Проектирование барабанного грохота

 

Реферат

 

Курсовой проект содержит 32 с., 4 рис., 8 табл., 3 источника, 1 прил. пояснительной записки. Графическая часть включает в себя: Чертёж общего вида барабанного грохота на листе формата А1, сборочный чертёж опорного ролика грохота на листе формата А3, 3 чертежа деталей опорного ролика на листах формата А3 и А4.

 

БАРАБАН, РОЛИК ОПОРНЫЙ, РЕАКЦИЯ  ОПОРЫ, ДВИГАТЕЛЬ, БАНДАЖ, БАШМАК, НАПРЯЖЕНИЕ, БОЛТ, РЕДУКТОР

 

Целью выполнения курсового  проекта является проектирование барабанного грохота.

Произведены подбор конструкционных материалов, расчеты геометрических параметров барабанного грохота, определены действующие нагрузки и максимальный изгибающий момент по длине барабанного грохота, проверочные расчеты принятой толщины стенки грохота на прочность и жесткость с учетом перфорации, расчет нагрузок на свободно надетый бандаж, расчет геометрических параметров бандажа, расчет опорного и упорного роликов, проверочный расчет бандажа на выносливость.

В результате спроектирован  барабанный грохот оптимальных размеров и с оптимальной долговечностью узлов.

 

Содержание

Введение 5

1 Выбор конструкционных материалов 7

2 Подбор и уточнение расчетных данных барабана 10

3 Определение рабочей длины и максимального веса грохота 12

4 Определение действующих нагрузок и максимального изгибающего момента по длине барабанного грохота 13

5 Проверочный расчет барабана на прочность 15

5.1 Напряжение в барабане 15

7 Расчет геометрических параметров бандажа, опорного и упорного роликов 17

7.1 Определение нагрузки на свободно надетый бандаж, опирающийся на башмаки 17

Рисунок 7.3 – Эпюра изгибающих моментов в бандаже 23

7.2 Геометрические размеры бандажа, опорного и упорного ролика 23

8 Проверочный расчет сечения бандажа на выносливость 26

9 Степень унификации и стандартизации 28

Заключение 29

Список использованных ГОСТов 30

Список использованных источников 31

Приложения 32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Основной частью вращающихся  аппаратов является барабан, установленный  горизонтально или наклонно к  горизонту (не более 4°). Барабаны используются в грохотах, мельницах, сушилках, кристаллизаторах, холодильниках. Барабаны, футерованные изнутри, применяются в печах. Барабанные грохоты широко используются в промышленности строительных материалов для классификации.

Барабаны изготавливаются  диаметром от 0,8 до 3,6 м, длиной от 4…5 до 150…220 м. Соотношение длины барабана к его диаметру в основном составляет 3,5…8, а для цементных печей  может достигать 45.

Схематический чертеж барабанного грохота приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Барабанный грохот

Размеры барабана определяются необходимой величиной рабочего или реакционного пространства.

С целью компенсации местных  деформаций (напряжений), возникающих  в местах установки опорных роликов, т.е. в местах действия сосредоточенных  нагрузок, сечение барабана усиливается  с помощью установки колец  жесткости – бандажей. Бандажи передают нагрузку от веса барабана на ролики опорных станций, на одной из которых устанавливаются упорные ролики, не допускающие осевого перемещения барабана. Количество опорных станций зависит от длины барабана. Опорные ролики изготавливают из более мягкого, чем бандаж, или одинакового с ним материала.

Чаще всего бандаж представляет собой кольцо прямоугольного сечения, свободно надетое на установленные по окружности барабана башмаки, под которые подкладываются усиливающие и регулирующие подкладки. Подбором толщины регулирующих подкладок достигается совмещение центров барабана и бандажа.

По обоим концам барабана устанавливают камеры, необходимые  для загрузки и выгрузки материала, также для подвода и отвода сушильного агента.

Расчет элементов конструкции  включает: определение нагрузок; определение  реакций опор и изгибающих моментов; расчет на жесткость; определения сил, действующих на бандажи; определение  геометрических размеров барабана и проверка его на выносливость [2] с. 4.

 

1 Выбор конструкционных  материалов

 

Вращающийся корпус барабанного грохота имеет вид сваренного из стали полого цилиндра,с бандажами с подбандажными поясами и башмаками, венцовой шестерни и элементов уплотнений и др.

Оболочка грохота обычно сваривается из отдельных обечаек длиной  2…6 м и толщиной 20…120 м. Торцы обечаек предварительно чисто отрезают газогорелкой или обрабатывают на прямострогательном станке. Для повышения жесткости, особенно у опор и в зоне смешения, на оболочке с небольшим зазором устанавливают кольца жесткости.

В условиях длительной эксплуатации обечаек, предъявляемые в связи  указанными условиями, сводятся к следующему:

Сталь должна быть устойчивой против старения, т.е. прочность ее при  длительной работе не должна снижаться. Этому условию удовлетворяют, легированные стали. Углеродистые конструктивные стали, стареют, их твердость и хрупкость повышается, пластические свойства и ударная вязкость снижается (на 75…90%), свариваемость ухудшается.

Сталь для обечаек должна иметь высокий предел выносливости, определяемый разрушением образцов при 10⁷ циклонов испытаний знакопеременной нагрузкой.

Порог хладоломкости стали  для обечаек должен быть ниже температуры  –30°С (у стали ВМСт3 ГОСТ 380-60 порог хладоломкости не гарантируется, у стали М16С ГОСТ 6713-53 гарантируется только до –20°С). Для конструкций работающих при низких температурах, целесообразно применять хромокремнемарганцевые стали, отличающиеся низким порогом хладоломкости.

У стали для обечаек  должны быть гарантированы пределы  изменения механических свойств  при температуре 400°С. Прочностные  характеристики сталей ВНСт3 и М16С  при температуре 350°…400°С существенно (примерно на 30%) ухудшается, а у хромокремнемаргонцевых сталей изменяется лишь незначительно.

Сталь должна хорошо свариваться. У углеродистых сталей это качество сохраняется при содержании углерода не выше 0,25%, однако она при этом обладает низкими механическими свойствами. С повышением содержания углерода механические свойства углеродистых сталей повышается, однако у них появляется способность к закаливанию, а это приводит к образованию трещин в зоне термического влияния сварки.

Т.к. готовое изделие имеет  большие размеры, то листы стали  проходят термообработку на заводе изготовителе и применяются в готовом виде.

 

 

Для дальнейшего расчета  принимаем Сталь 10Г2С1 ГОСТ 19281-73.

Назначение: различные детали и элементы сварных металлоконструкций, работающих при температуре  –70°С, аппараты, сосуды и части паровых котлов, работающих при температуре от –70°С до +475°С под давлением. Химический состав стали 10Г2С1 приведен в таблице 1.1. механические свойства – в таблице 1.2, предел текучести – в таблице 1.3.

 

Таблица 1.1 – Химический состав, %

C	Si	Mn	Cr	N	As	P	S	Cu	Ni
до 0,12	0,8…1,10	1,3…1,65	Не более
			0,3	0,008	0,08	0,035	0,04	0,03	0,3

 

Таблица 1.2 – Механические свойства

ГОСТ	Состояние поковки	Сечение, лик.
			МПа
			Не менее
19281-73	Сортовой прокат	до 5 5…10 10…20	355 345 335	490 490 480	21
19282-73	Листы и полосы	20…32 32…60 60…100	325 325 295	470 450 430	21
	Листы после закалки	10…40	390	530	19
17066-80	Листы горячекатаные	2…3,9	–	490	(17)

 

Таблица 1.3 – Предел текучести

Температура испытания, °С
250	300	350	400
245	215	195	175

 

Технологические свойства:

Температура ковки, °С –  начала 1200, конца 850.

Свариваемость – свариваемость  без ограничений.

Способы сварки: РДС, АДС  под слоем флюса и газовой защитой.

Фиолеточувствительность –  не чувствительна.

Сварку Стали 10Г2С1 ГОСТ 19281-73 проводят электродами 1У 20ХГСА ГОСТ 2246-60, покрытыми обмазкой ВИАМ-100.

Термообработку сварочного соединения не проводят.

Т.к. предел прочности  для листов и сварных швов несколько отличается, то для обеспечения запаса прочности принимаем для дальнейшего расчета.

Принимаем автоматическую дуговую  сварку под слоем флюса. Благодаря  флюсовой защите потери тепла на угар и разбрызгивание. Высокое качество сварочного соединения получается благодаря, легированию металла компонентами флюса. Метал шва, содержит 80% основного  металла, что делает сварочное соединение более однородным.

Основное назначение флюса  – изолировать сварочную ванну  от воздействия атмосферного воздуха [1].

 

 

 

 

2 Подбор и уточнение  расчетных данных барабана

 

Для проектирования барабана выбрали по ГОСТ 19281-73 сталь 10Г2С1. Расчет производим по [2] формуле (2.1).

Ширина листа l = 2 м.

Определяем количество листов.

                                                         (2.1)

где – длина барабана.

 Так как барабан перфорирован, то толщину стенки определяем по [2] формуле (2.2):

                                                           (2.2)

где    – диаметр барабана;

 – коэффициент перфорации;

Коэффициент перфорации определяется для правой части корпуса барабана по [3] с. 266:

                                                                      

                                                                          (2.3)

Коэффициент перфорации для левой части корпуса барабана:

Тогда толщина стенки будет  равна (в правой части):

Толщина стенки (в левой  части):

Принимаем большую толщину  стенки 

Длина листа для правой части корпуса барабана по [2] формуле (2.3):

 

                                                      (2.4)

где    – средний диаметр барабана.

 

Уточняем количество опор. Количество опорных станций зависит  от длины барабана.

Так как длина барабана 14 м, то расстояние между опорами будет составлять:

Количество отверстий  в барабане:

     (2.5)

где   – шаг отверстий перфорации, которые расположены по вершинам равностороннего треугольника,

 

В правой части:

В левой части, :

Площадь перфорированной  поверхности в правой части:

                                                     

                                                  (2.6)

– диаметр отверстий в барабане, ;

Площадь перфорированной  поверхности в левой части, :

 

Площадь сплошной поверхности  барабана:

      (2.7)

                                                    

 

3 Определение рабочей  длины и максимального веса  грохота

 

Рабочая длина барабанного  грохота составляет 14 м, т.к. расстояние между опорами 8,2 м, вылет – 2 м, расстояние от опоры до венцовой шестерни – 2,4 м. Расчет производим по [2].

Определяем максимальный вес грохота. Вес металла.

                                               (3.1)

где    – плотность металла.

 – объем металла, м³.

 – ускорение свободного  падения.

Вес наполнения.

                                                (3.2)

где       – внутренний объем барабана, м³.

 – насыпная  плотность  материала (принимаем  ),

 – коэффициент заполнения барабана.