Назначение, конструкция и принцип действия бегунов

По способу действия бегуны бывают непрерывного или периодического действия. Смесительные бегуны работают периодически, время обработки массы составляет 12–25 минут.

 

 

Расчёт основных параметров

1) Определение угла захвата.

Углом захвата называют угол, образованный плоскостью чаши и касательными, проведёнными через точки соприкосновения куска материала с поверхностью катка.

 

Рисунок 2

В момент захвата куска материала в точке А возникает сила нормального давления Р и сила F=P f, где f – коэффициент трения (рис.2,схема а).

Возникает также сила противодействия P1 и сила трения P1  f. При равновесии куска имеем:

∑x=0, P sinα – P f cosα - P1  f=0,

P sinα= P1  f+ P f cosα

∑y=0, P1 – P f sinα – P cosα

P1 = P f sinα + P cosα

Получаем:

P sinα=f  P cosα + f P  (cosα + fsinα). (1)

tgα= 2 f/(1 – f2 )

Подставим значение коэффициента трения

 

f=tg2 φ,

где φ – угол трения:

tgα=2tg φ/(1 – tg2 φ)=tg2 φ (2)

α<2 φ (3)

Следовательно, угол захвата должен быть меньше двойного угла трения. Коэффициент трения может колебаться в пределах 0,3 – 0,5, что соответствует углу захвата 30 – 50 ˚.

2) Определение соотношений  между диаметром катка бегунов  и диаметром дробимого материала (рис.2, схема б).

где D – диаметр катка,

d – диаметр куска дробимого материала.

При угле α = 50˚ получаем:

При угле α = 30˚:

D = (4,6…14) d. (6)

 

При D =1800 мм возможная крупность дробимого материала:

dmax =  .

При переработке влажных глин отношение D/d составляет 5…6,

следовательно для бегунов СМ – 365 максимальная крупность исходного материала составляет:

dmax =  .

Для обеспечения надёжного захвата материала максимальная крупность кусков принимается на 20% меньше.

d = 0,8 dmax =0,8   (360…300) = 288…240 мм.

3) Сила нормального давления, действующая на

материал (усилие раздавливание), H:

Pср = σсж  F  Kρ (7)

где σсж – предел прочности материала при сжатии, H/м2 ,

для мягких пород σсж = 80МПа, для прочных σсж ≥ 150МПа

(1 H/м2 = 10-6 МПа); F – площадь дробления, м2 ;

Kρ -коэффициент разрыхления материала (для прочных пород

Kρ = 0,2 … 0,3, для глины Kρ = 0,4 … 0,6).

Полагая, что F=b l = b R β,

где l – длина дуги на участке измельчения материала, м;

R=D/2 - радиус катка, м;

b – ширина катков, м;

β - угол дуги, рад, β = α /2.

Формула (7) принимает следующий вид

При дроблении твердых пород (β=16°40’ ):

Pср = 0,04 σсж  b D, (8)

 

при дроблении глин (β = 24°20’ ):

Pср = 0,1  σсж  b D (9)

Для бегунов СМ – 365:

σсж = 80 МПа = 800000 Н.

B = 0,8 м;

D = 1,8 м.

Pср =0,1  8000000  0,8  1,8=152000 Н.

4) Определение угловой  скорости и числа оборотов  вертикального вала бегунов.

На вращающейся чаше материал находится под действием двух сил: силы трения G f, удерживающей материал на чаше, и центробежной сил mω2  стремящейся отбросить материал

(где r – наружный радиус качения катка; ω – угловая скорость вращения вертикального вала;  - линейная скорость.).

Чтобы материал не отбрасывался к борту чаши должно соблюдаться условие:

Gf  m ω2  r;

Gf  m v2 /r,

где ω – угловая скорость вращения вертикального вала;

m=G/g; v= r n/30.

Тогда:

 

Gf ω2  r;

Gf ,

где n – частота вращения вала.

ω  (рад/с); (10)

n  (об/мин). (11)

Приняв для увлажнённых глин f=0,5 получаем:

Угловая скорость вращения вертикального вала:

ω =2,4 рад/с

Частота вращения вала:

n  = 23,3 об/мин.

5) Определение производительности  бегунов.

Для ориентировочного расчёта производительности бегунов с решётчатым подом используют следующую формулу:

Q =  (м3 /с); (12)

Q = S  l  a  n  60  (м3 /ч); (13)

где S – площадь отверстия в решётчатой плите, м2 ;

l – длина глиняного прутка, м, продавливаемого при каждом набегании катка (l= 25 – 35 мм для глин влажностью 20 – 22%);

а – число отверстий, перекрываемых катком за один оборот вертикального вала;

ω – угловая скорость вертикального вала, рад/с;

n – частота вращения вертикального вала, об/мин;

λ – поправочный коэффициент, λ = 0,8 – 0,9.

Исходные данные для бегунов мокрого помола СМ – 365:

S = 34  2 8 + 2 = 745 мм2 =0,000745 м2 ;

а = 920;

l = 30мм = 0,03м;

λ = 0,8;

n = 22,7 об/мин.

Q = 0,000745  0,03  920  22,7  60  0,8 = 22,4 м3 /ч.

При плотности глины (влажностью 20%) γ = 1450 кг/м3 получим:

Q = 22,4  1450 = 38480 кг/ч = 38,4 т/ч.

6) Определение мощности  двигателя.

Мощность двигателя может быть определена как сумма мощностей, необходимых в основном для преодоления сил трения качения и трения скольжения катков.

N = (N1 + N2 )/ η, (14)

где N1 – мощность, необходимая для преодоления сил трения качения;

N2 – мощность, необходимая для преодоления сил трения скольжения катков.

η – КПД установки, η = 0,5 – 0,8.

Мощность, необходимая для преодоления сил трения качения

N1 =   (кВт), (15)

где G – вес (сила тяжести катка), Н;

 - коэффициент трения качения;

vср – средняя окружная скорость качения катка, м/с:

R – радиус катка, м.

Подставляя в формулу значение средней окружной скорости

vср = r n/30,

получаем

N1 =  ; (16)

N1 =   =   (кВт), (17)

где i – число катков.

Исходные данные:

G = 90000 Н;

= 0,03;

r = 0,9 м;

n = 22,7 об/мин ;

i = 2;

R = 0,9 м.

N1 =   = 12,8 кВт.

Мощность, необходимая для преодоления сил трения скольжения катков:

N2 =   (кВт); (18)

N2 =   =   (кВт), (19)

где   - коэффициент трения скольжения;

b – ширина катка.

Для бегунов СМ – 365:

fск = 0,3;

b = 0,8 м.

N2 =   = 25,7 кВт.

Необходимая мощность электродвигателя:

N = kN   , (20)

где kN – коэффициент мощности двигателя на преодоление пускового момента, kN = 1,1 – 1,5.

N = 1,1  = 60,48 кВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

По сравнению с другими машинами для измельчения материала, например валковыми дробилками, в общем случае бегуны менее эффективны. Поэтому их следует применять только тогда, когда это вызывается специальными технологическими требованиями, когда наряду с измельчением необходимо обеспечить уплотнение, растирание, обезвоздушивание массы (например, при переработке глины).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Сапожников В.А. и др. «Механическое оборудование предприятий  строительных материалов, изделий  и конструкций». М., «Высшая школа». 1971. – 382 с.

2. Ильевич А.П. «Машины и оборудование для заводов по производству керамики и огнеупоров». М., «Высшая школа», 1979. – 343 с.

3. Сапожников Н. Я. «Атлас  механического оборудования»

4. Уваров В.А., Семикопенко И.А., Чемеричко Г.И., «Процессы в производстве строительных материалов и изделий». БелГТАСМ, 2002. – 121с.

5.Учебное пособие по  дисциплине «Механическое оборудование  предприятий строительной индустрии»  Дамдинова Д.Р., Дондуков В.Г.  Издательство ВСГТУ Улан-Удэ 2004