Расчет конусной дробилки крупного дробления ККД 500/75

Южно-Уральский  государственный университет

Филиал  ЮУрГУ в г. Сатка

УТВЕРЖДАЮ:

Директор  филиала ЮУрГУ в г. Сатка

________________(_______________)

«_____»_______________200__г.

ЗАДАНИЕ

По курсовому  проекту студента  _________________________________________

                                                                               (Ф. И. О.)

1. Тема курсового  проекта: «Расчет конусной дробилки крупного дробления ККД 500/75

2. Срок сдачи  студентом законченного проекта  «___»декабря _2009_ г.

3. Исходные данные к проекту:

3.1. Диаметр основания  внутреннего конуса в м: 1,27

3.2. Ширина загрузочного отверстия в м: 0,500

3.3. Номинальная ширина разгрузочной щели в фазе раскрытия профилей, 0.075м

3.4. Размер максимального куска питания, 0.400 м

3.5 Производительность, т/ч:  150

3.6. Установленная мощность главного привода, кВт, не более 150

3.7.Габаритные размеры в мм: ℓ×b×h=4500×4600×5100

3.8 Масса дробилки, т, не более 43

4. Перечень графического  материала: 

Чертеж конусной дробилки крупного дробления ККД500/75 (формат А3)  

                                   

Руководитель: Лазуков В.А. _________________

Задание принял к  исполнению _________(_____________)

Введение

    Конусные  дробилки применяют для крупного (ККД), среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления. Дробление осуществляется раздавливанием и истиранием в пространстве между двумя усеченными конусами – неподвижным корпусом и дробящей головкой, вал которой закреплен в стакане – эксцентрике. При вращении головка с одной стороны приближается к корпусу, разрушая куски сырья, а с другой – удаляется от него, обеспечивая высыпание продукта.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. КОНУСНЫЕ ДРОБИЛКИ

1.1. Описание конструкции

Конусные дробилки (рис.1.1) применяют для крупного (ККД), среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления. Дробление осуществляется раздавливанием и истиранием в пространстве между двумя усеченными конусами - неподвижным корпусом и дробящей головкой, вал которой закреплен в стакане - эксцентрике. При вращении головка с одной стороны приближается к корпусу, разрушая куски сырья, а с другой - удаляется от него, обеспечивая высыпание продукта. Головки дробилок КМД имеют

форму полного  конуса, поэтому их называют грибовидными

      Дробилки  ККД не имеют устройства, обеспечивающего  безаварийный пропуск не дробимых тел. Корпуса дробилок КСД и КМД соединяются с рамой мощными пружинами, которые при попадании в рабочую камеру не дробимого тела растягиваются, увеличивая, таким образом, размер выпускной щели.

Рис. 1.1. Конусные дробилки (ККД 500/75) 1 - корпус, 2- дробящая головка, 3 - вал, 4 - опора вала, 5 - броневые плиты, 6 - стакан-эксцентрик.

Конусные дробилки крупного дробления выпускаются  двух типов: дробилки типа ККД для  крупного первичного дробления с  загрузочными отверстиями 500, 900, 1200 и 1500 мм, предназначенные для приема кусков размером от 400 до 1300 мм; дробилки типа КРД (редукционные) для крупного вторичного дробления при четырех стадиальной схеме дробления с загрузочными отверстиями 500, 700 и 900 мм, предназначенные для приема кусков с размером от 400 до 750 мм (см. прил. табл. п.6).

Угол захвата  у конусных дробилок по сравнению  со щековыми принимается несколько  большим. В изготовляемых крутоконусных дробилках угол захвата составляет 23 - 25° и не превышает 27°, что соответствует коэффициенту трения, равному 0,2 - 0,25. При больших углах захвата происходит выбрасывание кусков материала из дробящего пространства.

Обычно для  неподвижного конуса угол наклона образующей к вертикали (X ⁼ 17° 10', для подвижного конуса а = 9° 5'. Захват руды обеспечивается углом трения 13° 25'.

Ход подвижного конуса принято относить к плоскости  разгрузочной щели. Величина хода равна двум эксцентриситетам вала. Эксцентриситет конусных дробилок крупного дробления обычно не превышает 21 мм.

В дробилках  ККД и КРД эксцентриситет увеличивается сверху вниз, а ширина рабочего пространства, наоборот, уменьшается. В связи с этим лимитирующим является эксцентриситет подвижного конуса в верхней части дробящего пространства.

Обычно у конусных дробилок крупного дробления эксцентриситет подвижного конуса в верхней части дробящего пространства принимается близким к 0,005 D_max, где D_max - максимальный размер загружаемого куска руды, мм.

Конусные дробилки для среднего и мелкого дробления  различают по профилю дробящей зоны и по размерам загрузочного отверстия и разгрузочной щели. Дробилки КМД по сравнению с дробилками КСД имеют меньшую длину образующей подвижного конуса и большую (в 1,5-2 раза) длину параллельной зоны, поэтому дробилки КМД обычно называют короткоконусными.

У дробилок КСД  и КМД подвижный конус совершает качания, угол отклонения которого от вертикальной оси дробилки колеблется в пределах от 2 до 2,5°.

У конусных дробилок среднего дробления в зависимости  от перерабатываемой руды легко регулируется разгрузочная щель, а, следовательно, и производительность.

В сравнении  со щековыми дробилками конусные имеют  следующие достоинства: 

•   меньший  расход энергии, так как дробление  осуществляется не только раздавливанием, но и изгибом;

•  большую  производительность, более спокойный  ход и отсутствие динамических нагрузок, так как процесс дробления совершается непрерывно в течение всего оборота подвижного конуса;

•   возможность  включать дробилку при дополнительной камере дробления.

Недостатки конусных дробилок:

•  относительная  сложность и дороговизна конструкции;

•  более дорогой  ремонт;

•  неприспособленность  к измельчению вязких материалов.

1.2. Расчет технологических параметров конусных дробилок крупного дробления

Угол захвата

Углом захвата  конусных дробилок крупного дробления  называется угол между образующими внутренней поверхности наружной неподвижной конической чаши и внешней поверхности подвижного дробящего конуса (рис. 1.2).

Величина угла захвата изменяется от α в месте сближения дробящих поверхностей до в диаметрально противоположной точке, где дробящий конус отошел от наружной чаши. Незначительной разницей в величине углов пренебрегают, так как она не имеет практического значения, и углом захвата считают угол α.

Условия равновесия куска дробимого материала в камере дробления конусной дробилки крупного дробления аналогичны равновесию куска в щековой дробилке, что позволяет распространить выводы, сделанные ранее для щековых дробилок, также на конусные дробилки крупного дробления. Таким образом, угол захвата у конусных дробилок крупного дробления не должен быть больше двойного угла трения а < 2ф. Практически в этих дробилках угол захвата бывает от 24 до 28°.

Рис. 1.2 Угол захвата конусной дробилки крупного дробления

Размер  загружаемых кусков приближенно принимают

Частота вращения эксцентрикового  стакана

Наивыгоднейшей  называется такая частота вращения эксцентрикового стакана конусной дробилки крупного дробления, при которой  достигается максимальная производительность дробилки. Аналогично случаю щековой дробилки, такую частоту имеем, если время половины оборота эксцентрикового стакана равно времени свободного падения куска дробленого продукта с горизонта A₁N₁(рис. 4.3) до уровня разгрузочного отверстия AN, т. е. с высоты h.

С одной стороны, время t половины оборота эксцентрикового  стакана

 

где n - частота вращения эксцентрикового стакана, об/мин.

С другой стороны, время t должно равняться времени  свободного падения куска с высоты h, т. е.

Откуда                                           

Рис. 4.3 Разгрузка  дробленого продукта из конусной дробилки

крупного дробления  при наивыгоднейшей частоте вращения

эксцентрикового стакана

Высоту h находим  из геометрических соотношений. Проводим из точки К, которую займет точка N поверхности дробящего конуса, когда он придет в крайнее правое положение, линию KN₁ параллельную AA₁, и проводим плоскость A₁N₁, с горизонта которой куски дробленого продукта должны еще выпасть из дробилки при отходе конуса. Из треугольника NN₁K получим 

 

где γ₁ и γ₂ - углы между образующими поверхностей дробящего конуса и наружной чаши с вертикалью.

Пользуясь свойством  производной пропорции можно  написать

                                  

где S - ход дробящего конуса на горизонте разгрузочного отверстия, равный двойному эксцентриситету , м.

Конусные дробилки крупного дробления работают с числом оборотов, которое приблизительно в 2 раза меньше, чем по теоретической  формуле (4.1). Отклонение можно объяснить  тем, что при выводе формулы не учтены различные сопротивления, которые встречает материал при выходе из дробилки. Для практических расчетов частоты вращения эксцентрикового стакана пользуются формулой

Промышленные  испытания показывают, что с увеличением  частоты вращения эксцентрика (в некоторых пределах) производительность дробилки растет, по-видимому, сказывается повышение скорости прохождения материала при повышении частоты колебаний конуса. Поэтому при проектировании дробилок частоту вращения эксцентрика назначают из условий обеспечения надежной работы подшипникового узла эксцентрикового стакана, а также учитывают уравновешенность дробилки на фундаменте.

В современных  конусных дробилках крупного дробления  эксцентриситет на уровне разгрузочной щели составляет 13-25 мм в зависимости от размера дробилки. Дробилки одного размера могут иметь разные эксцентриситеты. Анализ конструктивных размеров дробилок показывает, что средний ход конуса на горизонте выходной щели (двойной эксцентриситет) связан с шириной приемного отверстия В прямолинейной зависимостью S = 0,02В + 0,01, где В и S приняты в метрах.

Подставив в  формулу (4.1) найденное значение S и численные значения тангенсов углов наружной чаши и дробящего конуса получим

 
 
 
 

Производительность

Определим объем  V дробленого продукта, выпадающего из дробилки за один оборот эксцентрикового стакана, работающей с наивыгоднейшей частотой вращения (см. рис. 4.3). Куски, расположенные выше плоскости A ₁N₁, не выйдут из рабочего пространства дробилки, так как их размер больше максимальной ширины выходной щели. За один оборот эксцентрикового стакана из дробилки выпадает дробленый продукт, занимающий объем кольца с трапецеидальным поперечным сечением AA₁N₁N. Это кольцо представляет собой пространство, получающееся при вращении трапеции AA₁N₁N вокруг оси корпуса дробилки OO₁. Согласно теореме Гульдена объем такого пространства равен произведению площади фигуры, вращение которой образует кольцо, на длину окружности, описываемой центром тяжести фигуры вокруг оси вращения, т. е.

V = F2πR,                                                                                   (4.3)

где F - площадь трапеции AA₁N₁N;

R - расстояние от оси вращения OO₁ до центра тяжести трапеции, который расположен на линии, соединяющей середины оснований трапеции на расстоянии h_c (по перпендикуляру) от ее большого основания. Из теоретической механики известно, что

Где b₂ - максимальная ширина выходной щели, м; b₁ - минимальная ширина выходной щели, м.