Главная / Образцы дипломных работ

Расчёт валковой дробилки для измельчения глины.

Внимание: Акция! Курсовая работа, Реферат или Отчет по практике за 10 рублей!
Только в текущем месяце у Вас есть шанс получить курсовую работу, реферат или отчет по практике за 10 рублей по вашим требованиям и методичке!
Все, что необходимо - это закрепить заявку (внести аванс) за консультацию по написанию предстоящей дипломной работе, ВКР или магистерской диссертации.
Нет ничего страшного, если дипломная работа, магистерская диссертация или диплом ВКР будет защищаться не в этом году.
Вы можете оформить заявку в рамках акции уже сегодня и как только получите задание на дипломную работу, сообщить нам об этом. Оплаченная сумма будет заморожена на необходимый вам период.
В бланке заказа в поле "Дополнительная информация" следует указать "Курсовая, реферат или отчет за 10 рублей"
Не упустите шанс сэкономить несколько тысяч рублей!
Подробности у специалистов нашей компании.

Код работы:	K001168
Тема:	Расчёт валковой дробилки для измельчения глины.

Содержание

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
филиал ИРНИТУ в г. Усолье-Сибирском
кафедра химической технологии неорганических веществ и материалов

Допускаю к защите
Руководитель Зыкова Ю.А
_______________________
ФИО

Расчёт валковой дробилки для измельчения глины

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине

Оборудование и основы проектирования

1.005.00.00.ПЗ

Выполнил студент группы ___УХТб-12_ _________ А.А Теплухина
шифр Подпись И.О. Фамилия

Нормоконтроль _________ _______ Ю.А Зубцова
Подпись И.О. Фамилия

Курсовой проект защищен с оценкой _________________

Усолье-Сибирское 2016 г.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ

УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой
_________________________
«___» _____________ 20 ___ г

ЗАДАНИЕ № 5
НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ (КУРСОВУЮ РАБОТУ)

По курсу :
Оборудование и основы проектирования»____________________________________

Студентке:
Теплухиной Анастасии Алекксеевне

Тема проекта:
Расчёт валковой дробилки для измельчения глины

Исходные данные
Материал – глина; объёмная масса глины – 1,6 т/м3; расстояние между валками
– 3 мм; диаметр валка – 500 мм; ширина валка – 800 мм; число оборотов валков
– 180 об/мин.

Рекомендуемая литература
В.Г. Байсоголов. Механическое и транспортное оборудование заводов
огнеупорной промышленности.
А. П. Ильевич. Машины и оборудованиядля заводов огнеупорной промышленности.
М. Я. Сапожников. Механическое оборудование предприятий строительных
материалов, изделий и конструкций.

Графическая часть на 1 листе.
Дата выдачи задания «_5_» февраля 2016 г.

Дата представления проекта руководителю «_20_» _апреля_ 2016 г.

Руководитель курсового проектирования __________________ Ю.А Зыкова
Содержание

Введение..............................................................................................................................4
1. Область применения и классификация валковых дробилок......................................5
1.1 Конструкция валковых дробилок................................................................................7
2. Расчёт валковой дробилки...........................................................................................12
Заключение........................................................................................................................17
Список использованных источников..............................................................................18

Введение

Значимость промышленности строительных материалов в государстве огромно от уровня производства, целиком зависят темпы и качество строительных работ.
Основными тенденциями технического прогресса промышленности строительных материалов считаются:
1) Формирование новейших и улучшение технологического процесса, которые обеспечивают приобретение продукции с наименьшими расходами энергетических, материальных и трудовых ресурсов;
2) Приобретение новых типов строительных материалов и изделий с заданными свойствами, отвечающими самыми высокими требованиям строительства;
3) Обширное введение малоотходных и безотходных технологий, применение вторичных продуктов производства.
Валковая дробилка, представляет собой размельчающее спецоборудование, снабжается валками с закрепляющими на них зубчатыми сегментами, имеющая форму многогранника, прочно насаженный на вал. Служит для дробления горных пород за счёт затягивания материала силой трения и раздавливания между двумя параллельными цилиндрическими валками, которые вращаются с одинаковой скоростью навстречу друг другу и отсеивания негабаритных кусочков горной породы.
Дробление – это разделение материалов на мелкие частицы. Существуют задачи дробления разных материалов: зерна, пластмасс, твёрдых бытовых отходов, биологических отходов, горной породы и др.
Дробление является частью процесса измельчения, когда идет речь о необходимости сократить размер с крупности два метра и менее до крупности единиц, десятков и сотен миллиметров

1 Область применения и классификация валковых дробилок

Главным рабочим органом валковой дробилки является цилиндрический валок, крутящийся на горизонтальной оси. Материал для дробления подают сверху, затем затягивается между валками футеровкой камеры дробления и в результате этого дробится [2].
По конструкции валковые дробилки делятся на: одно-, двух- и четырехвалковые. Одна пара валков располагается над другой, т. е. четырехвалковая дробилка, подобна двухвалковой, которая смонтирована в один корпус.
Поверхность валка бывает: гладкая, рифленая, ребристая и зубчатая. Сочетание дробящей поверхности являются разными: к примеру, два валка могут быть гладкими, либо одна гладкая, а другая рифленая.
При одинаковых диаметрах рифленая и зубчатая валки захватывают больше крупных кусков материала, чем гладкие. Если D – диаметр валков, d – диаметр куска материала, то при дроблении пород средней прочности соотношение D/d для гладкого валка составляет 17 – 20, а для рифленого и зубчатого 2 – 6.
Существует лабораторная валковая дробилка типов ДГ, ДВГ с диаметром валков до 200 мм.
Промышленная валковая дробилка имеет диаметр валка 400 – 500 мм и длину, равную 0,4 – 1,0 диаметра (длина зубчатых валков может быть больше, чем диаметр).
Валковую дробилку используют для среднего и мелкого дробления материала в основном средней прочности 150 МН/м2 на гладких и рифленых валках и мягких 80 МН/м2 – на зубчатых валках.
В производстве строительных материалов наибольшее pacпpостранение получила двухвалковая дробилка. Она измельчает влажные и вязкие материалы (например, глина). Так как другие дробилки забивают материал, то на валковой дробилке устанавливаются специализированные скребки, которые убирает прилипший материал с поверхности валков.

Рисунок 1 – Принципиальная схема валковой дробилки

Валки вращаются навстречу друг другу и дробят попавший материал, при этом он раздавливается и частично истирает. Иногда для увеличения истирающего эффекта, необходимого при измельчении некоторых материалов, валкам сообщают разную окружную скорость (см. рисунок 1).

Подшипники вала одного из валков опираются на пружины и могут перемещаться. В результате этого при попадании недробимого предмета один валок может отойти от другого и пропустить недробимый предмет, после чего под действием пружин возвратится в исходное положение.
Привод валков осуществляется так, как показано ниже. От двигателя через клиноременную и шестеренчатую передачи приводится во вращение один валок, другой валок связан с первым шестернями с удлиненными зубьями, допускающими отход валков при пропуске недробимых предметов (см. рисунок 2, а).

а – схема двухвалковой дробилки с шестернями с удлинёнными зубьями;
б – схема дробилки индивидуально для каждого валка;
в – схема дробилки через редуктор и карданные валы.
Рисунок 2 – Кинетические схемы валковых дробилок

Такое кинематическое решение довольно сложно, кроме того, оно не обеспечивает нормальную работу шестерен с удлиненными зубьями в условиях динамических нагрузок и абразивной пыли. Поэтому в последнее время каждый валок стали приводить от электродвигателя (см. рисунок 2, б) или через редуктор и карданные валы (см. рисунок 2, в).

1.1 Конструкция валковых дробилок

На рисунке 3 показан общий вид валковой дробилки с двумя валками, один из которых гладкий, другой рифленый. Подшипники одного из валков крепятся к корпусу дробилки 1 подшипники другого крепятся к подвижной раме 3, соединенной с корпусом шарниром 2.
В верхней части корпус и рама связаны между собой предохранительным механизмом 4, состоящим из системы тяг и пружин, позволяющих регулировать зазор между валками, а также допускающих расхождение валков при попадании недробимого предмета. В этом случае валок вместе с подвижной рамой и установленным на ней электродвигателем поворачиваются вокруг шарнира и зазор между валками увеличивается. После прохождения недробимого предмета пружины возвращают валок в первоначальное положение. Усилие, необходимое для дробления материала, обеспечивается предварительным поджатием пружин.

1 – корпус дробилки; 2 – шарнир; 3 – подвижная рама; 4 – предохранительный механизм.
Рисунок 3 – Общий вид валковой дробилки с двумя валками

Каждый валок имеет шкив, поэтому при работе дробилки развивается дополнительный маховой момент, в результате чего дробление материала происходит более равномерно.
Привод каждого валка осуществляется клиноременной передачей от электродвигателей, установленных на корпусе и подвижной раме, поэтому при расхождении валков межцентровое расстояние клиноременной передачи не изменяется.
Бандаж валка состоит из отдельных секторов, что позволяет быстро, не разбирая дробилки, заменять износившиеся бандажи. Бандажи изготовляют из марганцовистой стали.

В промышленности строительных материалов для переработки глиняной массы и удаления из нее камней применяют так называемые дезинтеграторные вальцы. Они состоят из двух валков, из которых валок 1 большего диаметра имеет гладкую поверхность, а на рабочей поверхности валка 3 меньшего диаметра предусмотрены ребра высотой 8 – 10 мм. Ребристый валок совершает 500 – 600 об/мин, гладкий 50 – 60 об/мин. Исходный материал загружается в воронку 2 и поступает на быстроходный валок. Комок глины, ударяясь о ребро валка, деформируется, теряет скорость и затягивается в зазор между валками. Твердые включения, например камни, будут отбрасываться ребрами валка и попадать в отводной лоток. Таким образом, в дезинтеграторных вальцах измельчение глины сочетается с ее очисткой от твердых примесей (см. рисунок 4).

1, 3 – валок; 2 – воронка.
Рисунок 4 – Схема дезинтеграторных вальцов

Для переработки глиняной массы предназначены также дырчатые вальцы конструкции ВНИИСтройдормаша. Ниже показаны общий вид (а) и кинематическая схема (б) дырчатых вальцов. Они состоят из тихоходного 1 и быстроходного 2 валков, каждый из которых приводится во вращение от отдельного электродвигателя 3 через редуктор 4 для быстроходного валка и через редуктор 4 и зубчатую пару 5 для тихоходного валка. Тихоходный валок опирается на предохранительные пружины 6 и при попадании в исходном материале недробимых предметов может отходить от быстроходного валка, пропуская этот предмет.

а – общий вид дырчатой валковой дробилки;
б – кинематическая схема дырчатых вальцов.
Рисунок 5 – Кинематическая схема дырчатой валковой дробилки

Поверхности валков дырчатые. Исходная масса подается в приемную воронку и затягивается между двумя валками, вращающимися навстречу один другому, где глиняная масса разминается, растирается благодаря разной окружной скорости валков и продавливается сквозь отверстия внутрь валков; далее она попадает на отводящий конвейер. При этом твердые включения, имеющиеся в глиняной массе, дробятся, так как сила предварительного натяжения пружин тихоходного валка рассчитана на такие усилия.
В валковых дробилках чаще всего изнашивается средняя часть бандажей (по длине), в результате чего крупность дробленого продукта получается неравномерной. Поэтому на некоторых дробилках предусмотрены устройства, более равномерно распределяющие по длине валков исходный материал, а также приспособления для проточки бандажей во время профилактических ремонтов [2].

1, 2 – гладкие валки.
Рисунок 6 – Валковая дробилка с гладкими валками

На рисунке 6 представлена конструкция валковой дробилки с гладкими валками 1 и 2, предназначенной для мелкого дробления глиняных пластичных материалов (величина зерна до 4 мм)[3].

а – рабочая поверхность из отдельных колец с зубцами;
б – рабочая поверхность с продольными рёбрами.
Рисунок 7 – Конструкция зубчатых валков

Зубчатые валковые дробилки предназначаются в основном для среднего измельчения различных пород. Они служат для предварительного измельчения глин сланцевых или особо плотных, а также для измельчения хрупких материалов. Валки дробилок данного типа состоят из чугунного корпуса (ступицы), на внешней поверхности которого закрепляется рабочая рубашка с зубьями. Рубашка обычно изготовляется из закаленного чугуна, углеродистой или марганцовистой стали и может быть цельной или составленной из сегментов.
В ряде конструкций рабочая поверхность составлена из отдельных колец, отливаемых вместе с зубцами (см.рисунок 7, а).
В керамической промышленности находят применение так называемые дифференциальные зубчатые валковые дробилки, в которых измельчение материала происходит в основном вследствие разницы между окружными скоростями валков. Окружная скорость валков зубчатых дробилок принимается обычно равной 2 – 3 м/сек. В зубчатых же вальцах дифференциального типа один из валков вращается со скоростью 0,3 – 0,4 м/сек, а второй 1,2 – 1,5 м/сек. Ширина валков в среднем равна 0,54 – 0,7 от диаметра валка.
В дробилках с ребристыми валками вместо зубьев на рабочей поверхности имеются продольные ребра (см.рисунок 7, б).

1 – ступица; 2 – зубчатый сегмент; 3 – ось ; 4 – щека; 5 – дробящая плита;
6 – тяга; 7 – пружина.
Рисунок 8 – Схема одновалковой дробилки

К группе валковых дробилок относятся также так называемые одновалковые дробилки (см.рисунок 8), применяемые на цементных заводах для измельчения вязких пород средней и малой твердости (мергеля). На ступице 1 дробильного валка закрепляются при помощи болтов зубчатые сегменты 2 (или бандаж с зубьями). В передней части дробилки на оси 3 шарнирно подвешивается щека 4 с укрепленной на ней дробящей плитой 5. Две тяги 6 с пружинами 7 удерживают щеку в рабочем положении. Наличие тяг и пружин исключает возможность поломки дробилки при попадании в нее посторонних предметов. Степень измельчения в дробилках данного типа доходит до 15 и более. Валок снабжен зубьями различной высоты: более высокие зубья захватывают и дробят крупные куски, а зубья меньших размеров дробят материал уже до требуемого размера.

2 Расчёт валковой дробилки

2.1 Определение угла захвата

Углом захвата ? называется угол, образованный касательными, проведёнными через точки соприкосновения куска материала с поверхностями валков и определяется следующим выражением [3]:

f ? tg ?, (1)

где f ? коэффициент трения дробильного материала, для кусков глины составляет 0,45.
Тогда ? = 24014?.

2.2 Определение производительности валковой дробилки

Производительность валковой дробилки определяется по формуле:

QV = B · a · v · k , (2)

где В ? ширина валков, м;
а ? зазор между валками, м;
v ? окружная скорость валков, м/сек;
k ? коэффициент, учитывающий использование ширины валков и степень разрыхления материала.
Для глин k принимается равным 0,6.
Окружная скорость валков определяется по формуле:

v = ? · D · n, (3)

где n ? число оборотов валков, об/сек;
D ? диаметр валка, м.
Тогда
v = 3,14 · 0,5 · 3 = 4,71 м/сек.

Подставим значения полученное по формуле (2) в формулу (3) и окончательно получим:

QV =0,8 · 0,003 · 4,71 · 0,6 = 0,007 м3/сек = 38,6 т/ч.

3. Определение числа оборотов валков

Допустимое значение оборотов валков определяется по формуле:

nнаиб ? 102,5 · ?(f/(?_(об )?d ?D)) , (4)
где d ? диаметр поступающего куска, м.
?об ? объёмная масса материала, кг/м3.
Принимаем d = D/20 = 0,025 м, тогда

nнаиб ? 102,5 · ?(0,45/(1600?0,025 ?0,5)) = 15,4 об/сек.

Практически с целью уменьшения износа рубашки валков окружную скорость принимаем равной и находим по формуле:

nпракт = (0,4 ? 0,7) · nнаиб , (5)

nпракт = 0,4 · 15,4 = 6,2 об/сек.

4. Определение потребляемой мощности

Среднее удельное давление на валок можно определить по формуле:

pср = k · ?т ? (2 ? h_(н.с))/((?-1) ? ?h) ? [(h_(н.с)/h_к )^?-1] , (6)

где k ? коэффициент, принимаемый равным 1,15;
?т ? предел текучести, н/м3;
hн.с ? толщина нейтрального слоя, м;
?т ? коэффициент, определяемый по соотношению

? = ?/(tg ?/2) , (7)
где ? ? коэффициент трения между материалом и валком;
? ? угол захвата;
?h ? линейное обжатие материала, м.
Величину hн.с можно приближённо определить по формуле:

hн.с ? ?(h_(н )? h_к ) , (8)

где hн ? начальная толщина поступающего материала, равная наибольшему размеру поступающих кусков, м.
hн = ?h + hк , (9)

?h = 2 · R · (1 – cos ? ). (10)

Тогда получим:

?h = 2 · 0,25 · (1 – 0,911) = 0,044 м.

hн = 0,044 + 0,003 = 0,047 м.

hн.с ? ?(0,047? 0,003) = 0,012 м.

По формуле (7) находим при ? = 0,4 ? 0,45:

? = 0,425/0,215 = 2.

Предел текучести для глин изменяется в зависимости от влажности их в пределах ? = (3?5) · 105 н/м2.
Подставим полученные значения в формулу (6), найдём:

pср = 1,15 · 4·105 ? (2 ? 0,012)/((2-1) ? 0,044) ? [(0,012/0,003)^2-1] = 3679500 Н ? 3,68 Мн/м2.

Площадь, по которой будет действовать это давление, определяется по формуле:

F = B · l , (11)

где l ? длина дуги, на которой измельчается материал, м.

l = R · ? , (12)

где ? ? выражено в радианах, при 0,423.
Тогда
F = 0,8 · 0,25 · 0,423 =0,085 м2.

Окончательно получим, что

Рср = рср · F , (13)

Рср = 3679500 · 0,085 = 312758 Мн.

Вводя коэффициент, учитывающий использование ширины валков и степень разрыхления материала k = 0,6 , получим:

Рср.ф = Рср · k ; (14)

Рср.ф = 312758 · 0,6 = 187655 н.

Суммарный путь, пройденный точкой приложения сил, определяется по формуле:

S = 2 · R · (1 ? cos ?/2) , (15)

S = 2 · 0,25 · (1 ? 0,978) = 0,011 м.

Работа совершаемая силами трения определяется по формуле:

A = Рср.ф · S ; (16)

A = 187655 · 0,011 = 2064,2 нм.

При этом расход мощности составит:

N1 = A · n , (17)

где n ? число оборотов валков, об/сек.

N1 = 2064,2 · 3 = 6192,6 Вт = 6,19 квт.

Принимаем, что глиняная масса, поступающая на валковую дробилку, скользит относительно поверхности валков, и следовательно появляется сила трения между материалом и валком.
Мощность, затраченная на преодоление трения, определяется по формуле:

G = ?(Q^2+ P_ср^2 ) , (18)

где Q ? сила тяжести валка, н.

Q = m · g , (19)

где m ? масса на ускорение, кг.

Q = 375 · 9,81 = 3679 н.

G = ?(?3679?^2+ ?187655?^2 ) = 187691 н.

Расход мощности на трение в подшипниках определяется по формуле:

N3 = ? · d · 2 · f · G · n , (20)

где f ? приведённый к валу коэффициент трения качения;
d ? диаметр цапфы валка, м.

N3 = 3,14 · 0,1 · 2 · 0,001 · 187691 · 3 = 354 вт = 0,35 квт.

Nобщ = N1 + N2 + N3 , (21)

Nобщ = 6,19 + 2,79 + 0,35 = 9,33 квт.

Передача от двигателей на шкивы валков клиноремённая. Коэффициент полезного действия клиноремённой передачи ? = 0,95.
Тогда получим:

Nдв = N_общ/? , (22)

Nдв = 9,33/0,95 = 9,82 квт.

Выбираем электродвигатель мощностью 11 кВт.

5. Определение усилий пружин.

Нередко силу нажатия пружин относят к единице длины валков.
В этом случае рассчитывается по формуле:

P = ?? · B , (23)

где ?? – предел прочности, н/м.
При дроблении пластичных влажных глин, вальцами окончательно мелкого дробления ?? = (3 ? 4) · 105 н/м.

P = 3 · 105 · 0,8 = 240000 н.

Заключение

В курсовой работе был произведён расчёт валковой дробилки и определили:
1.Угол захвата – 24014?.
2. Производительность валковой дробилки – 38,6 т/ч.
3. Число оборотов валков – 6,2 об/сек.
4. Потребление мощности – 9,82 кВт.
5. Мощность электродвигателей – 11 кВт.
6. Усилие пружин – 240000 Н.

Список использованных источников

1. Википедия // Валковая дробилка URL: https://ru.wikipedia.org/wiki (10.03.2016).
2. Материалы и изделия технологии и оборудование // Валковая дробилка. Область применения и классификация. URL: http://forpsk.ru/index.php (10.03.2016).
3.Сапожников М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. Учеб. для строительных вузов и факультетов. – М.: «Высш. школа», 1971. – 382 с.
4. Байсоголов В.Г. Механическое и транспортное оборудование заводов
огнеупорной промышленности. – М.: Металлургия, 1984. – 294 с.
5. Ильевич А. П. Машины и оборудования для заводов огнеупорной промышленности. – М.: Машиностроение, 1968. – 355 с.

.......................

Для получения полной версии работы нажмите на кнопку "Узнать цену"

Узнать цену

Каталог работ

Похожие работы: