Министерство образования Российской Федерации
МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА И СТРОИТЕЛЬСТВА
Факультет: ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ
Кафедра: МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ЗАВОДОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ
Расчётно-пояснительная записка
к курсовой работе по дисциплине: “Механическое оборудование предприятий строительных изделий” на тему: Проектирование многокамерной барабанной мельницы.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: Васильев В.Г.
СТУДЕНТ
Москва 2001
Содержание
Содержание…………………………………………………………………………………………………………………………………………2
Задание…………………………………………………………………………………………………………………………………………………3
Введение………………………………………………………………………………………………………………………………………………4
Описание многокамерной барабанной мельницы……………………………………………………5
Расчётная часть…………………………………………………………………………………………………………………………13
Охрана труда…………………………………………………………………………………………………………………………………15
Спецификация…………………………………………………………………………………………………………………………………16
Список использованной литературы……………………………………………………………………………17
Задание
Спроектировать многокамерную барабанную мельницу (рассчитать угловую скорость барабана, мощность привода, производительность мельницы) в соответствии с ниже приведёнными данными: l
– длина барабана; d
– диаметр барабана; j
- коэффициент заполнения барабана мельницы; остаток на сите 008 – 15%.
l
– 7.1 м
d
– 2.5 м
j
- 0.4 м
Введение
Решение основных задач экономического и социального развития страны направлено на повышение технического уровня производства на базе ускорения научно-технического прогресса, технического перевооружения и реконструкции производства, интенсивного использования созданного производственного потенциала за счёт перестройки инвестиционной и структурной политики.
Для производства строительных материалов машиностроительные заводы выпускают самые разнообразные машины и оборудование, причём наряду с созданием новых происходит непрерывное изменение и совершенствование существующих конструкций машин. Большое внимание при создании машин и технологических линий отводится вопросам улучшения условий труда обслуживающего персонала, а именно: механизации и автоматизации трудоёмких процессов, обеспечению действующих в России санитарных норм по допустимому уровню шума, вибрации и запылённости.
В соответствии с основными направлениями экономического и социального развития России в строительном машиностроении предполагается сосредоточить внимание в первую очередь на изготовлении машин, механизмов, инструментов и другой продукции, позволяющих значительно повысить технический уровень строительного производства, резко сократить применение ручного труда.
Описание многокамерной барабанной мельницы
Барабанные мельницы используются при производстве цемента, извести, гипса, керамических изделий и т.п. для измельчения материала до частиц размером менее десятых долей миллиметра. Процесс помола отличается большой энергоёмкостью и стоимостью.
В барабанных мельницах материал измельчается внутри полого вращающегося барабана. При вращении мелющие тела (шары, стержни) и измельчаемый материал (называемые «загрузкой») сначала движутся по круговой траектории вместе с барабаном, а затем падают по параболе. Часть загрузки, расположенная ближе к оси вращения, скатывается вниз по подстилающим слоям. Материал измельчается в результате истирания при относительном перемещении мелющих тел и частиц материала, а также вследствие удара.
В промышленности строительных материалов барабанные мельницы получили наибольшее применение.
Барабанные мельницы классифицируют по:
- режиму работы – периодического и непрерывного действия;
- способу помола – сухого и мокрого помола;
- характеру работы – мельницы, работающие по открытому и замкнутому циклу;
- форме мелющих тел – шаровые, стержневые и самоизмельчения (без мелющих тел);
- способу разгрузки – с механической и пневматической разгрузкой;
- конструкции загрузочного и разгрузочного устройства – с загрузкой и выгрузкой через люк, через полые цапфы и с периферийной разгрузкой;
- конструкции привода – с центральным и периферийным приводом.
На рис. 1 показана двухкамерная трубная мельница. Барабан 3, установленный в подшипниках 2, приводится во вращение двигателем 9 через редуктор 7 и промежуточный вал 6. Материал подаётся в барабан по загрузочному устройству 1, а готовый продукт выводится при помощи разгрузочного устройства 5. В средней части барабана размещена разгрузочно-загрузочная межкамерная секция 4. Мельница снабжена системой централизованной смазки 10 для обслуживания редуктора и подшипников барабана. Для ремонтных работ мельница имеет вспомогательный привод 8. Для понижения температуры и снятия статического электричества, возникающего во второй камере при истирании клинкера с добавками, в мельницу вводится вода из установки 11, состоящей из насоса, распределительной системы, трубопроводов и форсунки.
Помол происходит в следующей последовательности (рис. 2). Материал подаётся в загрузочную воронку 1 и далее через питатель 2 и полый шнек 3, расположенный в полой цапфе 4, поступает в первую камеру барабана. Измельчаемый материал постепенно передвигается к межкамерной перегородке 5 и через щели в ней и окна 6 в стенке барабана поступает в кожух 7, откуда элеваторами подаётся в сепараторы.
Выделенные в сепараторах тонкие фракции пневматическими насосами подаются на склад. Недоизмельчённый материал по аэрожелобам поступает в приёмный патрубок 8 загрузочной части межкамерной секции, просыпается в барабан через окна 9 и при помощи элеваторных лопастей поднимается и ссыпается на конус 10, который направляет его во вторую камеру. При необходимости часть материала может быть направлена снова в первую камеру. По мере измельчения материал выходит из мельницы через щели в торцовой решётке 11 и при помощи лопастей 12 и конуса 13 направляется в трубошнек 14. Шнек подаёт материал в патрубок 15, из которого он, просыпаясь через окна 16, попадает на сито 17. Раздробленные мелющие тела задерживаются на сите и затем отводятся по патрубку 19, а готовый продукт через патрубок 18 направляется на склад.
Барабан представляет собой сварную конструкцию из листовой стали, внутренняя поверхность которого футеруется броневыми листами. Для предохранения внутренней поверхности барабана от повреждения, а также для снижения шума и теплопотерь под бронеплиты прокладывают асбестовую ткань или другой подобный материал.
Междукамерные перегородки мельниц бывают с радиальным или концентрическим расположением щелей, одинарные, двойные или элеваторные. Их выполняют из марганцовой стали. Применение наклонной междукамерной перегородки увеличивает интенсивность обработки материала мелющими телами, в результате чего повышается производительность мельниц. Загрузочные и разгрузочные торцовые крышки изготовляются из стального литья и присоединяются к фланцам барабана болтами. Внутренняя поверхность торцовых крышек также футерована бронеплитами. Загрузочные и разгрузочные трубошнеки имеют сварную конструкцию и способствуют равномерной загрузке и разгрузке материала мельницы.
Привод мельниц обеспечивает рабочее вращение барабана с частотой 0.2 – 0.5 с*-1 и медленное вращение при ремонтных работах с частотой 0.002 – 0.003 с*-1. Медленное вращение обеспечивается вспомогательным приводом, состоящим из электродвигателей, муфты с тормозом, редуктора, кулачковой или обгонной муфты
Опорами вращающейся части мельниц служат два подшипника скольжения. Подшипники имеют сферические вкладыши, через которые они опираются на сферическую поверхность опоры, что позволяет компенсировать неточности монтажа мельницы. В качестве мелющих тел используются шары и цилиндры (короткие и длинные). Их изготовляют из легированного чугуна и стали. Коэффициент заполнения мельницы мелющими телами для первой камеры составляет 0.35, а для остальных камер 0.25 – 0.3. Из-за износа мелющих тел через каждые 150 – 200 ч работы мельницы производится их догрузка. Полную замену шаровой загрузки осуществляют через 1800 – 2000 ч.
Частота вращения барабана мельницы определяет характер движения мелющих тел в барабане, от которого зависит эффективность помола материала. Перемещение мелющих тел зависит от частоты вращения, диаметра барабана, степени его заполнения мелющими телами и других параметров. Оптимальная частота вращения барабана определяется из условий обеспечения максимальной высоты падения мелющих тел по параболической траектории.
Мощность привода барабанных мельниц расходуется на подъём шаровой (стержневой) загрузки, сообщение ей и материалу кинетической энергии и преодоление сопротивлений от трения материала и мелющих тел о бронефутеровку, в подшипниковых опорах и присоединительных устройствах и других источниках.
Современные конструкции трубных мельниц оснащаются контрольно-измерительными приборами и средствами автоматики. Для каждой трубной мельницы устанавливаются нормативные показатели: производительность; удельный расход электроэнергии, мелющих тел, бронеплит и междукамерных перегородок; тонкость помола; влажность материала и т.п. Контроль должен осуществляться главным образом ускоренными методами. Регулирование скорости и тонкости помола производится по степени загрузки первой камеры мельницы сырьевым материалом.
Барабанные мельницы сравнительно просты по конструкции и удобны в эксплуатации. Однако они имеют существенные недостатки: малые скорости воздействия мелющих тел на материал, в работе участвует только часть мелющих тел, рабочий объём барабана используется на 35-45%, расход энергии составляет 35-40 кВт×ч/т.
Расчётная часть
Дано:
l
– 7.1 м – длина барабана,
d
– 2.5 м – диаметр барабана,
j
- 0.4 м – коэффициент заполнения барабана мельницы.
Решение:
1.
Расчитаем угловую скорость барабана по формуле:
w=2p
n,
где n
– частота вращения барабана
n
»К3×
0,705/Öd0,
где К3 – коэффициент запаса, учитывающий условия сочетания максимально полезной мощности с минимальным износом мелющих тел и бронефутеровки, К3 =0,8
d0 – условный диаметр (в свету), рассчитывается по формуле:
d0=0,95×
d=0.95×
2.5=2.375 (
м),
n
»0.8×
0.705/Ö2.375=0.869 (1/с
),
w=2×3,14×
0,869=5,457 (об/с
).
2.
Рассчитаем мощность привода по формуле:
0.7
N
=6.55V
Öd(M/V
) ,
где М
– масса мелющих тел, (
m
)
V
– рабочий объём барабана мельницы, (м )
2
М
=V
jr
=0.785d L
jr
,
где j
= 0,4 (коэффициент заполнения барабана мелющими телами),
r
= 5,5 (кг/м )
– насыпная плотность мелющих тел,
2
М
=0,785×
2,5 ×
7.1×
0.4×
5.5 = 76.636 (m)
V
= М
/
jr
= 76.636/(0.4×
5.5) = 34.835 (
м )
0.7
N
= 6.55×
34.835×
Ö2.5(76.636/34.835) = 34.835×
2.084 = 72.596 (
кВт)
3.
Рассчитаем производительность мельницы по формуле:
0.8
П
= 6.45V
Öd(M/V)
qK
,
где q
= 0.85 (удельная производительность мельницы),
K
= 1 (поправочный коэффициент, учитывающий тонкость помола),
0.8
П
=6.45×
8.925×
Ö2.5×
(76.636/34.835)×
0.85×
1=190.983×
2.167=413.86 (m/
ч)
Охрана труда
Процессы измельчения материалов сопровождаются значительным пылевыделением и шумом. Для создания оптимальных условий работы применяют рациональные конструкции технологического и обеспыливающего оборудования (для очистки воздуха), наушники (для частичного удаления шума).
Часто на заводах возникает необходимость в сухой очистки от пыли и грязи спецодежды рабочих. Для этого используют щётки, била, струю сжатого воздуха и т.д. Более эффективны устройства, в которых очистка производится средствами, обычными для систем вентиляции, где обеспыливание происходит в результате проявления инерционных эффектов, возбуждаемых в процессе взаимодействия обеспылеваемых тканей с воздушными потоками, обтекающими их с относительно небольшими скоростями.
Из большого количества обеспылевающего оборудования наибольшее распространение на заводах получили осадительные камеры, циклоны, рукавные фильтры и электрофильтры.
Спецификация
Список использованной литературы
1. Бауман В.А., Клушанцев Б.В., Мартынов В.Д., Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций.- М.:Машиностроение, 1981.-328с.
2. Борщевский А.А, Ильин А.С., Механическое оборудование для производства строительных материалов, изделий и конструкций.- М.: Высшая школа, 1987. – 368с.
3. Васильев В.Г., Гиберов З.Г., Механическое оборудование предприятий строительных индустрий. Методические указания к курсу, курсовому проекту. – М.:1997. – 22с.
4. Сапожников М.Я., Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. - М.: Высшая школа, 1971. – 381с.