Расчет мощности привода смесителя

Расчет производительности смесителя

 

Расчет производительности смесителя ведем, исходя из заданного количества опок габаритом 1600х800х400мм при количестве съемов в час равным 30 штук.

Часовая производительность по стержневой смеси

П = V∙n, (5.1)

где V- объем опоки, кг;

n- количество съемов в час;

 

П = 0,512∙30 = 30,72 м3\ч.

Т.к. смеситель загружен не полностью, а на 75%, то его производительность следующая

 

П = 30,72/0,75 = 41 м /ч

 

Т.к. смесителей в комплексе два, то производительность каждого равна

 

П = 41/2 = 20 м /ч

 

По производительности смеси найдем его емкость

 

Vзам = П1∙tпер/60

 

где tпер – время перемешивания равное 1 минуте.

П1 – производительность смесителя в кг/ч

 

П1 = П∙р = 20∙1350 = 27000 кг/ч

Vзам = 27000∙1\60 = 450кг

 

Объем смеси, находящийся в желобе смесителя в течение часа:

 

V= Vзам /p, (5.2)

 

где р- плотность смеси, кг/м³, р = 1350 кг/м³

 

V= 450/1350 = 0,33 м³.

 

По заданной технологической производительности смесителя определяют его емкость по массе и объему с учетом коэффициента заполнения =0,8-0,28 м³/мин,V₁=0,04/0.8=0.05 м³/мин.

Тогда,

V=()*L, (5.3)

где L=5Д. (5.4)

Д= м

L=5·0,23=1.15м.

Таблица 5.1- Параметры смесителя

Параметр	Величина
30м3/ч	10м3/ч
Радиус днища смесителя, м	0.3	0.18
Длина корыта смесителя, м	2.7	1.7
Ширина смесителя, м	0.6	0.4
Высота корпуса смесителя, м	0.7	0.4

Расчет мощности привода смесителя

 

При расчете мощности привода смесителя учитываем мощность необходимую для перемещения смеси ХТС от впускного отверстия к выпускному.

Мощность смесителя определяется по формуле:

 

Р = к_зn(P₁+P₂), КВт, (5.5)

 

где к_з - коэффициент запаса,принимаем к_з=2;

n-число валов, n=1;

P₁-мощность, необходимая на передвижение смеси в продольном направлении;

Р₂-мощность, необходимая на перелопачивание смеси.

Мощность, необходимую на передвижение смеси в продольном направлении, находим по формуле

Р₁=FJ, (5.6)

где F- усилие, которое необходимо приложить к смеси, Н;

J-скорость движения смеси внутри вала, м/с.

 

Р₁ =692·0,03=21 Н.

 

Усилие F находим по формуле

 

F=mmgk_1, Н_, (5.7)

 

где m-коэффициент трения смеси о поверхность стенок смесителя, принимаем m=0.2;

K₁-конструктивный коэффициент, характеризующий среднее давление смеси на стенки смесителя, принимаем k₁=1.8;

m-масса смеси.

F =0,2·196·9,81·1,8=692 Н

 

Скорость движения смеси внутри вала находим по формуле

 

J= м/с, (5.9)

 

где L-длина смесителя, м;

t-время перемешивания, мин.

 

J= м/с,

 

Зная усилие, приложенное к смеси F и скорость движения смеси внутри вала J, можем найти мощность, необходимую на передвижение смеси в продольном направлении Р₁.

Теперь находим мощность, необходимую на перелопачивание смеси, по формуле

 

Р₂= F₂J_ср, Н (5.10)

 

где F₂-усилие, необходимое на перелопачивание смеси, Н;

J_ср-средняя скорость движения смеси по лопатке, м/с.

 

Р₂=54·0,94=510Н

 

Усилие, которое необходимо на перелопачивание смеси F₂ находим по формуле

F₂=2mmgcosj, (5.11)

 

где j-угол наклона лопатки, j=45^о.

 

F₂=2·0,2·9,81·196·0,7071=543Н

 

Среднюю скорость движения смеси по лопатке находим по формуле:

 

J_ср. , м/с, (5.12)

где R_л,R_в - радиус лопатки, радиус вала, м;

w-угловая скорость, w=pn/30.

 

J_ср. м/с, (5.13)

Зная F₂ и J_ср, находим мощность Р₂.

Зная Р₁ и Р₂ находим общую мощность смесителя.

 

Р=2·1(21·510)=1062Вт, принимаем 2 кВт.

 

На основании полученных данных выбираем электродвигатель с помощью программы “Motor”,рисунок 5.1

 

.

Рисунок 5. – Автоматизированный выбор электродвигателя

5.4 Расчёт пневмоцилиндра

 

Прочность цилиндров, крышек и корпусов пневмокамер рассчитывается обычными методами, принятыми для расчёта силовых цилиндров, котлов и цилиндров высокого давления. Во многих случаях, однако, силовые цилиндры и пневмокамеры можно подобрать по заданному усилию и ходу штока из числа имеющихся нормализованных или выпускаемых серийно в централизованном порядке.

Благодаря наличию многочисленных ведомственных и заводских нормалей на пневмоцилиндры конструировать их в индивидуальном порядке и рассчитывать их детали на прочность приходится сравнительно редко. Тем не менее, в связи с новейшими тенденциями специализации литейного производства и его комплексной механизации всё чаще приходится разрабатывать различные специализированные устройства, в том числе механизмы со специальными пневмо – и гидроприводами, требующими расчёта на прочность.

Ниже приведем основные формулы для расчёта деталей цилиндров и пневмокамер на прочность.

Толщина стенки силового цилиндра (см) определяется из расчёта на разрыв по образующей

, (5.22)

 

следовательно, из конструктивных соображений принимаем толщину стенки 2мм.

где [ ] – допускаемое напряжение, ;

Dq – нагрузка на стенки цилиндра, МПа.

 

Крышка цилиндра или пневмокамеры рассчитывается как круглая пластина, опертая по окружности её крепления к цилиндру и изгибаемая равномерно распределённой нагрузкой q (). Наибольшее напряжение изгиба будет в центре пластины:

= , (5.23)

 

где - диаметр окружности болтового соединения крышки с цилиндром или пневмокамерой, либо диаметр цилиндра, если крышка представляет собой одно целое с цилиндром. При расчёте по этой формуле с некоторым запасом прочности условно принимается, что давление q действует на всю площадь, ограниченную окружностью крепления крышки к цилиндру, например окружностью расположения крепёжных болтов.

Подставляя в эту формулу =0,3 - величину для стали, получаем

=0,31 , (5.24)

откуда расчётная толщина крышки

=0,56 . (5.25)

=

Принимаем 10 мм.