Трубноя шаровая мельница 4х13,5 м

                                                          ,

                                                            .                                                         

       Наивыгоднейшая скорость вращения  барабана, а следовательно и наивыгоднейшее  число его оборотов, будет при  наибольшей высоте падения шаров  при заданных условиях, поскольку  в этом случае живая сила  удара по куску материала наибольшая.

        Точка (см. рис. 9), в которой падающий шар встречается с барабаном мельницы, называется точкой падения.

        Наивыгоднейшее число оборотов  барабана будет при данном  радиусе барабана  , при котором угол отрыва шаров будет наивыгоднейшим. 2)Определение массы мелющих тел. [6]

    Величина коэффициента заполнения j объема мельницы в неподвижном состоянии определяем по формуле:

                  j = ,           

где F_MT – площадь мелющих тел, м²;

F_св – площадь в свету, м²  F_св = p R_св                

Полная  масса загрузки  т  мелющих  тел определяется по формуле:

т = j m g p R²L,

где g - плотность мелющих тел, кг/ м³; g =7800 кг/ м³

   L – длина камеры, м;

   

m - коэффициент, учитывающий разрыхление загрузки, для шаров m = 0,575, а для цильпебса; m =0,55.

    Данный  коэффициент разрыхления для  мельниц загруженных шарами и  цильпебсом; m = 0,565

3) Определение мощности расходуемой мельницей. [6]

В шаровой мельнице энергия расходуется на подъем мелющих  тел, сообщение им кинетической энергии  и на преодоление внешних сопротивлений.

    Работа  А₁ , необходимая для подъема мелющих тел на определенную высоту, начиная с которой они движутся по параболической траектории, будет равна, Дж:

      А₁ = GY_в,            

где  G – сила тяжести мелющих тел, Н; G = 158431,1 Н ,

    Y_в – высота подъем шаров от точки падения до точки отрыва, Н

    Работа  А₂ , необходимая для сообщения мелющим телам кинетической энергии, равна, Дж

                   ,           

где J_о – скорость движения редуцированного слоя по круговой траектории, м/с;

                  J_о= 2p R_o× п ,          

Высоту  подъема мелющих тел определяем по формуле ,м

                  Ув = - 4R_о sin ²a_o cos a_o ,         

где R_o – радиус редуцированного слоя, м;

    a_о – угол отрыва: a_о =54°

    

Заменяя J_о , R_о  через 0,866 R и n через   получим:

                  А₂=                                     Общая величина работы А за один цикл будет равна, Дж:

                  А = А₁ + А₂ ,           

                  

    За  один каждый оборот мельницы при определенном ранее числе циклов, получим:

                  А_общ = А× Ц ,Дж

    Расход  мощности N₁ составит

  ,

где h - КПД привода, h = 0,9 ¸ 0,94

где n – число оборотов барабана, с ^–1

  с ^–1

Учитываем, что силы тяжести размалываемого материала составляет 14 % от силы тяжести мелющих тел. 

4) Расчет производительности цементной мельницы [6]

Для приближенного  определения производительности, нормами 

технологического  проектирования цементных заводов рекомендуется ниже следующая формула:

                     ,        

где  Q – производительность мельницы, м³/ч

        D – диаметр мельницы в “свету”, м;

        V – полезный объем мельницы, м³

V = p D²L ,м³ ,

        q – поправочный коэффициент, учитывающий тонкость помола.

    q = 0,3

        к_уд – удельная производительность, т/кВт× ч;

        G – масса мелющих тел, т;

5)Расчет  корпуса мельницы [1]

    Корпус мельницы рассчитывают, как  пустотелую балку кольцевого  сечения, свободнолежащую на двух опорах. На корпус действует статические силы, приложенные виде сосредоточенно и равномерно распределенных нагрузок и инерционные (динамические) нагрузки от воздействия падающих тел.

     Силу  тяжести вращающихся частей мельницы определяют по формуле

    

где  G₁, G₂, G₃, G₄ – сила тяжести корпуса, футеровки и перегородок, фланцев и двух торцевых крышек, муфты и половины приводного вала.

Сила  тяжести массы загрузки

    

где k_u – коэффициент учитывающий часть загрузки в каждый момент времени движения по круговой траектории. Его определяют, как отношение времени движения шаров по круговой траектории к времени цикла (t = t₁₊ t₂ ), где t₁ = 3,84 /ω – время движения шаров по параболе.

    

G_ω – сила тяжести шаров, Н

G_м – сила тяжести материала, Н

ω –  угловая скорость барабана мельницы, рад/с.

Центробежная  сила массы загрузки движущейся по круговой траектории

    

Точка приложения сил G_заг и С определяется приведенным радиусом загрузки R_n = 0,86R при λ = 60^о, тогда равнодействующая этих сил равна

    

    

    

       

Рисунок 10 Схема к расчёту на прочность корпуса трубной шаровой мельницы

Равнодействующая  сил Px  и G_м

    

Угол  между силами определяется графически или по теории синусов.

Проекция  T на вертикальную ось при угле между ними равном 5^о будет равна:

    

Интенсивность распределенной нагрузки действующей  на корпус мельницы в плоскости равнодействующей T:

    

где  l -  расстояние между центрами опор подшипников, м

Приблизительно  получаем, что сила Px  приложена в средней части по длине корпуса мельницы, тогда:

    

где М_изгиб – изгибающий момент сил, Н·м

Крутящий момент сил, Н·м

    

где  N_эл – мощность установленного электродвигателя, Вт

          n – частота вращения корпуса мельницы, с^-1

Приведенный момент сил ,Н·м

                                                    

Напряжения в опасном сечении , Па

    

где  σ –    напряжения в опасном сечении, Па;

          k_n – коэффициент учитывающий ослабление сечения корпуса и   отверстий для болтов, k_n = 0,5

          W – момент сопротивления сечения корпуса.

где  R_н – наружный диаметр мельницы, м

          R_вн – внутренний диаметр мельницы, м

6)Болтовое  соединение торцевых  крышек с фланцами  корпуса [1]

    Торцевые крышки с фланцами  корпуса прикрепляют потайными  болтами, т.е. отверстия под  болты готовят из под развертки  и работают на срез и растяжение. Срез болтов происходит под действием равнодействующей P_р и окружного усилия Р_о, приложенного по окружности и проходящего через центры болтов Н

    

где  R_б –радиус окружности по центрам болтов, м

Суммарная сила среза болтовых соединений, Н

    

Усилия  растягивающие болты определяют по формулам,

    

где  Р_u – усилия изгибающего момента, Н

          Р_з – усилия от действия затяжных болтов, Н

          k₆ – коэффициент, учитывающий упругость болтового соединения,              k₆ = 0,2..0,3.

Растягивающее усилие, вызванное изгибающим моментом М_изг.  Равно

    

где  ε - коэффициент, учитывающий неравномерность затяжки болтов, 

         ε =   0,75, т.е. считается, что  75% болтов затянуто равномерно

 

       l₁ – расстояние от середины подшипника до плоскости разъема, м