Обслуживание и капитальный ремонт стержневой мельницы МСЦ 3200х4500 (стр. 8 из 13)
Часто шпоночный паз изготавливают на новом месте. Обработка и изготовлении новых пазов на валах проводится на горизонтально- и вертикально-фрезерных станках дисковыми и пальцевыми фрезами.
2.3 Технологический расчет стержневой мельницы
Исходные данные для расчета:
Мельница эксплуатируется в схеме обогатительной фабрики 2 РУ. Производительность фабрики в 100% К2О 1,2 млн.т/год.
Производительность стержневой мельницы определяется по следующей формуле:
Q = q* Vб, т/ч,
где q – удельная производительность мельницы, т/(ч*м3). Удельная производительность стержневой мельницы при измельчении от 10 – 15 мм до 0,8 – 1 мм составляет 5 – 7 т/(ч*м3)
Vб – рабочий объем барабана, м3.
Определяем часовую производительность фабрики по руде, по следующей формуле:
Qчас = Арудагод * К/а * в,
где Qчас – производительность отделения измельчения фабрики за один час; а – количество рабочих дней в году, принимают а = 340дней; в – количество рабочих часов в сутки, принимают в = 22,5 часов; К – коэффициент, К = 1,15; Арудагод –производительность фабрики по руде за год.
Арудагод = АК2О*1,583*1003/(а * ε (100 - wр)) = 1,2 *106* 1,583 * 1003/ (25% * 81,5% (100 – 0,5%)) = 9,3 * 103 т/год
где а – содержание КС1 в исходной руде, %, по СОФ 2 среднее содержание КС1 в руде 25%; ε – товарное извлечение КС1 в готовый продукт, % ; wр – влажность руды, wр = 0,5 %.
ε КС1сух.к-т =83%; ε = ε КС1сух.к-т – 1,5 = 83 - 1,5 = 81,5 %
Qчас = Арудагод * К/а * в = 9,3 * 103 *1,15 / 340 * 22,5 = 1404,3 т/ч
Определим производительность одной мельницы за один час:
Q = Qчас/ 8 = 1404,3/8 = 176 т/ч
Для обеспечения заданной производительности требуется объем барабана:
Vб = Q /q = 176 / 7 =25 м3
Используя технические характеристики, стержневых мельниц с центральной разгрузкой, принимаем к установке стержневую мельницу МСЦ 3200х4500 с объемом барабана 32 м3. Ближайшая по типоразмеру мельница МСЦ 2700х3600 имеет недостаточный объем барабана 17,5 м3.
Максимальная производительность выбранной мельницы составляет:
Q = 7 * 32 = 224 т/ч
Коэффициент использования мельницы:
Кисп = ( 176 / 224) *100% = 78,6 %
В зависимости от частоты вращения барабана различают каскадный, водопадный и смешанный режимы работ мельниц. При каскадном режиме частота вращения барабана мала и стержни, поднимаясь на некоторую высоту вместе с барабаном, затем скатываются или сползают вниз параллельными слоями, измельчая материал главным образом истиранием. При увеличении частоты вращения барабана стержни под действием центробежной силы поднимаются выше и, достигнув определенной для каждой частоты вращения высоты, нанося удары по руде. Такой режим работы мельницы называют водопадным. Руда в этом случае измельчается главным образом за счет удара стержней и частично истирания. Смешанный режим осуществляется при переходе от каскадного режима к водопадному.
Частота вращения барабана может быть такой, когда центробежная сила достигает настолько большой величины, что стержни не могут оторваться от барабана и вращаются вместе с ним. Руда при этом случае не измельчается.
Частота вращения, при которой стержни прижимаются центробежной силой к внутренней поверхности барабана и начинают вращаться вместе с ним, назы-вается критической.
Критическая частота вращения барабана мельницы определяется по диаметру барабана и равна:
nкр = 42,4/√D = 42,4/√3.2 = 23.7 об/мин
Рабочая частота вращения составляет 75 – 85 % критической частоты вращения, значит должна быть в пределах:
nр = (0,75 – 0,85) nкр = 17,8 – 20,1 об/мин (не более)
При такой частоте вращения барабана производительность и эффективность работы мельницы будут максимальными.
Установлено, что оптимальная частота вращения барабана зависит от сте-пени его заполнения измельчающими телами, которая характеризуется коэффициентом заполнения φ. Для стержневых мельниц коэффициент запол-нения φ обычно равен 0,3 – 0,4.
Коэффициент заполнения мельницы стержнями можно определить по следующей формуле:
φ = (4 Gст) / (γст πD2 L)
где Gст – масса стержневой загрузки, т;
γст – насыпная масса стержней, т/м3;
L – длина барабана, м.
Определяем массу стержней:
Gст = (γст πD2 L)/4 = (0,3 * 6,3 * 3,14 * 3,22 *4,5) / 4 = 68 т = 68000 кг
Исходя из практики измельчения сильвинитовой руды, склонной к шламообразованию принимаем стержневую нагрузку 35 т, что обеспечивает измельчение до крупности 1,25 мм.
Мельница оборудована электродвигателем ДСП 260/39-36 мощностью 900 кВт, число оборотов 167 об/мин и весом 15900 кг.
Характеристика привода мельницы
| Число зубьев вал-шестерни | 22 |
| Число зубьев зубчатого венца | 254 |
| Передаточное отношение | 11,545 |
| Модуль в нормальном сечении, мм | 20 |
| Угол зацепления, град. | 20 |
| Межцентровое расстояние, мм | 2771,64 |
| Наибольший допускаемый момент, тм | 20 |
Техническая характеристика мельницы МСЦ 3200х4500:
| Размер мельницы, мм: | |
| Длина | 12440 |
| Ширина | 7205 |
| Высота | 5228 |
| Диаметр барабана внутренний, мм | 3200 |
| Длина барабана, мм | 4500 |
| Объем барабана номинальный, м3 | 32 |
| Частота вращения барабана, об/мин | 14,46 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 900 |
| Масса мельницы (без электрооборудования,смазочной станции, мелющих тел), кг | 133119 |
| Масса вращающихся частей (без мелющих тел и измельчаемого материала), кг | 108000 |
| Масса мелющих тел, кг | До 70000 |
2.4 Механический расчет открытой зубчатой передачи стержневой мельницы
Кинематическая схема открытой зубчатой передачи стержневой мельницы приведена в приложении В:
Исходные данные для расчета:
Число зубьев вал-шестерни – Z1= 22;
Число зубьев зубвенца – Z2 =254;
Передаточное отношение – U =11,245;
Модуль зацепления – mn =20мм;
Угол зацепления – α =20о;
Межосевое расстояние – аw=2760мм.
Расчет передачи сводится к проверке прочности зубьев по контактным напряжениям σн ≤ [σ]н , т.е. рабочее контактное напряжение должно быть меньше или равно допускаемому, в этом случае прочность зубьев в зацеплении обеспечена.
Геометрические параметры передачи следующие:
а) делительные диаметры:
d1 = mn * Z1 = 20*22 =440 мм;
d2 = mn * Z2= 20*254 = 5080 мм;
б) диаметры вершин зубьев:
dа1 =d1 + 2mn = 440 +2*20 = 480 мм;
dа2 =d2 + 2mn =5080 + 2+20 = 5120 мм;
в) диаметры впадин зубьев:
df1 =d1– 2.4mn= 440 – 2.4*20= 392 мм;
df2 =d2 – 2.4mn = 5080 – 2.4*20 = 5032 мм;
г) ширина зубчатого венца:
колеса – В2 = 800 мм;
шестерни – В1 = 800 мм;
д) межосевое расстояние:
аw = (d1 +d2)/2 = (440+ 5080)/2 = 2760 мм.
σн = k* √Ft(U+1)/(B2*d2)*Кнα *Кнβ*Кнυ ≤ [σ]н.где к – вспомогательный коэффициент. Для прямозубой передачи к = 436;
Ft– окружная сила в зацеплении.
Ft= 2 * Т2 * 103 / d2 .
где Т2 = 20 т*м =20*103 кг*м = 20*104 Н*м;
Ft= 2 * 20 * 104 * 103 / 5080 = 78,7 * 103 Н.
U = 11.545; B2 = 800 мм.
Кнα – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями передачи. Для прямозубого колеса Кнα = 1,0;
Кн β– коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Он зависит от коэффициента ширины колеса по диаметру, т. е. от ψΒd
ψΒd = В/ d1 = 800 /440 = 1,8
по табличным данным Кнβ= 1,0
Кнυ – коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи.
υ = ω2 * d2/(2 * 103) = πnd2/ (30 * 2 * 103) = 3.14 * 14.46 * 5080 / 60 * 103 = =3.84 м/с.
при данной степени точности изготовления колес и υ = 3,84 м/с, Кнυ= 1,2.
Шестерню и колесо изготавливают из стали 45, термообработка – У + ТВЧ, т.е. улучшение с закалкой токами высокой частоты, твердость по Роквелу 45…..53 HRC.
[σ]Н = КHL*[σ]HO1 ,
где КHL – коэффициент долговечности.
При длительной работе передачи КHL = 1.
[σ]HO1= 14HRC + 170 14 * 50 +170 = 870 Н/мм2.
[σ]Н = 1 * 870 = 870 Н/мм2.
σН = 436 * √78,7 * 103 * (11,545 + 1)/(800 * 5080) * 1 * 1 * 1,2 = 235 Н/мм2.σН = 235 Н/мм2 < [σ]Н = 870 Н/мм2.
В итоге недогруз:
([σ]Н - σН)/ [σ]Н * 100% = ( 870 – 325) / 870 * 100% = 73% > 15%.
Следовательно можно оставить марку стали 45, но термообработку взять – улучшенную с твердостью НВ 180.
[σ]НО = 1,8 НВ +67 = 1,8 * 180 + 67 = 391 Н/мм2
[σ]Н = 391 Н/мм2.
3. ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПРОВЕДЕНИИ РЕМОНТНЫХ РАБОТ
На все технологическое оборудование в обязательном порядке должны быть заведены паспорта. В них должны быть указаны устройство, назначение, техническая характеристика, требования безопасности при эксплуатации и ремонте, а также общее руко-водство по ремонту.
Оптимальный уровень надежности оборудования достигается в результате соблюдения государственных, отраслевых стандартов и стандартов предприятия по обеспечению износостойкости конструкционными и технологическими методами, применением соответствующих смазочных и защитных материалов и т. д. Фактическое состояние оборудования проверяют во время очередных ремонтов, профилактических осмотров, предусмотренными нормами и правилами испытаний, подготовки к пуску в эксплуатацию, пробных обкаток и в течение всего пускового периода.