Исходные данные

ХАРАКТЕРИСТИКА

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

М.П. Руководитель практики от предприятия

_______________________(подпись)

Заключение преподавателя

1. В какой степени выполнена программа практики

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Оценка работы студента на практике

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

М.П. Руководитель практики от учебного заведения

___________________(подпись)

1. Производительность смесителя П, м³/с.

2. Прочность смеси во влажном состоянии σ, МПа.

3. Технологически необходимое время перемешивания τ_пер, с.

Задача расчета: определить основные конструктивные параметры смесителя и мощность привода.

Схема смесителя представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема смешивающих литейных бегунов с вертикальными катками:

1 – неподвижная чаша; 2 – катки; 3 – вертикальный вал;

4 – траверса; 5, 6 – плужки; 7 – разгрузочный люк

Методика расчета [1; 2; 3]

1. Размеры чаши смесителя определяются исходя из заданной его производительности.

где – обьем замеса в одной чаше, м³.

где – площадь замеса, м²;

− высота замеса, м.

м²,

где – диаметр чаши, м.

где – зазор (высота слоя смеси) между крайней нижней точкой катка и днищем чаши, м;

– высота слоя смеси, захватываемой под каток, м.

Получаем:

, м³.

Так как под катки смесителя в каждый данный момент попадает лишь часть смеси, загружаемой в чашу (≈80−85 %), а остальная масса смеси поднимается плужками-отвалами выше слоя h ₁, получаем расчетную формулу для определения диаметра чаши:

м.

Диаметр чаши можно также устанавливать по данным табл. 1.1.

Таблица 1.1

Основные параметры смесителей по ГОСТ 15955−80

Наименование основных параметров	Тип смесителя	Нормы
Объем замеса в одной чаше, м^3, не менее	1; 3.1	0,003	0,005	0,025	0,25	0,40	1,0 (1,25)	1,6	2,0	3,2	3,7
2; 3.2	–	0,005	–	0,16	(0,63)	1,0	1,6	–	–	–
Внутренний диаметр чаши, мм	1; 3.1				(1500)		(2800)
2; 3.2	–		–		(2000)			–	–	–

Примечание 1.

1 − периодического действия с одной чашей и вращающимися вокруг ее вертикальной оси катками и отвалами, перемешивающими компоненты смеси на горизонтальной поверхности днища чаши;

2 − периодического действия cодной чашей и вращающимися вокруг ее вертикальной оси катками и отвалами, перемешивающими компоненты смеси на вертикальной поверхности обечайки чаши;

3 − непрерывного действия с двумя и более чашами и вращающимися вокруг ее вертикальной оси катками и отвалами, перемешивающими компоненты смеси на горизонтальных поверхностях днищ чаш − 3.1 или вертикальных поверхностях обечаек чаш − 3.2.

Примечание 2. Параметры, указанные в скобках, не должны применяться при новом проектировании.

Рабочая высота чаши принимается из условия удобства обслу­живания:

– для открытых производительных смесителей = 0,7–0,8 м;

– для закрытых смесителей = 0,4–0,5 м.

2. Определение размеров катков. Высокое качество смешивания получается только в том случае, если ма­териалы, загружаемые в чашу смесителя, неоднократно подвергаются действию плужков и катков, распределяющих смесь, уплотняющих и вра­щающих зерна песка. Такое действие станет возможным, если под каток будет затягиваться определенный по высоте слой смеси. Чтобы частицы смеси захватывались катками, угол захвата между касательной Т - Т и горизонтальной осью (рис. 1.2) не должен превышать некоторой величины, соответствующей конструктивным параметрам смесителя.

Рис. 1.2. Схема сил, действующих на каток

Для определения условий захвата смеси катками рассмотрим усилия, действующие в смесителе при перемещении катка по слою смеси. Давление насмесь направлено перпендикулярно к касательной, проведенной через точку А, и при движении катка вызывает в этой точке силу трения, равную произведению , направленную по касательной.

Частицы смеси будут затягиваться под катки при следующем условии:

где − горизонтальная составляющая силы трения;

− горизонтальная составляющая силы давления катка на смесь.

Из данного условия получаем:

Обычно коэффициент трения принимается равным 0,7, тогда 0,7, что соответствует углу = 35°. Значит, для затягивания смеси под каток угол должен быть не менее 35°.

Из геометрических построений получается:

м.

Отсюда

м.

Так как с увеличением уменьшается угол и соответственно увеличивается и уменьшается , т.е. уменьшается и, значит, улучшаются условия захвата смесей катками, то для расчетов нужно принимать

м.

При = 35°, ≈ , обычно применяется .

Ширина катка у большинства смесителей находится в следующей зависимости от диаметра катка и диаметра чаши :

, м.

Или

, м.

Вес катка определяется исходя из условия, что перетирающее действие в смесителях и необходимое качество смешивания обеспечива­ется при уплотнении элементарных слоев смеси в процессе смешивания. Давление на смесь усиливается действием специальных пружин.

Нажатие катка на смесь определяется из выражения

, кН,

где – допускаемая нагрузка на единицу ширины катка, кН/м. Она зависит от объема замеса .

, м^3	0,25	0,4	0,6	1,0	1,26	1,6
, кН/м

3. Частота вращения катка рассчитывается из следующих классических формул:

и .

В результате объединения получается:

, мин^-1,

где = 1,4–2,2 м/с – линейная скорость точек, лежащих на образующей катка.

4. Частота вращения вертикального вала смесителя находится из соотношения

, мин^-1,

где – средний диаметр качения катка, м.

(см. рис. 1.1).

При несимметричном расположении катков

, м;

.

5. Определение мощности привода. Мощность, потребляемая смесителем, расходуется на качение и скольжение катков относительно смеси, а также на перемещение смеси плужками:

, кВт.

Мощность, необходимая для качения катков:

, кВт,

где – сила прижима смеси катком, кН;

– число оборотов вертикального вала смесителя в минуту, мин^-1;

– безраз­мерный коэффициент, учитывающий влияние свойств смеси на сопротив­ление качению по ней катков.

– радиус катка, м.

Мощность, расходуемая на скольжение катков относительно смеси:

, кВт,

где – коэффициент трения катка по смеси,

Мощность, затрачиваемая для перемещения смеси плужками:

кВт,

где – вес замеса, кН;

где – удельный вес рыхлой смеси кН/м³;

– коэффициент, учитывающий зависимость мощности привода от свойств формовочной смеси.

с/м³;

– геометрический параметр плужков.

, м⁴;

– высота плужков, м;

– расстоя­ние от оси вращения до границ соответствующих участков плужков (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Схема к расчету гео­метрического параметра плужков

м; м;

; ; ; ,

где – радиус чаши, м.

Мощность двигателя смесителя определяется по формуле

, кВт,

где = 1,04–1,2 – коэффициент установочной мощности;

= 0,8–0,95 – КПД привода смесителя.

При работе сдвоенных бегунов каждая чаша рассматривается независимо.

Таким образом, мощность привода смесеприготовительных машин зависит от массы замеса, свойств приготавливаемой смеси, площади чаши, расположения и числа плужков, размеров катков и места их установки, частоты вращения вертикального вала и других факторов.

Мощность привода катковых смесителей (бегунов) можно также рассчитать по приближенной формуле [4]:

, кВт,

где – мощность холостого хода, определяемая КПД электродвигателя и потерями на трение в механизмах машины; для серийно выпускаемых бегунов кВт; кВт; кВт; кВт;

– коэффициент относительной мощности на компенсацию дополнительных потерь, пропорциональных нагрузок().

Варианты индивидуальных заданий для расчета литейных бегунов с вертикально-вращающимися катками приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Варианты индивидуальных заданий для расчеталитейных бегунов

с вертикально-вращающимися катками

Номер варианта	Основные параметры бегунов и смесей
Производительность смесителя по готовой смеси, м^3/ч	Продолжи­тельность цикла, мин	Количество чаш	Объем замеса в одной чаше смесителя непрерывного действия, м^3	Прочность смеси во влажном состоянии, МПа
	10,0	1,5		–	0,031
	20,0	–		0,25	0,032
	16,0	1,5		–	0,033
	32,0	–		0,40	0,034
	40,0	1,5		–	0,035
	80,0	–		1,0	0,036
	50,0	1,5		–	0,037
	100,0	–		1,25	0,038
	65,0	1,5		–	0,039
	130,0	–		1,6	0,040
	80,0	1,5		–	0,041
	160,0	–		2,0	0,042
	128,0	1,5		–	0,043
	256,0	–		3,2	0,044
	148,0	1,5		–	0,045
	296,0	–		3,7	0,046
	0,15	2,0		–	0,047
	7,5	2,0		–	0,048
	15,0	–		0,25	0,049
	12,0	2,0		–	0,050
	24,0	–		0,40	0,510
	30,0	2,0		–	0,052
	60,0	–		1,0	0,053
	38,0	2,0		–	0,054
	76,0	–		1,25	0,055
	48,0	2,0		–	0,056
	96,0	–		1,6	0,057
	60,0	2,0		–	0,058
	120,0	–		2,0	0,059
	96,0	2,0		–	0,060

Продолжение табл. 1.2

	192,0	–		3,2	0,061
	111,0	2,0		–	0,062
	222,0	–		3,7	0,063
	0,06	3,0		–	0,064
	5,0	3,0		–	0,065
	10,0	–		0,25	0,066
	8,0	3,0		–	0,067
	16,0	–		0,40	0,068
	20,0	3,0		–	0,069
	40,0	–		1,0	0,070
	25,0	3,0		–	0,071
	50,0	–		1,25	0,072
	32,0	3,0		–	0,073
	64,0	–		1,6	0,074
	40,0	3,0		–	0,075
	80,0	–		2,0	0,076
	64,0	3,0		–	0,077
	128,0	–		3,2	0,078
	74,0	3,0		–	0,079
	148,0	–		3,7	0,080
	0,40	4,0		–	0,081
	3,5	4,0		–	0,082
	7,0	–		0,25	0,083
	6,0	4,0		–	0,084
	12,0	–		0,40	0,085
	15,0	4,0		–	0,086
	30,0	–		1,0	0,087
	19,0	4,0		–	0,088
	38,0	–		1,25	0,089
	24,0	4,0		–	0,090
	48,0	–		1,6	0,091
	30,0	4,0		–	0,092
	60,0	–		2,0	0,093
	48,0	4,0		–	0,094
	96,0	–		3,2	0,095
	55,5	4,0		–	0,096
	111,0	–		3,7	0,097
	3,0	5,0		–	0,098
	4,8	5,0		–	0,099
	12,0	5,0		–	0,100

Окончание табл. 1.2

	15,0	5,0		–	0,101
	19,2	5,0		–	0,102
	24,0	5,0		–	0,103
	38,4	5,0		–	0,104
	44,4	5,0		–	0,105
	1,5	10,0		–	0,106
	2,4	10,0		–	0,107
	6,0	10,0		–	0,108
	7,5	10,0		–	0,109
	9,6	10,0		–	0,110
	12,0	10,0		–	0,111
	19,2	10,0		–	0,112
	22,2	10,0		–	0,113

Технические характеристики некоторых промышленных литейных смесителей с вертикально вращающимися катками представлены в табл. 1.3 и 1.4.

Таблица 1.3

Технические характеристики некоторых промышленных

литейных смесителей периодического действия

с вертикально-вращающимися катками

Параметр	Модель
1А11М			114М			1А-11	1А-12
Объем замеса, м^3	0,25	0,3	1,0	1,25	2,0	3,7	0,25	0,6	1,0
Внутрен­ний диа­метр ча­ши, мм
Высота чаши, мм		–
Диаметр катка, мм
Ширина катка, мм
Масса катка, кг	–	–	–	–	–	–
Число катков

Окончание табл. 1.3

Число отвалов	–	–	–	–	–	–
Частота вращения вертикального вала, мин^-1					32,8
Усилие давления катка, кН	0,6–1,55	1,8	0–5,4	–	6–12	0–16	2–6	4,2–10,0	12,5
Удельное давление катка, МПа	–	–	–	3,12	–	–	–	–	–
Характеристика трансмиссии	Z 1=11 Z 2=25 Z 3=14 Z 4 =46 Z 5 =24 Z 6 =46	Z 1=11 Z 2 =25 Z 3 =14 Z 4 =46 Z 5 =24 Z 6 =46	Æ1=270 мм Æ2=570 мм Z 1 =10 Z 2 =45 Z 3 =69 Z 4 =16	Æ1 = 224мм Æ2 = 608мм Z 1 =15 Z 2 =49 Z 3 =18 Z 4 =81 Черв. t = 3 мм Черв. кол Z = 56 Z5 = 16 Z 6 =45 Z 7 =19 Z 8 =102	Ременная передача + зубчатая:   Z 1 =121 Z 2 =21 Z 3 =63 Z 4 =12	Æ1 = 500мм Æ2 = 750мм Редуктор i = 25,17 Z 1 = 15 Z 2 = 62 Z 3 = 22 Z 4 = 144	–	–	–
Мощность привода электродвигателя, кВт			–		–	–
Частота вращения вала двигателя, мин^-1			–	–	–	–	–	–	–

Таблица 1.4

Технические характеристики некоторых промышленных

сдвоенных литейных смесителей непрерывного действия

с вертикально-вращающимися катками

Параметр	Модель
Объем замеса, м^3
Внутренний диаметр чаши, мм		–
Высота чаши, мм		–
Диаметр катка, мм		–
Ширина катка, мм		–
Масса катка, кг	–	–
Число катков		–
Число отвалов	–	–	–
Частота вращения вертикального вала, мин^-1	38,6	–	33,7
Усилие давления катка, кН	–	–	–
Удельное давление катка, МПа	–	–	–
Характеристика трансмиссии	–	–	–
Мощность привода электродвигателя, кВт
Частота вращения вала двигателя, мин^-1	–	–	–

2. РАСЧЕТ ЦЕНТРОБЕЖНОГО СМЕСИТЕЛЯ

Дата добавления: 2015-04-25