Валкова дробарка з гладкими валками

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»

Інженерно-хімічний факультет

Кафедра хімічного, полімерного та силікатного машинобудування

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

з дисципліни "Процеси та апарати хімічної технології"

Тема курсового проекту: «Валкова дробарка з гладкими валками»

Виконала: студентка ІІІ курсу, гр. ХК-41

Попович Ольга Олександрівна

Керівник: асистент

Куриленко Валерій Миколайович

Київ 2017

Зміст

валковий дробарка гладкий валок

Умовні позначення

Вступ

1. Валкова дробарка з гладкими валками

1.1 Область застосування

1.2 Опис конструкції валкової дробарки

1.3 Принцип роботи валкової дробарки

1.4 Класифікація валкової дробарки

1.5 Переваги та недоліки валкової дробарки

2. Параметричний розрахунок валкової дробарки з гладкими валками

3. Кінематичний розрахунок валкової дробарки з гладкими валками

Висновки

Список використаної літератури та посилань

Умовні позначення

у - межа міцності на стиснення

с - густина матеріалу

Е - модуль пружності

D_сер - середній діаметр матеріалу, який надходить на подрібнення

d_сер - середній діаметр матеріалу готового продукту

N - потужність двигуна

n - частота обертання валків дробарки

D - діаметр валка валкової дробарки

П_с - продуктивність дробарки

і- ступінь подрібнення матеріалу

ККД - коефіцієнт корисної дії

Вступ

Процеси подрібнення матеріалів широко застосовуються в хімічній промисловості. Темпи розвитку хімічної і інших суміжних галузей промисловості потребують удосконалення конструкцій устаткування для подрібнення, підвищення його надійності і працездатності. Крім того, гостро стоїть проблема зниження собівартості продукції, підвищення її якості і збільшення рентабельності виробництва. Дана проблема може бути вирішена шляхом широкого впровадження нової техніки і підвищення ефективності використання діючого обладнання.

Необхідна інтенсифікація процесу подрібнення може бути досягнута тільки на основі глибоких знань як принципу дії і конструкції відповідного обладнання, так і особливостей його експлуатації. (8)

Будівельні машини в даний час невід'ємна частина в будь-якій сфері, яка паралельно або прямо пов'язана з будівництвом. Вони дозволяють поліпшити і проконтролювати якість будівництва, прискорити терміни будівництва, полегшити працю людини в як частково, так і в цілому автоматизуючи процес виробництва в деяких галузях.

У будівництві щорічно споживається велика кількість кам'яних матеріалів: щебеню, гравію і піску. Велика частина цих матеріалів використовується на приготування бетону. Видобуток піску і гравію проводиться в природних відкладеннях механічним або гідравлічним способом, а щебеню з природного каменю шляхом дроблення осаджених скельних порід. Видобувні кам'яні матеріали переробляються на каменедробильних і промивально-сортувальних заводах, а потім у вигляді готового продукту стандартної якості доставляються споживачеві.

У багатьох галузях промисловості будівельних матеріалів керамічної, скляної, цементної та інших широкого поширення набули валкові дробарки, призначені для крупного, середнього, дрібного і тонкого подрібнення матеріалів малої і середньої міцності [6].

Валкові дробарки знайшли широке застосування в різних галузях промисловості, наприклад на гірничо-збагачувальних комбінатах, при виробництві будівельних матеріалів. Особливо ефективні валкові дробарки для подрібнення в'язких і вологих матеріалів. Валкові дробарки незамінні для циклів вторинного дроблення твердих порід, таких як вапняк, вугілля, рудних матеріали [7].

1. Валкова дробарка з гладкими валками

1.1 Область застосування

Валкові дробарки завдяки простоті конструкції широко застосовують у промисловості будівельних матеріалів для середнього і дрібного дроблення матеріалів з високою та середньою міцністю, для подріблення пластичних і крихких матеріалів, глинистих мінералів, вапняку, шамоту, кварцу. Принцип дії валкових дробарок полягає в подрібнюванні матеріалу роздавлюванням, частково стиранням, ударом або згинанням між двома обертовими назустріч один одному валками з гладкою, зубчастою або рифленою поверхнями.

У цих машинах процес подрібнення здійснюється безперервно при затягуванні шматків матеріалу в простір, що звужується між паралельно розташованими валками, які обертаються назустріч один одному.

Валкові дробарки бувають одно-, двох-, трьох- і чотирьохвалкові. Залежно від виду поверхні валків розрізняють дробарки з гладкими, рифленими і зубчастими валками. Дробарки з гладкими і рифленими валками зазвичай застосовують для дроблення матеріалів середньої міцності; дробарки із зубчатими валками - матеріалів малої міцності. Розмір шматків продуктів залежить як від розміру вихідних щілини між валками, так і від типу поверхні робочих органів.

1.2 Опис конструкції валкової дробарки з гладкими валками

Конструкція валкової дробарки (рис.1.2.1) включає в себе раму 1, яка виготовляється зі сталевого лиття або зварюється з листів профільного прокату. Зварені конструкції при меншій вазі характеризуються більшою міцністю. Для зменшення вібрації і шуму станину дробарки часто встановлюють на дерев'яні бруси і кріплять до фундаменту. Рухомий 2 і нерухомий 3 валки складаються з бандажа 4, двох дисків 5, з'єднаних стяжними шпильками 6 і встановлених на валах 7. Вали встановлюють у роликопідшипникових опорах, дві з яких 8, 9 - нерухомо закріплені на рамі. Опори 10, 11 рухомого вала 2 можуть пересуватися уздовж рами за допомогою пристрою для регулювання зазору, який складається зі скоби 12, упорів 13 і пружних елементів 14. Змінні стальні прокладки 15 служать для установки необхідного зазору між валками.

На консольних кінцях валів 7 нерухомого і рухомого валків установлюють маховики 16, що грають одночасно роль приводних шківів з канавками під пасову передачу. За допомогою пасової передачі крутильний момент від електродвигунів 17 передається на маховики. Електродвигуни кріплять на полозках 18 із гвинтами для регулювання натягу ременів.

У процесі роботи поверхні валків спрацьовуються неоднаково по довжині, що порушує встановлений ступінь подрібнювання. Бандажі 4 валків частіше усього відливають з марганцевої зносостійкої сталі і поверхню їх покривають твердим сплавом.

Валки, особливо швидкохідні, повинні бути ретельно відбалансовані, щоб уникнути ударів і струсів при роботі. Вали 7 валків можуть установлюватися також у підшипниках ковзання [9].



Рисунок 1.2.1 Валкова дробарка з гладкими валками

1.3 Принцип роботи валкових дробарок

Принцип роботи валкових дробарок досить простий. Він полягає в тому, що під дією сил тертя матеріалу відбувається розчавлювання його між циліндричними валками, які обертаються з однаковою швидкістю назустріч один одному з подальшим відсіюванням негабаритних шматків гірської породи. Продуктивність валковою дробарки залежить від властивості матеріалу, який необхідно подрібнити, його розміру, а також необхідної крупності готового матеріалу. Крупність готового продукту регулюється за допомогою зміни зазору між валками. Якщо між валками потрапляє недробимый матеріал, то він віджимає валок на пружинах і проходить в розвантажувальну воронку, тим самим запобігаючи поломку дробарки. Якщо дроблення породи підлягають вологі або пластичні, то перед процесом їх бажано висушити, так як може відбутися налипання матеріалу на валки, а це значно знижує продуктивність і призводить до припинення подальшого подрібнення. [5]

1.4 Класифікація валкових дробарок

Валкові дробильні системи діляться на типи відповідно до безліч критеріїв і конструктивних особливостей.

За кількістю робочих органів:

· одновалкові машини - дробильні агрегати, які мають один єдиний приводний валок. Подрібнення відбувається між робочим органом і колосникових гратами;

· двохвалкові - агрегати з одним рухомим валком для регулювання ступеня подрібнення матеріалу, і одним нерухомим робочим органом.

· тривалкові і більш - дробильні системи, які дозволяють домогтися тонкого подрібнення подрібнюваністю матеріалів або ж середнього ступеня подрібнення матеріалів з підвищеною твердістю (Рис 1.4.1)

а - г - одновалкових; д - двохвалкових; е - трьохвалкових; ж - чотирьохвалкових.

Рисунок 1.4.1 Основні конструктивні схеми валкових дробарок

За трансортувальною можливістю:

· мобільні (пересувні) - машини, які можна транспортувати за потребою. Такі агрегати знайшли своє широке застосування в будівництві, де дуже часто виникає можливість в мобільності такого типу;

· стаціонарні - дробарки, які не мають можливості бути транспортованими куди-небудь. Найчастіше такі системи встановлені в усталених технологічних процесах і лініях (металургія, шлакопереробки і т.п.).

За рельєфністю робочих органів:

· дробильні агрегати з гладкою поверхнею робочих органів;

· дробильні системи з рельєфними валками;

· дробарки із зубчатими робочими валками.

1.5 Переваги та недоліки валкових дробарок

Переваги валкової дробарки:

· висока продуктивність;

· низький знос деталей;

· форма готової продукції ідеальна;

· зручність в ремонті та обслуговуванні;

· гідравлічна установка;

· надійність і безпека;

· простота і зручність в установці;

· зручність управління;

· безперервний рух дробильних елементів в дробарці (дозволяє запобігати замазування валків при дробленні досить в'язких і пластичних матеріалів);

· звільнення приймального бункера від елементів дроблення без зупинки дробарки.

· однорідність форми фракції на виході;

Недоліки валкових дробарок

· Інтенсивне і нерівномірне зношування робочих поверхонь валків

при подрібненні міцних і абразивних матеріалів.

· Зношується бандаж в основному в середній частині валка, а це не дає підтримувати стабільний розмір вхідної щілини по всій довжині.

· Порівняно невисока питома продуктивність. [8]

· налипання частин вологого матеріалу на валки;

· невисока ступінь дроблення матеріалів;

· можливі перекоси валу на пересувному валки;

· неможливість дроблення матеріалів при ступеня твердості більше 160 МПа.

2. Параметричний розрахунок валкової дробарки з гладкими валками

Завдання. Розрахувати валкову дробарку з гладкими валками продуктивністю , середнім розміром кусків, що завантажуються, , середнім розміром готового продукту для подрібнювання матеріалу з наступними параметрами: границя міцності на стиск , модуль пружності , густина , коефіцієнт розпушення , коефіцієнт тертя

Вихідні дані:

Модуль пружності матеріалу: E = 2.4 * 10⁴ MH/м²

Границя міцності матеріалу на стиснення: у = 53 НМ/м²

Густина матеріалу: с = 2.2 т/м³

Коефіцієнт розпушення: м=0,4

Коефіцієнт тертя: f=0,35

Продуктивність дробарки: П_с = 28 т/год

Середній розмір шматків, які надходять на подрібнення: D_сер = 0.040 м

Середній розмір шматків готового продукту: d_сер = 0.006 м

Кут захоплення валкової дробарки. Для того, щоб куски матеріалу були затягнуті валками в завантажувальний отвір дробарки, необхідно, щоб кут захоплення був менше двох кутів тертя, тобто

,

Кут захоплення приймаємо рівним 37°.

Діаметр валка, м:

=0.618

При розрахунку прийнято .

Максимальна частота обертання валків,об/с:

nmax=0.32*((0.35/2.2)*0.04*0.618=0.812 об/с

Продуктивність дробарки, т/год:

Пр=3600*3,14*0,618*0,618*0,006*0,812*2,2*0,4=18,512 т/год

де - довжина валка, м.

Потужність двигуна, кВт:

N=17.586 кВт

з урахуванням для валкових дробарок

Пv=Пр/р

Пv=28/2,2=12,727

Ступінь подрібнювання:

i=Dcep/dcep

і=0,04/0,006=6,667

3. Кінематичний розрахунок валкової дробарки з гладкими валками

Потужність даної дробарки складає:

N = 17,586 кВт;

Частота обертання валків:

n = 0,812 об/с = 48,7 об/хв.

Вибираємо електродвигун

Висновки

Тема курсового проекту є «Валкова дробарка з гладкими валками». У ході виконання роботи було детально відображено класифікацію дробарок, область їхнього застосування, принцип дії, переваги і недоліки.

Також детально описані основні принципи схеми дробарок, їх призначення та основні параметри. Ретельно описано конструкцію валкової дробаркиз гладкими валками.

Було здійснено параметричний розрахунок валкової дробарки, у ході якого були визначені такі величини:

Діаметр валка: D=0.618 м

Максимальна частота обертання валків: n = 0,812 об/с = 48,7 об/хв.

Продуктивність дробарки: Пр=18,512 т/год

Потужність даної двигуна складає: N = 17,586 кВт;

Список використаної літератури та посилань

1. Дубинін А. І., Ханик Я. М., Атаманюк В.М. Обладнання для подрібнення матеріалів: - Львів: НУ “Львівська політехніка”, 2005. 140с..

2. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. / В.А.Бауман и др. М.: Машиностроение, 1981. 324 с.

3. Сапожников М.Я., Дроздов Н.Е. Справочник по оборудованию заводов строительных материалов. М.: Стройиздат, 1970. 488 с.

4. Ильевич А.П. Машины и оборудование для заводов по производству керамики и огнеупоров. М.: Машиностроение, 1968. 356 с.

5.Інтернет ресурс http://plastmasa.com/valkova-drobarka/.

6. Інтернет ресурс: http://otherreferats.allbest.ru/manufacture/00157882_0.html.

7. Інтернет ресурс: http://www.mpoltd.ru/poleznoe/211-valkovaya-drobilka-ustrojstvo-printsipy-raboty.html.

8. Борщёв В.Я. Оборудование, для измельчения материалов: дробилки и мельницы издательство Тамбовского Государственного Технического Университета, 2004. 3 ст.

9. Процеси та апарати хімічних виробництв Уклад.: О.М. Тимонін, І.В. Коваленко, В.В. Малиновський. К.: НТУУ «КПІ», 2014. ст 18.

Размещено на Allbest.ru