Обслуживание и ремонт шаровой мельницы сухого помола модели 151М2 цехом 2 ОАО Поливтор (стр. 5 из 11)

При разборке шаровой мельницы (выпрессовке шкивов, зубчатых колёс и шестерен) применяют универсальный съемник.

Детали с неподвижными посадками необходимо разъединять с помощью специальных съемников, прессов. При помощи съемников проводится разборка шпоночных, шлицевых, конусных соединений, а также съем муфт, зубчатых колес, шарикоподшипников, втулок, шкивов и т. д. Съемники могут быть универсальными или специальными, предназначенными для снятия деталей определенного класса. Универсальный съемник представлен на рис. 2. Установка захватов на необходимый диаметр производится вращением конуса 2. Фиксация детали осуществляется за наружную поверхность, а после перестановки конуса 2 и захватов 1 выпрессовка детали может проводиться фиксацией за внутреннюю поверхность.

Универсальные съемники могут использоваться для демонтажа деталей определенного диапазона диаметров. Поэтому необходимо иметь несколько типоразмеров подобных съемников и сменных захватов.

Выпрессовка проводится следующим образом. После создания винтом натяга мягкой выколоткой ударяют по снимаемой детали. При некотором смещении детали ее выпрессовывают вращением винта. Детали с прессовыми посадками нужно предварительно подогревать, например, поливая их маслом с температурой 80 — 100 °С.

Рис. 2-- Универсальный съемник: 1- захваты, 2 – конус.

1.3. Механический расчет ремонтных устройств.

Выбор универсального съемника и проверка винтовой пары на прочность.

Исходные данные:

d=36мм -- диаметр болта;

S=4мм—шаг резьбы.

Определить:

1) Вид нагрузки;

2) Материал винта;

3) предел текучести

4) Усилие выпрессовки.

Решение

1) Определяем вид нагрузки;

На винт действует осевая нагрузка, приложенная сила по оси элемента (винта), значить производим расчёт универсального съемника на растяжение.

2) Определяем материал винта;

Исходя из справочных данных и практического опыта, для винта универсального съемника выбираем материал Сталь 45.

3) Определяем предел текучести материала винта;

Исходя из справочных данных для Стали 45 из которой изготовлен винт выбираем предел текучести материала.(см. таблица №2).

Принимаем для Стали 45 предел текучести G_т=300—340 МПа.

Предел текучести материала-изготовителя элементов резьбовых соединений

Таблица № 2.

Материал болта, винта, шпильки	Ед. изм.	Значение
Сталь Ст3; Ст4 Сталь 35; Сталь 45 Сталь А12 Сталь 40Х; 30ХН; 30ХН3	МПа МПа МПа МПа	220-240 300-340 240 700-800

4) Определяем усилие выпрессовки.

Расчёт винта на осевую нагрузку, приложенную силу по оси элемента, расчёт на растяжение.

Формула расчёта

где d₁—внутренний диаметр резьбы, мм; d₁=d—S ;

d—наружный диаметр резьбы, мм;

S—шаг резьбы, мм;

π—3.14;

i – количество элементов, i =1;

F_a—осевая сила (нагрузка), действующая на соединение, Н;

[G_р]—допускаемое напряжение на растяжение (сжатие), МПа (Н/мм²);

где n=1.5…3 —запас прочности; n=3—применяется для расчета соединений, у которых d<14мм при переменных нагрузках

G_T—предел текучести материала, МПа (Н/мм²) [см. табл. №2]

k—коэффициент затяжки [см. табл.№3]

Коэффициент затяжки резьбовых соединений.

Таблица№3

№ п/п	Условие затяжки резьбовых соединений	Значение
1 2 3	Для свободного навинчивания При предварительной затяжке а) без прокладок б) с медной прокладкой в) с асбестовой или паронитовой прокладкой г) с резиновой прокладкой При затяжке под нагрузкой (съемники, домкраты)	1 1.25-1.4 1.4-1.6 1.6-1.7 1.7-1.8 1.3

Принимаем коэффициент затяжки k=1,3.

Определяем допускаемое напряжение на растяжение (сжатие);

Определяем усилие выпрессовки.

Ответ: универсальный съемник имеет винт из стали 45 с пределом текучести G_T=340 МПа, у которого усилие выпрессовки F_a=7090,2 H.

2.3. Проверочный расчет деталей и сборочных единиц

отремонтированного аппарата.

2.3.1. Технологический расчет шаровой мельницы.

Исходные данные;

Начальный размер частицы б_{н maх} = 6х10^-3 м = 6 мм

Материал для измельчения—известняк

Придел прочности при сжатии G_сж = 200 МПа

Модуль упругости Е = 50 ГПа

Плотность известняка ρ_м = 2600 кг/м³

Материал подаётся на измельчение с производительностью G = 0.1 т/ч

Конечный размер частиц должен быть меньше б_к = 0.15 мм

Решение.

1. Определяем насыпную плотность известняка по формуле:

ρ_н = ρ_м х (1-ε) = 2600 х (1- 0.3) = 1820 кг/м³,

где ε—порозность материала, ε = 0.3

2. Предварительный выбор мельницы осуществляется по мощности шаровой нагрузки, необходимой для измельчения

N = G × Э_уд,

где G—производительность, кг/с

G_секунд = G × 1000/3600 = 0.1× 1000/3600 = 0.027 кг/с

Э_уд—удельная энергия измельчения данного материала, Дж/кг

Величина Э_уд задаётся в виде зависимости Э_уд = f (F_уд)

F_уд—удельная площадь поверхности, м²/м³

F_уд = 41.4/б_ном х lg (б_ном х 10⁶/5.47),

где б_ном—размер частиц после измельчения, б_ном = б_к = 0.15 мм =

= 0.15× 10^-3 м

F_уд =

При F_уд = 0.39 × 10⁶ м²/м³; Э_уд= 33×10³ Дж/кг

N_шз=0.027×33×10³=0.891×10³ Вт=0.891 кВт.

3. Определяем реальную мощность шаровой загрузки:

По реальной мощности шаровой загрузки выбираем электродвигатель шаровой мельницы, исходя из справочных данных принимаем асинхронный электродвигатель марки 4А100LB с N_эл.дв=2.2 кВт; n=1000об/мин=16.7 об/с.

Уточнённый расчет шаровой мельницы.

4. Определяем массу мелющих тел по формуле:

m_ш=φπRLρ_нш,

где φ—коэффициент заполнения барабана. Определяется в зависимости φ=f(R_н/R) по частоте вращения барабана n, внутреннему радиусу R и величине коэффициента мощности шаровой загрузки К_N

К_N=60N_шз/(ρ_ншR^2.5Lg)

R—внутренний радиус барабана, R=D_б/2; D_б=570 мм=0.57 м

(см. табл. №1) R=0.57/2=0.285 м

ρ_нш—насыпная плотность шаровой загрузки, для стальных шаров,

ρ_нш =4100 кг/м³

L—внутренняя длина барана, L=450 мм=0.45 м (см. табл.№1)

К_N=60×0.891×10³/(4100×0.57^2.5×0.45×9.81)=68.1

n=

и комплекс

При таких данных φ=0.35

m_ш=0.35×3.14×0.285²×0.45×4100=164.6 кг≈165 кг

5. Определяем диаметр шара по формуле:

,

где ρ_ш=7800 кг/м³—плотность стальных шаров;

ω_ш—скорость падения шара, м/с

,

где R_н—наименьший радиус шаровой загрузки, R_н/R=0.65 значить

R_н=0.65R=0.65×0.285=0.185 м

Принимаем диаметр шара, утвержденный ГОСТ7524—64 d_ш=25 мм.

6. Производим расчет мощности двигателя шаровой мельницы по формуле:

N_дв=К_Nρ_нзR^2.5Lg/(60η_п),

где η_п=0.9—КПД механической передачи;

ρ_нз—насыпная плотность загрузки (шаров и материалов)

где ρ_нш—насыпная плотность стальных шаров; кг/м³, ρ_нш=7800 кг/м³,

ρ_ш—плотность стального шара; кг/м³, ρ_ш =7800 кг/м³,

ρ_н—насыпная плотность материала; кг/м³,ρ_н =1820 кг/м³

Расчетная мощность электродвигателя не превышает выбранную мощность электродвигателя.

Вывод: В ходе технологического расчета шаровой мельницы получились следующие результаты: выбран электродвигатель мощностью N_эл.дв =2.2 кВт с частой вращения n=1000 об/мин. Определена масса мелющих тел, она равна m_ш =165 кг. Диаметр шаров d_ш=25 мм. И приняли размеры барабана D= 0.57 м; L=0.45 м.

2.3.2. Конструктивный расчет шаровой мельницы.

Исходные данные.

Частота вращения n=1000 об/мин =16.7 м/с

Мощность N_эл.дв =2.2 кВт=2200 Вт

Частота вращения барабана n_б=45 об/мин=0.75 об/с

Диаметр барабана D_б=570 мм = 057 м

Допустимое отклонение скорости барабана б= 3%

Срок службы L_hг=10 лет

Кинематическая схема привода шаровой мельницы представлена

Решение.

1. Определяем ресурс привода:

L_h=0.85×365L_hгt_сL_c,

где t_c=8 часов—продолжительность смены;

L_c=1—число смен;

0.85—коэффициент простоя машины

L_h=0.85×365×10×8×1=24820 часов.