Главная страница
Навигация по странице:

  • БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

    		•

    Курсовая молотковая дробилка. ПЗ. Расчет и проектирование молотковой дробилки


    Скачать 1.9 Mb.
    НазваниеРасчет и проектирование молотковой дробилки
    АнкорКурсовая молотковая дробилка
    Дата12.10.2022
    Размер1.9 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаПЗ.doc
    ТипКурсовой проект
    #730200
    страница4 из 4
    1   2   3   4

    3. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

    3.1. Назначение и область применения молотковых дробилок



    Молотковые дробилки применяются для разрушения хрупких материалов (зерна, сахара, соли, кости и т.п.).

    Они относятся к получившим широкое распространение в пищевой промышленности ротационным машинам. Их важной особенностью является наличие рабочих органов, вращающихся с большой частотой, вследствие чего осуществляется воздействие на обрабатываемый продукт (так называемый свободный удар) [3].



    Рис. 3.1 Конструктивные формы быстровращающихся дисков:

    а – постоянной толщины; б – конический; в – гиперболический; г – сложного профиля
    Основной рабочий орган молотковой дробилки – быстровращающийся диск (окружная скорость от 60 до 100 м/с) или набор дисков простого или сложного профиля (рис. 3.1). Диск молотковой дробилки является наиболее типичным примером нагруженного диска (рис. 3.2).

    Разрушение частиц продукта происходит при ударе молотка, ударе частицы о зубчатую гребенку, укрепленную на корпусе дробилки, и за счет истирания. На молотковых дробилках получают относительно измельченный продукт, не требующий применения сортировочных устройств. Наиболее распространены дробилки со свободно подвешенными молотками.

    3.3. Расчет молотковой дробилки



    Конструктивные размеры элементов молотка должны обеспечивать уравновешенность его на удар [5].

    Расстояние от центра массы молотка до оси отверстия с, м (рис. 3.4)

    ,

    где длина молотка, м; ширина молотка, м.

    Исходные данные для расчета:

    ; , тогда

    Квадрат радиуса инерции молотка относительно его центра массы , м2



    Расстояние от конца молотка до оси его подвеса , м (см. рис. 4.4)




    а)

    а)

    б)

    Рис. 3.4 Диск молотковой дробилки:

    а – эскиз; б – эпюры напряжений.

    Квадрат радиуса инерции молотка относительно оси подвеса , м2



    Конструктивные размеры молотка должны удовлетворять условию

    ,

    условие выполнено.

    Проверка данного условия подтверждает правильность вычислений.

    Радиус центра масс молотка, м

    ,

    где радиус окружности крепления осей молотков, м.

    Исходные данные для расчета:

    , тогда .

    Радиус крайней точки молотка, м



    Масса молотка, кг

    ,

    где толщина молотка, м; плотность материала молотка (сталь), кг/м3.

    Исходные данные для расчета:

    , , тогда .

    При работе молотковой дробилки в диске возникают радиальные и тангенциальные напряжения, величина которых зависит от текущего значения расчетного радиуса (рис. 3.4). Диск молотковой дробилки можно привести к расчетной схеме диска постоянной толщины, нагруженного по радиусу установки осей крепления молотков радиальным напряжением , обусловленным центробежной силой инерции молотков и осей.

    Угловая частота вращения ротора,

    ,

    где окружная скорость крайней точки молотка.

    Исходные данные для расчета:

    , тогда

    Угловую частоту вращения ротора примем с некоторым запасом равной 235 с−1 [5, 6].

    Масса оси подвеса молотков, кг

    ,

    где диаметр оси подвеса молотков, м; длина оси, м.

    Исходные данные для расчета:

    , , тогда .

    Делаем допущение, что радиальные напряжения по кольцевому сечению при радиусе равномерно распределены по кольцевому сечению диска.

    При числе дисков напряжение , МПа, определяется по зависимости

    ,

    где количество молотков; количество осей; количество дисков; толщина диска, м.

    Исходные данные для расчета:

    , , , , тогда



    Значения и являются граничными условиями, позволяющими определить тангенциальное напряжение при ( радиус вала ротора, м) на поверхности посадочного отверстия диска.

    Примем и определим расчетные коэффициенты по зависимостям [5, 6]:

    ;

    ;

    ;

    ;

    ;

    ,

    где частота вращения ротора дробилки, об./мин, тогда .

    Рассчитаем , МПа, по формуле

    ,

    где , , , расчетные коэффициенты при , радиальное напряжение на поверхности посадочного отверстия диска. Получим

    .

    Разделим участок диска на участков (рис. 3.4, а) и определим текущие значения радиуса , м. Рекомендуемое значение [5].

    Тогда

    ;

    ;

    ;

    ;

    ;

    .

    Определим радиальные , МПа, и тангенциальные , МПа, напряжения при радиусах по зависимостям

    ,

    ,

    где расчетные коэффициенты, определяемые по вышеперечисленным зависимостям.

    Результаты представлены в таблице 3.1.

    На основании полученных значений и при различных значениях расчетного радиуса построим эпюру напряжений по радиусу диска и определим максимальное напряжение (рис. 3.5).

    Таким образом, наиболее нагруженной является внутренняя поверхность диска радиусом , где .
    Таблица 3.1

    Сводная таблица расчетных параметров

    , мм
















    , МПа

    30
    1
    1
    0
    0
    0,018
    0
    0
    0
    0

    75
    0,4
    0,58
    0,42
    −7,85
    0,113
    0
    12,138
    −0,89
    11,248

    120
    0,25
    0,53
    0,47
    −8,59
    0,29
    0
    13,583
    −2,49
    11,093

    165
    0,18
    0,52
    0,48
    −8,81
    0,55
    0
    13,872
    −4,85
    9,022

    210
    0,14
    0,51
    0,49
    −8,9
    0,89
    0
    14,161
    −7,92
    6,241

    250
    0,12
    0,507
    0,493
    −8,94
    1,26
    0
    14,248
    −11,26
    2,988

    , мм
















    , МПа

    30
    1
    0
    1
    0
    0,018
    0
    28,9
    0
    28,9

    75
    0,4
    0,42
    0,58
    −4,11
    0,113
    0
    16,762
    −0,46
    16,302

    120
    0,25
    0,47
    0,53
    −4,77
    0,29
    0
    15,317
    −1,38
    13,937

    165
    0,18
    0,48
    0,52
    −4,98
    0,55
    0
    15,028
    −2,74
    12,288

    210
    0,14
    0,49
    0,51
    −5,07
    0,89
    0
    14,739
    −4,51
    10,229

    250
    0,12
    0,493
    0,507
    −5,1
    1,26
    0
    14,652
    −6,43
    8,222


    Местный коэффициент запаса прочности для наиболее нагруженного сечения

    ,

    где предел текучести для материала диска (сталь 20), МПа.

    Исходные данные:

    , тогда , что значительно превышает допускаемый запас прочности [5].








    Рис. 3.5 Эпюра напряжений σr и σt при различных значениях радиуса r.
    При расчете ротора молотковой дробилки на виброустойчивость, в качестве расчетной схемы принимаем стержень на двух шарнирных опорах с равномерно распределенной нагрузкой, обусловленной действием размещенных по длине вала однотипных конструктивных элементов одинаковой массы (см. рис. 3.2).

    Линейная масса ротора , кг/м



    ,

    где массы вала, молотка, оси, диска и втулки соответственно, кг; количество втулок; диаметр вала ротора, м; длина втулки, м; наружный диаметр втулки, м;

    наружный диаметр диска, м; расстояние между опорами, м;

    Исходные данные для расчета:

    , тогда ,

    значит ;

    , тогда ;

    , значит м;

    , тогда

    ;

    ;

    .

    После подстановки данных в формулу получим



    Момент инерции вала ротора , м4



    Критическая угловая частота вращения ротора,

    ,

    где модуль упругости материала вала, Н/м2. Для стали , тогда



    Проверим условие виброустойчивости ротора

    ,

    где угловая частота вращения ротора; .

    Получаем

    условие виброустойчивости выполняется.

    Производительность дробилки, кг/ч [6]

    ,

    где эмпирический коэффициент, учитывающий физико-химические свойства зерен; насыпная плотность товарного солода, кг/м3; диаметр ротора (концов молотков), м (см. рис. 4.4); длина ротора (расстояние между опорами), м; частота вращения ротора, с –1.

    Исходные данные для расчета:

    , , , , тогда



    Мощность, расходуемая на измельчение продукта, кВт [7]

    ,

    где толщина молотка, м; количество молотков в ряду, шт.

    Исходные данные для расчета:

    ; , тогда

    Момент на приводном валу,

    ,

    где частота вращения ротора дробилки, об./мин., тогда




    ЗАКЛЮЧЕНИЕ



    В данной работе рассмотрен один из вариантов аппаратурно-технологической линии подработки и дробления солода. Описаны конструкции и принцип работы машин, применяющихся для дробления солода, даны рекомендации по их применению, в частности показано, что:

    • применение шести- и четырехвальцовых дробилок дает наилучшие результаты при наличии в технологической линии устройств для кондиционирования солода;

    • применение молотковых дробилок целесообразно только при наличии на предприятии современных фильтр-прессов, не нуждающихся в применении оболочек как фильтрующего материала;

    • применение дробилок мокрого помола и дробилок с замочным кондиционированием дает отличные результаты, но из-за высокой стоимости их применение рекомендуется только при развитом, высоко технологичном, и, самое главное, высоко прибыльном производстве.

    Особое внимание уделено взаимному расположению рабочих органов вальцовой дробилки, их геометрическим и техническим параметрам, оказывающим решающее влияние на состав и качество помола.

    Приведен пример принципиальной схемы молотковой дробилки, сопровождающийся необходимым расчетным материалом, указаны материалы, из которых изготавливаются основные рабочие органы дробилки.

    БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


    1. Кунце В. Технология солода и пива: пер. с нем. / В. Кунце, Г. Мит. – СПб.: Профессия, 2003. – 912 с, ил.

    2. Ермолаева Г.А. Технология и оборудование производства пива и безалкогольных напитков: Учеб. для нач. проф. образования / Г.А. Ермолаева, Р.А Колчева. – М.: ИРПО; Академия, 2000. – 416 с.

    3. Остриков А.Н. Расчет и конструирование машинных аппаратов пищевых производств: Учебник для студ. вузов / А.Н. Остриков, О.В. Абрамов. – СПб.: ГИОРД, 2004. – 284 с.

    4. Баранов Д.А. Процессы и аппараты: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Д.А. Баранов, А.М. Кутепов. – М.: Академия, 2004. – 304 с.

    5. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи: Учеб. пособие для студ. вузов / М.Ф. Михалев, Н.П. Третьяков, А.И. Мильченко, В.В. Зобнин; Под общ. Ред. М.Ф. Михалева. – СПб.: Машиностроение, 1984. – 301 с.
    1   2   3   4

    написать администратору сайта