Файл: диплом контроль дозирования субстрата и гранул в грануляторе.docx

Как видно, конструкция гранулятора не отличается сложностью, но изобилует дорогостоящими зубчатыми парами (шестернями, червячными и коническими передачами и так далее), что и является основным недостатком. Да и саму матрицу вырезается из 8-милииметровой легированной стали. Поэтому большинство производителей гранул предпочитают грануляторы с другим расположением роликов. В существующей конструкции матрица находится в неподвижном состоянии, а изготовление гранул происходи за счет вращающихся роликов. Такое техническое решение вызывает дополнительную нагрузку на подшипники вертикального приводного вала, в результате чего они часто выходят из строя [13].

2.5 Описание модернизации гранулятора

Модернизация гранулятора заключается в добавлении к дозатору шнекового дозирующего устройства, который повышает производительность работы гранулятора и уменьшить нагрузку подшипников вертикального приводного вала, путем равномерного распределения субстрата на вращающуюся матрицу. Шнековое дозирующее устройство приводится в движение с помощью Мотора-редуктора 4МЦ2С.

Модернизируемый гранулятор состоит (рисунок 2.3):

Рисунок 2.3 - Схема предлагаемого гранулятора

Рисунок 2.4 - Схема матрицы

Рисунок 2.5 - Схема роликов на валу

Рисунок 2.6 – Функциональная схема модернизированного гранулятора

Работа гранулятора. В зависимости от компановки технологического оборудования и требованием к готовой продукции, гранулятор может устанавливаться после переборочных (инспекционных) столов. В основу технологической схемы гранулятора, положены следующие технические решения:

• рабочими органами для изготовления гранул являются прижимные ролики диаметром 88 мм, которые образуют продольные шлицы шириной 4 мм с общим количеством по внешнему диаметру 24 шт.;

• для интенсификации процесса калибрование продукции может устанавливаться вал - вибратор с амплитудой колебания 10 мм.

Гранулятор состоит из рабочих органов дискового типа (матрица), системы отвода продукции взаимоувязанных между собой.

2.6 Расчет шнекового транспортера

Принимаем наружный диаметр винта D= 0,25м, шаг винта

t = (0,8 …1)D= 0,25 м.

По значению заданной производительности находим частоту вращения винта шнека

Находим плотность станочной стружки и опилок

Находим мощность, затрачиваемую на привод винта

Конец винта соединим с разрушителем сводов в бункере, состоящим из червячного редуктора РЧУ -125-80 (межосевое расстояние – 125, передаточное число – 80) и лопастей длиной l =1,5 м.

Частота вращения лопастей

Крутящий момент на валу лопастей

где k – количество лопастей, шт. ;

b – ширина лопасти, b = 0,045 м;

h – высота деформируемого столба стружки, h = 0,25 м ;

f – коэффициент трения, f = 0,6.

Мощность на лопастном валу

Мощность привода

2.7 Преимущества грануляторов с плоской матрицей

Гранулятор с плоской матрицей будет иметь следующие несущественные недостатки: замена отдельного ролика при выходе из строя одного из них невозможна, необходима замена всех роликов, доступ к рабочим органам очень быстрый, наличие двух основных подшипников у гранулятора с кольцевой матрицей, отсутствие системы масляного охлаждения, масляное охлаждение имеется только у редуктора.

Достоинства модернизированного гранулятора: осмотр рабочих органов недолгий – достаточно просто снять крышку, замена матрицы осуществляется за 15 минут, гранулятор с плоской матрицей может работать без остановки круглосуточно на протяжении многих месяцев, возможно даже не останавливаясь годами, остановка пресса делается только по плану – для чистки или замены матрицы, ремней или катков. А вот у грануляторов с кольцевой матрицей остановка нужна постоянная, так как требуется ее чистить.

Подшипники служат для снижения опорной нагрузки, они предохраняют от смещения и трения. И чем больше подшипников в механизме, тем лучше для механизма. Приведем для примера рыболовные катушки – в них подшипников от 12 и больше. Подшипники в крутящемся механизме служат для ровного процесса, без рывков, трений и биения, тем самым уменьшают нагрузки. В грануляторе с плоской матрицей детали сформированы на одном валу, который соединен с приводом с помощью червячной пары и работает на масляной ванне. Подшипников на основном валу в плоской матрице – 4, а не 2+2, как в кольцевой матрице. Проблема кольцевой матрицы в скорости движения. Подшипники не дают большой силы, хорошего продавливания. Поэтому в кольцевой матрице все это заменено большой скоростью. Скорость движения катков кольцевой матрицы выше скорости плоской матрицы в 5 раз.

2.8 Расчёт клиноременной передачи

Рисунок 7 – Схема передачи

1 –шкив ведущий; 2−шкив ведомый; 3−ремень

Рассчитаем клиноременную передачу для привода гранулятора. Передача от электродвигателя к шкиву. Определим основные параметры.

Исходные данные: мощность на ведущем шкиве частота вращения ведущего шкива ; передаточное отношение клиноременной передачи Электродвигатель переменного тока 4А112М4У3. Работа в 2 смены. Расположение передачи наклонное – β = .

2. Расчётный диаметр ведомого шкива , мм

По таблице 4.2.

3. Уточняем передаточное отношение ременной передачи

Отклонение фактического передаточного отношения от ранее принятого составляет 2,4%

4. Передаточное межосевое расстояние а, мм

5. Расчётная длина ремня , мм

Принимаем

6. Межосевое расстояние а, мм

+

,5(125+355) 3,14=753,6 мм

7. Угол обхвата ремнём малого шкива α, град

[α] 12

Условие выполняется.

8. Окружная скорость м/с

Условие выполняется.

9. Номинальная мощность, передаваемая одним ремнём сечения Б. кВт при и

10. Коэффициент обхвата малого шкива α=147, ; коэффициент окружной скорости ʋ=9,52 м/с; коэффициент передаточного отношения i=2,87; коэффициент угла наклона β=3 ; коэффициент длины ремня 0,93 L=1600 мм; коэффициент динамичности и режима работы для среднего режима и двусменной работы; коэффициент, учитывающий число ремне в комплекте предварительно приняв Z=4

11. Мощность передачи с одним ремнём в заданных условиях эксплуатации

12. Число ремней Z

Принимаем Z=5

13. Сила предварительно натяжения одного ремня

Коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил для сечения Б [10]

14. Нагрузка на валы передачи , Н

15. Число пробегов ремня v,

16. Напряжение от силы предварительного натяжения ремня , МПа

17. Натяжение от окружности силы , МПа

18. Напряжение от центробежных сил , МПа

19. Напряжения изгиба МПа

Для ремня сечения Б произведение Е

20. Максимальные напряжения , МПа

21. Расчётная долговечность ремня , часов

− часов

2.9 Расчёт шпоночного соединения

Передача крутящего момента от промежуточного вала к ведущему валу осуществляется через муфту, соединенную с валом редуктора призматической шпонкой.

Рисунок 8 - Схема шпоночного соединения

Необходимо подобрать по ГОСТ 23360-78 призматическую шпонку и проверить шпоночное соединение на прочность при условии, что диаметр вала d_в =40 мм. Выбираем шпонку с размерами вала

b= 12 мм, h = 8 мм, l = 80 мм.

Выбранную шпонку проверяют на смятие [1,6,18,20,21]

(3.26)

где Т - передаваемый момент, Н*мм;

d - диаметр вала, м;

1_р- рабочая длина шпонки, мм;

- допускаемое напряжение смятия, МПа.

Принимаем Т=29 Н*м, d=40 мм, 1 _р=l-b=80-10=70 мм, t₁=5 mm, h=8 мм.

= 80...120МПа

Выбранная призматическая шпонка удовлетворяет проверочным расчетам на снятие по допускаемым напряжениям. Окончательно принимаем призматическую шпонку 12*8*80 по ГОСТ 23360-78. [10].

2.10 Определение производственной мощности гранулятора

Плоскоматричные грануляторы имеют некоторые проблемы по процессу гранулирования. Этот вопрос можно решить хорошей подготовкой сырья, т.е. подготовкой субстрата (хороший измельчитель, дозатор).

Для оценки качества подготовки субстрата к гранулированию использовали критерий энергозатрат на гранулирование одной тонны субстрата скорректрованный на плотность спресованного субстрата. Например – на выпуск одной тонны гранул израсходавоно 70 кВт*час, при этом плотность гранулы- 1,05, следовательно, качество подготовки субстрата 70/1,06=66,6.

Последовательность предварительного расчета основных параметров гранулятора:

- определяется необходимая производительность (120 кг/ч);

- определяется диаметр гранул (6 мм);

- приближенно задается наружный диаметр гранул (несущественно, 6,2 мм);

- определяется максимальное давление вальца (примерно 300 кг/см²);

- определяется окружная скорость вальцов (принимаем 2,6 м/с);

- выбирается «живое сечение» матрицы;

- определяется количество фильер;

- определяется площадь рабочей поверхности матрицы;