Соотношения для расчета основных параметров валковых дробилок – угла захвата, производительности, частоты вращения валков, усилий в деталях

Угол захвата в валковых дробилках— это угол между двумя ка­сательными к поверхности валков в точках соприкосновения с дробимым материалом (рисунок 1.3.1). Кусок материала будет захва­тываться, если или .

Так же как у щековых и конусных дробилок, угол захвата у вал­ковых дробилок для нормального дробления не должен превышать двойного угла трения. При коэффициенте трения для реальных случаев f = 0, 30—0, 45, угол трения составляет = 16°40'—24°20'. На практике для гладких валков принимают = 16—24°, чтобы исключить выдавливание дробимых кусков из рабочей зоны. Зубчатые и рифленые валки обеспечивают лучшие условия захвата, поэтому = 20-30°.

Рисунок 1.3.1 - Расчетная схема валковой дробилки

Максимальный размер куска, захватываемого валками, можно определить по формуле

d_max=[D(1-k) + b]/k,

где k – коэффициент захвата (для гладких валков k = 0.954, для рифленых k = 0.92);

b – ширина выходной щели, м.

Производительность валковых дробилок Q, м³/с, можно вычислить, если представить процесс дробления как движение ленты материала. За один оборот валка через щель пройдет объем ленты материала V, м³:

V = DLb,

где D – диаметр валка, м,

L – длина валка, м.

Производительность дробилки при частоте вращения вала n

 

Q = 1, 25 DLbn ,

где 1, 25 – коэффициент, учитывающий возможное расхождение валков при работе; - коэффициент, учитывающий степень разрыхленности материала (для прочных материалов = 0, 2-0, 3, для влажных = 0, 4-0, 6).

Частота вращения валков n, об/с, валковой дробилки не должна превышать некоторого значения, при котором создаются неустойчивые условия захвата материала и возникают нежелательные колебания нагрузок.

Наиболее благоприятный режим работы наступает при окружной скорости валков _oпт = 3-6 м/с. Отсюда находится частота вращения валков

Максимально возможную частоту вращения валков определяют по формуле, предложенной проф. Л.Б. Левенсоном:

,

где f – коэффициент трения материала о валок (для прочных пород f > 0, 3, для глин f < 0, 45); d – диаметр куска исходного материала, м; - плотность измельчаемого материала, кг/м³.

Усилия в деталях валковой дробилки определяются нагрузкой, которая создается пружинами предохранительного устройства. Эта нагрузка зависит от многих факторов и может быть вычислена лишь приближенно.

Суммарное усилие дробления P, H,

 

Р =

где – предел прочности материала при сжатии, Па;

- длина дуги на участке измельчения материала, м.

Сила нажатия пружин подвижного валка должна обеспечивать суммарное значение P.

Для расчета мощности валковых дробилок можно рекомендо­вать эмпирические формулы. При переработке пород сред­ней прочности (мергель, известняк, уголь) для расчета N, Вт, ис­пользуется формула Аргаля

N = 47, 6KL , Bt,

где К= 0, 6(D /d) + 0, 15 - коэффициент;

= Dn - окружная ско­рость валков, м/с.

 

Таблица 1.3.1 - Техническая характеристика валковых дробилок с гладкими (ГОСТ 18266-72) валками

Параметр	ДГ 400х250	ДГ 600х400	ДГ 800х500	ДГ 1000х500	ДГ 1500х600
Диаметр валка, мм
Длина валка, мм
max размер исходного куска, мм
Зазор между валками, мм	2-12	2-14	4-16	4-18	4-20
Частота вращения, об/с	2, 38 3, 33 4, 75	2, 00 2, 50 3, 16	1, 20 1, 66 2, 42	0, 95 1, 50 1, 92	0, 63 1, 00 1, 26
Производительность, м3/ч	3-12	4-24	6-35	10-45, 6	15-75
Мощность двигателя, кВт

 

1.4 Пример расчета валковой дробилки

 

Выбрать марку валковой дробилки для переработки 24 м³/ч мягкого известняка, имеющего куски средневзвешенным диаметром 73 мм. Продукт дробления должен иметь средневзвешенный размер 15 мм. Определить основные эксплуатационные показатели: частоту вращения валков (рассчитать по формуле, а затем выбрать ближайшее стандартное значение по табл.1.3.1); усилие, необходимое для дробления материала; мощность электродвигателя.

Механические свойства мягкого известняка:

плотность

предел прочности при сжатии

модуль упругости

При выборе типоразмера валковой дробилки учитываем, что размер между валками не может быть меньше среднего размера куска продукта дробления. С учетом заданных параметров по производительности и размеру куска по таблице 1.3.1 выбираем дробилку марки ДГ 1500х600, имеющую следующие технические характеристики: D=1, 5м; d_max=0, 0075м; b=4-20мм; Q=15-75м³/ч; N=55кВт.

Задавшись значением окружной скорости валка ω =4м/с, находим оптимальную частоту вращения валков n_опт, об/с:

Ближайшее рабочее значение частоты вращения валков дробилки принимаем равным n = 1 об/с. Тогда фактическая окружная скорость вращения валков равна:

.

Длина дуги на участке измельчения l, м:

где α =16ᵒ (0, 279 рад)

Необходимое усилие дробления материала при длине дуги на участке измельчения Р, Н:

Мощность электродвигателя N, кВт:

 

1.5 Задача для самостоятельного решения

 

Задача: По таблице 1.3.1 выбрать марку валковой дробилки для переработки Q м³/ч известняка, имеющего куски средневзвешенным диаметром , м. Определить основные эксплуатационные показатели: частоту вращения валков (рассчитать по формуле, а затем выбрать ближайшее стандартное значение по таблице 1.3.1); усилие, необходимое для дробления материала; мощность электродвигателя. Исходные данные в таблице 1.5.1.

 

Таблица 1.5.1 – Варианты для решения задачи

N варианта	Q,	, м
		0, 073			0, 5	0, 279
		0, 055			0, 5	0, 279
		0, 042			0, 5	0, 279
		0, 031			0, 5	0, 279
		0, 023			0, 5	0, 279
		0, 038			0, 5	0, 279
		0, 076			0, 5	0, 279
		0, 051			0, 5	0, 279
		0, 019			0, 5	0, 279
		0, 035			0, 5	0, 279