Расчет роликовых центрифуг

Центрифуги предназначены для формования полых железобетонных изделий, представляющих собой тела вращения в виде цилиндра или усеченного конуса. Процесс формования осуществляется в горизонтально расположенных формах за счет центробежных сил, возникающих при вращении относительно собственной оси.

В зависимости от установки и закрепления форм центрифуги подразделяются: на осевые (шпиндельные), в котором торцы формы крепятся на передней приводной и задней опорной бабках; свободнороликовые, в которых форма свободно опирается на опорные ролики; ременные, в которых форма подвешивается на бесконечных пересекающихся ремнях, огибающих приводные и холостые шкивы. Из-за сложности крепления форм и невозможности формования длинномерных изделий осевые центрифуги применяются редко.

Наиболее широко при изготовлении железобетонных изделий применяют свободнороликовые центрифуги, расчет которых приведен ниже [1, 2, 6, 8].

1. Определение критической угловой скорости

, рад/с,

где D – внутренний диаметр трубы или изделия круглой формы, изготавливаемого методом центрифугирования, м.

2. Определение угловой скорости вращения формы, необходимой для распределения бетонной смеси

, рад/с,

где k₁ – коэффициент, учитывающий повышение скорости вращения центрифуги для обеспечения равномерного распределения бетонной смеси по поверхности формы без ее расслаивания, k₁=1,4…1,9.

3. Определение угловой скорости центрифуги

, рад/с,

где q – давление от действия центробежных сил, которые приходятся на единицу наружной поверхности трубы, Па, q=1,0·10⁵ Па; R – внутренний радиус формы или наружный радиус трубы, м

, м;

b – толщина стенок трубы, м; r – внутренний радиус трубы, м

, м;

ρ – плотность бетонной смеси, кг/м³, ρ=2400 кг/м³.

Если значение ω_У больше значения ω_КР, тогда в формулу расчета мощности двигателя центрифуги необходимо подставить значение ω_КР, т.к. угловая скорость центрифуги не должна превышать критическую.

4. Определение мощности двигателя центрифуги

, кВт,

где η – КПД привода центрифуги, η=0,9; М – суммарный момент сопротивления вращению формы, приведенный к валу двигателя, Н·м,

, Н·м;

М₁ – момент трения опорных роликов по бандажу, Н·м,

, Н·м;

R_Б – радиус бандажа формы, м; W₀ – сила сопротивления опорных роликов, Н,

, Н;

G – вес формы с бетоном, Н; β – центральный угол между линиями, соединяющими оси вращения бандажа и роликов, β=120⁰; f₂ – коэффициент трения качения роликов по бандажу, f₂=0,0008; D_Р – диаметр опорных роликов, м; μ – коэффициент трения в цапфах роликов, μ=0,005; d_Ц – диаметр цапф роликов, м; М₂ – момент трения формы о воздух, Н·м,

, Н·м;

k – коэффициент обтекания для воздуха, k=0,07…0,1; F – суммарная площадь продольных ребер формы и ребер фланцев, м², F=3…5 м²; R_Р – радиус центра тяжести поверхности ребер, м, R_Р≈0,9R_Б; υ – окружная скорость вращения центра тяжести ребер, м/с,

, м/с;

ρ_В – плотность воздуха, кг/м³, ρ_В=1 кг/м³.

Исходные данные к расчету роликовой центрифуги приведены в приложении 12.

Дата добавления: 2014-12-27