Công suất tiêu hao cho máy nghiền bi làm việc bao gồm hai thành phÇn:
- Công suất tiêu hao để nghiền vật liệu Nn.
- Công suất tiêu hao để thắng ma sát ở gối đỡ Nms, theo công thức [(7 - 89a)/(II – 205)]:
N = Nn + Nms (1 - 33) 1.3.1.6.1. Xác định công suất Nn.
Gọi G là trọng lợng của vật nghiền nạp vào thùng thì chỉ có 55% trọng lợng của nó cùng quay với thùng. Ngoài ra lợng vật liệu đem nghiền nằm trong thùng bằng 14% trọng lợng vật nghiền, do đó theo công thức [(7- 89)/(II-206)]:
Nn =
1000 Qv . 14 , 1 . 55 ,
0 (1 - 34) Trong đó:
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Q – trọng lợng vật nghiền nạp vào thùng, N.
v – thành phần thẳng đứng của tốc độ quay của trọng tâm tải trọng bi, theo công thức [(7 - 90)/(II – 206)]:
v = 30
n . a
π. (4 - 35)
Khoảng cách theo phơng thẳng đứng từ trọng tâm tải trọng bi đến tâm thùng nghiền là a, theo công thức [(7 - 91)/(1-206)], hình (4 - 7):
a = r.sinϕ (1 - 36)
ở đây r là khoảng cách từ trọng tâm tải trọng bi đến tâm thùng, theo công thức [(7 - 92)/(II – 206)]:
r = Ro. 2 sin 2
ψ ψ
(1 - 37)
Hình 4 –7. Sơ đồ các lực tác dụng bên trong thùng nghiền.
Ro =
2 R R 22
21 +
Với hệ số chứa bi ϕ = 0,34 thì R2 = 0,7R1, do đó theo công thức [(7-93)/(II-207)]:
Ro = 0,863R1 (1 - 38) Gãc: αo = 60o
Mà góc:
ψ = 360o - 4αo = 120o VËy: r = 0,863R1.
3 60 sin o
π = 0,715R1
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Plt
Q a B
A
D Gt
C R1
R2
Ro r ϕ ϕ
α αο
Víi gãc: ψ = 120o; α = 60o; ϕ = 60o Do đó:
a = r.sinϕ = 0,715R1.sin60o = 0,62R1
Và nh vậy, thành phần thẳng đứng của tốc độ quay của thùng sẽ là:
v =
30 62 , 0 . R1n π
Thay giá trị của v vào (4 - 34), ta có công suất Nn: Nn =
1000 . 30
n . R . 62 , 0 . . Q . 14 . 1 . 55 ,
0 π 1 = 0,4.10-4.QR1n [kW]
Hay theo công thức [(7-94)/(II-207)]:
Nn = 4.10-5.QR1n kW (1 - 39) Trong đó:
Q – trọng lợng vật nghiền nạp vào thùng, N:
Q = Gvn.g = 10,5.1000.9,81 = 103005 N R1 – bán kính trong của thùng nghiền: R1 = 0,8m
n – số vòng quay của thùng trong một phút: n = 23,85 vg/ph Thay các thông số đã có vào (4 - 39), ta đợc:
Nn = 4.10-5.103005.0,8.23,85 = 884,4 W 1.3.1.6.2. Xác định công suất Nms.
Theo công thức [(7 - 95)/(II-208)]:
Nms = 1000
v . P .
f c [kW] (1 - 40) Trong đó:
f – hệ số ma sát ở hai cổ trục máy nghiền với ổ đỡ, thờng lấy f = 0,07
÷ 0,1
Chọn: f = 0,09
vc – vận tốc vòng của cổ trục, theo công thức [(7 - 96)/(II-208)]:
vc = 30
R . n . c
π [m/s] (1 - 41) Trong đó:
Rc – bán kính ngoài của cổ trục máy nghiền, theo tài liệu [II – 205]
thêng lÊy:
2Rc = (0,25 - 0,33)D = (0,25 - 0,33)1,6 = 0,40 - 0,528 m
Chọn: Rc = 0,25 m
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
n – số vòng quay của thùng/phút: n = 23,85 vg/ph Nên thay các giá trị trên vào (1 - 41), ta có:
vc =
30 5 , 0 . 85 , 23
π. = 1,25 m/s
P – tổng tải trọng tác dụng lên các gối đỡ, theo công thức [(7 - 97)/(II – 208)], ta cã:
P = (Gt +Gq +Plt.cosϕ)2 +(Plt.sinϕ)2 (1 - 42) Trong đó:
Gt – trọng lợng bản thân thùng nghiền, N.
Gq – trọng lợng phần tải trọng quay theo thùng: Gq = 0,55G Plt – lực ly tâm do phần tải trọng quay gây nên, N.
Plt =
o 2 q o
R .v g
G = o 2
o
q )
30 R . n .( . gR
G π
Ta xem: π2 ≈ g, theo công thức [(7 - 98)/(II – 208)] thì:
Plt = 900
n . R
Gq o 2 (1 - 43)
G – trọng lợng tổng toàn bộ thùng nghiền quay, theo công thức [(7 - 100)/(II – 209)]:
G = 1,14Gv + Gl + G®n + G®t (1 - 44) Trong đó:
Gv – trọng lợng tải trọng bi nạp vào thùng.
Gl – trọng lợng các tấm lót.
Gđn – trọng lợng đáy nạp liệu (kể cả cổ trục).
Gđn – trọng lợng đáy tháo liệu (kể cả cổ trục).
* TÝnh Gv:
Ta đã có trọng lợng vật nghiền: Gv = 105000 N * TÝnh Gl:
Chiều dài thùng: L = 3,4 m
Chu vi thùng : C = πD = π.1,6 = 5,024 m Theo tài liệu [3 - 217], chọn chiều dày tấm lót:
δ = 40 mm = 0,04 m
Và chọn kích thớc tấm lót là: 390 x 310 mm = 0,39 x 0,31 m
Theo tài liệu [1 - 159] thì khe hở giữa các tấm lót là 10 mm = 0,01 m Vậy số tấm lót theo chiều dài thùng là:
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
a =
01 , 0 31 ,
0 +
L =
32 , 0
4 ,
3 = 10,63 tÊm Số tấm lót theo chu vi thùng là:
b =
01 , 0 39 , 0
C
+ =
01 , 0 39 , 0
024 , 5
+ = 12,56 tÊm Tổng số tấm lót ở trong thùng là:
n = a.b = 10,63.12,56 = 133,50 tÊm Trọng lợng của một tấm lót:
gl = V.ρ.g = 0,39.0,31.0,04.7800.9,81 = 370 N Vì vậy ta có:
Gl = n.gl = 135,5.370 = 50140 N
* TÝnh G®n:
Có thể coi đáy nạp liệu và đáy tháo liệu có kích thớc và trọng lợng nh nhau: Gđn = Gđt, hình (4 - 8).
Hình 4 – 8. Sơ đồ tính trọng lợng đáy thùng.
Chọn chiều dày đáy thùng nghiền:
δ1 = 30 mm = 0,03 m và δ2 = 50 mm = 0,05 m Ta đã có đờng kính ngoài của cổ trục thùng nghiền:
Dn = 2Rc = 2.0,25=0,5 m Do đó đờng kính trong của cổ trục thùng nghiền:
Dt = Dn - 2δ2 = 0,5 – 2.0,05 = 0,4 m
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Ta có đờng kính ngoài của thùng nghiền:
D’ = D + 2(δth + δl) = 1,6 + 2(0,014 + 0,04) = 1,708 m Trong đó: δth và δl tơng ứng là chiều dày thùng và tấm lót, theo tài liệu [II - 157] chọn:
δth = 0,01D = 0,01.1,6 = 0,016 m Chọn chiều dài của cổ trục thùng nghiền:
l = 0,6 m và góc α = 60o Ta cã: G®n =
4
π .ρg.[(D’2 – Dn2) α δ sin
1 + l(Dn2 – Dt2)] = =
4
π .7800.9,81[(1,7082 – 0,52)0,03.
3
2 + 0,6(0,52– 0,42)] = 8794 N
* TÝnh G®t:
Ta cã: G®t = G®n = 8794 N
Thay các thông số đã có và (4 - 44) ta đợc:
G = 1,14.52140 + 26655 + 4005 + 2.8794 = 102268 N Nên: Gq = 0,55.102268 = 56247 N
Còn theo (1 - 38), ta có:
Ro = 0,863R1 = 0,863.0,7 = 0,604 m Thay các số liệu ở trên vào (4 - 43) ta có:
Plt =
900 ) 27 .(
604 , 0 .
56247 2 = 27523 N
Ta cã: Gt = Gth + Gbr + Gl + G®n + G®t (*) Chọn trọng lợng của bánh răng: Gbr = 3000 N
Ta cã: Gth = πDL.δρ.g = π.1,4.2,1.0,014.7800.9,81 = 9894 N Thay các số liệu trên vào (*) ta đợc:
Gt = 9894 + 3000 + 26655 + 4005 + 2.6084 = 55722 N Góc ϕ tạo bởi phơng của lực ly tâm Plt với đờng kính thẳng đứng của thùng, thông thừng ϕ = 60o
Thay vào (1 - 42) ta có:
P = (55722+56247+27523.cos60o)2 +(27523.sin60o)2 = 127970 N Thay vào (4 - 40) ta có:
Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368
Nms =
1000
0565 . 127970 .
09 ,
0 = 6,51 kW
Cuối cùng thay vào (4 - 33) ta có:
N = 39,42 + 6,51 = 45,93 kW
Xác định công suất động cơ theo công thức [(7 - 99)/(II – 209)]:
N®c = K.
η ms
n N
N + [kW] (1 - 45) Trong đó:
K – hệ số dự trữ, lấy K = 1,15
η - hiệu suất bộ truyền động, với bộ truyền động bằng bánh răng vòng thì theo tài liệu [II - 209], lấy η = 0,75
Thay vào (1 - 45) ta có:
N®c =
75 , 0
93 , 45 . 15 ,
1 = 70,43 kW