпуса. Установка молотковой дробилки с динамически сбалансированным ротором не требует сооружения тяжелого фундамента.

Недостатком обыкновенных молотковых дробилок является то, что на них нельзя измельчать пластичные вязкие материалы, так как на решетку и била налипает материал, подвергаемый дроблению. По этой же причине нельзя в таких дробилках измельчать влажные материалы.

Список литературы

Ильевич А.П. «машины и оборудование для заводов по производству керамики и огнеупоров: Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. – М.: Высш.школа, 1979. – 344 с., ил.
Перов В.А., Андреев Е.Е., Биленко Л.Ф. «Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых»: Учеб. пособие для вузов.-4-е изд., перераб. и доп.- М.: Недра, 1990.- 301 с.: ил.
Учебное электронное текстовое издание «ПРОЦЕССЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ». А. Б. Лошкарев, Д.А. Трапезников,

В. Б. Пономарев, А. Н. Калинкин. Подготовлено кафедрой оборудования и

автоматизации силикатных производств. Научный редактор – проф., канд.

техн. наук В. Я. Дзюзер

Серго Е.Е. «дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых»: Учеб. пособие для вузов.- М.: Недра, 1985.-285 с.
Клушанцев Б.В. и др. «Дробилки. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации/ Б.В. Клушанцев, А.И. Косарев, Ю.А. Муйземнек.- М.: Машиностроение, 1990.-320 с.: ил.

Приложение 1.

Программа расчета мощности и производительности молотковой дробилки С-218А.

rogram piq1;

{$APPTYPE CONSOLE}

uses

SysUtils;

const k1=2;

var D,L,n,D1,r1,m1,Q,P:real;

begin

{ TODO -oUser -cConsole Main : Insert code here }

writeln('vvedite ishodnye dannie dlya rascheta molotkovoy drobilki');

writeln('vvedite diametr rotora (0.6-2), m');

readln(D);

writeln('vvedite dlinu rotora(0.4-3), m');

readln(L);

writeln('vvedite chastotu vraschenia rotora(21-33),ob/c');

readln(n);

writeln ('vvedite razmer do izmelcheniya (40-150)');

readln (D1);

writeln ('vvedite razmer posle izmelcheniya (2-30)');

readln (r1);

m1:=D1/r1;

writeln ('m1=', m1:3:10);

Q:=(L*sqr(D)*sqr(n*60)*k1)/(3600*(m1-1));

writeln ('Q=', Q:3:10, 't/ch');

P:=7.5*D*L*n;

writeln('P=', P:3:10,'kVt');

readln;

end.

Блок-схема программы для расчета мощности и производительности

Определение оптимального режима работы молотковой дробилки с218-А 📙 Курсовая → 🆔 149634