Расчет щековой дробилки со сложным качанием щеки

Величина среднего хода подвижной щеки дробилки:

                                                                                   (8)

                                 мм

 

 

 

6.  Определение  частоты вращения эксцентрикового  вала

  Число оборотов  эксцентрикового вала дробилки определим по формуле [5]:

                              ,                          (9)

где К_Д – коэффициент динамичности, для проектируемой дробилки К_Д= 0,8;

      К_СТ- коэффициент, учитывающий стесненное падение дробимого материала

               из камеры дробилки,  К_СТ=(0,9¸0,95);

      a - угол захвата, град;

      S_н – ход подвижной щеки внизу камеры дробления, м.

 об/с

Оптимальное число оборотов вала должно соответствовать максимальной производительности дробилки.

 

7.  Определение производительности дробилки

                                                     П= ,                              (10) ,

 где μ –коэффициент  разрыхления готового продукта, по данным профессора  Л. Б.  Левенсона μ=0,3…0,65. Принимаем   μ=0,45;

        L – длина камеры дробления, L=0,48 м;

      S – ход  подвижной щеки, S=0,014  м;

      d - диаметр  выходного куска, d=0,07 м;                                           

  α – угол захвата, α=20˚;

      n- частота  вращения вала, n=4,45 с‾¹.

П=

=9,3 м³/ч

 

 

8. Определение мощности привода

 

 Мощность привода дробилки определим по формуле

 

                                         N = ,                                 (11)

 

где N – мощность привода дробилки, Вт;

      σ – предел прочности материала, σ = Па;

      L – длина загрузочного отверстия, L=0,5 м;

      n - частота вращения вала, n=4,45 с‾¹;

      Е –  модуль упругости материала, Е= Па;

   D – размер исходного материала, D=0,25 м;

      d – размер готового материала, d=0,07 м.

 

N =

= 73318 Вт

 

Выбираем двигатель 4АH250М6У3, мощность N=75 кВт, число оборотов вала 1000 мин ‾¹.[5] 

 

9.  Определение  максимального усилия дробления

 

Максимальное усилие дробления определяем по формуле

 

                                     Q_max= ,                                     (12)

 

где Q_max – максимальное усилие дробления материала, Н;

      σ –  предел прочности дробимого куска,  σ = Па;

      L – длина камеры дробления, L=0,5 м;

      Е –  модуль упругости дробимого материала,  Е= Па;

      S₁ – ход щеки в месте приложения максимального усилия дробления,   S₁=0,0145 м;

      D – размер исходного материала, D=0,25 м;

      d – размер готового продукта, d=0,07 м.

 

Q_max=

=227254,8 Н

 

10.  Расчет  на прочность подвижной щеки

 

           Задача расчета проверка условия прочности.

G≤[G] 

           Расчет щеки аналогичен расчету балки, шарнирно опирающейся на две опоры: ось подвеса (эксцентриновый вал) и распорную плиту. Силу Т действующую вдоль оси распорной плиты можно разложить на составляющие Тк, действующую вдоль нейтральной оси, щеки и Т_N действующую по нормам к ней. Последняя будет вызывать напряжение изгиба в щеке, а Тк – напряжение растяжения, определяем по формуле:

                           

                                     (13)

где

 

 

 

 

 

 

Проверке подвергаются сечение I-I в зоне действия дробящего усилия Q_max

Рисунок 3. Расчетное сечение подвижной щеки

 

 

                                                Рисунок 4. Расчетная  схема подвижной щеки.

          Возьмем момент вокруг точки А ,

                                               

                                                                 (14)

Возьмем момент вокруг точки А ,

                                                                                   (15)

                                                 

,  , [0,43]

         

 , , [0,43]           

 

                           

 

               Рисунок 5. Расчетная схема определения усилия в деталях щековой дробилки

Следовательно, 

                                            

                                           

                      Расчет дробящей плиты на прочность в сечении I-I.

                        

Рисунок 6. сечение I-I    

         

Рисунок 7. Нахождение центра тяжести

        z – произвольная ось;

Координаты центра тяжести  подвижной щеки

– центральная ось сечения;

– центральная ось сечения;

 ширина 4 прямоугольника

 ширина 1, 2, 3, прямоугольников соответственно

длина 4 прямоугольника

 ширина 1, 2, 3, прямоугольников соответственно

 Точка пересечения  осей  и (точка С)  является центром тяжести сечения. Оси, проходящие через центры тяжести, называются центральными осями. Относительно любой оси, проходящей через центр тяжести сечения (т.е. относительно любой центральной оси), статический момент равен нулю.

                                           ,                                   (16)                   

Формулу  (16)  используют для определения координат центра тяжести

сечения.

 мм ;

  мм ;

   мм ;

  мм ;

                     мм;

 мм ;

 

 мм ;

 

                                мм;

Определение моментов инерции.

 Осевым моментом инерции называется взятая по всей его площади F сумма произведений элементарных площадок   на квадраты их расстояний от этой оси, т.е.

                             

                                     (17)

                              

                                      (18)

Путем суммирования моментов инерции каждой простой фигуры относительно главных осей, определяются моменты инерции всего сечения относительно этих осей, по формулам (19),(20):

     = ;     (19)

     = ;      (20)

Где o, p- расстояние  от центра простой фигуры, до главных осей соответственно.

 мм ;

- равные фигуры

 мм ;

 мм ;

  ;

 мм ;

  - равные фигуры

 мм ;

 мм ;

 

Момент сопротивления  складывается из момента сопротивления  и , где

  определяют по формуле:

                                   

                                                    (21)

  определяют по формуле:

                                   

                                                    (22)

 м

 м

Момент сопротивления  складывается из момента сопротивления  и

                                    

                                           (23)

 м

Следовательно, по формуле (24) определяем напряжение растяжения:

                                    

                                       (24)

МПа

Сравнивая напряжение в опасном сечении подвижной щеки с допустимыми напряжениями для данной марки стали. Можно сделать вывод, что прочность подвижной щеки достаточна.

Материал щеки ст 30 гл      [G]=560МПа

                                       

 

 

                                             ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По итогам расчетов курсового  проекта получена щековая дробилка со сложным движением щеки имеющая следующую техническую характеристику:

- угол захвата  = 20 ⁰,

- частота вращения  эксцентрикового вала n = 267, об/мин,

- мощность привода, N = 75, кВт,

-  наибольшее усилие  дробления , Н 
- производительность П =9,3 м³/ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 1. Абрамов С.В. Расчет щековых дробилок. Методическое указание по курсовому и дипломному проектированию для студентов факультета «Дорожные машины» Омск: СибАДИ. 1978, 30 с.

2. Клушанцев Б.В., Косарев  А.И., Муйземнен Ю.А. Дробилка. Конструкция, расчет, особенности эксплуатации М.: Машиностроение, 1990, 320 с.

        3.Дорожно-строительные машины и комплексы: Учебник для вузов/ Под общей редакцией В.И. Баловнева. – М: Машиностроение, 1988.

       4.Справочник технолога-машиностроителя в 2-х т. Т2/Под ред. А.Г.Косиловой 4-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроителя, 1985,

496 с. 

        5.Сергеев В.П. Строительные машины и оборудование: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1987.

      6.Атлас конструкций “Дорожные машины”

      7.Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 1989,  608 с.

      8. Справочник  конструктора – машиностроителя:  в 3-х т.: Т.2. -8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. –М.: Машиностроение, 2001.-912с.: ил.

      9. Справочник конструктора – машиностроителя: в 3-х т.: Т.3. -8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. –М.: Машиностроение, 2001.-864с.: ил.