43238

Дробильно-сортировочное предприятие

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Передняя ходовая тележка состоит из собственной рамы, прицепного устройства, предназначенного для соединения с тягачом, рессор, оси с установленными на ней пневмоколесами. Соединение тележки с рамой агрегата осуществляется с помощью приваренной к раме цапфы, которую вставляют в центральное отверстие опорного основания тележки и крепят ригелем. Конструкция цапфы и ригеля позволяет транспортировать агрегат седельным тягачом. Задняя тележка прикреплена к раме агрегата с помощью подвесок.

Русский

2013-11-04

2.85 MB

85 чел.


Содержание

[1] Введение

[2] 1 Назначение, область применения, классификация ПДСУ

[2.1] 2 Обзор существующих конструкций ПДСУ

[3] 3 Патентный обзор

[4] 4 Расчет технологической схемы

[5] 4.1 Подбор дробилки первой стадии дробления

[6] 4.2 Расчет производительности дробилки второй стадии дробления

[7] 4 Расчет основных параметров валковой дробилки

[8] 5 Мощностной расчет

[9] 6 Расчет на прочность

[10] 6.1 Расчет на прочность бандажа

[11] 6.2 Расчет на прочность вала ведущего валка

[12] 7 Метрология и стандартизация

[13] 7.1 Основные задачи метрологии

[14] 7.2 Основные задачи стандартизации

[15] 7.3 Нормативные документы

[16] Заключение

[17] Список литературы


Введение

Увеличивающиеся из года в год объемы промышленного, гидротехнического, жилищного, дорожного и других видов строительства требуют огромного количества нерудных строительных материалов (щебня, гравия, песка), идущих на изготовление железобетонных конструкций и асфальтобетонных покрытий, а также балластных слоев при транспортном строительстве.

Добыча и переработка нерудных строительных материалов - древнейшая область производственной деятельности человека. На протяжении всей истории человечества камень неизбежно служил основным материалом при создании сооружений. Длительное время производство нерудных строительных материалов было примитивным и основывалось на ручном труде. В дореволюционной России эта отрасль промышленности была на низком уровне. В стране действовало не более 360 карьеров, на которых добывали всего 2 милионов м3 в год каменных материалов. Более половины этого количества составлял бутовый камень, а остальное - гравий и песок. В связи с индустриализацией строительства, переходом на высокие скорости железнодорожного транспорта, высокой интенсивностью движения на автомагистралях предъявляются новые требования к камню, используемому в строительстве. Конструкции из сборного железобетона с каждым годом совершенствуется в направлении их облегчения.

В общей массе сооружаемых объектов в настоящее время объем материалов и конструкций, получаемых на основе минерального сырья, составляет в среднем 70 %, а для некоторых объектов - 90 %. Из общего количества камня около 75 % его потребляют непосредственно на строительстве для изготовления бетонных конструкций, остальные 25 % - для производства цемента и других целей.

Превращение промышленности нерудных строительных материалов в крупную высокоразвитую отрасль строительной индустрии невозможно без подготовки квалифицированных инженерно-технических кадров.

Целью курсового проекта - дробильно-сортировочное предприятие, для которого необходимо в первую очередь уметь правильно выбрать и скомпоновать нужное для технологического процесса оборудование; рассчитать основные технологические и конструктивные параметры заданной машины. Это позволяет приобрести практические навыки и целесообразно реализовать и закрепить теоретические знания, полученные в лекционном курсе.

1 Назначение, область применения, классификация ПДСУ

Передвижные дробильно-сортировочные установки предназначены для переработки горных пород в щебень с помощью комплекта технологического оборудования, смонтированного до готовности в заводских условиях на одной или нескольких металлических рамах с неприводными ходовыми тележками и приспособленного для транспортирования автотягачами.

Оборудование, собранное на одной металлической раме, называется агрегатом. Агрегат представляет собой прицеп, состоящий из рамы с одной или двумя унифицированными тележками, установленного на ней оборудования, привода, приемных воронок, разгрузочных течек, площадок обслуживания, лестниц, осветительной аппаратуры. Отдельные узлы агрегата могут быть частично разборными для обеспечения условий транспортирования.

Основной сборочный узел агрегата - рама - выполняется сварной, имеет опорные места для монтажа оборудования И ходовых тележек, а также опорные балки для установки на фундаментное основание.

Рисунок 1.1 - Дробильно-сортировочная установка малой производительности СМД-106

Передняя ходовая тележка состоит из собственной рамы, прицепного устройства, предназначенного для соединения с тягачом, рессор, оси с установленными на ней пневмоколесами. Соединение тележки с рамой агрегата осуществляется с помощью приваренной к раме цапфы, которую вставляют в центральное отверстие опорного основания тележки и крепят ригелем. Конструкция цапфы и ригеля позволяет транспортировать агрегат седельным тягачом. Задняя тележка прикреплена к раме агрегата с помощью подвесок.

Ходовые тележки оснащены тормозами. Привод тормозов при буксировании осуществляется от пневматической системы тягача. На стоянке тормоза приводятся в действие вручную. Оснащение агрегатов ходовыми тележками позволяет транспортировать их со скоростью до 20 км/ч.

Некоторые агрегаты имеют встроенные конвейеры, обеспечивающие технологическую связь между отдельными операциями переработки горных пород. Конвейеры состоят из рамы, натяжного и приводного барабанов, конвейерной ленты и роликов.

Электрооборудование агрегатов включает в себя электродвигатели, электроаппаратный шкаф с пускорегулирующей аппаратурой, пульт управления, комплект кабелей, систему световой дорожной сигнализации.

Электроснабжение агрегатов осуществляется от сети переменного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Электросхемой предусмотрены работа агрегатов в рабочем и наладочном режимах, блокировка с последующим и предыдущими механизмами по технологической цепи, а также управление с сопрягаемыми механизмами, например с отвальными конвейерами. Для улучшения условий работы электрооборудования электроаппаратный шкаф помещают под навес или в закрытое помещение.

Установкой управляют с выносных пультов, размещаемых в агрегате управления. Агрегат управления предназначен для создания нормальных санитарно-гигиеничных условий работы оператора и представляет собой кабину, смонтированную на металлической конструкции высотой 3,9 м. Внутренние размеры кабины 2,0×2,0×2,3 м. Агрегат управления комплектуют кондиционером, тепловентилятором, сиденьем оператора.

Для размещения агрегатов на месте эксплуатации должна быть подготовлена ровная бетонная или асфальтированная площадка с эстакадой или пандусом для подвоза горной массы. Агрегаты устанавливают на заранее подготовленные опоры в виде бетонных блоков или клетки из массивных деревянных брусьев. Возможно бетонирование опор непосредственно под поднятыми агрегатами. Для установки агрегатов используют гидродомкраты или автокран. Высоту опор необходимо выбирать такой, чтобы колеса ходовых тележек не касались грунта. При длительной эксплуатации агрегатов на одном месте рекомендуется с целью сохранности шин, тележки снимать и хранить в закрытом помещении.

Размещение агрегатов на заранее подготовленной площадке и подведение линии электропитания выполняет бригада из четырех человек с использованием автомобильного крана в течение недели.

Установки приспособлены для работы на открытых площадках в условиях умеренного и тропического климата. Для работы при температуре воздуха ниже -30 °С применяют специальные морозостойкие конвейерные ленты и клиновые ремни.

Отечественные передвижные установки подразделяются по производительности на три основные группы: малой производительности - до 10 м /ч; средней производительности - до 50 м3/ч и большой производительности - более 50 м3/ч.

2 Обзор существующих конструкций ПДСУ

Установка малой производительности СМД-106 (рисунок 2.1) представляет собой двухосный прицеп, состоящий из рамы 1, передней и задней ходовых тележек 2, бункера 3 с лотковым питателем 4, щековой дробилки 5, виброгрохота 6.

Рама снабжена четырьмя винтовыми домкратами, служащими опорой агрегата при работе установки.

Бункер представляет собой коробчатую металлоконструкцию, дном которой служит лотковый питатель. Лотковый питатель С-349А приводится в действие электродвигателем мощностью 2,2 кВт через редуктор и кривошипно-шатунный механизм. Для отбора мелкой фракции (менее продукта дробления) лотковый питатель оснащен колосниковой решеткой. На агрегате установлена щековая дробилка СМД-116 со сложным движением щеки и размером приемного отверстия 250×400 мм. В зависимости от установленного размера выходной щели дробилка обеспечивает выход продукта дробления крупностью до 20 ... 70 мм.

Продукт дробления сортируется на самобалансном двухъярусном виброгрохоте С-388. Материал с верхнего сита грохота направляется на дополнительное дробление в щековую дробилку, а с нижнего - на склад готовой продукции.

Для работы установки используются пять конвейеров с шириной ленты 500 мм и длиной 15 м.

Установка средней производительности включает агрегат среднего дробления СМД-186 и агрегат дробления и сортировки СМД-187.

Агрегат среднего дробления выполняет функции приема горной массы крупностью до 340 мм из транспортных средств (погрузчиков, автосамосвалов, экскаваторов), дробления ее до крупности 90 мм и выдачи с помощью конвейера на последующую переработку в агрегат СМД-187. Агрегат СМД-186 может быть использован самостоятельно для производства не фракционированного щебня (таблица 2.1).

Рисунок 2.2 - Схема агрегата среднего дробления СМД-186

Рисунок 2.3 - Схема агрегата дробления и сортировки СМД-187

Таблица 2.1 - Техническая характеристика агрегатов установки среднего дробления

Показатели

СМ Д- 186

СМД-187

Тип основного оборудования

Щековая дробилка СМД-109А

Конусная дробилка СМД-119

Производительность, м3

33

Наибольшая крупность куска исходного материала, мм

340

90

Размер готового продукта, мм

До 90

0 ... 5; 5 ... 20; 20 ... 40

Установленная мощность электродвигателей, кВт

55

50

Габаритные размеры, мм:

длина

11000

12000

ширина

4600

5 000

высота (в рабочем положении)

4600

4500

высота (в транспортном положении)

3600

3 750

Масса, т

24,0

14,5

Агрегат дробления и сортировки СМД-187 служит для дробления рядовой горной массы или нефракционированного щебня исходной крупностью до 90 мм и сортировки дробленого материала на три фракции.

Агрегат среднего дробления СМД-186 (рисунок 2.2) представляет собой двухосный прицеп, состоящий из рамы с двумя ходовыми тележками, бункера с пластинчатым питателем 1, щековой дробилки 2, ленточного конвейера 3.

Бункер вместимостью 7 м3 представляет собой коробчатую металлоконструкцию. Пластинчатый питатель имеет длину 3 м и ширину 600 мм. Скорость движения полотна можно регулировать с помощью ступенчатых шкивов клиноременной передачи в пределах 0,06 ... 0,12 м/с.

На агрегате СМД-186 используется щековая дробилка со сложным движением щеки СМД-109А с шириной приемного отверстия 400×900 мм. Для регулирования подачи исходного материала в дробилку устанавливают фотоэлектронный датчик в кожухе над дробилкой.

Выдача продукта дробления производится с помощью ленточного конвейера длиной 5 м и шириной ленты 500 мм.

Для транспортирования агрегат подвергают частичной разборке: опускают заднюю часть питателя, снимают боковые борта бункера и перила верхней площадки. Это позволяет уменьшить габариты агрегата и повысить его устойчивость при буксировании.

Агрегат дробления и сортировки СМД-187 (рисунок 2.3) имеет прицеп, состоящий из рамы с двумя ходовыми тележками, на котором смонтированы два ленточных конвейера (боковой 3 и возвратный 2), конусная дробилка 4, вибрационный грохот 5 и бункер 6 выдачи щебня.

На агрегате используется конусная дробилка СМД-119 с диаметром основания конуса 600 мм. Дробилка работает в замкнутом цикле с самобалансным двухъярусным грохотом и размером просеивающей поверхности 1250×3000 мм. Перемещение дробимого материала на агрегате производится с помощью двух конвейеров с шириной ленты 500 мм. Боковой конвейер имеет длину 8,2 м, возвратный - 4,4 м.

В транспортном положении верхняя секция бокового конвейера откидывается в горизонтальное положение для уменьшения габаритов агрегата по высоте.

Оборудование агрегата работает в такой последовательности (рисунок 2.3): исходный материал поступает на приемный лоток 1 бокового конвейера 3 и подается им через пересыпную течку на виброгрохот 5. На грохоте материал сортируется на три готовые фракции 0 ... 5; 5 ... 20 и 20 ... 40 мм и отделяются частицы размером более 40 мм для дробления в конусной дробилке. Готовые фракции поступают в бункер выдачи 6, откуда они отвальными конвейерами направляются на склад готовой продукции (отвальные конвейеры не входят в комплект поставки). Бункер выдачи оснащен перекидными шиберами, позволяющими производить смешивание разных фракций.

Дробленый материал после конусной дробилки попадает на возвратный конвейер 2, которым направляется в приемный лоток бокового конвейера, где смешивается с исходным материалом. Таким образом, цикл дробления замыкается.

Установки большой производительности предназначены для получения товарного щебня крупностью 25 ... 70 мм. Установки ПДСУ состоят из отдельных агрегатов, каждый из которых выполняет одну технологическую операцию и оснащен определенным видом оборудования (рисунок 2.4). В состав установки входят бункер-питатель Т К-16 (рисунок 2.5), агрегаты крупного дробления СМД-133А, среднего дробления СМД-131А, мелкого дробления СМД-134А (рисунок 2.6), сортировки СМД-174, а также конвейеры СМД-151, СМД-152 и агрегат управления.

Агрегаты, оснащенные технологическим оборудованием, имеют ходовые тележки с пневмоколесами и системой тормозов, действующей от компрессора тягача. Агрегаты могут транспортироваться со скоростью до 20 км/ч.

Рисунок 2.4 - Основной вариант технологической схемы установки большой производительности

1 - рама; 2 - кодовая тележка; 3 - пластинчатый питатель; 4 - бункер; 5 – передняя опора

Рисунок 2.5 - Бункер-питатель ΤΚ-16

В зависимости от вида горной породы, требований к крупности товарных фракций и производительности из агрегатов компонуют различные технологические линии.

Линия, приведенная на рисунок 2.4, предназначена для приготовления щебня крупностью до 40 мм и предусматривает трехстадийное дробление с замкнутым циклом на второй и третьей стадиях дробления. По этой схеме исходный материал крупностью до 500 мм поступает в бункер-питатель ТК-16 1, который непрерывным потоком направляет его в агрегат 2 крупного дробления СМД-133А со щековой дробилкой, имеющей приемное отверстие 600×900 мм. Дробимый продукт ленточным конвейером СМД-152 3 передается на сортировочный агрегат СМД-174 5 с двухъярусным виброгрохотом для промежуточного сортирования, где разделяется на три потока. Надрешетный материал (размер кусков более 75 мм) с верхнего сита грохота направляется на агрегат среднего дробления СМД-131А 6 с двумя щековыми дробилками, имеющими размер приемного отверстия 250×900 мм, где дробится (вторичное дробление) и конвейером СМД-151 8 снова возвращается на грохот промежуточной сортировки 5. Продукт размером 40 ... 70 мм со второго яруса этого грохота направляется на агрегат мелкого дробления СМД-134А 4, оборудованный конусной дробилкой с диаметром основания конуса 900 мм, и после дробления также возвращается на грохот промежуточной сортировки. Нижний продукт второго сита крупностью 0 ... 40 мм передается конвейером 8 на такой же агрегат 7 сортировки СМД-174, но с более мелкими размерами отверстий сит, и рассеивается на две товарные фракции 5 ... 20; 20 ... 40 мм и песок 0 ... 5 мм. Готовый материал тремя конвейерами 8 подается на склад готовой продукции.

1 - рама в сборе; 2 - привод дробилки; 3 - ограждение привода; 4 - дробилка; 5 ограждение; 6 - задняя тележка; 7 - опора; 8 - передняя тележка

Рисунок 2.6 - Агрегат мелкого дробления СМД-134А

Для получения щебня крупностью до 70 мм агрегат мелкого дробления заменяют вторым агрегатом среднего дробления.

3 Патентный обзор

Рисунок 3.1 - амортизатор для валковой мельницы

Известна конструкция /4/ - амортизатор для валковой дробилки.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности.

На рисунке 3.1 схематично изображен амортизатор для валковой мельницы.

Амортизатор имеет два гидроцилиндра 1. Каждый гидроцилиндр состоит из штока 2, сдвоенного поршня 3, в межпоршневом пространстве которого находится жидкость, перегородки 4 с переливными отверстиями 5 и калиброванными отверстиями 6, гидравлического регулятора 7, пружины 8, болта 9.

При попадании недробимого предмета между валками подвижный валок отходит и соединенные с ним штоки 2 со сдвоенными поршнями 3 приходят в движение. Под давлением жидкости гидравлические регуляторы 7 мгновенно открывается и жидкость через переливные отверстия 5 и калиброванные отверстия 6 быстро переходит в нижние полости гидроцилиндров 1. Поршни своим нижним торцом сжимают пружины 8 на величину, равную размеру недробимого предмета. Таким образом подвижный валок отходит и пропускает недробимый предмет. После этого пружины 8 разжимаются, нажимают на сдвоенные поршни 3, которые давят на жидкость. Под давлением жидкости гидравлические регуляторы 7 закрываются, перекрывая отверстия 5, и жидкость переливается только через калиброванные отверстия 6. Происходит обратное движение сдвоенных поршней 3 штоков 2, которые возвращают подвижный валок в исходное положение, и без остановки и. наладки продолжается работа мельницы и измельчение материала.

Для того, чтобы подвижный валок удерживался на заданном расстоянии от неподвижного в нерабочем положении или при измельчении материала, пружины 8 сжимают до нужного размера болтами 9. Этим создается такое усилие, чтобы подвижный валок не смог ни вибрировать, ни отодвигаться при измельчении материала. Пружины 8 имеют определенный запас сжатия, но они могут сжаться до этого размера только во время попадания недробимого предмета с продуктом между валками.

Размер недробимого предмета, который может попасть между валками, равен размеру исходного продукта, кроме всего, имеется запас движения поршней и сжатия пружин, которые регулируются в необходимых пределах.

Гидравлический амортизатор работает по закону, согласованному с линейной скоростью валков - отходом валка при попадании недробимого предмета и создающего давление на подвижный валок, обеспечивающее измельчение исходного продукта.

Недробимый предмет проходит между валками за определенное время t, за такое же время должен отодвинуться валок на определенное расстояние 1, за такое же время и на такое же расстояние должны отодвинуться сдвоенные поршни гидроцилиндров, жидкость перелиться через переливные и калиброванные отверстия поперечных перегородок из верхних отсеков в нижние, за это же время t и такое же расстояние 1 должны сжаться пружины. Когда недробимый предмет пройдет между валками, пружины, расжимаясь, должны возвратить подвижный валок в исходное положение, но уже за более длительное время, так как переливные отверстия закроются гидравлическими регуляторами, а жидкость будет переливаться только через калиброванные отверстия.

Эксплуатация валковых мельниц с механическими амортизаторами связана с частыми ремонтами, необходимостью замены подшипников.

Применение гидравлических амортизаторов ликвидирует недостатки тех и других амортизаторов, увеличит надежность валковых мельниц.

Рисунок 3.2

Известна конструкция /5/ - валковая дробилка.

Изобретение относится к энергетике, горной промышленности и другим отраслям промышленности, где используются процессы·измельчения хрупких материалов.

Цель изобретения - повышение равномерности износа рабочих поверхностей валков.

На рисунке 3.2 представлена схематично предлагаемая дробилка, вид сбоку на рисунке 3.1 - сечение А-А на рисунке 3.2 с детальным изображением одного из возможных вариантов исполнения привода перемещения наклонных пластин распределительного устройства.

Дробилка состоит из валков 1, вращающихся навстречу один другому и размещенных в кожухе 2 с загрузочной горловиной 3. Наклонные пластины 4 распределительного устройства связаны с тягами 5 и 6, имеющими возможность возвратно-поступательного продольного (осевого) движения. Привод этого движения обеспечен посредством кулачка 7, воздействующего на плечо 8 двуплечего рычага, второе плечо 9 которого взаимодействует с тягой 5. Привод вращения кулачка 7 осуществлен через редуктор, например, червячный 10 от электродвигателя 11. Возвратное движение плеча 8 двуплечего рычага и тяги 5 обеспечено действием пружин соответственно 12 и 13. Редуктор 10 .закреплен на кожухе 2 дробилки посредством кронштейна 14.

В соответствии с характером требуемого движения усилие, развиваемое пружиной 12, должно быть значительно больше усилия от пружины 13.

Дробилка работает следующим образом.

Распределительное устройство включается в работу одновременно с включением привода вращения валков. При этом двигатель 11 через редуктор 10 приводит во вращение кулачок 7, который взаимодействует на плечо 8 и жестко связанное с ним плечо 9. В свою очередь плечо 9 воздействует на тягу 5, передавая усилие от пружины 12 и приводя тягу в движение вдоль ее оси. В этом же направлении перемещаются и наклонные пластины 4, закрепленные на тягах 5 и 6. Движение тяг 5 и 6 и связанных с ними пластин 4 в обратном направлении (вправо) происходит (рисунок 3.2) под действием пружины 13. Крайнее положение тяг 5 и 6 и пластин 4 показано штриховыми линиями.

Поскольку момент, развиваемый пружиной 12, больше по величине момента от действия пружины 13, характер движения пластин и тяг задается вращающимся кулачком. В то же время возможное заклинивание пластин, например, попавшими и дробилку посторонними предметами, не вызовет поломки распределительного устройства, так как на тяги 5 и 6 и пластины 4 может передаваться только усилие, развиваемое пружинами 12 и 13, характеристики которых должны быть согласованы с прочностью подвижных частей устройства.

Материал подается в дробилку через загрузочную горловину 3. Частично поток материала отклоняется в стороны наклонными пластинами 4, обеспечивая тем самым его поступление и на те периферийные участки бандажей валков, которые обычно остаются незагруженными. Перемещение пластин 4 исключает возможность образования постоянных зон избыточного поступления дробимого материала. Более того, формой кулачка можно задать желаемый характер движения распределительного устройства, обеспечивая равномерный износ бандажа валка.

Две наклонные пластины 4, установленные на расстоянии, соизмеримом с половиной длины бандажа, позволяют уменьшить необходимый ход тяг 5 и 6 (рисунок 3.2). Возможны варианты и с большим количеством плоскостей, если крупность дробильного материала создает опасности застревания между ними отдельных кусков.

Таким образом, предлагаемое решение обеспечивает равномерную загрузку в течение времени каждого участка бандажа и тем самым его равномерный износ и, следовательно, больший срок службы бандажей, улучшение качества готового продукта и снижение затрат времени и труда на обслуживание валковых дробилок.

Экономический эффект от использования изобретения обусловлен исключением или значительным сокращением количества операций проточки бандажей, увеличением срока службы бандажей, так как нет снятия металла с поверхности бандажа при проточке, увеличением выработки продукции вследствие увеличения чистого времени работы, а также улучшением качества дробления.

Рисунок 3.3

Рисунок 3.4

Известна конструкция /6/ - механизм для очистки винтовых валков для помола глины.

Изобретение относится к машинам для изготовления керамических изделий и может быть применено на заводах по изготовлению кирпича, дренажных труб и других изделий.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки винтового валка.

На рисунке 3.4 схематически изображены вальцы с механизмом очистки винтового валка; на рисунке 3.5 - вид А на рисунке 3.4 (механизм очистки винтового валка); на рисунке 3.6 - сечение Б-Б на рисунке 3.5.

Механизм очистки винтового валка содержит бесконечную цепь 1, натянутую на звездочки 2, направляющие 3, закрепленные на кронштейнах 11, кулачки 5 с опорами качения 6 и ножи 7, установленные в кулаках 5.

На цепи 1 закреплено несколько кулаков 5. Кулаки 5 имеют опоры качения 6, которые установлены в направляющих 3. Кулак имеет гнездо (не показано), для установки ножа 7, который выполнен в виде съемного резца по профилю впадины 8 винтовой нарезки валка 9. Нож закреплен в гнезде кулака стопором (не показан), Ножи 7 установлены под углом α=25-45º к плоскости, проходящей через горизонтальные оси валков, или к горизонтальной плоскости станины 10 вальцов, что снижает опрокидывающие усилия, воздействующие на бесконечную цепь от усилий резания глины при очистке валка.

Установка ножей под этим углом также позволяет более рационально выполнить механизм очистки по условиям эксплуатации вальцов.

Направляющие 3 выполнены замкнутыми по кольцу. Они представляют собой две одинаковые верхние и нижние симметричные кольцевые канавки для нижних и верхних опор качения 6 цепи 1 (по отношению к станине 10). Направляющие 3 соединены между собой посредством кронштейнов 4, так как они закреплены на этих кронштейнах.

Ножи 7 входят во впадины 8 винтовой нарезки валка 9.

Таким образом, цепь 1 одновременно находится в зацеплении со звездочками 2, опирается через опоры качения 6 на направляющие 3 и находится в зацеплении через ножи 7 с нарезкой винтового валка 9.

Механизм работает следующим образом.

От привода 11 валки 9 вращаются навстречу друг другу, размалывая глину, загружаемую сверху в вальцы питающим конвейером (не показан). Размолотая глина выносится из-под вальцов отводящим конвейером (не показан), а камни валками 9, ее винтовой поверхностью нарезки, т.е. осевой составляющей силы вращения, перемещаются вдоль оси валков и выносятся в отводящий лоток (не показан).

Благодаря·тому, что ножи 7 входят во впадины 8 винтовой нарезки валков 9, последние при своем вращении перемещают ножи 7 и закрепленные на цепи кулаки 5 параллельно оси валка 9, Таким образом, ножи 1 и цепь 1 на звездочках 2, опираясь опорами 6 кулаков 5 на кольцевые направляющие 3, совершают кольцевые движения и очищают винтовую поверхность валков 9 от налипшей глины. Перемещение ножей 7 осуществляется осевой составляющей силы вращения валка 9, т.е. боковым профилем впадин 8.

В связи с тем, что очищенная от глины с наружной стороны часть валка входит в рабочую зону размола без налипшей глины, зазор между валками сохраняется постоянным, что увеличивает тонину помола глины и снижает усилия размола глины. Очистка винтовой поверхности валков увеличивает способность захвата и помола влажных глин и эффект обкатки выделяемых камней, т.е. способность выделения большого количества камней.

Изобретение позволяет снизить удельную энергоемкость и улучшить условия выделения камней.

Рисунок 3.5

Рисунок 3.6

4 Расчет технологической схемы

4.1 Подбор дробилки первой стадии дробления

Число стадий дробления определим исходя из общей стадии измельчения , которая вычисляется из отношения:

где  - степени измельчения соответствующих стадий дробления.

Рисунок 4.1 - Схема технологическая ДСУ

Такую степень измельчения можно обеспечить при двухстадийной схеме дробления. Предварительно принимаем на первой стадии дробления щековую дробилку со степенью измельчения 2,5, а на второй валковую дробилку со степенью измельчения 4.

Количества сырья Q, поступающего на переработку на ПДСУ, рассчитывается по формуле:

     

где  - заданная производительность ПДСУ, м3/ч;

 - коэффициент неравномерности подачи материала; для щебеночных заводов Кн=1,1.

Производительность в м3/ч:

   

где  - заданная производительность ПДСУ, =30 т/ч;

 - объемная масса гранита, =2,630 т/м3, таблица 1.2 /2/.

   

Для отсева мелких фракций из исходной горной массы, удовлетворяющих заданной крупности готового продукта, производится предварительное грохочение. В нашем примере на всех стадиях отсеву подлежит фракция 0-10 мм.

Для определения содержания β фракции 0-10 мм в исходной горной массе находят сначала относительную крупность К материала по граничной крупности.

Относительная крупность К материала в исходной горной массе в долях единицы в данном случае составит

     

где  - максимальный диаметр конечного продукта, =10 мм;

 - максимальный диаметр исходного материала, =100 мм.

   

При предварительных расчетах технологических схемы по переработке однородных пород допускается пользование усредненными типовыми характеристиками исходной горной массы (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 - Типовые характеристики крупности исходной горной массы для однородных пород. Породы: 1 - прочные; 2 - средние; 3 - мягкие

По относительной крупности и графику (рисунок 4.2, кривая 3) определяется содержание фракции 0 - 10 мм в исходном продукте, поступающем на предварительное грохочение:

   

Выход γ1 подрешетного продукта при предварительном грохочении (до дробления в дробилке первой стадии) в процентах или долях единицы определяется по формуле

     

где  - количество исходной горной массы, поступающей на предварительное грохочение (= 100 %, =Q);

- содержание в исходном продукте фракции, не требующей дробления;

Ε - эффективность грохочения в долях единицы или в процентах.

Эффективность грохочения Ε при предварительном, промежуточном - перед второй и третьей стадиями дробления, окончательном (товарном) грохочении составляет соответственно 0,8-0,85; 0,85-0,9; 0,95-1,0.

Подставляя в  значения параметров, определим выход фракции 0-20 мм в подрешетном продукте:

  

или

  

Следовательно, на первичное дробление будет поступать надрешетный материал в количестве

  

На первой стадии дробления принимаем щековую дробилку со сложным движением щеки СМД-108А.

Техническая характеристика:

Размеры приемного отверстия, мм 250×900

Максимальный размер кусков питания, мм 210

Номинальная ширина разгрузочной щели, мм 40

Диапазон регулирования выходной щели, % от -20 до +20

Производительность при номинальной ширине

разгрузочной щели, м3/ч  55

Мощность основного электродвигателя, кВт 45

Фракционный состав продуктов дробления выбранной щековой дробилки определяется в такой последовательности. По графику (рисунок 4.3) находится кривая, соответствующая заданной прочности материала - 3. Затем для определения процентного содержания продукта дробления по заданным фракциям устанавливается крупность кусков в долях ширины разгрузочного отверстия d/b, где d - граничная крупность зерен отдельных фракций:

Рисунок 4.3 - Кривые гранулометрического состава щековых дробилок. Породы: 1 прочные; 2 - средние; 3 - мягкие

Гранулометрический состав по графику (рисунок 4.3) будет следующим:

Наибольший размер dimax продукта дробления для любой стадии дробления определяется по формуле

где  - коэффициент, соответствующий относительной крупности d/b при 5 %-ном выходе отходов 0 - 5 мм.

В нашем случае для щековой дробилки, осуществляющих дробление горной мягкой породы, величина Кк по кривой графика (рисунок 4.3) составляет Кк= 1.

Тогда максимальный размер продукта дробления щековой дробилки первой стадии

Степень измельчения первой стадии дробления

4.2 Расчет производительности дробилки второй стадии дробления

Подставляя в  значения параметров, определим выход фракции 0-20 мм в подрешетном продукте после первой стадии дробления:

Следовательно, на вторичное дробление будет поступать надрешетный материал в количестве

4 Расчет основных параметров валковой дробилки

Основными параметрами валковых дробилок являются размеры валков, угол захвата, соотношение диаметра валков и размера кусков исходного материала, производительность и мощность привода.

Соотношение диаметра валков и их длины, обычно принимают в пределах L : 2R = = 1... 2,5.

Угол захвата. Устойчивость рабочего процесса валковой дробилки обусловлена параметрами, при которых возможно втягивание куска материала и последующее его дробление. К основному параметру следует отнести соответствующее значение угла захвата, которым, в свою очередь, обусловливается соотношение диаметра дробящих валков и размера куска исходного материала.

При втягивании куска на него со стороны валков действует дробящее усилие раздавливания Р и вызываемая им сила трения F=fP (рисунок 4.1) (массой куска ввиду малости можно пренебречь). Эти силы действуют в обеих точках касания куска с валками (эти силы показаны только со стороны одного валка).

Кусок дробимого материала будет втягиваться при условии [1]:

    

откуда

     

После замены коэффициента  равным ему по значению тангенсом угла трения φ получим

    

откуда .

Рисунок 4.1 - Схема для определения параметров валковой дробилки

Для валковой дробилки углом захвата является угол, образуемый касательными к валкам в точках прилегания куска материала. Из схемы видно, что этот угол равен 2α (как и для щековых дробилок); тогда справедливо условие, что угол захвата должен быть меньше двойного угла трения:

    

Как уже указывалось, коэффициент трения камня по металлу f = 0,3 ... 0,35, или = 16 ... 19°. Угол α не должен превышать этого значения. На практике принимают α = 18°.

Из расчетной схемы для определения условий затягивания камня можно определить геометрическим расчетом соотношение размера поступающего куска 2r и диаметра валка 2R. Если обозначить через 2е размер выходной щели, то можно записать

   

или

  

откуда

  

При наиболее неблагоприятных условиях затягивания, когда валки прижаты друг к другу, 2е = 0 и

   

При α= 18°

    

Для рифленых валков можно принять

  

Принимаем диаметр валка 1 м.

Длина валка составит

   

Принимаем длину валка 0,4 м.

5 Мощностной расчет

Мощность двигателя Nдв валковой дробилки с учетом затрат мощности на преодоление всех сопротивлений при работе машины

     

где ,  - мощности, расходуемые соответственно на дробление с учетом трения материала о валок и на трение в подшипниках;

 - КПД передачи, для клиноременной передачи =0,95.

Мощность необходимая для дробления

     

где  - предел прочности материала на сжатие и излом, =72 МПа, таблица 1.2 /1/;

 - длина дуги валка на участке измельчения материала,  ( - радиус валка, =0,3 м; -угол, соответствующий дуге длиной l, рад);

 - коэффициент разрыхления материала в движении, =0,3 /1/;

 - коэффициент учитывающий одновременность раскалывания, =0,01.

При дроблении прочных материалов =, l=0,29R =.

 

Мощность, необходимая на преодоление трения в подшипниках двух валков

     

где  - диаметр шейки валка, =0,15 м;

 - коэффициент трения качения, приведенный к валу, =0,001;

 - нагрузка на подшипники, Н.

Нагрузка на подшипники

     

где  - сила тяжести валка, =4400 Н;

 - сила дробления, создаваемая пружинами поджатия валка, Н.

Сила дробления

  

  

  

   

6 Расчет на прочность

6.1 Расчет на прочность бандажа

При расчете бандажа следует принять, что максимальная нагрузка на него возникает при прохождении между валками недробимого куска. Для большей надежности полагают что эта нагрузка является сосредоточенной и приложена посредине валка. Бандажи изготовляют из стали 110Г13Л.

Точный расчет бандажа сложен и не оправдан, поэтому его производят приблизительно. Так как длина бандажа практически всегда меньше его диаметра (L/D=0,4÷1,0), то напряжения от кручения в стенке бандажа будут пренебрежительно малы и их можно не учитывать. Будем считать, что основным напряжением, определяющим прочность бандажа, является направление изгиба  рисунок 6.1.

     

     

где  - экваториальный момент сопротивления поперечного сечения бандажа, м;

 D1 - внешний диаметр бандажа, м;

 D2 - внутренний диаметр бандажа, м, задавшись которым определяют минимально допустимую толщину стенки бандажа, м.

Рисунок 6.1 - Эскиз валка в сборе (а) и схема к расчету стенки бандажа на действие изгиба (б)

  

   

  

Рассчитанная таким образом толщина стенки бандажа имеет завышенное значение. Поэтому необходимость в дальнейших расчетах отпадает.

6.2 Расчет на прочность вала ведущего валка

Принимаем материал вала - сталь 40Х, улучшенная, предел прочности =850 МПа.

По формуле 15.1 [6] оцениваем средний диаметр вала:

Крутящий момент на шкиву

где - мощность двигателя, кВт.

По конструктивным соображениям принимаем вал диаметром 110 мм.

Разрабатываем конструкцию вала и по чертежу оцениваем его размеры: диаметр в месте посадки подшипников опор корпуса 150 мм, диаметр в месте посадки вальца 180 мм, диаметр в месте посадки зубчатых колес 110 мм.

Крутящий момент на валу I

где =0,98 – КПД ременной передачи;

=0,995 – КПД подшипников.

Рисунок 6.2 - Кинематическая схема

Крутящий момент на валу II

где =0,98 – КПД зубчатой передачи;

=0,995 – КПД подшипников.

Окружная сила зубчатой передачи I вала

где  - диаметр звездочки, =0,32 м.

Окружная сила зубчатой передачи II вала

где  - диаметр колеса, =1,33 м.

Определим реакции в опорах

Строим эпюры изгибающих и крутящих моментов (рисунок 6.3).

Рисунок 6.3 - Расчетная схема

Проведем проверку статической прочности в сечении I-I с целью предупреждения пластической деформации

где

 

Условие прочности выполняется.

4.2 Подбор подшипников

Выполним расчет только подшипника опоры А, как наиболее нагруженного.

Эквивалентная динамическая нагрузка по формуле 16.29 [5]:

где =1 - коэффициент радиальной нагрузки;

=1 - коэффициент вращения;

=1,3 - коэффициент безопасности;

=1 - температурный коэффициент при t<100 °C.

Число оборотов подшипника определим по формуле [5]

где  - ресурс работы, =2000 час.

Требуемая динамическая грузоподъемность определяется по формуле 16.27 [1]:

Принимаем два подшипника роликовые радиальные сферические двухрядные № 3003230 ГОСТ 5721-75, у которых по каталогу динамическая грузоподъемность С=640000 Н, статическая С0=530000 Н, размеры dxDxB=150x270x96.

7 Метрология и стандартизация

7.1 Основные задачи метрологии

Один из существующих факторов, обеспечивает высокое качество получаемой продукции, является соблюдение заданной точности исполнения изделия при наличии массового производства.

Стремление управлять качеством изделий требуют наличие знаний и метрологии, анализа точности ее реализации и возможности его контроля. Единство измерений во всех отраслях народного хозяйства обеспечивается системой государственной стандартизации, в ведении которого находится метрологические институты и лаборатории.

Самым эффективным методом поддержание единства системы измерения является использование эталонов.

Согласно ГОСТ 16263-70 “Государственная система обеспечения Единства измерений. Метрология, термины и определения”. Эталон – средство измерения, обеспечивающие воспроизводство и сохранение единицы с целью передачи его размеров по проверочной схеме средством измерения. Эталон воспроизводится с наивысшей технологической точностью, достаточной на данном этапе развития науки техники.

Основными задачами метрологии являются:

развитие общей теории измерений;

установление единых физических величин;

разработка методов и средств измерений;

установление эталонов.

7.2 Основные задачи стандартизации

Стандартизация – установление и применение правил с целью

Упорядочивания деятельности в определенной области в пользу и при участии всех заинтересованных сторон, в частности при соблюдении условий эксплуатации и требований безопасности.

В развитии машиностроении большое значение имеет организация производства машин и других изделий на основе взаимозаменяемости. Стандарты основываются на объединении достижений науки, техники, практического опыта и определяют основы не только настоящего, но и будущего развития производства.

7.3 Нормативные документы

При выполнении данного дипломного проекта были использованы следующие ГОСТы:

ГОСТ 2.105-95 ЕСКД “Общие требования к текстовой документации”;

ГОСТ 2.004-88 ЕСКД “Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ ”;

ГОСТ 2.104-68 ст. СЭВ 104-74;

ст. СЭВ 3657-76 ЕСКД “Основные надписи”;

ГОСТ 2.106-96 ЕСКД “Текстовые документации”;

ГОСТ 2.107-84 ЕСКД “Спецификации”;

ГОСТ 2.109-73 ст. СЭВ 858;

ст. СЭВ1182-78 ЕСКД “Основные требования к чертежам”;

ГОСТ 2.103-68 ст. СЭВ1181 ЕСКД “Форматы”;

ГОСТ 2.302-68 ст. СЭВ1181 ЕСКД “Форматы”;

ГОСТ 2.305-68 ЕСКД “Изображения, виды, сечения и разрезы”;

ГОСТ 2.309 ст. СЭВ1632 ЕСКД “Обозначение шероховатости поверхности”;

ГОСТ 7796-70 “Болты с шестигранной головкой”;

ГОСТ 6401-70 “Шайбы”.

Заключение

В результате работы над курсовым проектом были изучены конструкции ПДСУ и рассчитана согласно задания одна из них.

Было выбрано и скомпоновано нужное для технологического процесса оборудование, а также рассчитаны основные технологические и конструктивные параметры заданной машины.

Список литературы

1 Машины для устройства дорожных покрытий/ К.А Артемьев, Т.В. Алексеева, В.Г. Белокрылов и др. М.: Машиностроение, 1982. - 394 с.

2 Шарипов Л.Х. Технологические схемы и оборудование дробильно-сортировочных предприятий: выбор, расчет: Учебное пособие. – Воронеж: Издательство Воронежского государственного университета, 1997. – 184 с.

3 Дорожно-строительные машины и комплексы: Учебник для вузов/ В.И. Баловнев, А.Б. Ермилов, А.Н. Новиков и др. - М. Машиностроение, 1988. - 384 с.

4 А.с. 1380777, МКИ В02С 4/32. Амортизатор для валковой мельницы/ Н.Т. Белик, П.Ф. Валуйский. - № 4023343/29-33; Заявлено 04.02.86; Опубл. 15.03.88, Бюл. № 10. – 2с.

5 А.с. 1209282 А1 СССР, МКИ В02С 4/28. Валковая дробилка/ В.П. Нерадов, В.Д. Герасимов (СССР). - № 3798455/29-33; Заявлено 03.08.84; Опубл. 07.02.86, Бюл. № 5. – 3с.

6 А.с. 1240443 А1 СССР, МКИ В02С 4/40. Механизм очистки винтовых валков для помола глины/ В.М. Виноградов, Ф.И. Гаврин (СССР). - № 3757895/29-33; Заявлено 04.05.84; Опубл. 30.06.86, – 4с.

Приложение А

(обязательное)

Спецификации