Выбор и определение основных параметров

 

Валковые дробилки характеризуются диаметром D и длиной L валков, при этом L / D = 0,4...1,0. Изготовляют двухвалковые дробилки ДГ с гладкими валками для среднего и мелкого, сухого и мокрого дробления материалов с пределом прочности при сжатии до 350 МПа; двухвалковые дробилки ДР с рифлеными валками для дробления материалов с пределом прочности при сжатии до 250 МПа; двухвалковые дробилки ДГР с гладкими и рифлеными валками; четырехвалковые дробилки Д4Г с гладкими валками для мелкого дробления кокса.

На рис. 2.9 показаны силы, действующие на кусок, зажатый, например, между вращающимися навстречу друг другу валками. Касательные AC и AB к окружностям в точках контакта куска с валками можно рассматривать как следы рабочих поверхностей камер дробления щековых и конусных дробилок. В то же время взаимодействие между левым валком, куском и неподвижной поверхностью AC иллюстрирует рабочий процесс в бегунах, когда каток перекатывается по поддону. Со стороны рабочих органов машины на кусок материала по нормали к контактирующим поверхностям действуют активные силы Q, равнодействующая которых равна P = 2Qsin(α / 2), где α – угол захвата.

 

Рис. 11. Схема для расчета угла захвата

 

Эта сила стремится вытеснить кусок из камеры дробления. Силы трения между рабочими органами машин и куском должны удерживать его. Таким образом, гарантированный захват куска будет обеспечен при условии, что силы трения будут больше выталкивающих сил, т.е. при выполнении следующего неравенства:

где 2fQcos – проекция сил трения на вертикальную ось. Откуда

следует, что

Выразив коэффициент трения между куском и рабочей поверхностью машин через угол трения, т.е f=tg, получим, что суммарный угол захвата должен быть меньше двойного угла трения:

Следовательно, условие захвата справедливо и последующее дробление возможно, когда угол захвата равен или меньше двойного угла трения. Например, при коэффициенте трения f = 0,32 угол трения = 17 40′и угол захвата 35.

В валковых дробилках и бегунах целесообразнее использовать прямые соотношения диаметров D валков (катков) с максимально допустимым размером куска d.

Из треугольника О2О1А (рис. 2.9) следует, что

откуда

где е – ширина выпускной щели.

Степень измельчения в валковых дробилках в среднем равна четырем. Следовательно, можно принять отношение e / d = 0.25. Практически установлено, что при имеющих место коэффициентах трения и принятых соответствующих значениях при дроблении прочных материалов для гладких валков D/d =17…20; для рифленых валков D/d =10; для зубчатых D/d = 2…4.

Частота вращения валков валковых дробилок не должна превышать некоторого значения, при котором создаются неустойчивые условия захвата материала и возникают нежелательные колебания нагрузок. Следовательно, частота вращения валков ограничена условием отбрасывания материала под действием центробежных сил. Левенсон Л.Б. для расчета частоты вращения валков предложил следующую формулу:

где f – коэффициент трения между валками и материалом; ρ – плотность материала, кг/м3.

Мощность привода валковых дробилок рассчитывают по следующей методике. При повороте валков на угол dϕ (рис. 2.10, г) совершается работа

где Q – распорное усилие, действующее на валки, Н; dx – перемщение точки приложения силы Q в направлении оси x, равное абсолютной деформации материала в данном сечении: (здесь – относительная деформация,); s-расстояние между валками в данном сечении.

 

Сила, действующая со стороны валка на рассматриваемый элемент материала,

 

где Рср – среднее давление валков на материал, Па; B dy – площадь контакта валка с материалом (в проекции на вертикальную плоскость), м2.

Элементарная работа, совершаемая за время dt, соответствующее повороту валков на угол dϕ,

Откуда получим формулу для расчета мощности, необходимой для деформирования материала на всем угле захвата,

При этом имели в виду, что dy/dt = vy – это скорость продвижения материала в направлении оси y, а произведение B s vy – производительность П.

Подставляя в формулу значение производительности валков из формулы, получим

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

 

 

Основными параметрами валковой дробилки являются: ширина выходной щели, угол захвата α, диаметр D, длины валков L, частоты их вращения n, и потребляемая мощность N.

 

Рисунок 12- Схема для расчёта валковой дробилки

Определяем ширину выходной щели а, м, из отношения:

a/d = 0,25, (1)

где d – диаметр куска материала, d = 85 = 0,085 м [по заданию]

(2)

 

Значение D находиться из треугольника ABC (Рис. 1):

(3)

(4)

где fн=tg(α/2) – коэффициент захвата сырья.

Коэффициент fн трения для прочных пород принимают 0,3, при таких значениях угол α=16,7º, а отношение D/d:

(5)

 

Наибольший диаметр загружаемого материала (d) задан 85 мм, поэтому диаметр вальцов равен:

D=d*17=85*17=1445 мм

Максимально допустимое значение частоты вращения валка (n) определяется условиями отбрасывания частиц материала центробежными силами:

(6)

ρ – плотность материала, для щебня от 1,4 до 3 г/см³

=1,34 об\с=80,4 об\мин

Для нахождения минимальных и максимальных значений частоты вращения валков воспользуемся формулами

 

Длину валка L мм, находят из таблицы 1:

 

 

Таблица 1 - Техническая характеристика отечественных двухвалковых дробилок

 

		Валковые дробилки
Показатель		с гладкими валками		с рифле­ным и гладким валками
Размер бандажа, мм:
диаметр
длина
Максимальная крупность исходного материала, мм
Пределы регулирования выходной щели, мм	2—12	2—14	4—16	4—18	4—20	10—30
Частота вращения валком, об/мин
Окружная скорость валков, м/с	4,2	5,6	6,2	5,2	6,5	5,5
Мощность электродвигателя кВт	2X4,5	2X7,5
Производительность, м³/ч, не менее при выходной щели
минимальной	2,7	4,3	10,8	11,9	13,0
максимальной	16,2	30,2	43,0	53,5	65,0
Масса, т	2,2	3,4	12,5	15,9	32,4	3,33

 

Выбираем ближайшее значение L=600