Конусна дробарка крупного подрібнення з розробкою нерухомого конуса

Зміст

                                                                                                                ст.

Вступ …………………………………………………………………….………9

  1. Опис технологічної схеми ………………………………………………....11

2. Технічна характеристика конусної дробарки крупного                                                                                                                          подрібнення…………………………………………………………………….14

3. Опис конструкції конусної дробарки……………………..……………….15

4. Параметричні та кінематичні розрахунки конусної дробарки.…………..18

     4.1. Параметричні розрахунки………………………………………….….18

       4.2. Кінематичні розрахунки………………………………………………20

           4.3. Розрахунки на міцність деталей машини……………………………..25

                 4.3.1. Розрахунок на міцність тихохідного вала………………………25

 5. Патентно-літературний огляд конусних дробарок.…….........................27

    6. Розрахунки модернізованої конусної дробарки …………...........................36

          6.1. Розрахунок продуктивності конусної дробарки .………………….....37

          6.2. Розрахунок на міцність нерухомого конуса конусної дробарки….....38

     7. Техніка безпеки та охорона навколишнього середовища…………..……...40

     8. Технологія машинобудування…………..……………...................................47

          8.1. Конструкція та принцип дії пристосування …………………………...47

     Висновки ………………………………………………………………………....52

 

 

 

     Список літератури …………………………………………………………...53

       Додаток А Розрахунки на ПК вертикального вала конічного

       редуктора(модернізація)………………………………………………..54

       Додаток Б Експлікація схеми технологічного процесу…………….....57

            Додаток В Специфікації………………………………………………….58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

Конусними дробарками називаються  машини для дроблення твердих матеріалів за допомогою роздавлення грудок всередині нерухомої конусоподібної чаші конусом, що здійснює кругове гойдання (гіраційний рух).

В данному проекті представлена конусна дробарка крупного подрібнення, а саме з заміною зношених броней середньої частини корпуса.Корпус дробарки в середній частині виготовляють з отворами, у кожному з яких змонтований опорний ковпак, взаємодіючим з корпусом і плунжером гідродомкрата. При такій конструкції відбувається збільшення ексцентрика, що призводить до зміни середньго розміру матеріалу на виході, а все це сприяє підвищенню продуктивності конусної дробарки.

Конусна дробарка складається з подрібнюючого конуса який при наближенні до чаші супроводжується дробленням грудок матеріалу, що надходить у дробарку зверху, а видалення — розвантаженням дробленого продукту, що виходить униз, під дробарку. Конусна дробарка крупного подрібнення є машиною з безперервним циклом вивантаження матеріалу, порівняно більш продуктивною і динамічно зрівноваженною, ніж, наприклад, щокова дробарка. Але у той же час машина є більш складною по конструкції і має велику вартість.

Конусні дробарки застосовують для дроблення руд чорних і  кольорових металів, а також неметалічних матеріалів, включаючи особливо тверді, абразивні і важко дробимі. Розрізняють конусні дробарки крупного, середнього та дрібного дроблення. Конусні дробарки крупного дроблення характеризуються шириною приймального і вихідного отворів. Дробарки цього типу можуть приймати грудки розміром до 1200 мм і мають продуктивність до 2600 м3/год; застосовуються як головні машини гірничо-збагачувальних комплексів. Для крупного дроблення руд застосовуються конусні дробарки з підвісним валом і розвантаженням під дробарку. Використовують для крупного, середнього і дрібного дроблення гранітів, базальтів, кварцитів, вапняків, руд і інших гірських порід, що мають підвищену твердість.

Однак у пропонованому винаході конусна дробарка крупного подрібнення принципово відрізняється від відомих. Вона являє собою опорні ковпаки які вмонтовують у отвори середньої частини корпуса, завдяки яким прискорено замінюють зношені броні.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Опис технологічної схеми

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технічна  характеристика конусної дробарки крупного подрібнення

Технічна характеристика конусної дробарки крупного подрібнення приведена у табл.1.

Таблиця 1- Технічна характеристика конусної дробарки

Назва	Значення базової конструкції конусної дробарки	Значення модернізованої конструкції конусної дробарки
Продуктивність конусної дробарки Пρ, м3/год	190	530,2
Ширина розвантажувальної щілини B, мм	0,075	0,075
Діаметр основи дробля-чого конусу D, мм	1220	1220
Ширина розвантажу- вальної щілини, В, м	0,4	0,4
Частота обертання конуса n, об/сек	2,36	8,7
Маса дроблячого конуса m, кг	2000	2000
Потужнісь двигуна N, кВт	123,24	123,24

 

 

 

 

 

 

3. Опис конструкції конусної дробарки

Існуючі типи конусної дробарки можуть бути класифіковані по конструкції, технологічному призначенню й способу дії [1], [12].

По конструкції розрізняють конусні дробарки середнього, крупного і дрібного дроблення.На рис. 1.2 зображені кінематичні схеми основних типів конусних дробарок, що випускаються промисловістю.

 

Схеми конусних дробарок:

а – середнього дроблення; б – дрібного дроблення; в – крупного дроблення.

1 – конічна  нерухома чаша; 2 – подрібнюючий  конус; 3 – вал; 4 – екс-центриковий  стакан; 5 – зона дроблення.

Рис.1.2 Схеми конусних дробарок

Розглянемо  конструкцію у конусних дробарках (Рис. 1.2) вал 3 дробить конуса 4 у верхній точці, що збігається з точкою перетину осей конусів, підвішений до опори 5, що сприймає осьову і радіальну навантаження. Нижній кінець вала розміщено в ексцентрики 2, опори якого також сприймають радіальне навантаження дробить конуса. Обертання ексцентрика здійснюється через конічну зубчасту передачу 1 В дробарці з опорним товкачем осьова навантаження дробить конуса з п'яти вала передається на пест 6 і далі на плунжер гідроциліндра 7, який врівноважується тиском рідини.

За рахунок  цього забезпечується можливість оперативного регулювання ширини вихідної щілини. У конусні дробарках з консольним валом дробящий конус має більш пологу форму. У цих машинах осьова навантаження сприймається сферичної п'ятий 8, а радіальна - опорою ексцентрика. Продуктивність конусних дробарок (при порівнянних параметрах) вище, ніж у щокових. Це пояснюється тим, що в щокових дробарках площа вихідного отвору при переміщенні щоки змінюється, а в конусних вона постійна і змінюється лише положення рухомого конуса в камері дроблення. А тепер розглянемо цю ж конструкцію, але вже з модернізованим нерухомим конусом.

   

Рис.1.3 Конусна дробарка з                          Рис.1.4. Модернізований нерухомий

модернізованим нерухомим конус

конусом

   На рис.1.3 зображена конусна дробарка з модернізованим нерухомим конусом. В корпусі 1 дробарки розміщений подрібнюючий конус 2, приймаючий гіраційне обертання від ексцентрика 3, який обертається за допомогою привода 4.

В ребрах 5 середньої частини корпуса розміщені гідродомкрати 6, під’єднані до кільцевого трубопроводу 7, підключеному до гідро приладу або до гідро магістралі високого тиску.

Середня частина корпуса 1 всередині футерована броньованими плитами 8. Кутовий стик чотирьох броней двох поясів опирається на опорний ковпак 9, розміщений в розточці корпуса 1 перед гідродомкратом 6, і опирається на фланець циліндра 10. Під ковпаком 9 знаходиться плунжер 11, який виштовхує опорний диск із стінки корпуса. Зверху циліндра знаходиться повітрозпускний клапан 12, а в його торці – запірний вентиль 13, яким закривається і відкривається надходження масла через трубу 14 від кільцевого трубопроводу 7, прикріпленого до корпуса 1 дробарки кронштейнами із скобами 15.

Переносний гідродомкрат 6 з буртом на циліндрі 10 встановлений в паз захватів 16, відлитих за одне ціле з корпусом 1. Стержень виготовлений з головкою 17, на яку опираться броні, а на хвостовик його діє (виштовхує) плунжер гідродомкрата в момент відриву броней з цементною заливкою. Зверху гідродомкрата розташована зачальна скоба, а знизу – штуцер 18 для під’єднання до гідромагістралі. Для зміщення кінця плунжера з стержнем і фіксації гідродомкрата в пазу захватів 16 приварений упор 19.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Параметричні  та кінематичні розрахунки конусної дробарки крупного подрібнення

4.1.Параметричні  розрахунки

Вихідні данні та параметри  подрібнюваного матеріала:

продуктивність П_r = 390 т/год;

середній розмір завантажуємих  шматків D_с = 0,40 м;

середній розмір готового продукта d_с = 0,075 м.

границя міцності на стиск s = 40 МН/м³ ;

модуль пружності Е = 2·10⁴ МПа;

густина r = 2,00 т/м³;

коефіцієнт розпушення m = 0,35;

коефіцієнт тертя f = 0,30.

Кут захвату конусної дробарки не більше:

 

Враховуючі умову  приймаемо:

кут між твірною нерухомого конуса і вертикаллю a₁ = 10°,

кут між твірною рухомого конуса і вертикаллю a₂ = 15°.

Хід рухомого конуса

S=1,3d_c =1,3*0,075=0,0975 м

 

 

Частота обертання рухомого конуса

об/с.

Об’ємна продуктивність

м³/год

Нижній діаметр рухомого конуса

Мінімальний зазор між  конусами на виході з дробарки

м.

Нижній діаметр нерухомого конуса

м.

Найбільший зазор між  конусами на вході у дробарку

м.

Висота рухомого конуса

м.

Верхній діаметр рухомого конуса

м.

Висота нерухомого конуса

м.

Верхній діаметр нерухомого конуса

м.

Ступінь подрібнення

Потужність двигуна

 кВт,

де h_д = 0,3 – ККД конусної дробарки;

h_п = 0,756– ККД привода.

 

4.2. Кінематичні  розрахунки

 

Кінематична схема приводу зображена на рис. 1.5.

Рис. 1.5. Кінематична схема приводу.

 

Приймаємо двигун 4А280М4У3 потужністю N₁ = 132 кВт з числом обертів

n₁ = 1500 об/хв.

Бажана швидкість обертання  рухомого конуса n₃ = 2.36 об/с = 141,6 об/хв.

Загальне передаточне  число приводу

.

Загальний ККД  приводу

/

де:

      h_рем = 0,94 - ККД клиноремінної передачі;

h_{підш.коч} = 0,99 - ККД підшипників кочення;

h_муф. = 0,99 - ККД зубчастої муфти;

h_{підш.ковз} = 0,3 - ККД підшипників ковзання;

h_зуб = 0,95 - ККД зубчастої конічної передачі;

Крутний момент на валу двигуна

Н·м.

4.2.1. Кінематичний розрахунок клиноремінної передачі [3]

 

Передатнє число клиноремінної  передачі приймаємо u_р = 4.

Приймаємо ремінь нормального  перетину типу „Г” ГОСТ 1284.1-80.

Діаметр меншого шківа  згідно ГОСТ 17383-73 приймаємо d_р1 = 350 мм.

Діаметр більшого шківа

мм,

де e = 0,02 – коефіцієнт проковзування ремня.

Стандартний діаметр  згідно ГОСТ 17383-73 приймаємо d_р2 = 1400 мм.

Фактичне передаточне  число

Швидкість ремня

м/с.

       Частота обертання веденого вала

об/хв.

Крутний момент на веденому валі

Н·м.

Рекомендована міжосьова  відстань

 мм.

Розрахункова довжина  ремня

Стандартна довжина  ремня L = 6300 мм.

Дійсна міжосьова відстань

Кут обхвату на меньшому шківі

Потужність, яка передається  одним ременем Т0=68.9 квт

                                     Z= =10.8

Згідно обчислень, розрахована  кількість ременів z=11

Із врахуваннями нерівномірності  навантажень  приймаємо z = 12.

Для роботи в нормальних умовах вибираємо  пас резинотканинний по

ГОСТ 1284.1-80

 

4.1.2. Кінематичний розрахунок конічної зубчастої передачі [3, 5]

Передаточне число конічної зубчастої передачі попередньо приймаємо u_з = 1,95.

Середній нормальний модуль зубчастого зацеплення для передачі з коловими зубцями приймаємо m_n = 25 мм.

Кут нахилу зуба приймаємо b_n = 25°.

Число зубців ведучої  шестерні приймаємо z₁ = 20.

Число зубців ведомого колеса