Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Технологическое оборудование» (раздел дробильно-помольное оборудование)

КОМИТЕТ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ


государственное бюджетное ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ учреждение
«Себряковский технологический техникум»







Методические указания
к практическим занятиям

по дисциплине «Технологическое оборудование» (раздел дробильно-помольное оборудование) для студентов специальности 15.02.01 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям)







Михайловка, 2016 г
СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка 4
1. Практическая работа № 1. Расчет геометрической емкости 5
2. Практическая работа № 2. Расчет угла захвата материала в щековых дробилках 10
3. Практическая работа № 3. Расчет угловой скорости эксцентрикового вала 15
4. Практическая работа № 4. Расчет производительности щековых дробилок 19
5. Практическая работа № 5. Расчет частоты вращения и угловой скорости конусных дробилок крупного дробления 22
6. Практическая работа № 6. Расчет частоты вращения и угловой скорости конусных дробилок среднего и мелкого дробления 27
7. Практическая работа № 7. Расчет производительности конусных дробилок 31
8. Практическая работа № 8. Расчет угла захвата материала в валковых дробилок 35
9. Практическая работа № 9. Расчет соотношения диаметров валков дробилки и дробимых материалов 39
10. Практическая работа № 10. Расчет производительности валковых дробилок 41
11. Практическая работа № 11. Расчет угла захвата материала в бегунах 45
12. Практическая работа № 12. Расчет соотношения диаметров катков бегунов и кусков измельчаемого материала 50
13. Практическая работа № 13. Расчет частоты вращения чаши для бегунов 53
14. Практическая работа № 14. Расчет производительности и мощности дробилок ударного действия 56
15. Практическая работа № 15. Расчет скоростных режимов работы мельниц 61
16. Практическая работа № 16. Расчет производительности шаровых мельниц 65
17. Практическая работа № 17. Расчет производительности молотковых мельниц 69
18. Практическая работа № 18. Расчет конструктивных, технологических параметров вибрационных мельниц 74
19. Практическая работа № 19. Расчет конструктивных, технологических параметров струйных мельниц 80
20. Практическая работа № 20. Расчет угловой скорости мельниц с повышенной энергонапряженностью рабочих органов 85
Заключение 92
Список литературы 93















Пояснительная записка

Материал методических указаний изложен таким образом, что все практические работы соответствуют графику учебного процесса и в полной мере отражают объем и содержание всего курса. Изложение каждой практической работы соподчинено одной схеме - рассматривается: теоретические сведения, кинематические схемы; устройство, принцип действия, рассчитываются основные параметры машин, приводятся варианты заданий, последовательность выполнения практических работ, вопросы для самопроверки.
Такое изложение материала методических указаний способствует его успешному усвоению, развивает навыки у студентов самостоятельно решать проблему усовершенствования, разработки и расчета конструкции изучаемых машин.
Целью выполнения практических работ является закрепление и расширение теоретических знаний, полученных при изучении данной дисциплины, приобретение практических навыков в области расчета основных параметров дробильно-помольного оборудования, развитие творческих способностей студентов при решении различных инженерных задач.
Методические указания содержат двадцать практических работ, рассчитанные на восемьдесят часов.
Целесообразность издания данных методических указаний обусловлена тем, что к настоящему времени нет аналогичных методических указаний, в которых был бы систематизирован материал по расчету дробильно-помольного оборудования, используемого в производстве строительных материалов и изделий.


Практическая работа № 1

Тема: Расчет геометрической емкости

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета геометрических емкостей, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
Повторить теоретический материал.
Записать условия задания, выполнить эскиз бункера и его расчет.
Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

Бункера представляют собой емкости для кратковременного хранения материалов. Они устанавливаются в начальных и конечных пунктах транспортирования материалов, в местах перегрузок, а также используются в качестве промежуточных емкостей, обеспечивающих стабильную работу оборудования при непрерывном поступлении материалов или для обеспечения успешной работы сочетаний машин циклического и непрерывного действия.
В зависимости от назначения бункера классифицируют на:
- бункера пирамидальной формы (рис. 1, а);
- бункера призмо - пирамидальной формы (рис. 1, б);
- бункера цилиндрической формы (рис. 1, в);
- лотковые (рис. 1, г).
В зависимости от конструкции бункера:
- простые - одно геометрическое тело (рис. 1, а);
- сложные - два геометрических тела (рис. 1, б, в, г).


Рисунок 1. Схемы бункеров: а - пирамидальной формы; б - призмо - пирамидальной формы; в - цилиндрической формы; г - лотковые

Схема разгрузки материала из бункеров может быть:
- нормальная (движется столб материала, находящийся над выходным отверстием) (рис. 2, а);
- гидравлическая (движется весь материал, находящийся в бункере) (рис. 2, б);
- смешанная (рис. 2, в).


Рисунок 2. Схемы разгрузки материала из бункеров: а - нормальная; б - гидравлическая; в - смешанная

Основные этапы конструирования бункера должны сводиться к следующему:
Выявление требований со стороны технологического процесса -предварительно определяется емкость бункера и скорость истечения продукта, уточняются ограничения в конструкции бункера (высота, диаметр.
Определение свойств и закономерностей движения бункеруемого материала - определяются физико-механические свойства материала (абразивность, коррозийная агрессивность, специфика динамики истечения, склонность к слеживанию и т.д.), а также способ транспортирования продукта в бункер.
Определения размеров бункера - определяют размеры, конфигурацию бункера, форму выпускного отверстия, угол наклона стенок бункера, учитывая динамику истечения материала.

Расчет основных параметров бункеров

1. Объем бункера определяют в зависимости от расхода выгружаемого из него материала и от времени, на которое создается запас:

13 EMBED Equation.3 1415 (1)

где Q - расход материала, м3/ч;
t - время, на которое создается запас, ч;
К - коэффициент наполнения бункера, К=0,9.

2. Расход материала из бункера:

13 EMBED Equation.3 1415 (2)

где А - площадь разгрузочного отверстия, м2;
v - скорость истечения материала, м/с.

3. Скорости истечения материалов из бункеров:

13 EMBED Equation.3 1415 (4)

где 13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент истечения, зависящий от физических свойств материалов, (для пылевидных и влажных материалов 13 EMBED Equation.3 1415, для кусковых 13 EMBED Equation.3 1415, для зернистых 13 EMBED Equation.3 1415);
g - ускорение силы тяжести, g=9,81 м/с2;
h - высота материала в бункере, м.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 1). Выполнить расчет объема бункера, расхода материала из бункера, скорости истечения материала из бункера, если известно, что коэффициент истечения 13 EMBED Equation.3 1415 =___, высота материала в бункере h =___ м, площадь разгрузочного отверстия А =___ м2, время, на которое создается запас t =___ч.

Таблица 1. Варианты заданий

№ варианта

·
h, м
А, м2
t , ч

1
0,22
3,0
3,5
1

2
0,4
2,5
4,7
2

3
0,6
1,5
1,3
3

4
0,22
1,8
1,1
1

5
0,4
1,2
2,2
2

6
0,6
2,6
2,8
3



Рисунок 3. Эскиз бункера

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 1).
6. Выполнить эскиз бункера.
7. Рассчитать объем бункера.
8. Рассчитать расход материала из бункера.
9. Рассчитать скорость истечения материала из бункера.
10. Результаты расчетов занести в табл. 2.

Таблица 2. Результаты расчетов

№ варианта
13 EMBED Equation.3 1415, м/с
Q, м3/c
V, м3







Вопросы для самопроверки

1. Классификация бункеров в зависимости от назначения.
2. Классификация бункеров в зависимости от конструкции.
3. Назовите способы разгрузки бункеров.
4. Перечислите основные этапы конструирования бункеров.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 2

Тема: Расчет угла захвата материала в щековых дробилках

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета угла захвата в щековых дробилках, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

Щековые дробилки предназначены для крупного и среднего дробления горных пород средней и большой твердости с пределом прочности на сжатие до 250 МПа.
Дробилки этой группы широко распространены в промышленности строительных материалов при производстве щебня, в цементной промышленности при измельчении сырья. Они отличаются простой конструкцией, надежностью и удобством в эксплуатации.


Рисунок 4. Схема дробилки с простым качанием подвижной щеки:
1 - неподвижная щека; 2 - подвижная щека; 3 - ось подвижной щеки; 4 - эксцентриковый вал; 5 - шатун; 6 -механизм изменения ширины разгрузочной щели; 7 - замыкающая пружина; 8 - задняя распорная плита; 9 - передняя распорная плита; 10 - тяга замыкающего устройства


Рисунок 5. Схема дробилки со сложным движением щеки:
1 - неподвижная щека; 2 - подвижная щека; 3 - эксцентриковый вал; 4 - механизм регулирования ширины разгрузочной щели; 5 - замыкающая пружина; 6 - тяга замыкающего устройства; 7 - распорная плита

В щековых дробилках материал разрушается преимущественно раздавливанием при сближении подвижной щеки с неподвижной.
На практике наибольшее распространение получили дробилки с простым движением подвижной щеки (рис. 4) и со сложным (эллипсовидным) движением щеки (рис. 5).
Угол захвата - угол 13 EMBED Equation.3 1415 между касательными 3 и 4 (рис. 6), проведенными через точки А и Б контакта куска дробимого материала с поверхностями неподвижной 1 и подвижной 2 щек дробилки.
Угол захвата не должен превышать определенную величину. Если величина угла захвата переходит установленный предел, измельчаемый материал либо будет выталкиваться вверх из камеры дробления, либо материал будет выходить из камеры дробления недозмельченным.
Угол захвата должен быть таким, чтобы в момент сжатия кусок дробимого материала не выталкивался вверх, а удерживался между щеками. В процессе дробления на кусок материала, зажатый между щеками, действуют силы давления Р, сила трения Pf, сила веса G.
Горизонтальные составляющие сил Р и Pf равны по величине и противоположны по направлению, взаимно уравновешиваются.


Рисунок 6. Схема к определению величины угла захвата:
1 - неподвижная щека; 2 - подвижная щека; 3, 4 – касательные

Расчет величины угла захвата

1. Для нормальной работы щековой дробилки угол захвата 13 EMBED Equation.3 1415должен быть равен, либо меньше двойного угла трения измельчаемого материала:

13 EMBED Equation.3 1415 (5)

где
· - угол трения, є.

2. Также для расчета угла захвата применяют метод двух шаров:

13 EMBED Equation.3 1415 (6)

где D - диаметр большего шара, м;
d - диаметр меньшего шара, м;
l - расстояние между шарами, м.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 3). Рассчитать угол захвата по методу двух шаров, если известно, что диаметр большего шара D =___м, диаметр меньшего шара d = ___м, расстояние между шарами l =___м.

Таблица 3. Варианты заданий

№ варианта
D, м
d, м
l, м

1
0,38
0,056
0,647

2
0,384
0,056
0,653

3
0,358
0,053
0,611

4
0,281
0,041
0,779

5
0,322
0,047
0,548

6
0,316
0,046
0,539




Рисунок 7. Схема к определению угла захвата методом двух шаров

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 2).
6. Выполнить схему к определению угла захвата методом двух шаров.
7. Рассчитать угол захвата.
8. Результаты расчетов занести в табл. 4.

Таблица 4. Результаты расчетов

№ варианта

·, є





Вопросы для самопроверки

1. Назначение щековых дробилок в промышленности строительных материалов.
2. Устройство, конструктивные особенности щековой дробилки с простым качанием подвижной щеки.
3. Устройство, конструктивные особенности щековой дробилки со сложным движением щеки.
4. Что такое угол захвата, как его определить. Какая связь между параметрами
· и
· .

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 3

Тема: Расчет угловой скорости и частоты вращения эксцентрикового вала

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета угловой скорости и частоты вращения эксцентрикового вала в щековых дробилках, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
Повторить теоретический материал.
Записать условия задания.
Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

Частота вращения эксцентрикового вала наряду с размерами щековой дробилки определяет ее производительность. Однако частота вращения не должна быть слишком большой, так как опыт эксплуатации показал, что при увеличении ее выше определенного предела производительность дробилки перестает возрастать. Скорость перемещения подвижной щеки вперед и назад должна быть рассчитана так, чтобы раздробленный материал успевал покидать дробилку через выходное отверстие.
Эксцентриковый вал 6 (рис. 8) вращается в коренных роликовых самоустанавливающихся двухрядных подшипниках 2, снабженных лабиринтными уплотняющими кольцами 12.
С обеих сторон эксцентрикового вала установлены два маховика 8 и 11, один из которых является шкивом 8 клиноременной передачи. Шкив приводится во вращение клиновыми ремнями В-5000.
Стальная литая подвижная щека 7 оголовком на подшипниках качения подвешивается в центральной части эксцентрикового вала 6.



Рисунок 8. Эксцентриковый вал щековой дробилки:
1 -лабиринтная крышка; 2, 5 - роликовые подшипники; 3 - лабиринтный диск; 4 - маслоотражательное кольцо; 6 - эксцентриковый вал;
7 - подвижная щека; 8 - шкив; 9 - клин; 10 - дробящая плита; 11 - маховик; 12 - лабиринтные кольца
На нижнем выступе подвижной щеки установлена дробящая плита 10, которая крепится к ней двумя клиньями 9 и четырьмя болтами с потайными головками. От поперечного смещения дробящая плита удерживается выступами, входящими в два паза на подвижной щеке.

Расчет величины угла захвата

1. Угловая скорость вращения эксцентрикового вала:

13 EMBED Equation.3 1415 (7)

где g - ускорение силы тяжести, g=9,81 м/с2;

· - постоянная,
· = 3,14;

· - угол захвата, є;
S - наибольший ход щеки по горизонтали у разгрузочного отверстия, м.

2. Для расчета частоты вращения щековых дробилок применяют формулу:

13 EMBED Equation.3 1415 (8)

где
· - угол захвата, є;
S - наибольший ход щеки по горизонтали у разгрузочного отверстия, см.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 5). Выполнить расчет угловой скорости вращения эксцентрикового вала, частоты вращения щековой дробилки, если известно, что угол захвата
· =__ є, наибольший ход щеки по горизонтали у разгрузочного отверстия S =__м.

Таблица 5. Варианты заданий

№ варианта

·, є
S, м

1
15
0,016

2
16
0,018

3
17
0,02

4
18
0,022

5
20
0,026

6
22
0,03


Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 5).
6. Рассчитать угловую скорость вращения эксцентрикового вала.
7. Рассчитать частоту вращения щековой дробилки.
8. Результаты расчетов занести в табл. 6.

Таблица 6. Результаты расчетов

№ варианта

·, рад/с
n, об/мин






Вопросы для самопроверки

1. Какое функциональное значение выполняет эксцентриковый вал.
2. На что опирается эксцентриковый вал.
3. Что крепиться к эксцентриковому валу.
4. Расчет угловой скорости и частоты вращения эксцентрикового вала.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 4

Тема: Расчет производительности щековых дробилок

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета производительности щековых дробилок, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

Теоретически производительность щековых дробилок определяют из предположения, что за одно полное качание щеки, т. е. за один оборот эксцентрикового вала из дробилки выпадает определенное количество раздробленного материала, заключенного в объеме призмы DСАF D1С1А1F1 (рис. 9).
Следовательно, производительность щековой дробилки прямо пропорциональна объему материала измельчаемого за один ход сжатия, частоте вращения эксцентрикового вала и обратно пропорциональна степени измельчения.



Рисунок 9. Схема к определению производительности щековых дробилок

Расчет производительности щековых дробилок

1. Формула представленная Б.В. Клущанцева имеет вид:

13 EMBED Equation.3 1415 (9)

где kр - коэффициент разрыхления;
S - наибольший ход щеки у разгрузочного отверстия, м;
b - ширина разгрузочной щели, м;
L - длина загрузочного отверстия, м;
n - частота вращения эксцентрикового вала, об/сек;
B - ширина загрузочного отверстия, м;

· - угол захвата, є.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 7). Выполнить расчет производительности щековой дробилки, если известно, что коэффициент разрыхления kр =__ , наибольший ход щеки у разгрузочного отверстия S =__м, ширина разгрузочной щели b =__м, длина загрузочного отверстия L =__м, частота вращения эксцентрикового вала n =___об/сек, ширина загрузочного отверстия B =__м, угол захвата
· =__є.

Таблица 7. Варианты заданий

№ варианта
kр
B, м
L, м
S, м
b, м
n,об/сек

·, є

1
0,3
0,4
0,6
0,046
0,079
2,83
21

2
0,35
0,6
0,9
0,043
0,084
5,24
19

3
0,4
0,9
1,2
0,037
0,108
4,65
20

4
0,45
1,2
1,5
0,028
0,132
4,58
19

5
0,5
1,5
2,1
0,02
0,154
3,67
18

6
0,55
0,9
1,2
0,035
0,108
4,23
20




Рисунок 10. Схема к определению производительности щековых дробилок

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 7).
6. Выполнить схему к определению производительности щековых дробилок.
7. Рассчитать производительность.
8. Результаты расчетов занести в табл. 8.

Таблица 8. Результаты расчетов

№ варианта
Q, м3/с





Вопросы для самопроверки

1. Влияет ли изменение параметра n на производительность Q и как.
2. От чего зависят характеристики Q.
3. Влияет ли изменение параметра
· на производительность Q и как.
4. Чему прямо пропорциональна производительность щековых дробилок.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 5

Тема: Расчет частоты вращения и угловой скорости конусных дробилок крупного дробления

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета частоты вращения и угловой скорости конусных дробилок крупного дробления, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

Конусные дробилки имеют широкое распространение вследствие того, что обладают рядом преимуществ по сравнению со щековыми, среди них непрерывность рабочего процесса, высокая уравновешенность подвижных частей, возможность запуска под завалом, высокая степень измельчения материала, надежность в работе и др. (рис.11).
Камера измельчения конусной дробилки, в которой происходит процесс дробления, образована поверхностями наружного неподвижного и внутреннего подвижного усеченных конусов
В рассматриваемых дробилках материал измельчается при сближении дробящих конусов.
Готовый продукт разгружается при удалении одного конуса от другого. Материал разрушается в результате действия сжимающих, истирающих и изгибающих нагрузок, причем благодаря круговой поверхности камеры дробления последние достигают значительной величины.
Расчет угловой скорости эксцентрика у конусных дробилок с крутыми конусами, так же как и у щековых дробилок, определяют из условия соответствия времени (в сек) отхода конуса на величину S, т. е. времени t1 равному времени полуоборота эксцентрика или времени свободного падения материала.




Рисунок 11. Схема работы конусной дробилки:
1 - ось неподвижного конуса; 2 - ось подвижного конуса; 3 - точка гирации; 4 - подвижный конус; 5 -неподвижный конус; 6 - эксцентриковая втулка; 7 -стакан; 8 - траектория движения точки; 9 - то же, на холостом ходу; 10 - то же, при дроблении

Расчет угловой скорости и частоты вращения подвижного конуса

1. Угловая скорость подвижного конуса:

13 EMBED Equation.3 1415 (10)

где
·1 - угол между вертикалью и образующей неподвижного конуса, є;

·2 - угол между вертикалью и образующей подвижного конуса, є;
r - радиус окружности, описываемой точкой оси подвижного конуса, лежащего в плоскости разгрузочной щели, м.

2. Частота вращения подвижного конуса:

13 EMBED Equation.3 1415 (11)

где
·1 - угол между вертикалью и образующей неподвижного конуса, є;

·2 - угол между вертикалью и образующей подвижного конуса, є;
r - радиус окружности, описываемой точкой оси подвижного конуса, лежащего в плоскости разгрузочной щели, м.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 9). Выполнить расчет угловой скорости подвижного конуса, частоты вращения подвижного конуса если известно, что угол между вертикалью и образующей неподвижного конуса
·1 =__є, угол между вертикалью и образующей подвижного конуса
·2 =___є, радиус окружности, описываемой точкой оси подвижного конуса, лежащего в плоскости разгрузочной щели r =___ м.

Таблица 9. Варианты заданий

№ варианта

·1 , є

·2 , є
r , м

1
8
6
0,022

2
8
7
0,024

3
9
8
0,036

4
9
7
0,042

5
7
6
0,052

6
9
6
0,056








Рисунок 12. Схема к определению угловой скорости и частоты вращения подвижного конуса

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 9).
6. Выполнить схему к определению угловой скорости и частоты вращения подвижного конуса.
7. Рассчитать угловую скорость подвижного конуса.
8. Рассчитать частоту вращения подвижного конуса.
9. Результаты расчетов занести в табл. 10.

Таблица 10. Результаты расчетов

№ варианта

·, рад/сек
n, об/сек







Вопросы для самопроверки

1. В чем заключается преимущество конусных дробилок по сравнению с щековыми дробилками.
2. Чем образована камера измельчения конусных дробилок.
3. За счет каких видов силового воздействия происходит разрушение материалов в конусных дробилках.
4. Влияет ли изменение параметра r на
· и n.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 6

Тема: Расчет частоты вращения и угловой скорости конусных дробилок среднего и мелкого дробления

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета частоты вращения и угловой скорости конусных дробилок среднего и мелкого дробления, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения
Характерной особенностью дробилок среднего и мелкого дробления является наличие в камере дробления параллельной зоны, т.е. участка, на котором зазор между образующими конусов постоянен. Тем самым обеспечивается получение однородного продукта, близкого по размерам к зазору.
Угловую скорость эксцентрика находят из условия соответствия времени отхода конуса на величину S = 2r, т. е. времени t1 равному времени полуоборота эксцентрика, и времени t, за которое раздробленный материал пройдет путь l, двигаясь по наклонной поверхности подвижного конуса (рис. 13).

Расчет угловой скорости и частоты вращения подвижного конуса

1. Угловая скорость подвижного конуса:

13 EMBED Equation.3 1415 (12)

где
· - постоянная,
· = 3,14;
g - ускорение силы тяжести, g=9,81 м/с2;

· - угол наклона образующей подвижного конуса, є;
f - коэффициент трения куска материала о конус;
l - длина параллельной зоны, м.

2. Частота вращения подвижного конуса:

13 EMBED Equation.3 1415 (13)

где
· - угол наклона образующей подвижного конуса, є;
l - длина параллельной зоны, м;
f - коэффициент трения куска материала о конус.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 11). Выполнить расчет угловой скорости подвижного конуса, частоты вращения подвижного конуса если известно, что угол наклона образующей подвижного конуса
· =__є, коэффициент трения куска материала о конус f =___, длина параллельной зоны l =__м.

Таблица 11. Варианты заданий

№ варианта

·, є
f
l , м

1
40
0,35
0,08

2
40,6
0,29
0,06

3
39,8
0,32
0,065

4
40,3
0,28
0,07

5
39,5
0,31
0,076

6
40,9
0,33
0,085




Рисунок 13. Расчетная схема к определению угловой скорости и частоты вращения подвижного конуса

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 11).
6. Выполнить схему к определению угловой скорости и частоты вращения подвижного конуса.
7. Рассчитать угловую скорость подвижного конуса.
8. Рассчитать частоту вращения подвижного конуса.
9. Результаты расчетов занести в табл. 12.

Таблица 12. Результаты расчетов

№ варианта

·, рад/сек
n, об/сек






Вопросы для самопроверки

1. Из какого условия находится угловая скорость.
2. Как влияет угол наклона образующей подвижного конуса
· на угловую скорость подвижного конуса
· и частоту вращения подвижного конуса n.
3. Как влияет длина параллельной зоны l на угловую скорость подвижного конуса
· и частоту вращения подвижного конуса n.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.








Практическая работа № 7

Тема: Расчет производительности конусных дробилок

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета производительности конусных дробилок, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

Производительность конусных дробилок (при сопоставимых параметрах) выше, чем у щековых. Это объясняется тем, что в щековых дробилках площадь выходного отверстия при перемещении щеки изменяется, а в конусных она постоянная и изменяется лишь положение подвижного конуса в камере дробления. Перекатывание дробящего конуса также способствует лучшему заполнению камеры дробления и захвату кусков.
За один оборот эксцентрика из дробилки с крутыми конусами выпадет материал, находящийся в объеме кольца трапецеидального сечения. Объем кольца (в м3) равен площади его поперечного сечения, умноженной на длину окружности, описываемой центром тяжести сечения.

Расчет производительности

1. Конусных дробилок крупного дробления:

13 EMBED Equation.3 1415 (14)

где Dн - наружный диаметр подвижного конуса, м;
r - радиус окружности, описываемой точкой оси подвижного конуса, лежащей в плоскости разгрузочной щели, м;
b1 - наименьшая ширина разгрузочной щели, м;

·- угловая скорость эксцентрика, рад/сек;
kp - коэффициент разрыхления готового продукта;

·1 - угол между вертикалью и образующей неподвижного конуса, є;

·2 - угол между вертикалью и образующей подвижного конуса, є.

2. Конусных дробилок среднего и мелкого дробления:

13 EMBED Equation.3 1415 (15)

где Dн - наружный диаметр подвижного конуса, м;
l - длина параллельной зоны, м;
b1 - наименьшая ширина разгрузочной щели, м;

·- угловая скорость эксцентрика, рад/сек;
kp - коэффициент разрыхления готового продукта.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 13). Выполнить расчет производительности конусных дробилок крупного среднего и мелкого дробления если известно, что наружный диаметр подвижного конуса Dн =__ м, радиус окружности, описываемой точкой оси подвижного конуса, лежащей в плоскости разгрузочной щели r =___ м, наименьшая ширина разгрузочной щели b1 =__м, угловая скорость эксцентрика
· =__ рад/сек, коэффициент разрыхления готового продукта kp =___, угол между вертикалью и образующей неподвижного конуса
·1 =__є, угол между вертикалью и образующей подвижного конуса
·2 =___є, длина параллельной зоны l =__м.

Таблица 13. Варианты заданий

№ варианта
Dн ,
м
r ,
м
b1 ,
м

·, рад/сек
kp

·1 ,є

·2 ,є
l ,
м

1
1,1
0,022
0,008
13,1
0,35
8
6
0,08

2
0,75
0,024
0,0081
15,7
0,4
8
7
0,06

3
0,81
0,036
0,0084
18,9
0,45
9
8
0,065

4
0,88
0,042
0,0086
20,1
0,5
9
7
0,07

5
0,95
0,052
0,0088
24,7
0,55
7
6
0,076

6
1,2
0,056
0,0082
27,3
0,6
9
6
0,085




Рисунок 14. Схема к определению производительности конусных дробилок

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 13).
6. Выполнить схему к определению производительности конусных дробилок.
7. Рассчитать производительность конусных дробилок крупного дробления.
8. Рассчитать конусных дробилок среднего и мелкого дробления.
9. Результаты расчетов занести в табл. 14.

Таблица 14. Результаты расчетов

№ варианта
Q, м3/ч
Q, м3/ч






Вопросы для самопроверки

1. Отличается ли производительность конусных дробилок от производительности щековых дробилок, если да то почему.
2. Как влияет наружный диаметр подвижного конуса Dн на производительность Q конусных дробилок крупного дробления.
3. Как влияют угол между вертикалью и образующей неподвижного конуса
·1 и угол между вертикалью и образующей подвижного конуса
·2 на производительность Q конусных дробилок крупного дробления.
4. Как влияет длина параллельной зоны l на производительность Q конусных дробилок среднего и мелкого дробления.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.




Практическая работа № 8

Тема: Расчет угла захвата материала в валковых дробилках

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета угла захвата материала в валковых дробилках, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

Валковые дробилки используют для среднего и мелкого дробления горных пород.
В настоящее время дробилки рассматриваемого типа применяют ограниченно, главным образом, в качестве машин вторичного дробления, т.е. после предварительного дробления материала щековыми или конусными дробилками.
Процесс дробления в валковых дробилках (рис. 15) сводится к следующему: материал загружается на два параллельных валка, вращающихся навстречу один другому.


Рисунок 15. Процесс дробления в валковых дробилках

Вследствие трения между загружаемым сверху материалом и поверхностями валков, материал затягивается в промежуток между валками и подвергается дроблению раздавливанием.
Преимущества валковых дробилок - простота устройства и надежность работы. Они более экономичны по удельному расходу электроэнергии, чем конусные. Однократность сжатия материала в рабочем пространстве дробилки обусловливает малый выход переизмельченного материала в готовом продукте.
К недостаткам валковых дробилок можно отнести низкую производительность и невысокую степень измельчения. Кроме того, при работе валковых дробилок происходит непрерывная вибрация подвижного валка под действием деформации пружины от давления измельчаемого материала. Вибрации валка вызывают переменные по величине и направлению силы инерции, передающиеся на станину и фундамент.
Основным конструктивным параметром, характеризующим процесс измельчения в валковых дробилках является угла захвата в валковых дробилках, определяемый как угол между двумя касательными к поверхности валков в точках контакта и дробимым материалом. При вращении гладких валков навстречу друг другу на кусок материала действуют две силы по нормали к касательным плоскостям проведенным через точку касания и две силы трения направленные по этим плоскостям.

Расчет угла захвата материала

1. Для нормальной работы валковой дробилки, т.е. для затягивания материала валками необходимо, чтобы угол углом захвата, был меньше двух углов трения:

13 EMBED Equation.3 1415 (16)

где
· - угол трения, є.
2. Практический угол захвата:

13 EMBED Equation.3 1415 (17)

где f - коэффициент трения между материалом и поверхностью валка.

3. Предельные значения практического угла:

13 EMBED Equation.3 1415 (18)

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 15). Выполнить расчет практического угла захвата и и предельного значения практического угла если известно, что коэффициент трения между материалом и поверхностью валка f =___.

Таблица 15. Варианты заданий

№ варианта
f

1
0,3

2
0,33

3
0,36

4
0,39

5
0,4

6
0,45




Рисунок 16. Схема к определению угла захвата валковых дробилок

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 15).
6. Выполнить схему к определению угла захвата валковых дробилок.
7. Рассчитать практический угол захвата.
8. Рассчитать Предельные значения практического угла.
9. Результаты расчетов занести в табл. 16.

Таблица 16. Результаты расчетов

№ варианта

·пр, 0

·пред, 0






Вопросы для самопроверки

1. Для какого измельчения используются валковые дробилки.
2. Достоинства валковых дробилок.
3. Недостатки валковых дробилок.
4. Дайте определение угла захвата валковых дробилок.
5. Как влияет коэффициент трения между материалом и поверхностью валка f на практический угол захвата
·пр.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 9

Тема: Расчет соотношения диаметров валков дробилки и дробимых материалов

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета соотношения диаметров валков дробилки и дробимых материалов, аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

В зависимости от производительности валковые дробилки выпускаются с валками диаметром от 400 до 1500 мм и более. Они имеют длину, равную 0,4ч1,0 их диаметра.
Рассчитав соотношение диаметров, можно решить две практически важные задачи: рассчитать предельные размеры загружаемых кусков для конкретной валковой дробилки и подобрать дробилку с нужным диаметром валков, если известно, какого размера, куски материала придется на ней дробить.

Расчет соотношения диаметров валков дробилки и дробимых материалов

1. Соотношение диаметров валков и дробимых кусков:

13 EMBED Equation.3 1415 (19)


где D - диаметр валков, мм;
d - диаметр наибольших дробимых кусков, материала, мм;

· - угол захвата, є.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 17). Выполнить расчет соотношения диаметров валков дробилки и дробимых материалов если известно, что угол захвата
· =___ є.

Таблица 17. Варианты заданий

№ варианта

·, є

1
27

2
28

3
30

4
33

5
37

6
40



Рисунок 17. Схема к определению соотношения диаметров валков дробилки и дробимых материалов

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 17).
6. Выполнить схему к определению соотношения диаметров валков дробилки и дробимых материалов.
7. Рассчитать соотношение диаметров валков дробилки и дробимых материалов.
8. Результаты расчетов занести в табл. 18.

Таблица 18. Результаты расчетов

№ варианта
D/d





Вопросы для самопроверки

1. Какие практические задачи можно решить, рассчитав соотношение диаметров валков дробилки и дробимых материалов.
2. Как влияет угол захвата
· на соотношение диаметров валков дробилки и дробимых материалов.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 10

Тема: Расчет производительности валковых дробилок

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета производительности валковых дробилок, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

При достаточном и непрерывном питании валковой дробилки материалом можно предположить, что дробление осуществляется по всей длине валков и из щели между валками непрерывно движется лента раздробленного материала.
При дроблении твердых пород зазор между валками несколько увеличивается вследствие отхода валков друг от друга.
Производительность валковых дробилок зависит от угловой скорости валков, но увеличивается с ростом последней в меньшей степени, а с некоторых значений даже снижается, так как чрезмерная скорость увеличивает вибрацию валков и материала, на материал оказывают действие центробежные силы, снижаются силы трения, необходимые для захвата материала валками.
Для уменьшения износа поверхности бандажей валков их угловую скорость значительно снижают, принимая практическую угловую скорость.
Практика дробления твердых пород показала, что наилучшие результаты дает работа дробилок при степени измельчения от 3 до 5.
При дроблении кусков влажной глины степень измельчения можно повысить до 810, поскольку при этом условия захвата улучшаются.

Расчет производительности валковых дробилок

1. Теоретическая производительность валковых дробилок:

13 EMBED Equation.3 1415 (20)

где
· - постоянная,
· = 3,14;
п - число оборотов валков, об/с;
D - диаметр валков, м;
В - ширина валков, м;
а - зазор между валками, м;
k - коэффициент, учитывающий использование ширины валков и степень разрыхления материала.

2. Практическая производительность валковых дробилок:

13 EMBED Equation.3 1415 (21)

где В - ширина валков, м;
D - диаметр валков, м;
п - число оборотов валков, об/мин;

· - объемная масса дробимого материала, т/м3;

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 19). Выполнить расчет теоретической и практической производительности валковых дробилок если известно, что число оборотов валков, п =__об/с, диаметр валков D =__м, ширина валков В =__ м, зазор между валками а =__ м, коэффициент, учитывающий использование ширины валков и степень разрыхления материала k =___, объемная масса дробимого материала
· =___т/м3.






Таблица 19. Варианты заданий

№ варианта
D , м
п , об/с
В , м
а , м
k

· , т/м3

1
0,6
6,6
0,4
0,003
0,7
1,2

2
0,8
5,2
0,6
0,005
0,5
1,4

3
0,9
3,4
0,7
0,007
0,45
1,48

4
1
2,6
0,8
0,008
0,3
1,54

5
1,1
1,5
1
0,009
0,25
1,62

6
1,2
0,6
1,6
0,010
0,2
1,68





Рисунок 18. Схема к определению производительности валковых дробилок

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 19).
6. Выполнить схему к определению производительности валковых дробилок.
7. Рассчитать теоретическую производительность валковых дробилок.
8. Рассчитать практическую производительность валковых дробилок.
9. Результаты расчетов занести в табл. 20.

Таблица 20. Результаты расчетов

№ варианта
Q, м3/с
Q, т/ч






Вопросы для самопроверки

1. Как влияет диаметр валков D на производительность валковых дробилок.
2. При какой степени измельчения наблюдается наилучший результат работы валковых дробилок при измельчении твердых пород.
3. Как влияет число оборотов валков п на производительность валковых дробилок.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 11

Тема: Расчет угла захвата материала в бегунах

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета угла захвата материала в бегунах, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

В промышленности строительных материалов бегуны применяют для мелкого дробления (размер кусков готового продукта 3ч8 мм) и грубого помола (0,2ч0,5 мм) глины, кварца, шамота и других строительных материалов.
По сравнению с другими машинами для измельчения материала, например валковыми дробилками, в общем случае бегуны менее эффективны. Применение их вызвано специальными технологическими требованиями, когда наряду с измельчением необходимо обеспечить уплотнение, растирание, обезвоздушивание массы (например, при переработке глины) и ее разминание.
Бегуны классифицируют:
По технологическому назначению: бегуны для мокрого измельчения, при влажности измельчаемого материала более 15ч16 %; для сухого или полусухого измельчения, при влажности материала не более 10ч11 %; смесительные бегуны, предназначенные для перемешивания компонентов шихты при одновременном измельчении и уплотнении материала при влажности компонентов не более 10ч12 %.
В зависимости от материала, из которого изготовлены катки: бегуны с металлическими и каменными катками. Каменные катки применяют в случаях, когда по технологическому регламенту перерабатываемое сырье не должно содержать металлические включения;
По способу действия: бегуны непрерывного и периодического действия;
По конструктивному исполнении: бегуны с неподвижной чашей, с вращающейся чашей и с вращающейся чашей и подвешенными катками (рис. 19).
По расположению привода: бегуны с верхним расположение привода и бегуны с нижним расположение привода.


Рисунок 19. Кинематические схемы бегунов:
а - с неподвижной чашей; б - с вращающейся чашей; в - с вращающейся чашей и подвешенными катками

Бегуны представляют собой один, чаще всего два, массивных катка, которые, перемещаясь по какой-либо поверхности, раздавливают своей массой находящиеся на этой поверхности куски материала. Размеры и масса катков являются основной технической характеристикой бегунов.
Эффективная работа бегунов обеспечивается при условии гарантированного зажатия кусков материала между рабочими органами.
Это связано с тем, что они разрушают материал путем сжатия.
Углом захвата у бегунов называют угол между плоскостью чаши и плоскостью, касательной к поверхности катка в точке соприкосновения его с наибольшим шарообразным куском материала, удерживаемым между катком и чашей силами трения.
Дробление кусков материала в бегунах возможно в том случае, если угол
· захвата между касательной (рис. 20) и горизонтальной осью не будет превышать определенной величины.

Расчет величины угла захвата

1. Для нормальной работы бегунов необходимо, чтобы угол углом захвата, был меньше двух углов трения:

13 EMBED Equation.3 1415 (22)

где
· - угол трения, є.

2. Практический угол захвата:

13 EMBED Equation.3 1415 (23)

где f - коэффициент трения между материалом и поверхностью катка.

3. Предельные значения практического угла:

13 EMBED Equation.3 1415 (24)

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 21). Выполнить расчет практического угла захвата и и предельного значения практического угла если известно, что коэффициент трения между материалом и поверхностью валка f =___.

Таблица 21. Варианты заданий

№ варианта
f

1
0,3

2
0,33

3
0,36

4
0,39

5
0,4

6
0,45





Рисунок 20. Схема к определению угла захвата материала в бегунах

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 21).
6. Выполнить схему к определению угла захвата материала в бегунах.
7. Рассчитать практический угол захвата.
8. Рассчитать Предельные значения практического угла.
9. Результаты расчетов занести в табл. 22.

Таблица 22. Результаты расчетов

№ варианта

·пр, 0

·пред, 0








Вопросы для самопроверки

1. Классификация бегунов по технологическому назначению.
2. Классификация бегунов в зависимости от материала, из которого изготовлены катки.
3. Классификация бегунов в зависимости от конструктивного исполнения.
4. Дайте определение угла захвата у бегунов.
5. Как влияет коэффициент трения между материалом и поверхностью катка f на практический угол захвата
·пр.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 12

Тема: Расчет соотношения диаметров катков бегунов и кусков измельчаемого материала

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета соотношения диаметров катков бегунов и кусков измельчаемого материала, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения

Рассчитав соотношение диаметров, можно решить две практически важные задачи: рассчитать предельные размеры загружаемых кусков и подобрать бегуны с нужным диаметром катков, если известно, какого размера, куски материала придется на ней дробить.

Расчет соотношения диаметров катков бегунов и кусков измельчаемого материала

1. Соотношение диаметров катков и дробимых кусков:

13 EMBED Equation.3 1415 (25)

где D - диаметр катка, м;
d - диаметр наибольших кусков измельчаемого материала, м;

· - угол захвата, є.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 23). Выполнить расчет соотношения диаметров валков дробилки и дробимых материалов если известно, что угол захвата
· =___ є.

Таблица 23. Варианты заданий

№ варианта

·, є

1
33

2
36

3
38

4
40

5
42

6
46





Рисунок 21. Схема к определению соотношения диаметров катков бегунов и кусков измельчаемого материала

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 23).
6. Выполнить схему к определению соотношения диаметров катков бегунов и кусков измельчаемого материала.
7. Рассчитать соотношение диаметров катков и кусков измельчаемого материала.
8. Результаты расчетов занести в табл. 24.

Таблица 24. Результаты расчетов

№ варианта
D/d







Вопросы для самопроверки

1. Какие практические задачи можно решить, рассчитав соотношение диаметров катков бегунов и кусков измельчаемого материала.
2. Как влияет угол захвата
· на соотношение диаметров катков бегунов и кусков измельчаемого материала.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 13

Тема: Расчет частоты вращения чаши для бегунов

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета частоты вращения чаши для бегунов, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

Бегуны с вращающейся чашей и самоотсевом могут работать при условии, что материал не будет отбрасываться к бортам чаши и прижиматься к ним под действием центробежных сил, возникающих при вращении чаши (если это специально не предусматривается, как, например, в конструкции бегунов с центробежной разгрузкой), т.е. 13 EMBED Equation.3 1415.
Обозначим через R - наружный радиус чаши м, n - частоту вращения чаши об/с, т - массу материала, лежащего на дне чаши кг, f - коэффициент трения материала о дно чаши.
Изложенные выше основы процессов измельчения показывают, что установить аналитические зависимости между частотой вращения поддона бегунов и результатами дробления можно только в общем виде. При этом следует также учитывать, что в машинах деформируется не монолитное тело, а конгломерат кусков, структура которого изменяется в зависимости от условий питания, результатов дробления крупных кусков и случайного характера их взаимодействия. Определенная трудность возникает при оценке объема материала, подвергающегося деформированию.

Расчет частоты вращения чаши для бегунов

1. Частота вращения чаши для бегунов с вращающейся чашей:

13 EMBED Equation.3 1415 (26)

где R - наружный радиус чаши м;
f - коэффициент трения материала о дно чаши.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 25). Выполнить частоты вращения чаши для бегунов с вращающейся чашей, если известно, что коэффициент трения материала о дно чаши f =___, наружный радиус чаши R =___м.




Таблица 25. Варианты заданий

№ варианта
f
R, м

1
0,385
0,94

2
0,309
0,75

3
0,436
1,21

4
0,455
1,27

5
0,375
0,89

6
0,448
1,38




Рисунок 22. Схема к определению частоты вращения чаши для бегунов

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 25).
6. Выполнить схему к определению частоты вращения чаши для бегунов.
7. Рассчитать частоту вращения чаши для бегунов с вращающейся чашей.
8. Результаты расчетов занести в табл. 26.

Таблица 26. Результаты расчетов

№ варианта
n, об/сек





Вопросы для самопроверки

1. При каком условии работают бегуны с вращающейся чашей.
2. Как влияет коэффициент трения материала о дно чаши f на частоту вращения чаши для бегунов с вращающейся чашей n.
3. Как влияет наружный радиус чаши R на частоту вращения чаши для бегунов с вращающейся чашей n.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 14

Тема: Расчет производительности и мощности дробилок ударного действия

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета производительности и мощности дробилок ударного действия, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.
Краткие теоретические сведения

В дробилках ударного действия кусок подвергается воздействию рабочего органа только с одной стороны. Возникающая при этом сила уравновешивается силой инерции куска, которая должна быть достаточной для создания разрушающих напряжений.
Дробление материала происходит под воздействием механического удара. При этом кинетическая энергия движущихся тел частично или полностью переходит в деформации разрушения.
Данные дробилки применяют для измельчения малоабразивных материалов средней прочности и мягких(известняков, мела, гипса, калийных руд и др.). Они позволяют получить высокую степень измельчения.
По конструкции рабочих органов различают роторные с жестко закрепленными билами (рис. 23 а, в, г), молотковые с шарнирно подвешенными молотками (рис. 23 б), дробилки ударного действия и пальцевые измельчители.
По числу роторов различают однороторные (рис. 23 а) и двухроторные (рис. 23 в, г) дробилки.
Двухроторные дробилки одноступенчатого дробления (рис. 23 в) имеют высокую производительность. Исходный материал поступает равномерно на оба ротора, которые работают самостоятельно в одном корпусе.
В двухроторных дробилках двухступенчатого дробления (рис. 23 г) материал в зоне действия первого ротора подвергается предварительному дроблению, а затем в зоне действия второго ротора повторному дроблению.

Рисунок 23. Кинематические схемы дробилок ударного действия

Расчет производительности и мощности дробилок ударного действия

1. Частота вращения ротора:

13 EMBED Equation.3 1415 (27)

где
· - угловая скорость ротора, рад/сек.

2. Производительность дробилки:

13 EMBED Equation.3 1415 (28)

где n - частота вращения ротора, об/сек;
Dp - диаметр ротора, м;
Lp - длина ротора, м.

3. Мощность двигателя дробилки:

13 EMBED Equation.3 1415 (29)

где n - частота вращения ротора, об/сек;
Dp - диаметр ротора, м;
Lp - длина ротора, м.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 27). Выполнить расчет частоты вращения ротора, производительности дробилки, мощности двигателя дробилки, если известно, что угловая скорость ротора
· =___ рад/сек, диаметр ротора Dp =__ м, длина ротора Lp =___м.

Таблица 27. Варианты заданий

№ варианта

·, рад/сек
Dp, м
Lp, м

1
75
0,32
0,38

2
79
0,34
0,41

3
83
0,38
0,46

4
88
0,41
0,49

5
94
0,44
0,53

6
100
0,5
0,62




Рисунок 24. Схема к определению основных параметров дробилок ударного действия

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 27).
6. Выполнить схему к определению основных параметров дробилок ударного действия.
7. Рассчитать частоту вращения ротора.
8. Рассчитать производительность дробилки.
9. Рассчитать мощность двигателя дробилки.
10. Результаты расчетов занести в табл. 28.

Таблица 28. Результаты расчетов

№ варианта
n, об/мин
Q, м3/сек
N, кВт







Вопросы для самопроверки

1. За счет чего происходит разрушение материала в дробилках ударного действия.
2. Для измельчения каких материалов применяются дробилки ударного действия.
3. Как различаются дробилки ударного действия по конструкции рабочего органа.
4. Как различаются дробилки ударного действия по количеству роторов.
5. Как влияет диаметр ротора Dp на производительность Q .
6. Как влияет длина ротора Lp на мощность двигателя дробилки N.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Практическая работа № 15

Тема: Расчет скоростных режимов работы шаровых мельниц

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета скоростных режимов работы шаровых мельниц, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

Эффективность процесса измельчения в трубных мельницах и дисперсные характеристики цемента определяются скоростным (энергетическим) режимом работы мелющих тел, зависящим от относительной скорости вращения барабана, степени заполнения мелющими телами. В зависимости от значения этих параметров различают следующие основные режимы работы мелющей загрузки (рис. 25).

Каскадный режим - осуществляется при пониженной скорости вращения. Шаровая загрузка повернута на некоторый угол относительно вертикали и остается примерно в одном положении. Шары движутся по замкнутым траекториям, поднимаются по круговым траекториям и скатываются вниз. В центральной части шаровой загрузки образуется малоподвижное ядро. Измельчение происходит преимущественно раздавливанием или истиранием. Режим целесообразен для получения продукта повышенной дисперсности.

Водопадный (катарактный) режим - шары поднимаются на некоторую высоту, затем отрываются от барабана, совершая далее полет по параболическим траекториям, после чего снова движутся по круговым. Измельчение осуществляется преимущественно ударом и отчасти истиранием. Режим целесообразен при измельчении крупного материала.

Каскадно-водопадный (смешанный) режим - шары движутся частично по параболическим траекториям, частично - по круговым. Режим целесообразен для получения продукта с умеренной дисперсностью.



Рисунок 25.Скоростные режимы работы мелющей загрузки:
а - каскадный; б - водопадный; в - смешанный

Расчет скоростных режимов работы шаровых мельниц

1. Критическая угловая скорость барабана:

13 EMBED Equation.3 1415 (30)

где g - ускорение силы тяжести, g=9,81 м/с2;
R - радиус внутренней поверхности барабана, м.

2. Оптимальная угловая скорость барабана:

13 EMBED Equation.3 1415 (31)

где R - радиус внутренней поверхности барабана, м.

3. Критическая частота вращения барабана:

13 EMBED Equation.3 1415 (32)

где
·к - критическая угловая скорость барабана, рад/сек.

4. Рабочая частота вращения барабана:

13 EMBED Equation.3 1415 (33)

где nк - критическая частота вращения барабана, об/мин.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 29). Выполнить расчет критической угловой скорости барабана, оптимальной угловой скорости барабана, критической частоты вращения барабана, рабочей частоты вращения барабана, если известно, что радиус внутренней поверхности барабана R =___м.

Таблица 29. Варианты заданий

№ варианта
R, м

1
0,6

2
0,9

3
1

4
1,1

5
1,2

6
1,6






Рисунок 25. Схема к определению скоростных режимов работы мельниц

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 29).
6. Выполнить схему к определению скоростных режимов работы мельниц.
7. Рассчитать критическую угловую скорость барабана.
8. Рассчитать оптимальную угловую скорость барабана.
9. Рассчитать критическую частоту вращения барабана.
10. Рассчитать рабочую частоту вращения барабана.
11. Результаты расчетов занести в табл. 30.

Таблица 30. Результаты расчетов

№ варианта

·к, рад/сек

·опт, рад/сек
nк, об/мин
nр, об/мин










Вопросы для самопроверки

1. Назовите основные режимы работы мелющей загрузки.
2. Назовите особенности каскадного режима работы мелющей загрузки.
3. Назовите особенности водопадного режима работы мелющей загрузки.
4. Назовите особенности каскадно-водопадного режима работы мелющей загрузки.
5. Как влияет радиус внутренней поверхности барабана R на критическую угловую скорость барабана
·к.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 16

Тема: Расчет производительности шаровых мельниц

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета производительности шаровых мельниц, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.


Краткие теоретические сведения

Производительность шаровых барабанных мельниц зависит от многих факторов, основанными из которых являются: способ и схема помола, типоразмер барабанной мельницы, тип футеровки, количество и тип мелющих тел, размер кусков измельчаемого материала, его физико-механические свойства, тонкость помола готового продукта и другие.
Многие из этих факторов в ходе процесса измельчения изменяются и трудно поддаются учету и регулированию. В связи с этим не предоставляется возможным получить аналитические выражения для расчета производительности шаровой барабанной мельницы.
Большое значение для производительности мельницы имеет регулярность подачи размалываемого материала и количество его в мельнице. Контроль степени загрузки мельницы и автоматическое регулирование подачи материала.
В процессе работы в мельнице происходит выделение тепла, вследствие чего имеющийся в ней воздух нагревается и при этом увеличивается количество водяных паров, наличие которых отрицательно отражается на интенсивности помола материала.
Введение аспирации мельницы позволяет удалить нагретый воздух вместе с парами воды, вследствие чего, как показала практика, производительность мельницы повышается на 15-20%.
При работе мельницы в замкнутом цикле с сепараторами или гидроциклонами производительность мельницы или повышается при сухом помоле на 15-20% при неизменной тонкости помола в сравнении с той же мельницей, но работающей в открытом цикле, или остается неизменной, но при значительном повышении тонкости помола.
Мельница, работающая на помоле сырья при мокром способе измельчения, по сравнению с той же мельницей, но измельчающей клинкер (сухой помол), имеет производительность на 40 и более процентов выше.
Расчет производительности шаровых мельниц

1. Производительность шаровой мельницы в цементной промышленности:

13 EMBED Equation.3 1415 (34)

где V - внутренний полезный объем барабана мельницы, м3;
D - диаметр барабана мельницы в свету, м;
m - масса мелющих тел, т;
q - удельная производительность измельчителя, т/кВт
·ч;
k - поправочный коэффициент, учитывающий тонину помола.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 31). Выполнить расчет производительности шаровых мельниц, если известно, что внутренний полезный объем барабана мельницы V =__м3, диаметр барабана мельницы в свет D =__м, масса мелющих тел m =__т, удельная производительность измельчителя, q =__т/кВт
·ч, поправочный коэффициент, учитывающий тонину помола k =___ .

Таблица 31. Варианты заданий

№ варианта
V , м3
D, м
m , т
q, т/кВт
·ч
k

1
32
1,4
39
0,038
0,6

2
41
2
76
0,04
0,7

3
53
2,4
95
0,05
0,8

4
39
2,2
84
0,06
0,9

5
68
2,6
103
0,07
1,0

6
75
3,2
128
0,08
1,1



Рисунок 26. Схема к определению производительности шаровых мельниц:
а - малое количество мелющих тел; б - чрезмерное количество; в - оптимальная загрузка

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 31).
6. Выполнить схему к определению производительности шаровых мельниц.
7. Рассчитать производительность шаровых мельниц.
8. Результаты расчетов занести в табл. 32.

Таблица 32. Результаты расчетов

№ варианта
Q, т/ч





Вопросы для самопроверки

1. Назовите основные факторы, от которых зависит производительность шаровых мельниц.
2. Как влияет выделение тепла на производительность шаровых мельниц.
3. Как влияет внутренний полезный объем барабана мельницы V на производительность шаровых мельниц Q.
4. Как влияет диаметр барабана мельницы в свету D на производительность шаровых мельниц Q.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 17

Тема: Расчет производительности молотковых мельниц

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета молотковых мельниц, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

Молотковые мельницы применяют для измельчения материалов средней твердости и мягких, небольшой влажности и вязкости.
Молотковые мельницы (рис. 27) могут быть классифицированы по следующим основным признакам:
по конструкции: молотковые мельницы, центробежно-ударные мельницы, мельницы-вентиляторы;
по количеству роторов: однороторные, двухроторные;
по конструкции соединения молотков с держателями: мельницы с шарнирно подвешенными молотками, мельницы с жестко закрепленными молотками;
по конструкции колосниковых решеток: с колосниковой решеткой в загрузочной части, с колосниковой решеткой в разгрузочной части, без колосниковой решетки;
по конструктивному оформлению молотков: с П-образными молотками, с плоскими молотками, с утолщенными молотками.
Кроме того, молотковые мельницы имеют различное оформление бронеплит, колосников, корпуса и т. д.



Рисунок 27. Кинематические схемы молотковых мельниц:
а - тангенциальная; б - радиальная; 1 - течка; 2 - вал ротора; 3 - шарнирные пальцы; 4- молотки; 5 - диски; 6 - колосниковая решетка; 7 - корпус

Достоинства молотковых мельниц: возможность достижения тонкости помола, соответствующей требованиям технологического процесса; простота конструкций и ухода; небольшие габаритные размеры; небольшая масса; большая степень измельчения (10-200 и более); малые затраты на 1 т измельчаемого материала.
Недостатки: опасность поломки бил при попадании металлических предметов; быстрый износ ударных элементов, колосников и бронеплит при помоле абразивных материалов; залипание колосниковой решетки при измельчении влажных пластичных материалов; необходимость балансировки роторов при неравномерном износе ударных элементов.

Расчет производительности молотковых мельниц

1. Производительность по общему выбросу материала за один удар молотка:

13EMBED Equation.31415 (35)

где Q - производительность мельницы, т/ч;
kц - поправочный коэффициент;
п - частота вращения ротора, об/сек;
z - число молотков, шт.

2. Производительность мельницы по выбросу материала молотками при величине q:

13EMBED Equation.31415 (36)

где q - производительность по общему выбросу материала за один удар молотка, кг/удар;
п - частота вращения ротора, об/сек;
z - число молотков, шт.

3. Производительность мельницы по готовому продукту:

13EMBED Equation.31415 (37)

где q - производительность по общему выбросу материала за один удар молотка, кг/удар;
п - частота вращения ротора, об/сек;
z - число молотков, шт;
kц - поправочный коэффициент.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 33). Выполнить расчет производительности по общему выбросу материала за один удар молотка, производительности мельницы по выбросу материала молотками при величине q, производительности мельницы по готовому продукту, если известно, производительность мельницы Q =__т/ч, поправочный коэффициент kц =___, частота вращения ротора п =__об/сек, число молотков z =___шт.

Таблица 33. Варианты заданий

№ варианта
Q , т/ч
kц
п , об/сек
z , шт

1
10
5
12,3
56

2
15
3
14,2
50

3
20
4
13,7
68

4
22
5
11,7
80

5
25
4
13,3
66

6
18
3
14,6
52







Рисунок 28. Взаимодействие куска материала с молотком:
а - при прямом центральном ударе; б - при эксцентричном ударе

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 33).
6. Выполнить схему взаимодействие куска материала с молотком.
7. Рассчитать производительность по общему выбросу материала за один удар молотка.
8. Рассчитать производительность мельницы по выбросу материала молотками ротора при величине q.
9. Рассчитать производительность мельницы по готовому продукту.
10. Результаты расчетов занести в табл. 34.

Таблица 34. Результаты расчетов

№ варианта
q, кг/удар
Qв, кг/ч
Qг.п., кг/ч







Вопросы для самопроверки

1. Для измельчения, каких материалов применяются молотковые мельницы.
2. Как различают молотковые мельницы по конструкции.
3. Как различают молотковые мельницы по количеству роторов.
4. Как различают молотковые мельницы по конструктивному оформлению молотков.
5. Как влияет частота вращения ротора п на Производительность мельницы по готовому продукту Qг.п..

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 18

Тема: Расчет конструктивных, технологических параметров вибрационных мельниц

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета конструктивных, технологических параметров вибрационных мельниц, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

В вибрационных мельницах за счет высокочастотного воздействия удара и истирания на измельчаемый материал можно получать продукт с размерами частиц 15 мкм. В качестве мелющих тел используют шары, которые изготовляют из стали, твердых сплавов или фарфора.
Различают вибрационные измельчители периодического и непрерывного действия. В зависимости от способа возбуждения вибрации их делят на машины гирационного и инерционного типов.
Вибрационный измельчитель гирационного типа (рис. 29) состоит из электродвигателя, соединенного через муфту с коленчатым валом, на котором эксцентрично на подшипниках закреплен корпус измельчителя. Корпус установлен на пружинах и заполнен шарами, коэффициент заполнения
· = 0,80,9. При вращении вала с частотой 15003000 об/мин корпус совершает гирационное движение. От корпуса колебания передаются шарам, которые начинают с соударениями медленно циркулировать в сторону, противоположную вращению вала.



Рисунок 29. Схема вибрационной мельницы гирационного типа:
1 - электродвигатель; 2 - муфта; 3 - коленчатый вал; 4 - корпус; 5 - мелющие тела; 6 - дебалансы; 7 - пружины

Вибрационная инерционная мельница (рис. 30) состоит из корпуса, в котором в подшипниках установлен дебалансный вал, приводимый во вращение двигателем. Корпус мельницы опирается на пружины. В процессе работы корпус мельницы, мелющие тела и измельчаемый материал вибрируют с высокой частотой колебаний (15003000 об/мин). Вследствие этого мелющие тела (шары, стержни) интенсивно воздействуют на материал и измельчают его.



Рисунок 30. Схема вибрационной мельницы инерционного типа:
1 - электродвигатель; 2 - гибкая муфта; 3 - барабан; 4 - дебалансный вал; 5 - пружины

Достоинства вибрационных мельниц:
вибрационные мельницы можно использовать для сухого или мокрого измельчения (около 50% воды);
они могут работать в периодическом или непрерывном цикле;
при сверхтонком измельчении (20-5 мкм) вибрационные мельницы обладают: значительно меньшим расходом энергии, а также меньшей массой оборудования и занимаемой площадью;
простота обеспечения герметичности;
возможность измельчения в любой газовой среде;
простота устройства для водяного охлаждения либо подогрева;
однородность продуктов по крупности.
Недостатки вибрационных мельниц:
непригодность для измельчения вязких материалов;
особые требования к конструкции в отношении надежности мельницы, определяемые ее работой в быстроходном энергонагруженном вибрационном режиме;
необходимость преодоления ряда технических затруднений при создании вибромельниц производительностью более 5 т/ч;
резкое падение удельной производительности (то есть снижение КПД) при увеличении размеров мельницы;
необходимость применения массивного бетонного фундамента.

Расчет конструктивных, технологических параметров вибрационных мельниц

1. Объем помольной камеры:

13 EMBED Equation.3 1415 (38)

где D - диаметр помольной камеры, м;
h - высота помольной камеры, м.

2. Масса помольной камеры:

13 EMBED Equation.3 1415 (39)

где
· - удельная масса помольной камеры, т/м3.

3. Центробежная сила инерции:

13 EMBED Equation.3 1415 (40)

где m1 - масса дебаланса, кг;

· - угловая скорость, рад/с;
R - расстояние от оси вращения до центра тяжести дебаланса, м.

4. Амплитуда колебаний корпуса вибромельницы:
13 EMBED Equation.3 1415 (41)

где m2 - масса вибрирующих частей мельницы, кг;
Pц - центробежная сила инерции, Н;

·с - круговая частота собственных упругих колебаний, рад/с;

·вын - частота возмущающей силы, рад/с.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 35). Выполнить расчет объем помольной камеры, массы помольной камеры, центробежной силы инерции, амплитуды колебаний корпуса вибромельницы, если известно, что диаметр помольной камеры D =__м, высота помольной камеры h =__м, удельная масса помольной камеры
· = ___т/м3, масса дебаланса m1 =___кг, угловая скорость
· =__рад/с, расстояние от оси вращения до центра тяжести дебаланса R =__ м, масса вибрирующих частей мельницы m2 =___кг, круговая частота собственных упругих колебаний
·с =__рад/с, частота возмущающей силы
·вын =__ рад/с.

Таблица 35. Варианты заданий

№ варианта
D,
м
h,
м

·,
т/м3
m1,
кг

·,
рад/с
R,
м
m2,
кг

·с, рад/с

·вын, рад/с

1
0,5
0,3
0,5
13
1,30
0,015
100
1,5
1,3

2
0,4
0,4
0,6
15
1,36
0,011
110
1,3
1,1

3
0,3
0,5
0,7
18
1,40
0,013
130
1,2
1,1

4
0,6
0,4
0,8
23
1,31
0,010
140
1,4
1,2

5
0,7
0,6
0,9
31
1,23
0,012
160
1,5
1,2

6
0,8
1,0
1,0
45
1,17
0,019
200
1,2
1,0





Рисунок 31. Схема к определению конструктивных, технологических параметров вибрационных мельниц

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 35).
6. Выполнить схему к определению конструктивных, технологических параметров вибрационных мельниц.
7. Рассчитать объем помольной камеры.
8. Рассчитать массу помольной камеры.
9. Рассчитать центробежную силу инерции.
10. Рассчитать амплитуду колебаний корпуса вибромельницы.
11. Результаты расчетов занести в табл. 36.

Таблица 36. Результаты расчетов

№ варианта
Vk , м3
G, m
Pц, Н
е, м







Вопросы для самопроверки

1. На какие типы разделяются вибрационные мельницы в зависимости от способа возбуждения вибрации.
2. Конструкция и принцип действия вибрационного измельчителя гирационного типа.
3. Конструкция и принцип действия вибрационного измельчителя инерционного типа.
4. Достоинства вибрационных мельниц.
5. Недостатки вибрационных мельниц..

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 19

Тема: Расчет конструктивных, технологических параметров струйных мельниц

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета конструктивных, технологических параметров струйных мельниц, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

В настоящее время струйные мельницы нашли достаточно широкое применение для тонкого и сверхтонкого измельчения различных материалов.
По конструкции помольной камеры струйные мельницы различают:
- с противоточной (эжекторной) камерой (применяются для тонкого измельчения материалов со средним размером частиц готового продукта менее 60 мкм, рис. 32, а);
- с плоской помольной камерой (для сверхтонкого измельчения материалов со средним размером частиц готового продукта менее 10 мкм, рис. 32, б );
- с вертикальной трубчатой камерой (для сверхтонкого измельчения материалов со средним размером частиц готового продукта менее 1 мкм, рис. 32, в).



Рисунок 32. Основные типы конструкций помольной камеры струйных мельниц: а - противоточная; б - плоская: в - трубчатая

Струйные мельницы имеют следующие преимущества:
1) возможность практически полного исключения загрязнения измельчаемого материала продуктами износа;
2) простота устройства;
3) отсутствие крупных движущихся частей и сложных подшипниковых узлов;
4) отсутствие существенных механических напряжений в конструкциях помольной камеры.
С целью уменьшения износа небольшие участки, подвергающиеся интенсивному локальному воздействию частиц измельчаемого материала, футеруют высокопрочной керамикой или твердосплавными материалами.
Но вместе с тем, возможности струйных мельниц значительно ограничены трудностью разгона крупных кусков материала, необходимостью развития высоких скоростей частиц материала, сложностью улавливания продуктов измельчения и значительными энергозатратами.
Однако в настоящее время струйные мельницы нашли достаточно широкое применение для тонкого и сверхтонкого измельчения различных материалов.

Расчет конструктивных, технологических параметров струйных мельниц

1. Диаметр разгонной трубки:

13 EMBED Equation.3 1415 (43)

где 13 EMBED Equation.3 1415 - производительность мельницы, кг/ч.

2. Диаметр сопла подачи энергоносителя в эжектор:

13 EMBED Equation.3 1415 (44)

где 13 EMBED Equation.3 1415 - производительность мельницы, кг/ч.
3. Длина разгонной трубки:

13 EMBED Equation.3 1415 (45)

где 13 EMBED Equation.3 1415 - диаметр разгонной трубки, мм;
13 EMBED Equation.3 1415 - диаметр сопла подачи энергоносителя в эжектор, мм.

4. Расход воздуха в разгонных трубках:

13 EMBED Equation.3 1415 (42)

где 13 EMBED Equation.3 1415 - производительность мельницы, кг/ч;
13 EMBED Equation.3 1415 - диаметр разгонной трубки, мм.

5. Концентрация материала в помольном объеме:

13 EMBED Equation.3 1415 (46)

де 13 EMBED Equation.3 1415 - производительность мельницы, кг/ч;
13 EMBED Equation.3 1415 - диаметр разгонной трубки, мм.

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 37). Выполнить расчет диаметра разгонной трубки, диаметра сопла подачи энергоносителя в эжектор, длины разгонной трубки, расхода воздуха в разгонных трубках, концентрации материала в помольном объеме, если известно, что производительность мельницы 13 EMBED Equation.3 1415 =__кг/ч.




Таблица 37. Варианты заданий

№ варианта
13 EMBED Equation.3 1415 , кг/ч

1
250

2
300

3
350

4
400

5
450

6
500




Рисунок 33. Схема к определению конструктивных, технологических параметров струйных мельниц

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 37).
6. Выполнить схему к определению конструктивных, технологических параметров струйных мельниц.
7. Рассчитать диаметр разгонной трубки.
8. Рассчитать диаметр сопла подачи энергоносителя в эжектор.
9. Рассчитать длину разгонной трубки.
10. Рассчитать расход воздуха в разгонных трубках.
11. Рассчитать концентрацию материала в помольном объеме.
12. Результаты расчетов занести в табл. 38.

Таблица 38. Результаты расчетов

№ варианта
dт , мм
dс , мм
Lт , мм
Кт , кг/час
·мм2
Кп , кг/час
·мм3









Вопросы для самопроверки

1. Классификация струйных мельниц по конструкции помольной камеры.
2. Преимущества струйных мельниц.
3. Недостатки струйных мельниц.
4. Влияние производительности мельницы 13 EMBED Equation.3 1415 на диаметр разгонной трубки 13 EMBED Equation.3 1415.
5. Влияние диаметр разгонной трубки 13 EMBED Equation.3 1415 на концентрацию материала в помольном объеме Кп.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.


Практическая работа № 20

Тема: Расчет угловой скорости мельниц с повышенной энергонапряженностью рабочих органов

Цель работы: изучение методики и приобретение навыков расчета угловой скорости мельниц с повышенной энергонапряженностью рабочих органов, применяемых в промышленности строительных материалов аналитическим способом.
Ход занятия:
1. Повторить теоретический материал.
2. Записать условия задания, выполнить расчетную схему и расчеты.
3. Ответить на вопросы для самопроверки.

Краткие теоретические сведения

При уменьшении размера частиц их относительная прочность повышается. Это происходит вследствие того, что уменьшается число участков с нарушенной структурой в результате предварительного измельчения.
Кроме того, в зоне упругих деформаций при снятии напряжений микротрещины могут смыкаться под действием молекулярных сил.
Для повышения интенсивности измельчения материалов применяют среднеходные мельницы, имеющие скорость движения рабочих органов до 4 м/с. Данные мельницы характеризуются повышенной скоростью приложения нагрузок и частотой воздействия импульсов сил.
Среднеходные мельницы подразделяются на три основных типа:
- тарельчато-валковые;
- ролико-маятниковые;
- шаровые кольцевые.
Тарельчато-валковые мельницы (рис. 34, а, б) состоят из вращающейся тарелки 1, привода 5, валков 2. Для обеспечения необходимого давления на материал валки установлены на осях, жестко закрепленных на рычагах 4, стягиваемых пружинами 3 или прижимаются с помощью гидроцилиндров. При вращении тарелки валки под действием сил трения также вращаются вокруг собственных осей и перекатываются по тарелке.


Рисунок 34. Кинематические схемы среднеходных мельниц:
а - тарельчато-валковая с плоской тарелкой; б - тарельчато-валковая с конусной тарелкой; в - ролико-маятниковая; г - шаровая кольцевая

Ролико-маятниковая мельница (рис. 34, в) состоит из двух- четырех роликов 7, закрепленных на маятниках, шарнирно подвешенных к центральному валу-крестовине 8. Материал измельчается между неподвижным кольцом 6, в желобе которого перекатываются ролики 7.
Давление роликов на кольцо создается центробежными силами инерции, возникающими при вращении вокруг вертикальной оси крестовины 8 вместе с маятниковыми осями 9. Вал-крестовина должен вращаться с такой скоростью, чтобы обеспечить возникновение центробежной силы роликов, достаточной для создания удельного усилия их прижатия к кольцу не менее Р = 0,1ч0,25 МН/м.
Шаровая кольцевая мельница (рис. 34, г) состоит из поддона 10, вращающегося от привода 5. В желобе поддона размещены шары 13, прижимаемые к поддону пружинами 12 через кольцо 11. Измельчаемый материал подается на поддон, при вращении которого отбрасывается в желоб с помещенными в нем шарами, где и измельчается.
Характерными достоинствами среднеходных мельниц являются:
- низкие удельные энергозатраты;
- сравнительно малые габариты установок;
- простота монтажа;
- высокая приспособленность к автоматизации;
- не требуют больших капиталовложений;
- низкий уровень шума;
- простота регулирования требуемой тонкости помола.
Основными недостатками тарельчато-валковых мельниц являются:
- высокая чувствительность к попаданию вместе с сырьем посторонних металлических предметов и твердой породы;
- низкая износостойкость размалывающих элементов;
- высокий уровень вибрации;
- значительное снижение производительности при незначительном износе размалывающих элементов.

Расчет угловой скорости тарели тарельчато-валковых мельниц

1. Угловая скорость плоской тарелки:

13 EMBED Equation.3 1415 (47)

где R - радиус тарели, м;
g - ускорение силы тяжести, g=9,81 м/с2;
f - коэффициент трения между материалом и тарелкой.

2. Угловая скорость тарелки с наклонными бортами:

13 EMBED Equation.3 1415 (48)

где R - радиус тарели, м;
g - ускорение силы тяжести, g=9,81 м/с2;

· - угол наклона борта тарелки, є ;
f - коэффициент трения между материалом и тарелкой.



Рисунок 35. Схема к определению угловой скорости тарели тарельчато-валковой мельницы

Расчет угловой скорости ролико-маятниковой мельницы

1. Угловая скорость ролико-маятниковой мельницы:

13 EMBED Equation.3 1415 (49)

где В - ширина ролика, м;
m - масса ролика, кг;
r - расстояние от оси вращения до оси ролика, м.






Рисунок 36. Схема к определению угловой скорости ролико-маятниковой мельницы

Условие задания (согласно своего варианта см. табл. 39). Выполнить расчет угловой скорости тарельчато-валковой мельницы с плоской тарелкой, угловой скорости тарельчато-валковой мельницы с наклонной тарелкой, угловой скорости ролико-маятниковой мельницы, если известно, что радиус тарели R =__м, коэффициент трения между материалом и тарелкой f =__, угол наклона борта тарелки
· =__є, ширина ролика В =___ м, масса ролика m =__кг, расстояние от оси вращения до оси ролика r =__ м.

Таблица 39. Варианты заданий

№ варианта
R , м
f

·, є
В , м
m , кг
r , м

1
2,5
0,45
15
0,40
188
0,19

2
2,0
0,30
12
0,30
160
0,16

3
2,2
0,35
13
0,33
176
0,18

4
2,8
0,39
17
0,45
200
0,20

5
3,2
0,41
18
0,48
220
0,22

6
3,4
0,44
20
0,50
240
0,26

Последовательность выполнения практической работы

1. Записать тему практической работы.
2. Записать цель практической работы.
3. Записать задание практической работы.
4. Изучить краткие теоретические сведения.
5. Записать условие задания (согласно своего варианта см. табл. 39).
6. Выполнить схему к определению угловой скорости тарели тарельчато-валковой мельницы.
7. Выполнить схему к определению угловой скорости ролико-маятниковой мельницы
7. Рассчитать угловую скорость плоской тарелки.
8. Рассчитать угловую скорость тарелки с наклонными бортами.
9. Рассчитать угловую скорость ролико-маятниковой мельницы.
10. Результаты расчетов занести в табл. 40.

Таблица 40. Результаты расчетов

№ варианта

·п.т, рад/с

·н.т, рад/с

·, рад/с







Вопросы для самопроверки

1. Назовите основные типы среднеходных мельниц.
2.Достоинства среднеходных мельниц.
3. Недостатки среднеходных мельниц.
4. Влияние радиуса тарелки R на угловую скорость тарелки
·.

Рекомендуемая литература

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин – Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
Заключение

Материал, изложенный в методических указаниях, является одной из составных частей дисциплины «Технологическое оборудование».
Овладение данным материалом расширит знания студентов по конструктивным особенностям дробилок и мельниц, а также методикам их расчета. Дальнейшее изучение конструкций и принципа действия дробильно-помольного оборудования может осуществляться как в процессе учебных занятий, так и самостоятельно.
Оно предполагает:
1. Знакомство с устройством и принципом работы дробильно-помольного оборудования в процессе выполнения практических работ;
2. Знакомство с конструктивным оформлением различных вариантов исполнения оборудования, а также их отдельных узлов;
3. Знакомство с основами эксплуатации дробильно-помольного оборудования на промышленных предприятиях во время прохождения производственной и преддипломной практик;
4. Приобретение навыков проектирования дробилок и мельниц в процессе выполнения курсового и дипломного проектов.










Список литературы

1. Основы расчета машин и оборудования предприятий строительных материалов и изделий / В.С. Богданов, Р.Р. Шарапов, Ю.М. Фадин - Белгород: Изд-во БГТУ 2012 - 650 с.
2. Техника переработки сыпучих материалов: Лаб. работы / В.Я. Борщев, В.Н. Долгунин, Г.С. Кормильцин, А.Н. Плотников - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2000 - 140 с.
3. Дробилки. Конструкции, расчет, особенности эксплуатации / Б.В. Клушанцев, А.И. Косарев, Ю.А. Муйземнек - М.: Машиностроение, 1990 - 320 с.
4. Строительные материалы и монтажное оборудование / В.Д. Мартынов, Н.И. Алешин, Б.П. Морозов - М.: Машиностроение, 1990 - 352 с.
5. Оборудование для измельчения материалов: дробилки и мельницы / В.Я. Борщев- Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004 - 75 с.
6. Пути совершенствования техники и технологии тонкого измельчения материалов / Н.П.Несмеянов, В.Г.Дмитриенко // Вопросы проектирования, эксплуатации технических систем в металургии, машиностроении, строительстве: Сборник трудов международной научно-техничской конференции. - Старый Оскол, 1999. - Ч. I.
7. Вибрационная механика / И.И. Блехман. - М.: Физматлит, 1994. - 400 с.
8. Механическое оборудование предприятий стройматериалов. Оборудование для помола материалов: Учеб. пособие / В.С. Богданов [и др.]. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1998. - 180 с.
9. Новое поколение щековых и конусных дробилок / Л.А. Вайсберг, Л.П. Зарогатский // Строительные и дорожные машины. - 2000. - №7. - С. 16-21.
10. Новое оборудование для дробления и измельчения материалов / Л.А. Вайсберг, Л.П. Зарогатский // Горный журнал. - 2000. - №3. - С. 49-52.
11. Технологические возможности конусных инерционных дробилок при производстве кубовидного щебня / Л.А. Вайсберг, А.Д. Шулояков // Строительные материалы. - 2000. - №1. - С. 8-9.
12. «Конусные дробилки. Технические условия». Груздев А.В. Тенденции совершенствования рабочего процесса в конусных дробилках / А.В. Груздев, Ю.А. Муйземнек // Строительные и дорожные машины. - 1999. - №7. - С. 5-7.
13. Дробилки. Конструкция, расчёт, особенности эксплуатации / Б.В. Клушанцев, А.И. Косарев, Ю.А. Муйземнек. - М.: Машиностроение, 1990. - 320 с.
14. Новые машины и оборудование для горной промышленности / Б.Д. Котельников, С.А. Червяков // Изв. вузов. Горный журнал, 2007. - №3. - С. 17-20.
15. Определение производительности конусных дробилок / Ю.А. Муйземнек // Строительные и дорожные машины. - 2000. - №11. - С. 34-36.










13PAGE 15


13PAGE 141515






Новый рисунок (2)Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native