Материал: Роторные дробилки. Конструкции и расчеты. Шарипов Л.Х

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Центр тяжести сечения.

 

 

 

 

Y =

F1 ×0, 5×l1 + 2F2 ×(0, 5×l3 + l1 ) + 2F3 ×(0, 5×l5 + l2 + l1 )

=

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F1

+ 2F2 + 2F3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

2252 ×8, 5 + 2 ×700 ×34, 5 + 2 ×587, 25×59, 25

= 26,86 см2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2252 +1400 +1174,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Центральный момент инерции сечения относительно оси X.

 

 

 

 

 

I

 

=

l ×l13

+ F ×(0,5l +l )2 +

2l2 ×l33

+2F (0,5l

-l )2

+

l4 ×l53

+2F (0,5l

+l

-l )2

=

156×173

+

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

1

1

6

 

12

 

 

2

 

 

 

3

6

 

12

 

 

4

 

5

3

6

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+2252×(8,5+9,86)2 +

2×20×353

 

+1400×(17,5-9,86)2 +

2×40,5×14,53

 

+1175×(7,25+35-9,86)2 =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 63869+759126+142917 +81717 +20578+1232707 = 2300914 см4.

 

 

 

 

 

Момент сопротивления на ободе ротора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W =

I X

 

=

2300914

= 85663 см3 = 857 ×10−4 м3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

YC

 

 

 

 

26,86

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент сопротивления на ступице.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

=

 

 

 

 

I X

 

 

 

 

 

=

2300914

= 71038 см3 = 710 ×10−4 м3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

0,5l5 + l3 -l0

32,39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение изгиба на ободе ротора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ u0

=

M max

 

=

65, 9 ×105

= 0, 076896 ×109

 

H

 

= 78, 4 МПа.

 

 

 

 

 

 

857 ×10−4

 

м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение изгиба на ступице.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ uс

=

M m ax

 

=

65, 9 ×105

 

= 0, 0928 ×109

 

H

 

= 94, 6 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WС

 

 

 

 

 

710 ×10 −4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполним для сравнения аналогичные расчеты без учета влияния ступицы ротора, так как она значительно удалена от места приложения силы.

Центр тяжести (в соответствии с рисунком 10.11, без учета площадей фигур 4 и 5).

YC = 30195 = 10, 47 см. 2882

Центральный момент инерции относительно оси Х.

76

I

 

=

l ×l63

+ F × (Y

- 0, 5l

 

)

2 +

 

 

2l2 ×l73

 

+ 2F (l

 

- Y

 

+ 0, 5l

 

)2 =

156 ×14, 53

+

X

 

6

 

6

 

7

 

 

12

1 c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

2

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+2282 × (10, 47 + 7, 25)2 +

2 × 20 ×15, 53

 

+ 620 × (14, 5 -10, 47 + 7, 75)2 = 161742 см4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент сопротивления на ободе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W0

=

 

I X

=

 

161742

= 15448

 

см

3

= 154, 5 ×10

−4

м

3

.

 

 

 

 

 

YC

 

 

10, 47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент сопротивления на ступице.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

=

I X

=

 

161742

= 8282см3 = 7828 ×10−5 м3 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

h

 

 

 

 

19, 53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где h – расстояние от ступицы до центра тяжести ( h = l7 + l6 − Yc ).

 

 

 

 

Напряжение изгиба на ободе от действия максимального изгибающего

момента Мmax (равного Мф при θ =π /2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ u0 =

M max

=

70 ×105

 

 

 

 

= 453×106

 

H

= 462 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

154,5 ×10−4

 

 

м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Напряжение на ступице.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ uс

=

M max

 

=

 

70 ×105

 

 

 

= 845 ×106

 

 

H

 

= 861 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

828 ×10−5

 

 

 

м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

WС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сечение в промежутке между билами

y

 

x

1

1

l

 

 

2

 

 

4

 

c

6

 

 

 

 

 

 

 

l

 

y

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

l2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

3

l

 

l

Рис 10.13. Расчетная схема сечения ротора между билами

77

l = 1560 мм; l1 = 170 мм; l2 = 200 мм; l3 = 350 мм; l4 = 0.5 мм;l5 = 145 мм.

Площади фигур элементов (рис. 10.13).

F

= l ×l = 156 ×17 = 2652 см2

; F

= l

2

× l

3

= 20 × 35 = 700 см2 .

1

1

 

2

 

 

 

 

 

Центр тяжести сечения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y =

F1 ×0, 5l1 + 2F2 (0, 5l3 + l1 )

=

2652 ×8, 5 + 2 ×700

×34, 5

= 17, 5 см.

 

 

 

C

F1 + 2F2

 

 

2652 +1400

 

 

 

 

 

 

 

Центральный момент инерции сечения относительно оси Х.

 

 

 

 

l ×l3

 

 

 

 

 

 

2

 

2l

×l3

 

 

 

 

 

2

 

156 ×173

 

2

 

I

 

 

=

1

+ F ×(0, 5l + Y

- l )

 

+

2

3

+ 2F (0, 5l

- l

 

)

 

=

 

 

+ 2652 ×9

 

+

X

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

12

 

1

1

c

1

 

 

12

 

2

3

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

2 × 20 ×353

 

+1400 ×172 = 826198 см4 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где l4=Yc − l1=17,5 − 17=0,5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I X

156 ×173

+ 2652 ×92 +

40 ×353

+1400 ×172

= 826198 см4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент сопротивления на ободе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W =

I X

 

=

826198

= 47211см3

= 47211×10−6 м3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

YC

 

 

17, 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент сопротивления на ступице.

 

 

 

 

 

 

 

WC

=

I x

 

=

826198

 

= 23948

см

3

= 239, 5 ×10

−4

м

3

,

h

34, 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где h = l3 – l 4 – расстояние от ступицы до центра тяжести.

Напряжение изгиба на ободе.

σ u0 =

M max

=

65, 9 ×105

 

 

 

= 140 ×106

 

H

= 143 МПа,

 

W0

47211×10−6

 

 

м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Mmax – соответствует значению θ

= 2 π .

 

 

Напряжение изгиба на ступице.

 

 

 

 

 

 

 

σ uС =

M max

 

=

65, 9 ×105

 

 

= 275 ×106

 

H

= 280 МПа.

W

 

 

239, 5 ×10−4

 

 

м2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

78

 

 

 

Расчет подшипника

В качестве опоры для вала принимаем подшипник роликовый сферический. Осевую силу А, действующую на подшипник, принимаем равной 10% от RA, что составит 1293 H.

Суммарную нагрузку, действующую на подшипник, определяем по формуле:

Q = ( R A k k + A × m )kσ × kT ,

где kт – температурный коэффициент (при нагреве подшипника до 100о С kт = 1,0); – коэффициент кольца (kк – для внутреннего вращающегося кольца

kк

равен 1,0); kσ – коэффициент безопасности (kσ для дробилок находится в преде-

лах 1,8 – 2,5).

Значение m при R/A > 2 для двухрядных сферических подшипников средней серии равен 3,5.

Итак

Q = (1 2 9 3 2 + 1 2 9 3 × 3, 5 ) ×1, 0 ×1, 8 = 3 1 4 2 3, 5 H .

Коэффициент работоспособности, если принять долговечность h=1000

часов,

C = Q × (np × h)0.3 = 31423, 5 × (1000 ×10000)0.3 = 31423, 510 1021 = 31423, 5 ×126 = 3959361.

Примем диаметр шейки вала под подшипник d = 90 мм.

Полученному значению коэффициента работоспособности соответствует радиальный сферический роликоподшипник средней широкой серии 3618 с коэффициентом работоспособности

C= 500000 ×9,81 = 4905000.

идопустимой статической нагрузкой

Qст = 34500 ×9.81 = 338445 H .

Расчетная долговечность подшипников.

(n × h )0.3 = 4905000 = 156. 31423, 5

Откуда при n=1000 мин-1 фактическая долговечность подшипника составит:

H=20000 часов,

что выше принятого значения.

79

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Различные отрасли промышленности, такие как строительная, дорожная, гидротехническая и др. потребляют в больших количествах нерудные строительные материалы, что предполагает значительное увеличение добычи и переработки минерального сырья.

Необходимая интенсификация процесса дробления может быть достигнута за счёт новых способов разрушения горных пород по наиболее низкой цене, например лучами лазера, тепловыми и электрогидравлическими эффектами и т.д. Однако высокая стоимость готового продукта из-за большой сложности оборудования и ряда других недостатков приводит к тому, что основным способом приготовления щебня в ближайшее время будет по-прежнему механическое дробления, осуществляемое, в частности, в роторных дробилках, которые непосредственно совершенствуется. При этом основное внимание уделяется повышение надёжности и увеличение сроков службы их за счёт применения более износостойких материалов для дробящих элементов, по изысканию которых ведутся работы систематически.

Вот почему повышение знаний студентов в области расчётов и конструирования роторных дробилок является необходимым: достаточно подробное изучение конструкций дробилок и приобретение навыков их проектирования и инженерных расчётов позволит студентам более профессионально подходить к вопросам модернизации существующих конструкций дробилок и разработки новых.

80

Источник: https://studfile.net/preview/16569674/