Щокова дробарка з простим рухом щоки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Кафедра «Будівельні, дорожні машини»

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни «Дорожні машини»

ТЕМА : «Щокова дробарка з простим рухом щоки»

напряму підготовки «Машинобудування»

спеціальності «Підйомно-транспортні, дорожні, будівельні, меліоративні машини і обладнання»

Усік С.В

Керівник доц. Орел О.В

Рукавишніков Ю.В.

Косолапов В.Б.

м. Харків - 2015 рік

ВСТУП

На заводах дроблення матеріалу відбувається зазвичай в декілька стадій. На перших стадіях при крупному і середньому дробленні зазвичай застосовують щічні дробарки.

Дроблення - процес подрібнення крупних шматків кам'яного матеріалу від первинної великої до потрібної. Залежно від кінцевої великої шматків матеріалу дроблення прийнято розрізняти на велике (125-250 мм), середнє (20-70 мм) і дрібне (5-20 мм).

Для дроблення кам'яного матеріалу використовують дробильні машини.

За принципом дії розрізняють дробарки: щічні, конусні, валкові і дробарки ударної дії. Крім того, для тонкого подрібнення матеріалу застосовують кульові дробарки, в яких матеріал подрібнюється за допомогою вільних падаючих тіл-куль і стрижнів.

Дробарки є основним технологічним устаткуванням пересувних дробильно-сортувальних установок. Щічні дробарки застосовуються для крупного і середнього дроблення гірських порід середньої і великої твердості. В порівнянні з іншими дробарками щічні мають великі розміри завантажувального отвору.

Гідністю цих дробарок є простота і надійність конструкції. Вони мають наступний розмірний ряд від 160Ч250 мм, до 2100Ч2500 мм.

Розрізняють щічні дробарки з простим гойданням рухомої щоки і з складним гойданням щоки. Можуть бути дробарки з комбінованим гойданням щоки і з двома рухомими щоками.

Дроблення матеріалу в щічній дробарці здійснюється розчавлюванням шматків між рухомою і нерухомою щоками в той момент, коли рухома щока наближається до нерухомої. Розвантаження роздробленого матеріалу здійснюється гравітаційно при відході рухомої щоки.

Серед різного дробильного устаткуванням щічні дробарки набули переважного поширення. До переваг цих дробарок слід віднести простоту конструкції, надійність, невеликі габаритні розміри і масу, а також просте обслуговування і ремонт. Недоліком щічних дробарок є періодичність роботи, наявність великих мас, що коливаються.

Щічна дробарка з простим гойданням щоки складається із станини, щоки, що коливається, шатуна, ексцентрикового валу з двома маховиками, плитою (нерухомою і рухомою), що дроблять, механізму для регулювання величини вихідної щілини, плит розпорів, відтяжного механізму з буферною пружиною і електроустаткування.

Рис. 1- Щічна дробарка з простим гойданням щоки : а- конструктивна схема; б- кінематична схема; у схема проходження матеріалу через розвантажувальну щілину; г - схема для визначення продуктивності шековой дробарки : 1 - корпус; 2 - нерухома щока; 3 - рухлива щока; 4 - броньова плита; 5 - вісь; 6 - шків-крутень; 7 ексцентриковый вал; 8 - шатун; 9 - пристрій для регулювання вихідної щілини; 10 - пружина; 11 - тяга; 12,13 - розпорные плити.



Рис. 2 - Схема до розрахунку продуктивності щокової дробарки: а) - схема захвату матеріалу; б) - призма випадання матеріалу за одне качення щоки.

устаткування щоковий дробарка

Станина - зварна з окремих сталевих листів, складається з передньої двох бічних стінок коробчатого перетину. Ззаду бічні стінки зв'язані двома поперечними балками, замінюючими задню стінку. З внутрішньої сторони передньої стінки за допомогою клинів і болтів укріплена нерухома плита, що дробить, яка складається з двох симетричних частин, що забезпечує їх взаємозамінюваність. До бічних стінок прикріплені футерувальні клини, що оберігають стінки від зносу. У балки, замінюючі задню стінку, вмонтований механізм для регулювання розміру вихідної щілини.

Щока, що коливається, виконана у вигляді відливання, на якому за допомогою клинів і болтів укріплена рухома плита, що дробить, складається з двох частин. Щока, що коливається, підвішена на осі, цапфи якої спираються на опори з прокладками із спеціальної гуми, замінюючої вкладиші. Така конструкція не вимагає мастила.

Шатун підвішений на ексцентрикову частину валу. Корінні шийки ексцентрикового валу спираються на підшипники, що самоустановленими, вмонтовані в металеві стакани З торців стакани закриті кришками з ущільненнями, що оберігають підшипники від попадання пилу і витікання мастила.

Щока, що коливається, і шатун сполучені між собою плитою розпору. Плита розпору, розташована між шатуном і регулювальним механізмом, є запобіжною і при перевантаженнях дробарки від попадання в неї дробленого матеріалу ламається.

Основними параметрами для розрахунку є кут захоплення між рухомою і нерухомою щоками; частота обертання головного валу n, об/с; продуктивність машини П, м3/ч; потужність приводу N, кВт; найбільше зусилля дроблення Q, Н; маховий момент маховика при якому забезпечується достатня рівномірність ходу машини.

Дроблення матеріалу в щічній дробарці здійснюється розчавлюванням шматків між рухомою і нерухомою щоками в той момент, коли рухома щока наближається до нерухомої. Розвантаження роздробленого матеріалу здійснюється гравітаційно при відході рухомої щоки.

Щічні дробарки класифікують:

· з простим рухом щоки щодо нерухомої осі підвісу.

· з складним рухом рухомої щоки, в якій щока шарнірно підвішена на ексцентричну шийку головного валу.

Серед різного дробильного устаткування щічні дробарки набули переважного поширення. Їх застосовують як для найкрупнішого дроблення, так і для дрібнішого дроблення на проміжних стадіях. До переваг щічних дробарок слід віднести простоту конструкції, надійність, невеликі габаритні розміри і масу, а також просте обслуговування і ремонт. Недоліком щічних дробарок є періодичність роботи, наявність великих мас, що коливаються.

Щічна дробарка з|із| простим рухом рухомої щоки складається із станини, ексцентричного валу, шатуна, рухомої щоки, плит розпорів і відтяжної пружини з п'ятою. На бічних стінках станини розміщені опори для осі рухомої щоки і ексцентрикового валу. На обох кінцях ексцентрикового валу встановлені маховики, один з яких має проточки для клинових ременів і служить як приводний шків. На середній ексцентриковій частині валу верхньою головкою підвішений шатун, в нижній частині якого є пази для вкладишів плит розпорів. Рухома щока верхньою головкою шарнірно підвішена на нерухомо укріплену вісь, а нижньою частиною через вкладиш опорта| на передню плиту розпору. Для запобігання відриву рухомої щоки від плити розпору і випадання плит розпорів передбачена тяга з пружиною. Регулювання розміру вихідної щілини проводять заміною плит розпорів, установкою регулювальних прокладок або клинового регулювального механізму.

При обертанні ексцентричного валу шатун здійснює зворотно-поступальний рух у вертикальній плоскості. При русі шатуна вгору разом з ним переміщаються і плити розпорів. Унаслідок збільшення кута, утвореного плитами і шатуном, відбувається відхилення рухомої щоки у бік нерухомої, тобто здійснює робочий хід.

При зближенні щік відбувається дроблення матеріалу. При русі шатуна вниз рухома щока відходить від нерухомої, і роздроблений матеріал вивантажується з камери дроблення під дією сили тяжіння.

1. ДАНІ ДЛЯ ПРОЕКТУВАННЯ

480 мм- максимальний розмір завантажуваного каменю;

d = 70 мм максимальний розмір продукту;

900 мм- довжина зіву дробарки;

6,85- міра подрібнення;

22⁰- кут захоплення;

в = 85⁰ кут між розпіоними плитами і шатуном;

6*10³ Па- межа міцності каменю при стискуванні;

2.5 kH/см²- модуль пружності матеріалу при стискуванні.

2. ВИБІР І РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ

Ширина зіву дробарки:

мм, (1.1)

Хід щоки

(1.2)

де: d - максимальний розмір продукту

Мінімальний розмір вихідної щілини зіву дробарки

(1.3)

Міра дроблення

(1.4)

де: D - максимальний розмір завантажуваного каменю

Висота призми, яка випадає за один оберт ексцентрикового вала

(1.5)

Об'єм призми, яка випадає за один хід щоки

м^{3 (1.6)}

де: L - довжина зіву дробарки

Середній розмір продукту

(1.7)

Кількість оборотів валу

(1.8)

де: б - кут захоплення;

Продуктивність щокової дробарки

(1.9)

де - коэффициент разпушения

Розрахунок необхідної потужності електродвигуна

(1.10)

Приймаємо електродвигун: 4А200М2У3

Потужність: N=37кВт

Частота обертання: n=2945 хв^-1.

де - межа міцності каменю при стискуванні;

D -максимальный розмір завантажуваного каменю;

середній розмір продукту дроблення;

Е-модуль пружності матеріалу при стискуванні.

Визначення розрахункових сил, діючих на деталі щічної дробарки з простим гойданням щоки.

Для розрахунку сил, які діють на деталі дробарки, знадобляться деякі геометричні параметри і розміри її основних деталей, а так само перевірка кінематики силового механізму.



Рис. 1.1 - План сил, діючих на деталі дробарки

Визначимо висоту зіву дробарки

(1.11)

Довжина рухливої щоки

(1.12)

Довжина передньої плити розпору

м на основних статистичних даних.

м

кут в рекомендуеться приймати близьким до 80⁰ [1];

ексцентриситет е для дробарок великого дроблення е=30 -50 мм.(табл. 4)

Точка прикладення сили Qmax приймається розташованою на відстані 1/3 Н від верхньої кромки нерухомої щоки [1].

м (1.13)

де: б - кут захоплення

Ексентреситет вала шатуна

(1.14)

Хід щоки в місці контакту з матеріалом

(1.15)

Сила, діюча на рухливу щоку

кН (1.16)

Зусилля, яке діє на плити розпорів

(1.17)

Зусилля на шатуні

(1.18)

Розрахунок параметрів маховика

Діаметр маховика визначають за умови, що колова швидкість v не перевищує 15-20 м/с.

(1.19)

Маса маховика

кг (маса двох маховиків). (1.20)

Передавальне число ремінної передачі

(1.21)

де n_д- кутова швидкість валу двигуна в хв^-1, n- кутова швидкість валу дробарки в хв^-1.

Далі за потужністю двигуна і кутової швидкості ременя вибирається тип клинового ременя і кількість ременів передачі.

, приймаємо = 3 (1.22)

де N_р - потужність, яка передається одним ременем

Діаметр малого шківа

(1.23)

Ширина малого шківа

(1.24)

Внутрішній діаметр шківа

, м (1.25)

м

Рис. 1.2 - Геометричні параметри ремінної передачі.



Рис. 1.3 - Поперечне сечение канавки для ременя.

Слід взяти до відома, що один з крутнів одночасно є провідним шківом клиноременной передачі. У його поперечному перерізі є порожнечі канавок для ременів, зменшують розрахункову площу крутня. Компенсувати зменшення площі крутня можна за рахунок збільшення ширини крутня на відповідну величину. Ця додаткова величина ширини може бути знайдена по формулі

(1.26)

е: z_р- кількість ременів; F_р1- площадь канавки під ремінь; D_Н=D_М- зовнішній діаметр крутня; D_мв- діаметр крутня внутрішній.

Див. рис. 3, 4

м;

м;

м (1.27)

м,

де а_р = 0,027 м; е = 0,0285 м; е₀ =0,0085 м (табл. 5.3); ц₀= 40⁰ (табл. 5.2).

З розрахунків маємо

(1.28)

Сумарная площа канавок під ремені

(1.29)

де: z_р- кількість ременів

Площа поперечного перерізу обичайки

(1.30)

де: D_Н=D_М- зовнішній діаметр крутня;

D_мв- діаметр крутня внутрішній.

3. РОЗРАХУНОК НА МІЦНІСТЬ ОСНОВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ДРОБАРКИ

Станина

Зварна станина виконана з листового прокату d - 30-50 мм. Передня і бічні стінки мають замкнуті коробчаті перерізи з діафрагмою і поясами жорсткості. Передня стінка виконує роль нерухомої щоки. Вона фіксується плитою, що дробить.

Станину розраховують як жорстку раму, передня і задня стінки якої завантажені рівномірно.

За основу приймаємо розрахункове зусилля.

(2.1)

- максимальне зусилля, що дробить

- коефіцієнт, що враховує динамічність навантаження,_

Станину розраховуємо, як статично невизначну раму: її можна розглядати складеною з трьох балок з шарнірними опорами по кінцях.

На кінцях балки АВ (передня стінка станини) діятимуть моменти, які перешкоджають вільному повороту цих кінців, замінюють дію бічних стінок на передню. Момент визначається за умови, що кути повороту зв'язаних кінців передньої і бічних балок при їх жорсткому закладенні. Кут повороту передньої балки АВ обумовлений вигином балки силою, прикладеною в середині проль- оту.



Рис. 3.1 - епюри нагрузки станини

Якщо позначити довжину цієї балки і жорсткість при вигині через, то кут повороту кінця А передньої стінки сили складе.

Момент викликає поворот балки в протилежному напрямі, і кут по- вороту визначається вираженням.

(2.2)

Бічну стінку розглядаємо, як балку з опертыми кінцями, що згинається моментом і означаючи її довжину через, жорсткість при вигині через, визначуваний кут повороту кінця А бічної стінки.

, прирівнюючи, отримуємо

, (2.3)

де: - момент інерції передньої і бічної стінок відносно їх нейтральних осей;

- довжина відповідно до передньої і бічних стінок.

Момент, що вигинає передню стінку :

(2.4)

Напруга від вигинання в передній стінці

(2.5)

Рис. 3.2 - Варіант перерізу передньої стінки

Приймаємо параметри передньої стінки :

1,8 м; с=0,025м; h=0.124м; x=0,149м. (2.6)

м^{4 (2.7)}



Рис. 3.3 - Варіант перерізу бічної стінки

Приймаємо параметри бічної стінки :

е=0,966 м; h=0.019 м; h₁=0.065 м; h₂=0.074 м; g=0.028 м; x=0,074 м.

(2.8)

(2.9)

м^{4 (2.10)}

Передня стінка піддається напрузі вигину від моменту, тому (необхідно знати) найбільша напруга:

Стінку виготовляють зі сталі марки: Ст 40, МПа.

Рухома щока

Для дробарок з простим рухом щоки розрахунок ведеться відповідно до схеми на рис. 3.4, коли щока знаходиться під дією згинального моменту від сили Т_N та напруження стиснення від сили Т_k.

 Н (2.11)

Рис. 3.4 - До розрахунку рухомої щоки

Момент опору перетину щоки

Рис. 3.5 - Перетин щоки

(2.12)

Площина поперечного перетину

^(2.13)

Згинальний момент

(2.14)

Тоді

(2.15)

Обираємо матеріал: Ст 20, межа міцності МПа

Ексцентриковий вал

Вал піддається одночасній дії напруги вигину і кручення.

Згинальний момент у небезпечному перерізі вала

(2.16)

де -довжина ексцентрикового вала.

Нормальна напруга вигину в небезпечному перерізі валу

(2.17)

де: - діаметр валу,м.

Напруга крутня

 (2.18)

де Н,( -ексцентриситет вала)

Сумарна напруга

(2.19)

МПа

Обираємо матеріал: Ст 20, межа міцності МПа

Розпірна плита

Рис. 3.6 - переріз розпірної плити

Її розраховують при завищенному на 25% допустимої напруженості при стисненні, тому що вона виконує роль запобіжного елемента.

(2.20)

де Т - зусилля,що діють уздовж розпорної плити (Н);

F - площа поперечного перерізу плити,м²

м^{2 (2.21)}

Обираємо матеріал: Ст 20, межа міцності МПа

4. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНІ ПОКАЗНИКИ

Експлуатаційна продуктивність.

, (3.1)

де, - тривалість зміни в годиннику;

- коефіцієнт використання дробарки за часом;

- теоретична продуктивність.

м³/зміна

Питома енергоємність.

кВт/м³ в зміну (3.2)

де, - потужність двигуна приводу дробарки.

Вироблення на одного робітника в зміну.

м³/чел. в зміну (3.3)

де, - число операторів, обслуговуючих дробарку.

5. ЗАХОДИ ПО ТЕХНИЦІ БЕЗПЕКИ, ОХОРОНИ ПРАЦІ І ДОВКІЛЛЯ

Особливості експлуатації подрібнювального устаткування

Робота подрібнювальних, сортувальних і збагачувальних машин супроводжується значним шумом, вібрацією і перетворенням.

Для боротьби з шкідливими діями шуму, вібрації і пилу потрібне наступне:

· застосувати укриття, гідрознепилювання;

· частково або повністю автоматизувати технологічні процеси і окреме устаткування, що дозволяє вивести персонал, що забезпечує, з шкідливої дії;

· використовувати індивідуальні засоби захисту, шумофоны, різні ізольовані кабіни.

По діючих санітарних нормах запиленої повітря на робочих місцях не повинна перевищувати _.

Для зменшення запиленої ВНИИ праця розробила укриття для щічних корпусних дробарок і виброгрохотов. Ці укриття є спеціальними коробами з листової сталі з астрационным відсмоктуванням. Проте ефективніші кожухи з подвійними стінками і повітряним проміжком між ними. Внутрішній кожух виготовляють із сталі і облицьовували з одного боку звукопоглинальним матеріалом, а зовнішній кожух з дерева і кріпиться до внутрішнього кожуха за допомогою гумових прокладень.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Артемьев К.А. «Дорожні машини», ч.п. «Машини для пристрою дорожніх покриттів». - М.: Машинобудування, 1982.

2. Баловнев А.И. Дорожні машини / Атлас конструкцій // - М.: Машинобудування, 1969.

3. Методичні вказівки до виконання курсового проекту по дисципліні «Дорожні машини» на тему «Дробарка щічна».

Размещено на Allbest.ru

...