Выполнение работы. Расчет мощности двигателя, привода барабана

Расчет мощности двигателя, привода барабана.

Вариант

Нагрузка на ролики складывается из веса барабана ; веса шихты ; веса гарнисажа (рис.2):

Рисунок 2 – Схема к расчету барабана смесителя.

Вес шихты при известной степени заполнения барабана можно определить по следующей формуле:

, (1)

где – диаметр барабана;

– длина барабана;

– ускорение свободного падения;

– насыпная масса шихты;

– степень заполнения барабана.

кН;

Нагрузка на один ролик:

, (2)

где – число опорных роликов;

– половина центрального угла между роликами.

кН;

С увеличением угла растет величина реакции , а с уменьшением снижается устойчивость барабана.

Влиянием наклона оси барабана к горизонту на распределение нагрузок по роликам, а также сопротивлением от трения в подшипниках упорных роликов при расчете можно пренебречь.

Момент сил от трения в подшипниках роликов, приведенных к оси барабана:

, (3)

где – диаметр цапфы;

– радиус бандажа;

– радиус опорного ролика;

– коэффициент трения в подшипниках.

кН∙м

Момент сил трения качения бандажей по роликам, приведенный к оси барабана:

, (4)

где – плечо трения качения ролика по бандажу.

кН∙м

Момент от веса шихты во вращающемся барабане.

, (5)

где – угол наклона шихты к вертикали;

– расстояние от оси барабана до центра тяжести кругового сегмента шихты:

, (6)

где – угол сегмента.

м

кН∙м

Принимают, что шихта представляет собой одно неподвижное тело, имеющее в сечении форму сегмента наклоненного к вертикали на угол , который определяется углом внутреннего трения материала, характеризуемый углом естественного откоса и в значительной степени зависит от скорости вращения барабана.

Момент от сил, возникающих при срезании гарнисажа резцами очистного устройства:

, (7)

где – окружная составляющая силы резания на одном резце;

– толщина среза одним резцом;

– ширина среза одним резцом;

– удельное сопротивление резанию для мелкой руды и концентрата;

– число резцов в очистном устройстве.

кН∙м

Общий момент на оси барабана:

. (8)

кН∙м

Мощность двигателя привода барабана, работающего в длительном режиме:

, (9)

где – общий К.П.Д. привода;

– окружная скорость барабана.

,

где – частота вращения барабана.

кВт.

При уточненных расчетах мощности двигателя привода барабанов большой производительности (800–1400т/ч) целесообразно дополнительно учитывать моменты сопротивления вращению от сил инерции в пересыпающемся слое шихтовых материалов и от сил трения в пересыпающемся слое .

За время поворота барабана на центральный угол , соответствующий длине дуги сегмента, занятого материалом (см. рис.1), через рассматриваемую стадию цикла пересыпания пройдет весь материал, находящийся в барабане. Энергия, затрачиваемая приводом на разгон материала, за это время:

. (10)

откуда

. (11)

кН∙м

При запуске барабана после аварийной остановки возникает момент сопротивления вращению от соскальзывания верхнего слоя материала в сегменте относительно неподвижного. Из условия равновесия сил принимается, что скользит не более половины имеющегося в барабане материала, тогда возникает сила трения и момент трения:

. (12)

где – коэффициент трения покоя.

кН∙м

Выполнение работы

Определить мощность привода барабанного смесителя при следующих исходных данных: общий К.П.Д. привода ; удельное сопротивление резанию для мелкой руды и концентрата ; насыпная масса шихты т; степень заполнения барабана %; коэффициент трения в подшипниках ; число резцов в очистном устройстве ; плечо трения качения ролика по бандажу ; ускорение свободного падения ; коэффициент трения покоя . Остальные исходные данные принять по таблице 1.

Литература [1, с.93-100; 2, с.241-244].

ПАРАМЕТРЫ	вариант
Вес барабана (), кН
Вес гарнисажа (), кН	0,1	0,15	0,25	0,3	0,1	0,15	0,25	0,3	0,1	0,15	0,25	0,3	0,1	0,15	0,25	0,3	0,1	0,15	0,25	0,3
Диаметр барабана (), м	3,2	3,2	2,8	3,2	4,2	3,2	3,2	2,8	3,2	4,2	3,2	3,2	2,8	3,2	4,2	3,2	3,2	2,8	3,2	4,2
Длина барабана (), м		12,5		12,5			12,5		12,5			12,5		12,5			12,5		12,5
Число опорных роликов ()
Половина центрального угла между роликами ()
Диаметр цапфы (), м	1,1	1,1	0,9	1,1	1,3	1,1	1,1	0,9	1,1	1,3	1,1	1,1	0,9	1,1	1,3	1,1	1,1	0,9	1,1	1,3
Частота вращения барабана (), об/мин	6,55					6,55					6,55					6,55
Радиус бандажа (), м	1,8	1,8	1,6	1,8	2,3	1,8	1,8	1,6	1,8	2,3	1,8	1,8	1,6	1,8	2,3	1,8	1,8	1,6	1,8	2,3
Радиус опорного ролика (), м	0,55	0,55	0,45	0,55	0,65	0,55	0,55	0,45	0,55	0,65	0,55	0,55	0,45	0,55	0,65	0,55	0,55	0,45	0,55	0,65
Угол наклона шихты к вертикали ()
Угол сегмента ()
Толщина среза одним резцом (), мм
Ширина среза одним резцом (), мм