Капитальный ремонт шаровой мельницы

При строповке груза групповым стропом нагрузка на его ветви, если их более трех, в большинстве случаев распределяется неравномерно, поэтому необходимо стремиться, так зацепить груз, чтобы все ветви стропа после зацепления и натяжения имели по возможности одинаковую длину, симметричность расположения и одинаковое натяжение.

5) Техническое освидетельствование грузозахватных средств

Техническое состояние грузозахватных приспособлений проверяют осмотром и испытанием. Освидетельствованию они подлежат (табл. 24) перед вводом в эксплуатацию и периодически во время работы.

Таблица 24 - Нормы и сроки освидетельствования грузозахватных средств.

 

Грузозахватные приспособления можно  не испытывать, если они новые, испытаны заводом-изготовителем и не имеют  внешних дефектов. При осмотре  грузозахватного приспособления проверяют  его общее состояние и степень  износа зажимов, гаек, шплинтов, заплеток, сварных соединений, брони и т. п. Если грузозахватные приспособления не забракованы при внешнем осмотре, то их испытывают под нагрузкой. Для этого по паспорту, журналу или расчетом определяют предельную рабочую нагрузку. По рабочей нагрузке подбирается испытательная, равная 1,25 рабочей нагрузки.

Во время испытания тарированный груз захватывают испытуемым приспособлением, приподнимают краном на высоту 200 – 300 мм от уровня пола и выдерживают  на весу 10 мин. На многих заводах существуют стационарные испытательные стенды.

Если после испытания на приспособлении не обнаруживается повреждений, обрывов, трещин, остаточных деформаций, то оно  считается годным. Остаточные деформации, определяют сопоставлением номинальных  размеров элементов грузозахватного  приспособления до испытания с фактическими размерами после испытания.

Если детали приспособления получили недопустимые по нормам остаточные деформации, то к эксплуатации оно допускается  только после тщательного осмотра  и пересчета на новую грузоподъемность, а также после последующего испытания. К испытанному приспособлению прикрепляют  бирку, на которой указывают номер, грузоподъемность, дату испытания.

Результаты освидетельствования  заносят в журнал регистрации  грузозахватных средств. Журнал содержит полные сведения о каждом приспособлении: порядковый номер, назначение, техническая  характеристика, наименование завода-изготовителя, дату изготовления, заключение ОТК  о результатах испытания.

На каждом предприятии, строительстве, базе, где имеются грузоподъемные краны, назначают специалиста, инженера или техника-механика, ответственного за безопасную эксплуатацию кранов, грузозахватных средств и техническое освидетельствование  их. В крупных организациях инженер  по надзору может быть наделен  правами инспектора Ростехнадзора России.

 

3.2 Расчёт параметров мельницы

Проверочный расчет деталей и сборочных  единиц

отремонтированного аппарата.

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,                                           (26)

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),                       (27)

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

= 0.15× 10^-3 м

F_уд =

где 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,                                           (28)

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)                                         (29)

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

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

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:

,                            (30)

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

ω_ш—скорость падения шара, м/с

,                     (31)

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),                                (32)

где η_п=0.9—КПД механической передачи;

ρ_нз—насыпная плотность загрузки (шаров и материалов)

                           ₍₃₃₎

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) 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,                                        (34)

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.

2. Определяем передаточное число приводов и его ступеней:

u=n_эл.дв./n_б=1000/45=22.2

u=u_р×u_зп,                                                 (35)

где u_р=2…4—передаточное число ременной передачи,

u_зп=3…7—передаточное число зубчатой передачи, u_зп=5.6

u_р=u/u_зп=22.2/5.6=3.96

3. Определяем мощность вращения барабана:

N_б=N_эл.дв×η,                                         (36)

где η—КПД привода;

η=η_зпη_рη_пк²                             (37)

η_зп=0.94—КПД открытой зубчатой передачи;

η_р=0.96—КПД ременной передачи;

η_пк²=0.99²—КПД подшипников (две пары)

η=0.94×0.96×0.99²=0.88

N_б=2.2×0.88=1.95 кВт

4. Определяем силовые и кинематические  параметры привода

 

 

а) Мощность  N_эл.дв.=2.2 кВт

N₁= N_эл.дв ×η_р×η_пк=2.2×0.96×0.99=2.09 кВт

N_б=1.95 кВт

б) Частота вращения и угловая  скорость:

n_эл.дв=1000 об/мин     ω_{эл дв}=π× n_эл.дв/30=3.14×1000/30=104 с^-1

n₁= n_эл.дв/u_р=1000/4=250об/мин  ω₁= π× n₁/30=3.14×250/30=26с^-1

n_б= n₁/u_зп=250/5.6=44.6 об/мин ω_б= π× n_б/30=3.14×44.6/30=4.64с^-1

в) Вращающий момент

Т_{эл дв}= N_эл.дв/ ω_{эл дв}=2.2×10³/104=21.15Н×м

Т₁= Т_{эл дв дв} u_р ×η_р×η_пк=21.15×4×0.96×0.99=80.4Н×м

Т_б= Т₁ u_зп ×η_зп×η_пк=80.4×5.6×0.94×0.99=419.1Н×м

Вывод: кинематический расчет представлен на схеме.

 

 

 

Таблица 21 – Результаты

Nэл.дв.=2.2 кВт	N1= 2.09 кВт	Nб=1.95 кВт
nэл.дв=1000 об/мин	n1= 250об/мин	nб= 44.6 об/мин
ωэл дв= 104 с-1	ω1= 26с-1	ωб= 4.64с-1
Тэл дв= 21.15Н×м	Т1= 80.4Н×м	Тб= 419.1Н×м

3) Проверочный расчет деталей  и сборочных единиц шаровой мельницы.

Проверочный расчет подшипников 208 ГОСТ 8338-74 класса точности Н установленного на консоли трансмиссии шкив-шестерня.

Исходные  данные.

n₁=250 об/мин—частота вращения шкив-шестерни;

ω₁=26 с^-1—угловая скорость шкив-шестерни;

Т₁=80.4 Н×м—вращающий момент шкив-шестерни;

N₁=2.09 кВт—мощность на валу;

Размеры подшипника 208

d=40 мм—внутренний диаметр подшипника

D=80 мм—наружный диаметр подшипника

В=18 мм—ширина подшипника

С_r= 32 кН—грузоподъёмность

С_оr= 17.8 кН—грузоподъёмность

Х=0.56 V=1 K_б=1.3 К_т=1—характеристики подшипников

L_h=24820 часов—требуемая долговечность подшипников.

Решение.

1. Определяем окружную силу

F_t=2T₁×10³/d₁=2×80.4×10³/96=1675 Н,

где d₁=96 мм—диаметр шестерни

F_t=2T₁×10³/d₂=2×80.4×10³/396=406.06 Н,

где d₂=396 мм—диаметр шкива

2. Определяем радиальную силу

F_r=F_t×tgα=1675×tg20⁰=609.65 H,

где α=20⁰—угол зацепления передачи

3. Определяем отношение

4.  Определяем  отношение 

Подбираем интерполированием показатели е=0.28 Y=1.55

По соотношению  Выбираем формулу для определения эквивалентной динамической нагрузки наиболее нагруженного подшипника

R_Е=(ХVF_t+YF_r)K_бК_т=(0.56×1×609.65+1.55×609.65)×1.3×1=1672.26 Н

5. Определяем динамическую грузоподъёмность

12670.9 Н < 32000 H C_rp<C_r (условие выполняется)

Подшипник 208 пригоден к эксплуатации.

6. Определяем долговечность подшипника:

47033.8 ч > 29200 ч L_10h > L_h (условие выполняется)

Вывод: для промежуточного вала (консольной трансмиссии) для крепления шкив-шестерни принимаем подшипник 208 ГОСТ 8338—74 2шт.

 

Расчёт мельницы

1. Определить критическую и рабочую частоту вращения мельницы

Критическая частота вращения.

Рабочая частота вращения принимается 80% от критической.

2) Определить  массу загрузки шаров

                                          (38)