Реферат Расчёт кранового смесителя Д6-35
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
от 25%
договор
Содержание
Задание………………………………………………………………….3
Введение……………………………………………………………….. 4
1.Описание конструкции………………………………………………5
2.Расчёт кранового смесителя…………………………………………8
2.1. Исходные данные для проектирования…………………………. 8
2.2. Конструкторский расчёт кранового смесителя………………….9
2.3. Определение мощности приводов мостов………………………12
Библиографический список…………………………………………...17
Задание
Рассчитать крановый смеситель для шламового бассейна объёмом 35000 м2.
Введение
По способу перемешивания смесительные машины и оборудование можно разделить на механические, газовые и комбинированные. В зависимости от режима работы различают смесительные машины периодического и непрерывного действия. По технологическому назначению в зависимости от физического состояния перемешиваемых веществ смесительные машины разделяют на:
Машины для перемешивания жидких смесей (шлама, шликера, глазури, красителей и т. п.). Машины этой группы бывают циклического и непрерывного действия. К ним относятся крановые, шламовые, пропеллерные, турбинные, планетарные, грабельные и другие смесители.
Машины для перемешивания сухих порошковых и зернистых материалов (возможно с последующим увлажнением). К этой группе машин относятся в основном лопастные, бегунковые, планетарные и другие смесители механического типа принудительного действия.
Машины для приготовления грубодисперсных суспензий (бетонных смесей, строительных растворов, керамических и других масс). По способу процесса перемешивания эти машины разделяются на смесители принудительного перемешивания с помощью движущихся лопастей и гравитационные смесители, в которых перемешивание осуществляется во вращающемся барабане в результате подъема и падения компонентов.
1.Описание конструкции
Крановые пневмомеханические смесители предназначены для гомогенизации резервов шлама в шламовых бассейнах. На рис.195 показана схема распространенного смесителя с двусторонним мостом, устанавливаемого в шламовом цилиндрическом бассейне 1. Крановый смеситель имеет два моста: основной 15 и соединенный с ним шарниром 8, дополнительный мост 14. Одним концом мосты соединены с центральной опорой 9, другим опираются на ходовые тележки 13, которые перемещаются приводом 12 по кольцевому рельсу 16, проложенному на стенках бассейна. Каждый мост имеет по пять лопастных смесителей 2 с индивидуальными приводами.
Позади лопастных смесителей (по ходу движения) расположены рамы со скребками 11.
Шлам перемешивается скребками при перемещении мостов по кругу и вращающимися вокруг собственных осей лопастными смесителями, а также сжатым воздухом, подаваемым по трубе 5 и коллектору 6 к соплам, расположенным на лопастных смесителях и скребках. Шлам поступает в бассейн через бак 7 и шламопроводы 10 в вертикальные течки, равномерно распределяющие его по бассейну. Разгрузка шлама из бассейна производится из приямка, расположенного в центре бассейна, с помощью насосов.
Смеситель оборудован кран-балкой 4 с тельфером. Один конец кран-балки опирается на центральную стойку, другой перемещается по кольцевому рельсу 3. Крановый смеситель установлен в бассейне диаметром 35 м, объемом 8000 м3.
На рис. 196 показан крановый смеситель с погруженными в шлам мостами.
Смеситель установлен на железобетонном цилиндрическом бассейне диаметром 30 м, высотой 8,5 м.
Перемешивание производится сжатым воздухом, подаваемым; по трубопроводу 4, проложенному на мосту 2. Воздух поступает! в коллектор 6 и далее по трубкам 7 в сопла 12, размещенные на фермах-мостах 13. Вращение погруженным фермам сообщается через центральный поворотный корпус 8, установленный на подпятниковой опоре. Балка ведущего моста 9 одним концом соединена с корпусом 8, а другим опирается на ходовое колесо И с пневматической шиной, которое приводится во вращение двигателем 10.л Колесо обкатывается по круговой бетонной дорожке бассейна Щ сообщает поворотное движение системе: мост вращающийся корпус — погруженные фермы. Шлам подается в бассейн по трубе I через резервуар 5.
Рассмотренный тип смесителя отличается простотой конструкции, меньшим расходом материалов и энергии, большей надежностью в работе, чем крановый смеситель с верхним расположением мостов.
2.Расчёт кранового смесителя.
2.1 Исходные данные для проектирования.
Диаметр бассейна, dб =35м
Высота шлама в бассейне, hш =5,95м
Полезный объём бассейна Vб =6000м
Частота вращения лопастей ωл =0,08 об/с
Частота вращения моста ωм =0,004 об/с
Условная производительность Qc =400 м3/ч
Установленная мощность двигателя Nдв =98 кВт
Масса кранового смесителя mc =119,2 т
2.2 Конструкторский расчёт кранового смесителя
Рис.1.Схема к расчёту крановых смесителей: a) сил, действующих на лопасть
б) общая.
Мощность привода каждого смесителя расходуется на преодоление сопротивлений вращению лопастей в шламе. Выделим на какой-либо лопасти элементарную площадку (рис 1,а).
Определим мощность, затрачиваемую на преодоление сопротивлений среды при движении этой площадки
dN = dP·r·ω0 (2.1)
r- радиус лопастей
dP – гидродинамическое сопротивление площадки
dP = c·p·b·cosα·r2··d·r (2.2)
c- гидравлический коэффициент сопротивления движению, зависящий от формы лопасти и режима движения жидкости(числа Рейнольдса).Для лопастей прямоугольной формы он может быть принят равным 0,64-0,7.
ρ- плотность шлама,кг/м3
ρ = ρв·φ1+ ρш·φ2 (2.3)
ρ = 1000·0,6+1500·0,4= 660кг/м3
b- ширина лопасти, м
α- угол установки лопасти, по отношению к оси вращения
ωс – угловая скорость мешалки, рад/с
ωс = 2π·n/60 , где (2.4)
n-частота вращения лопастей, равная 0,08 рад/с
ωс = 2·3,14·0,08/60 = 0,008 рад/с
Полученные данные подставляем в формулу (2.2)
dP =0,7·660·0,807·0,7·4,242·0,0082·35·4,24 = 44,54
Полученное значение гидродинамического сопротивления подставляем в формулу (2.1)
dN = 44,54·0,008·4,24 = 1,51
Определим мощность, необходимая для вращения лопастей,(кВт)
Nc = z·c·p·b·cosα·· (2.5)
r1 и r2 – радиусы внутренней и наружной кромки лопасти, (м).
z – число лопастей
Nc = 112·0,7·660·0,8·0,7·0,0083· = 0,000014 кВт
При точных расчётах должны быть учтены в качестве лопастей и кронштейны, несущие лопасти и другие крепёжные элементы. Для первоначальных расчётов можно полученное значение Nc увеличить, введя коэффициент запаса k
з =1,3
Тогда мощность привода смесителя будет равна (кВт)
NД = (2.6)
Ŋ- к.п.д привода, равное 0,85
NД = =0,000021 кВт
2.3 Определение мощности приводов мостов
Мощность привода мостов затрачивается на преодоление сопротивлений при переносном движении мешалок и грабель в бассейне и на преодоление сопротивлений при перемещении тележек по рельсам (рис1,б).
Крутящий момент в общем виде, затрачиваемый на преодоление сопротивлений при переносном движении в бассейне очагов перемешивания, находится по формуле:
Мп = (2.7)
- расстояние от оси центральной колонны до оси соответствующего лопастного смесителя, (м)
- сила сопротивления переносному движению каждого смесителя, (Н)
= c·p·Fм· (2.8)
Vi – окружная скорость переносного движения смесителя,(м/с).
Fм – суммарное миделево сечение (проекция всех лопаток на плоскость, перпендикулярную направлению движения) лопастей смесителя,(м2)
Vi = ωм·Ri (2.9)
ωм – угловая скорость моста, (рад/с)
Vi = 0,004·46,1 = 0,18 м/с
Fм = ·cosα·cosγi +Fв·10+Fтр (2.10)
- площадь элемента (лопасти, кронштейна), (м2)
α- угол установки лопасти.
γi – угол между плоскостью проекции m-m и соответствующим радиусом размещения лопасти (рис1,б)
Fм = 112·175,2·0,7·1,3+1,62·10+27,74 = 17900 м2
Полученные значения Vi и Fм подставляем в формулу (2.8)
= 0,7·660·17900·0,182 = 267941,5 Н
Определим миделево сечение центральной трубы (м2)
Fтр = D·H (2.11)
D- диаметр центральной трубы мешалки, (м)
H- высота погружённой части трубы, (м)
Fтр = 2,72·10,2 = 27,74 м
Кроме мешалок мосты вращают также систему скребков-граблей.
Определим крутящий момент, затрачиваемый на их вращение, (Н·м)
Мгр = c·p·L·h·kc ·· (2.12)
L и h – длина и высота рамы граблей, (м)
kc – коэффициент сплошности конструкции (для первоначальных расчётов можно принять kc = 0,25- 0,3).
Rср – средний радиус граблей, (м)
Мгр = 0,7·660·15,55·6,020,0042·17,53 = 1038 Н.
Сделаем проверку крутящего момента:
Мгр = Pгр· Rср (2.13)
Pгр – сила сопротивления движению граблей
Pгр = c·p·Fпр·v2 (2.14)
Fпр – приведённая мощность граблей, (м)
v – окружная скорость движения граблей, (м/с)
v = ωм· Rср (2.15)
v = 0,004·17,5 = 0,07 м/с
Fпр = L·h·kc (2.16)
Fпр = 15,55·6,02·0.28 = 26,2 м2
Полученные значения v и Fпр подставляем в формулу (2.14)
Pгр = 0,7·660·26,2·0,072 = 59,31
Полученное значение Pгр подставляем в формулу (2.13)
Мгр = 59,31·17,5 = 1038 Н – проверка сошлась.
Определим мощность,необходимая на перемещение мешалок и граблей,(кВт)
N1 = (2.17)
– число граблей
N1 = = 49,49 кВт
Мощность , расходуемая на передвижение рельсовых тележек (кВт)
N2 = Nк+ Nс (2.18)
Nк – мощность расходуемая на передвижение рельсовых тележек (кВт)
Nс – мощность, расходуемая на трение при разворотах тележек при движении по кольцевому рельсу (кВт)
Nк = (2.19)
Q – нагрузка на тележку, (Н)
- коэффициент сопротивления движению тележки по рельсам (= 0,02-0,03)
Q = (2.20)
- количество тележек
Q = = 292040 Н
Nк = = 1,31кВт
Определим мощность, расходуемая на трение при разворотах тележек при движении по кольцевому рельсу (кВт)
Nс = (2.21)
- средняя скорость скольжения колёс по рельсу при развороте, м/с
– коэффициент трения скольжения колёс по рельсам (μ = 0,1- 0,15)
= (2.22)
- ширина колеса, (м)
= = 0,000126 м/с
Nс = = 0,0037 кВт
Полученные значения Nк и Nс подставляем в формулу (2.18)
N2 = 1,31+0,0037 = 1,314 кВт
Мощность, расходуемая на трение в центральной цапфе, обычно невелика и может быть учтён к.п.д. привода.
Nдв = (2.23)
Nдв = = 59,77 кВт
Библиографический список
1. Бауман В.А. Механическое оборудование предприятий строительных материалов , изделий и конструкций. М., “Машиностроение “.1975.
2. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчёта химико-технологического и природного оборудования. Калуга., Издательство Н.Бочкарёвой.2002.
3. Александров М.П. Подъёмно-транспортные машины. М.,” Высшая школа”.1985.
4. Левицкий В.С. Машиностроительное черчение и автоматизация выполнения чертежей. М.,”Высшая школа”.1998.
5. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя. М.,”Машиностроение”.2001.
Полученное значение Pгр подставляем в формулу (2.13)
Мгр = 59,31·17,5 = 1038 Н – проверка сошлась.
Определим мощность,необходимая на перемещение мешалок и граблей,(кВт)
N1 = (2.17)
– число граблей
N1 = = 49,49 кВт
Мощность , расходуемая на передвижение рельсовых тележек (кВт)
N2 = Nк+ Nс (2.18)
Nк – мощность расходуемая на передвижение рельсовых тележек (кВт)
Nс – мощность, расходуемая на трение при разворотах тележек при движении по кольцевому рельсу (кВт)
Nк = (2.19)
Q – нагрузка на тележку, (Н)
- коэффициент сопротивления движению тележки по рельсам (= 0,02-0,03)
Q = (2.20)
- количество тележек
Q = = 292040 Н
Nк = = 1,31кВт
Определим мощность, расходуемая на трение при разворотах тележек при движении по кольцевому рельсу (кВт)
Nс = (2.21)
- средняя скорость скольжения колёс по рельсу при развороте, м/с
– коэффициент трения скольжения колёс по рельсам (μ = 0,1- 0,15)
= (2.22)
- ширина колеса, (м)
= = 0,000126 м/с
Nс = = 0,0037 кВт
Полученные значения Nк и Nс подставляем в формулу (2.18)
N2 = 1,31+0,0037 = 1,314 кВт
Мощность, расходуемая на трение в центральной цапфе, обычно невелика и может быть учтён к.п.д. привода.
Nдв = (2.23)
Nдв = = 59,77 кВт
Библиографический список
1. Бауман В.А. Механическое оборудование предприятий строительных материалов , изделий и конструкций. М., “Машиностроение “.1975.
2. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчёта химико-технологического и природного оборудования. Калуга., Издательство Н.Бочкарёвой.2002.
3. Александров М.П. Подъёмно-транспортные машины. М.,” Высшая школа”.1985.
4. Левицкий В.С. Машиностроительное черчение и автоматизация выполнения чертежей. М.,”Высшая школа”.1998.
5. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя. М.,”Машиностроение”.2001.