Материал: Роторные дробилки. Конструкции и расчеты. Шарипов Л.Х
Высота h шарового сегмента может быть найдена графически, если известна средняя глубина проникновения куска в рабочую камеру hср. Угол αс при
υр = 30 м/с составляет 220 ( рис. 10.2). При αс = 220 значение h = 0,32 (рис. 10.3).
Рис. 10.2. Зависимость величины угла скола от окружной скорости ротора
Рис. 10.3. Схема для определения высоты шарового сегмента
61
kc |
= |
2 ×0, 32 |
= 0,58; |
Km |
= 0, 75 ×0,582 ×(1- |
0, 58 |
) = 0, 203; |
|
|
||||||
|
1,1 |
|
|
3 |
|
||
S p |
= 0, 203×1920 ×30 ×(0, 45 +1) = 17500 |
кг× м |
(Н ×с). |
|
|||
|
|
с |
|
|
Время действия ударной силы |
||
Среднее время удара по данным ВНИИСтройдормаша может быть выражено эмпирической формулой, с,
ty = 0, 005×υp−0.5 .
Наибольшее значение ударного импульса определяется по зависимости
|
|
|
Spm = Sp ×[1+ 0,16×( |
Lp |
-1) × KQ ], |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Dmax |
|
||
где |
L p |
– |
отношение длины ротора к размеру исходного куска; KQ – |
коэф- |
|||
|
|||||||
Dmax |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
фициент использования максимальной производительности. Данной формулой следует пользоваться при условии, что
L p ³ 2.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Dmax |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При |
Lp |
<2 следует принимать Spm = Sp. В нашем случае |
Lp |
= |
1,6 |
=1, 45. |
|||||||||||||
D |
D |
|
|
1,1 |
|||||||||||||||
|
max |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
max |
|
|
|
|
|
|
Величина максимальной ударной силы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2×17500× |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P = |
2× S |
p |
= |
υp |
= 383×105 H. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
y |
|
ty |
|
|
0, 005 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Момент инерции ротора |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
Момент инерции вала ротора |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Вал ротора - ступенчатый с d = 0,36 м, l = 1,36 |
м, d1 = d2 = 0,3 м, |
|||||||||||||||||
2l1 = 0,555 м (l1 = l2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Масса ступени 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
m = π ×d 2 ×l ×γ |
= |
3,14 ×0,362 ×1,36×77008,5 |
=1086 |
H ×c2 |
, |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
1 |
4× g |
|
|
|
|
|
4 ×9,81 |
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где γ – удельный вес материала вала, H/м3, ( γ = 7850 ×9, 81 = 77008, 5 H/м3).
l1 l2
d |
3 |
1 |
1 |
|
|
d2
2
d
l
Рис. 10.4. Конструктивная схема вала Момент инерции ступени 1.
|
I = |
m1 × Rв2 |
|
= |
|
1086×0,182 |
=17,6 кг× м2 ( |
H ×c2 |
|
) × м2. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Суммарная масса ступеней 2 и 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
m = π × d22 |
× 2l ×γ = |
3,14 ×0, 32 ×0, 555 ×77008, 5 |
= 308 |
|
H ×c2 |
(кг). |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
2 |
4 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
м |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Общий момент инерции ступеней 2 и 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
I2 |
= |
m2 ×d12 |
|
= |
308×0,32 |
= 3,5 кг× м2. |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4×2 |
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Суммарный момент инерции вала. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
I в |
= I1 + I 2 = 17, 6 + 3, 5 = 21 кг × м2 . |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Масса ступицы ротора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
π ×(R2 - r2 ) ×l ×γ 3,14×(0,3252 - 0,182 ) ×0,82×77008,5 |
|
|
|||||||||||||||||||
mc = |
в |
в |
c |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=1480 кг, |
|||||
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
9,81 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Rв, rв, lс – радиусы внешний, внутренний, суммарная длина ступицы, м.
Момент инерции ступицы вала.
63
Ic |
= |
m c ×( R в2 |
- r в2 ) |
= |
1480 × (0, 3252 - 0,182 ) |
= 102 |
кг × м |
2 |
. |
|
2 |
|
|
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Момент инерции обода ротора.
Для определения момента инерции обода ротора его необходимо разделить на отдельные элементы и рассчитать их моменты инерции (рис. 10.5).
Масса элемента 1.
m = |
0, 58 × 0, 25 ×1, 56 × 77008, 5 × 4 |
= 7103 кг; |
|
||
1 |
9, 81 |
|
|
|
Момент инерции элемента 1.
I1 |
= |
m1 × ( a 2 + b 2 ) |
+ m1 × r 2 |
= |
7 1 0 3 × (0, 2 5 2 + 0, 5 8 2 ) |
+ |
|
|
|||||
|
1 2 |
|
1 2 |
|
||
+7 1 0 3 × 0, 6 25 2 = 3 0 1 1 кг × м 2 ,
где а и b – высота и ширина прямоугольного элемента на ободе, м; r – расстояние центра тяжести от оси вращения ротора, м.
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
|
|
5 |
Рис. 10.5. Ротор
Масса элемента 2.
m2 = 0,145 ×0, 37 ×1, 56 ×77008, 5 × 4 = 2628 кг; 9,81
64
Момент инерции элемента 2.
I2 = 2628 ×(0,1452 + 0, 372 ) + 2628 ×0,8352 =1867 кг× м2 . 12
Масса элемента 3.
|
|
m3 |
= |
0,18 × 0, 28 × 77008, 5 × 4 |
= 1582 кг; |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
9, 81 |
|
|
|
|
|
||||
Момент инерции элемента 3. |
|
|
||||||||||||
I3 = |
1582 ×(0,182 + 0, 282 ) |
|
|
+1582 ×0, 782 = 992 кг× м2 . |
||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Масса элемента 4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m 4 |
|
= |
0 ,1 9 × 0, 3 4 × 0, 4 × 7 7 0 0 8, 5 × 4 |
= 8 1 1 кг; |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
9, 8 1 |
|
|
|
|
|||||
Момент инерции элемента 4. |
|
|
||||||||||||
I4 |
= |
811×(0,192 + 0, 342 ) |
+ 811×0,582 |
= 283 кг × м2 . |
||||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Масса элемента 5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m = |
0,17 ×0, 275 ×1, 56 ×77008, 5 × 4 |
|
= 2290 кг; |
|||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
5 |
9,81 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Момент инерции элемента 5. |
|
|
||||||||||||
I5 = |
2290 ×(0,172 + 0, 2752 ) |
+ 2290 ×0, 742 =1274 кг× м2 . |
||||||||||||
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Суммарный момент инерции ротора. |
|
|
||||||||||||
I |
= I1 + I 2 + I3 + I 4 + I5 + I в + I с = 7550 кг × м2 . |
|||||||||||||
Конструктивный расчет ротора
Расчет основных нагрузок
При расчете ротора принимаются следующие допущения: ротор считается как кольцо, имеющее одинаковое поперечное сечение по окружности равное среднему значению (ступица не учитывается); внешняя нагрузка равномерно распределена по длине ротора; ротор является цельным; реактивная сила сосре-
65