|
Расчетно-проектная работа № 1.Расчет молотковой дробилки Цель работы: 1) определение размеров конструктивных элементов молотков; 2) приобретение практических навыков расчета диска молотковой дробилки на прочность; построение эпюр радиальных и тангенциальных напряжений в диске молотковой дробилки; определение местного коэффициента запаса прочности; 3) расчет вала ротора дробилки на виброустойчивость. З а д а н и е: выполнить прочностной расчет дисков молотковой дробилки и построить эпюры радиальных и тангенциальных напряжений, если задано: количество молотков n 1; количество осей n 2; количество дисков n 3; длина молотка A, м; ширина молотка В, м; толщина молотка δ, м; радиус вала ротора r 1, м; радиус окружности крепления осей молотка r отв, м; толщина диска b,м; наружный диаметр диска D, м; диаметр оси подвеса молотков d ос, м; длина оси l ос, м; расстояние между опорами L, м; окружная скорость крайней точки молотка , м/с; радиальное напряжение на поверхности посадочного отверстия диска σr 1, МПа. Методика расчета
Конструктивные размеры элементов молотка должны обеспечивать уравновешенность его на удар [14, 26]. Расстояние от центра массы молотка до оси отверстия c, м (рис. 5.5) . (5.14) Квадрат радиуса инерции молотка относительно его центра массы , м2 . (5.15) Расстояние от конца молотка до оси его подвеса l, м . (5.16) Квадрат радиуса инерции молотка относительно оси подвеса r 2, м2 . (5.17)
Рис. 5.5. Диск молотковой дробилки: а – эскиз; б – эпюры напряжений σr и σt
Конструктивные размеры молотка должны удовлетворять условию . (5.18) Радиус центра масс молотка, м . (5.19) Радиус крайней точки молотка, м . (5.20) Масса молотка, кг . (5.21) При работе молотковой дробилки в диске возникают радиальные и тангенциальные напряжения, величина которых зависит от текущего значения расчетного радиуса r (рис. 5.5). Диск молотковой дробилки можно привести к расчетной схеме диска постоянной толщины, нагруженного по радиусу r отв установки осей крепления молотков радиальным напряжением , обусловленным центробежной силой инерции молотков и осей. Угловая частота вращения ротора, с-1 , (5.22) где R 0 – радиус наиболее удаленной от оси ротора точки молотка, м. Масса оси подвеса молотков,кг . (5.23) Делаем допущение, что радиальные напряжения по кольцевому сечению при радиусе r = r отв равномерно распределены по кольцевому сечению диска. При числе дисков n 3 ≤ 2 напряжение , МПа, определяется по зависимости ; (5.24) при n 3 > 2 . (5.25) Значения σr 1 и являются граничными условиями, позволяющими определить тангенциальное напряжение при r = r 1 на поверхности посадочного отверстия диска. Примите r = r отв. Определим расчетные коэффициенты по зависимостям [14, 17] (5.26) , (5.27) где – частота вращения ротора дробилки, об/мин. Рассчитаем , МПа, по формуле , (5.28) где , T – расчетные коэффициенты при r = r отв. Разделите участок диска на N участков (рис. 5.5, а) и определим текущие значения радиуса r, м. Рекомендуемое значение N = 5. Тогда (5.29) Округлим значения расчетных радиусов. Определим радиальные σr, МПа, и тангенциальные σt, МПа, напряжения при радиусах r = r 1, r 2, …, rN, r отв по зависимостям ; (5.30)
, (5.31) где – расчетные коэффициенты; определяются по вышеприведенным зависимостям (5.26) и (5.27). Результаты расчетов удобно представить в табличной форме (табл. 5.1). Таблица 5.1 Сводная таблица расчетных параметров
На основании полученных значений σr и σt при различных значениях расчетного радиуса r построим эпюру напряжений по радиусу диска (рис. 5.5, б) и определим максимальное напряжение σ max. Рассчитаем местный коэффициент запаса прочности для наиболее нагруженного сечения n м ; (5.32) где σ т– предел текучести материала диска, МПа. Сравним местный коэффициент запаса прочности с допускаемым . В случае, если , измените исходные данные, пользуясь рекомендациями: – при уменьшении угловой частоты вращения ротора ω необходимо увеличить радиус крайней точки молотка, чтобы окружная скорость не изменялась; – в случае, если незначительно больше допускаемого , рекомендуется увеличить ширину диска b или выбрать материал диска с большим пределом текучести. При расчете ротора молотковой дробилки на виброустойчивость в качестве расчетной схемы принимаем стержень на двух шарнирных опорах с равномерно распределенной нагрузкой, обусловленной действием размещенных по длине вала однотипных конструктивных элементов одинаковой массы (см. рис. 5.4). Линейная масса ротора тL, кг/м , (5.33) где – соответственно массы вала, молотка, оси, диска и втулки, кг; – количество втулок; d =2 r 1 – диаметр вала ротора, м; l вт = 0,005 + δ – длина втулки, м; d вт =2 r 1 + 0,012 – наружный диаметр втулки, м. Момент инерции вала ротора J, м4 . (5.34) Критическая угловая частота вращения ротора, с-1 , (5.35) где Е – модуль упругости материала вала, Н/м2 (для стали Е = 2,1·1011 Н/м2). Проверим условие виброустойчивости ротора . (5.36) При невыполнении условия виброустойчивости проанализируйте формулы и выявите значимость параметров на . На основании этого анализа измените исходные данные и расчет повторите. Порядок оформления отчета. Отчет о расчетно-проектной работе включает в себя следующие разделы: – цель работы; – теоретическую часть, в которой приводятся описание конструкции молотковой дробилки, классификация дисков, особенности их прочностного расчета; – расчетную часть, в которой дается расчет элементов молотковой дробилки по предлагаемому варианту (табл. 5.2); – графическую часть, содержащую чертеж диска и спецификацию к нему.
Таблица 5.2 Варианты индивидуальных заданий
Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)... ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|