2.3 Определение мощности на привод дебаланса

2.3.1 Мощность на поддержание колебаний подвижных частей

Эту мощность можно определить по формуле:

(2.6)

где - масса дебаланса;

- частота колебаний, n = 25 с^-1;

А – амплитуда колебаний, А = 0,030 м;

- сдвиг фаз между вынуждающей силой и вынужденными колебаниями.

Сдвиг фаз принимаем равным 45ْ , что соответствует условиям эксплуатации дебаланса рессорной мельницы.

2.3.2 Мощность на преодоление сил трения в подшипниках дебаланса

Мощность на трение в подшипниках вибратора определим из выражения:

( 2.7)

где - вынуждающая сила;

- радиус опорной части подшипника;

- коэффициент трения качения подшипника;

- линейная скорость в зоне трения.

кВт.

Мощность электродвигателя привода измельчителя определяется как сумма мощностей:

N_Σ = N_П.К. + N_Т.В; ( 2.8)

N_Σ = 53 + 0,0196 = 53,02 кВт.

Выбираем электродвигатель:

4А250М8 ГОСТ 19523-74, N = 55 кВт, n = 25 с ^-1.

Крутящий момент на валу мельницы:

(2.9)

Максимальный крутящий момент на валу с учетом динамических перегрузок:

; (2.10)

где k₁ = 1,2 – коэффициент динамичности.

Определить мощность, необходимую для измельчения материала, можно по удельному показателю или энергонапряженности процесса:

E = N/V; (2.11)

где N – мощность, подводимая в рабочую зону;

V – объем зоны измельчения.

Расчетная схема для определения площади поперечного сечения приведена на рисунке 2.3.

Вычисление площади сводится к нахождению разности площадей двух секторов. Площадь сектора находится по формуле:

; (2.12)

где r – радиус окружности сектора;

α – угол ограничивающий сектор.

Площадь большего сектора равна:

.

Площадь меньшего сектора равна:

;

.

Принимаем окончательно F_{сечения} с учетом заполнения полости на половину F_{сечения}= 3123,54 мм².

Рисунок 2.3 – Расчетная схема

Объем рабочей камеры будет равен:

V = 6247,085∙900 = 5622376,5 мм³ = 0,056 м³.

Примем также допущение: усилие воздействия на материал, для обеспечения разрушения, должно быть больше либо равно предела прочности материала на сжатие, при этом прочность рабочих органов будет на порядок выше, следовательно, ее не учитываем.

Мощность, развиваемая электродвигателем 4А250М8 ГОСТ 19523-74 равна 55 кВт, подставим в формулу 2.11, полученное значение:

Е = 55/0,056 = 3437,5 кВт/м³.

2.4 Производительность рессорной мельницы

Производительность рессорной мельницы определим по формуле:

; (2.13)

где – число камер измельчения, Z = 1;

i - число зон разрушения материала, i = n;

n – число подвижных стержней;

- длина зоны разрушения, м;

- средняя ширина зоны разрушения материала, равная половине максимального зазора между стержнями, м;

- скорость движения материала в зоне разрушения. Для принятых расчетов может быть равной 0,1-0,2 м/с;

- плотность материала , = 2600 кг/м³;

- коэффициент заполнения рабочей зоны материала, = 0,6;

- коэффициент использования рабочей длины зоны измельчения материала, = 0,7;

- коэффициент неравномерности распределения материала по зонам измельчения материала, = 0,9.

Подставляя исходные данные в формулу (2.11) получаем производительность рессорной мельницы.

Принимаем расчетную производительность, равной 50 т/час.