Усовершенствование камнеотделительной машины Р3-БКТ (стр. 4 из 6)

где

- полезный объем воздуха, перемещаемого в сети, м³/ч;

Принимаем его равным

= 4800 м³/ч, т. к. площадь ситовой поверхности осталась неизменной.

- фактический объем воздуха, подсасываемого по длине воздухопроводов, м³/ч, принимается 5 % от , м³/ч.

Объем воздуха, подсасываемого при работе осадочной камеры, ΔQ_о.к.,м³/ч, принимается равным 5% от полезного объема воздуха перемещаемого в сети.

Тогда, Q_в=4800 +240+275 = 5317, м³/ч

3.1.2.2 Определение давления создаваемого вентилятором

Полное давление вентилятора H_в, Па, с учетом коэффициента запаса на неучтенные потери:

, где

- сопротивление сети, Па.

= Н_м+∑(R∙l+∑ζ∙H_g)+H_о.к., Па

, где Н_м – потери давления в машине;

∑(R∙l+∑ζ∙H_g) – потери давления по длине и в местных сопротивлениях, Па

H_о/к – потери давления в осадочной камере, Па

Т.к. потери давления по длине и в местных сопротивлениях малы ввиду незначительной длины воздуховодов учитывать их не будем., следовательно:

= Н_м+H_о.к.=750+1040 = 1790 Па

Н_в= 1,1Н_с=1970 Па

3.1.2.3 Аэродинамическая характеристика предварительно подобранного вентилятора

Используя универсальные характеристики вентиляторов, определяется положение рабочей точки вентилятора в сети. Рабочая точка находится на пересечении основных параметров работы вентилятора в сети: Q_в и Н_в . Положение рабочей точки дает возможность определить необходимую частоту вращения рабочего колеса n_в и коэффициент полезного действия η_в

Вентилятор будет правильно подобран к сети при выполнении следующих рекомендаций:

1) к сети подобран вентилятор, имеющий более высокий КПД, при этом КПД выбранного вентилятора отвечает условию:

2) рабочая точка на универсальной характеристике располагается правее линии максимального КПД;

3) к сети следует подбирать по возможности вентилятор меньшего номера

Согласно вышеуказанным рекомендациям предварительно подбирается вентилятор марки ВР-86-77-3,15 со следующими параметрами: n=2850 об/мин;

0,758.

Рисунок 7 - Аэродинамическая характеристика вентилятора ВР-86-77-3,15

3.1.3 Проектирование трассы сети рециркуляции

3.1.3.1 Проектирование перехода к осадочной камере

Площадь аспирационного отверстия:

, где D_а.о- диаметр аспирационного отверстия, м.

В нашем случае D_а.о=0,315 м, тогда

=3,14∙0,315²/4 = 0,078 м2

Определяется площадь входного отверстия у осадочной камеры

, м²:

F_вх= a∙b

где a– длина входного патрубка осадочной камеры, м.

b- ширина входного патрубка осадочной камеры, м

F_вх = 0,4∙0,29 = 0,116 м²

Так как

, то данный переход является диффузором.

Длина конфузора принимается из конструктивных соображений

Определяется угол сужения конфузора α_к:

,

.

3.1.3.2 Проектирование перехода от вентилятора

Определяем диаметр воздухопровода, идущего от вентилятора:

, где V – скорость воздуха на участке сети после вентилятора, принимается 10 м/с

, Q – объем воздуха перемещаемого в сети с учетом подсоса воздуха по длине и в осадочной камере

Принимаем наименьший стандартный диаметр

Определяем площадь воздухопровода, идущего от вентилятора, м²:

, где D_возд - диаметр воздухопровода на участке после вентилятора, м.

В нашем случае D_возд=0,18 м, тогда

=3,14∙0,18²/4 = 0,0254 м2

Определяется площадь входного отверстия у вентилятора

, м²:

F_вых= а∙b , м²

где a,b – стороны выходного отверстия вентилятора, м.

F_вх = 0,221·0,221 = 0,0488 м²

Так как

, то данный переход является диффузором.

Рисунок 8 – Эскиз перехода от вентилятора

Длина конфузора принимается из конструктивных соображений

Определяется угол сужения конфузора α_к:

,

.

3.2 Энергетический расчет

Энергетический расчет сводится к нахождению мощности на валу вентилятора и подбору электродвигателя.

Определяем мощность на валу вентилятора, N_в, кВт

Определяем мощность электродвигателя для привода вентилятора, N_э, кВт

где

- коэффициент запаса мощности,

.

_{Принимаем электродвигатель АИР 100L4/2 с установленной мощностью 4,75 кВт и частотой вращения 2850 об/мин.}

3

3.1

3.2

3.3 Прочностные расчеты

элементов камнеотборника Р3-БКТ-Р

3.3.1 Расчет на продольный срез углового сварного шва внахлест

Выберем сварной шов внахлест, соединение стойки вертикальной короткой 2 и стойки горизонтальной короткой 5 (см. сборочный чертеж рамы сварной КП 260601. 03. 300СБ)

Требование расчета имеет вид:

,

560 МПа.[2]

где

наибольшее суммарное касательное напряжение от рабочих нагрузок.

допустимое напряжение шва.

Рассмотрим уголок (стойку горизонтальную короткую 5)приваренный П-образным швом к стойке вертикальной короткой 2. Он будет нагружен силой Р – четверть силы тяжести от действия веса осадочной камеры.Она будет создавать изгибающий момент М = Pl, относительно центра тяжести О периметра швов. Наиболее нагруженными являются точки А и В. В них возникают под действием силы Р и момента М напряжения

и

соответственно: