Рис. 3.1. Схема до розрахунку основних конструктивних параметрів змішувача
Продуктивність змішувача
П=3600π(R2-r2)b′лknkзn,
де R, r – відповідно зовнішній і внутрішній радіуси, м;
b′л – проекція ширини лопаті на напрям обертання, м;
kn – коефіцієнт повернення суміші, який залежить від кількості лопатей із зворотним кутом їх установлення, kn=0,7;
kз – коефіцієнт заповнення змішувача, kз=0,58;
n – частота обертання лопатей:
,
де ω – кутова швидкість обертання лопатей, приймаємо ω=5,7 рад/с.
З формули для визначення продуктивності шляхом математичних перетворень визначаємо зовнішній радіус обертання лопатей, при цьому прийнявши, що:
r=R/2; b′л=bлcosα=0,42Rcos45,
де bл-ширина лопаті; α – кут між лопаттю та горизонтальною площиною в момент виходу лопаті за поверхню розділу, α=40….45˚.
Тоді:
Критична швидкість вала, рад/с
де f – коефіцієнт тертя, f=0,45.
Геометричні розміри змішувача на основі аналізу розмірів існуючих машин визначаються із таких співвідношень
bk=1,5R=1,5∙0,253=0,380 м
h=1,35R=1,35∙0,253=0,342 м
hл=0,5R=0,5∙0,253=0,127 м
bл=0,42R=0,42∙0,253=0,106 м
tл=0,75R=0,75∙0,253=0,109 м
B= bk +2R=3,5R=3,5∙0,253=0,886 м
H=h+R=2,35R=2,35∙0,253=0,595 м
Довжина корпуса змішувача
L=(0,12…0,14)Bkл=0,14∙0,886∙32=3,8 м
де В – ширина корпуса;
kл – кількість парних лопатей на кожному валу, kл=32 (табл. 4.1 [3])
Крок лопатей на валу
S=L/ kл=3,8/32=0,12 м
Відстань від осі кінцевої лопаті до торцевої стінки корпусу змішувача:
S1=S/3=0,12/3=0,04 м
Місткість змішувача у вагових одиницях, кг
Gм=SLρk3=0,185∙3,8∙1100∙0,58=978,56 кг,
де S – площа перерізу матеріалу, при α=40….45˚
S=(2,854…2,933)R2=2,894∙0,2532=0,185 м2
Маса матеріалу
Gм=(1,21…1,41) R3 ρk3 kл=1,31∙0,2533∙1100∙32∙0,58=945 кг
Місткість змішувача в об’ємних одиницях, м3
V=(1,21…1,41) R3 k3 kл=1,31∙0,2533∙32∙0,58=0,394 м3
Площа проекції лопатей на радіальну площину
S=π(R2-r2)ψ=3,14(0,2532-0,12652)0,08=0,012 м2,
де ψ – коефіцієнт довжини лопатей по окружності, ψ=0,08 (табл. 4.1 [3]) Середній радіус
Rср=(R+r)/2=(0,253+0,1265)/2=0,190 м
Швидкість руху матеріалу вздовж осі змішувача, м/с:
v1= Rсрωtgα=0,190∙1∙5,7=1,083 м/с
Тиск суміші на лопать в осьовому напрямку, Па:
q1=Cρ v12=6∙1100∙1,0832=16889,6 Па.
де С=3...9 – коефіцієнт опору. Значення коефіцієнта С залежать від складу і консистенції суміші і можуть змінюватися в широких межах, тому потужність електродвигуна лопатевого змішувача вибирають із запасом.
Осьове зусилля на одну лопать, Н:
P1=π∙C∙ρ∙ω2∙tgα∙Rcр∙(R2-r2)∙ψ=3,14∙6∙1100∙5,72∙1∙0,1902∙(0,2532-
-0,12652)∙0,08=203,9 Н
Окружне зусилля на одну лопать, Н:
Pв= 2∙π∙C∙ρ∙ ω2∙∙tgα∙R3cр∙(R-r)∙ψ=2∙3,14∙6∙1100∙5,72∙1∙0,1903∙
∙ (0,253-0,1265) ∙0,08=201,6 Н
Осьове зусилля, що діє на лопатевий вал, Н:
Pв=P1 ∙ kл∙ k3=204∙32∙0,58=3264 Н.
Визначаємо потужність електродвигуна привода обертання лопатевих валів.
Потужність на подолання опору суміші в осьовому напрямку:
N1=π∙C∙ρ∙ω3∙tg3α∙R3cр∙(R2-r2)∙i∙ψ∙k3=3,14∙6∙1100∙5,73∙13∙0,1903∙(0,2532-
-0,12652) ∙64∙0,08∙0,58=7058,62 Вт,
де і – загальне число лопатей, і=64.
Потужність для подолання сили тертя суміші по поверхні лопатей:
N2= 
∙π∙C∙ρ∙ω3∙tg2α∙R2cр∙(R2-r2)∙i∙ψ∙k3∙f= ∙3,14∙6∙1100∙5,73∙13∙0,1902∙
∙(0,2532--0,12652) ∙64∙0,08∙0,58∙0,6=4386,25 Вт,
де f=0,5…0,65 – коефіцієнт тертя суміші по сталі.
Потужність для подолання опору суміші по поверхні корпуса, Вт
= 
Потужність для подолання опору суміші обертанню кронштейнів, Вт:
bк - ширина кронштейна лопаті, мм; bк=0,07 м; табл.[4.1] bк= 70 мм.
R1- зовнішній радіус обертання кронштейна лопаті, мм;
табл. [4.1], R1=200=0,2 м.
r1 – внутрішній радіус обертання кронштейна лопаті, мм
табл. [4.1] r1=80 мм=0,08 м.
Сумарна розрахункова потужність електродвигуна, кВт,
= 1,1...1,3 – коефіцієнт запасу потужності, що враховує можливість заклинювання лопатевого вала.
= 0,8...0,9 – ККД передачі привода.
Розрахунок привода
Вибір електродвигуна і кінематичний розрахунок.
По табл.1.1. ККД пари циліндричних зубчастих коліс 
; коефіцієнт, який враховує втрати пари підшипників кочення 
; ККД клинопасової передачі 
; коефіцієнт, який враховує втрати в опорах приводного вала 
.
Загальний ККД привода
= 
Потужність на валу змішувача N=31,6 кВт
Потрібна потужність електродвигуна
Частота обертання вала
ωв - кутова швидкість вала
По ГОСТ 19523-81 по потрібній потужності N1=35б1 кВт вибираємо електродвигун трифазний асинхронний коротко замкнутий серії 4А закритий, обдуває мий, з синхронною частотою обертання nc=1500 об/хв. Тип двигуна 4А200М4УЗ з параметрами: синхронна частота обертання nc=1500 об/хв.; потужність Nдв=37кВт; ковзання S=1,7%; відношення моментів:
Номінальна частота обертання двигуна
Кутова швидкість електродвигуна
Загальне передаточне відношення
Вибираємо редуктор типу Ц2-300. Потужність на швиткохідному валу Np=39,6 кВт; частота обертання швидкохідного вала редуктора np=1500 об/хв; передаточне число редуктора 
Передаточне число клинопасової передачі
Кутова швидкість і частота обертання ведучого вала редуктора
Табл. Кутові швидкості і частота обертання валів
| Вал двигуна | 
| 
|
| Швидкохідний вал редуктора | 
| 
|
| Тихохідний вал редуктора | 
| 
|
Дата: 2019-07-30, просмотров: 278.
