1 Расчет мощности двигателя привода барабана
.docРасчет мощности двигателя, привода барабана.
12 вариант
Нагрузка на ролики складывается из веса барабана ; веса шихты ; веса гарнисажа (рис.2):
Рисунок 2 – Схема к расчету барабана смесителя.
Вес шихты при известной степени заполнения барабана можно определить по следующей формуле:
, (1)
где – диаметр барабана;
– длина барабана;
– ускорение свободного падения;
– насыпная масса шихты;
– степень заполнения барабана.
кН;
Нагрузка на один ролик:
, (2)
где – число опорных роликов;
– половина центрального угла между роликами.
кН;
С увеличением угла растет величина реакции , а с уменьшением снижается устойчивость барабана.
Влиянием наклона оси барабана к горизонту на распределение нагрузок по роликам, а также сопротивлением от трения в подшипниках упорных роликов при расчете можно пренебречь.
Момент сил от трения в подшипниках роликов, приведенных к оси барабана:
, (3)
где – диаметр цапфы;
– радиус бандажа;
– радиус опорного ролика;
– коэффициент трения в подшипниках.
кН∙м
Момент сил трения качения бандажей по роликам, приведенный к оси барабана:
, (4)
где – плечо трения качения ролика по бандажу.
кН∙м
Момент от веса шихты во вращающемся барабане.
, (5)
где – угол наклона шихты к вертикали;
– расстояние от оси барабана до центра тяжести кругового сегмента шихты:
, (6)
где – угол сегмента.
м
кН∙м
Принимают, что шихта представляет собой одно неподвижное тело, имеющее в сечении форму сегмента наклоненного к вертикали на угол , который определяется углом внутреннего трения материала, характеризуемый углом естественного откоса и в значительной степени зависит от скорости вращения барабана.
Момент от сил, возникающих при срезании гарнисажа резцами очистного устройства:
, (7)
где – окружная составляющая силы резания на одном резце;
– толщина среза одним резцом;
– ширина среза одним резцом;
– удельное сопротивление резанию для мелкой руды и концентрата;
– число резцов в очистном устройстве.
кН∙м
Общий момент на оси барабана:
. (8)
кН∙м
Мощность двигателя привода барабана, работающего в длительном режиме:
, (9)
где – общий К.П.Д. привода;
– окружная скорость барабана.
,
где – частота вращения барабана.
кВт.
При уточненных расчетах мощности двигателя привода барабанов большой производительности (800–1400т/ч) целесообразно дополнительно учитывать моменты сопротивления вращению от сил инерции в пересыпающемся слое шихтовых материалов и от сил трения в пересыпающемся слое .
За время поворота барабана на центральный угол , соответствующий длине дуги сегмента, занятого материалом (см. рис.1), через рассматриваемую стадию цикла пересыпания пройдет весь материал, находящийся в барабане. Энергия, затрачиваемая приводом на разгон материала, за это время:
. (10)
откуда
. (11)
кН∙м
При запуске барабана после аварийной остановки возникает момент сопротивления вращению от соскальзывания верхнего слоя материала в сегменте относительно неподвижного. Из условия равновесия сил принимается, что скользит не более половины имеющегося в барабане материала, тогда возникает сила трения и момент трения:
. (12)
где – коэффициент трения покоя.
кН∙м
Выполнение работы
Определить мощность привода барабанного смесителя при следующих исходных данных: общий К.П.Д. привода ; удельное сопротивление резанию для мелкой руды и концентрата ; насыпная масса шихты т; степень заполнения барабана %; коэффициент трения в подшипниках ; число резцов в очистном устройстве ; плечо трения качения ролика по бандажу ; ускорение свободного падения ; коэффициент трения покоя . Остальные исходные данные принять по таблице 1.
Литература [1, с.93-100; 2, с.241-244].
ПАРАМЕТРЫ |
вариант |
|||||||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
Вес барабана ( ), кН |
170 |
540 |
850 |
1009 |
100 |
175 |
447 |
753 |
100 |
102 |
168 |
642 |
653 |
956 |
121 |
166 |
627 |
154 |
952 |
99 |
Вес гарнисажа ( ), кН |
0,1 |
0,15 |
0,25 |
0,3 |
0,1 |
0,15 |
0,25 |
0,3 |
0,1 |
0,15 |
0,25 |
0,3 |
0,1 |
0,15 |
0,25 |
0,3 |
0,1 |
0,15 |
0,25 |
0,3 |
Диаметр барабана ( ), м |
3,2 |
3,2 |
2,8 |
3,2 |
4,2 |
3,2 |
3,2 |
2,8 |
3,2 |
4,2 |
3,2 |
3,2 |
2,8 |
3,2 |
4,2 |
3,2 |
3,2 |
2,8 |
3,2 |
4,2 |
Длина барабана ( ), м |
8 |
12,5 |
11 |
12,5 |
24 |
8 |
12,5 |
11 |
12,5 |
24 |
8 |
12,5 |
11 |
12,5 |
24 |
8 |
12,5 |
11 |
12,5 |
24 |
Число опорных роликов ( ) |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
Половина центрального угла между роликами ( ) |
30 |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
30 |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
30 |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
30 |
31 |
Диаметр цапфы ( ), м |
1,1 |
1,1 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1,1 |
1,1 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1,1 |
1,1 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
1,1 |
1,1 |
0,9 |
1,1 |
1,3 |
Частота вращения барабана ( ), об/мин |
6,55 |
10 |
11 |
6 |
6 |
6,55 |
10 |
11 |
6 |
6 |
6,55 |
10 |
11 |
6 |
6 |
6,55 |
10 |
11 |
6 |
6 |
Радиус бандажа ( ), м |
1,8 |
1,8 |
1,6 |
1,8 |
2,3 |
1,8 |
1,8 |
1,6 |
1,8 |
2,3 |
1,8 |
1,8 |
1,6 |
1,8 |
2,3 |
1,8 |
1,8 |
1,6 |
1,8 |
2,3 |
Радиус опорного ролика ( ),м |
0,55 |
0,55 |
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,55 |
0,55 |
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,55 |
0,55 |
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,55 |
0,55 |
0,45 |
0,55 |
0,65 |
Угол наклона шихты к вертикали ( ) |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
45 |
43 |
43 |
43 |
43 |
43 |
43 |
43 |
43 |
43 |
43 |
Угол сегмента ( ) |
110 |
112 |
115 |
117 |
110 |
112 |
115 |
117 |
110 |
112 |
115 |
117 |
110 |
112 |
115 |
117 |
110 |
112 |
115 |
117 |
Толщина среза одним резцом ( ), мм |
20 |
22 |
23 |
25 |
20 |
22 |
23 |
25 |
20 |
22 |
23 |
25 |
20 |
22 |
23 |
25 |
20 |
22 |
23 |
25 |
Ширина среза одним резцом ( ), мм |
90 |
92 |
93 |
95 |
90 |
92 |
93 |
95 |
90 |
92 |
93 |
95 |
90 |
92 |
93 |
95 |
90 |
92 |
93 |
95 |
Исходные данные для расчета мощности привода барабанного смесителя
Таблица 1