Исследование процесса измельчения в бегунах мокрого помола СМ–365 (стр. 2 из 5)

∑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:

d_max =

.

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

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

d_max =

.

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

d = 0,8

d_max =0,8 (360…300) = 288…240 мм.

3) Сила нормального давления, действующая на

материал (усилие раздавливание), H:

P_ср = σ_сж

F Kρ (7)

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

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

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

K_ρ-коэффициент разрыхления материала (для прочных пород

K_ρ= 0,2 … 0,3, для глины K_ρ= 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’ ):

P_ср= 0,04

σ_сж b D, (8)

при дроблении глин (β = 24°20’ ):

P_ср= 0,1

σ_сж b D (9)

Для бегунов СМ – 365:

σ_сж = 80 МПа = 800000 Н.

B = 0,8 м;

D = 1,8 м.

P_ср=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)