Оборудование целлюлозно-бумажного производства Том 1. Оборудование дл
.pdfНаименование параметров |
МРН-10 |
МРН-30; |
МРН-50 МРН-100 МРН-150 МРН-300 МРГ-20Н |
МРГ-40; |
МРГ-Ю0Н |
МРН-ЗОН |
МРГ-40Н |
Диаметр диска, мм |
|
1270 |
1270 |
2140 |
2440 |
3000 |
3000 |
1270 |
1600 |
2440 |
||
Число ножей, |
шт. |
|
16 |
16 |
10 |
10 |
12 |
16 |
12 |
10 |
10 |
|
|
740 |
590 |
365 |
|||||||||
Частота вращения диска, мин - 1 |
590 |
740 |
365 |
365 |
375 |
250 |
||||||
Угол примыкания патрона, °: |
52 |
52 |
52 |
52 |
52 |
53 |
__ |
_ |
_ |
|||
в вертикальной плоскости |
||||||||||||
52 |
49 |
52 |
||||||||||
в горизонтальной плоскости |
18 |
18 |
18 |
18 |
15 |
— |
||||||
Максимальный |
размер |
перераба |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тываемого сырья, см: |
|
|
|
35 |
50 |
70 |
70 |
|
30 |
50 |
||
диаметр балансов |
|
2 2 |
2 2 |
2 0 |
||||||||
ширина обапола |
|
18 |
18 |
|
— |
— |
— |
42 |
50 |
— |
||
Расчетная длина щепы, мм |
2 0 |
2 0 |
2 0 |
18 |
18 |
18 |
2 0 |
|||||
Расчетные размеры сырья, см: |
12 |
12 |
2 0 |
2 2 |
27 |
30 |
|
|
2 2 |
|||
диаметр |
|
|
12 |
2 0 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
длина |
|
|
2 2 0 |
2 2 0 |
2 2 0 |
2 2 0 |
2 2 0 |
2 2 0 |
2 2 0 |
2 2 0 |
2 2 0 |
|
|
|
1600 |
90 |
160 |
500 |
|||||||
Установленная мощность, |
кВт |
55 |
90 |
320 |
500 |
1600 |
||||||
Производительность, м3/ч, при руб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ке свежесрубленного елового сырья: |
|
30 |
50 |
|
250 |
300 |
|
40 |
|
|||
расчетного диаметра |
|
10 |
1 0 0 |
2 0 |
1 0 0 |
|||||||
максимального диаметра |
3,5 |
10,4 |
18 |
30 |
75 |
80 |
7,3 |
15 |
30 |
|||
Масса, т |
|
|
5,7 |
5,7; 5,4 |
32,8 |
40 |
55 |
50 |
5,5 |
14,0; |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13,5 |
|
|
Габаритные размеры, м: |
|
2.7 |
2.7 |
|
6,1 |
6,8 |
9,8 |
2,7 |
3,6 |
6,0 |
||
длина |
|
|
6 ,0 |
|||||||||
ширина |
|
|
1.7 |
1.7 |
3,4 |
3,4 |
3,6 |
4,2 |
1,7 |
4,3 |
3,4 |
|
высота |
|
|
1 .8 |
1,8 ; 1,5 |
4,2 |
- 4,4 |
6,8 |
6,4 |
1,4 |
2 ,2 ; 2 ,1 |
2,4 |
|
Машины |
первой группы преимущественно эксплуатируются |
в лесной |
и деревообрабатывающей промышленности, второй |
и третьей — в целлюлозно-бумажной. Машины первой и второй группы комплектуются асинхронными приводными электродви гателями, машины третьей группы — синхронными электродви гателями.
Из малых машин наибольшее распространение получили ма шины МРНП-10 и МРНП-30 (рис. 1.9). Машины имеют одина ковую конструкцию и различаются лишь мощностью приводного электродвигателя.
Рис. 1.10. Узлы крепления ножей рубительных машин:
а — МРН-10, |
МРН-30, МРГ-20, МРГ-40, МРН-300; б — МРН-50, МРН-100, МРГ-100Н; |
в — МРН-150; |
/ — подкладка; 2 — подножевая пластина; 3 — накладка; 4 — шпилька; 5 — |
подставка; 6 — износный лист; 7 — нож; 8 — подножевая щель
На массивном диске 16-ножевой машины радиально выре заны подножевые щели. Каждый узел крепления ножей (рис. 1.10) включает подкладку с износостойкой подножевой пласти ной, крепящуюся к диску болтами, и накладку с двумя крепеж ными шпильками, проходящими через отверстия в подкладке и теле диска на его приводную сторону. Нож зажимается между подкладкой и накладкой (см. рис. 1.10, а). Базовая ширина но жей, обеспечивающая одинаковый выступ их над диском, регу лируется винтами. Ножи затачиваются по геликоиду на специ альном приспособлении (входящем в комплект машины), мон тируемом на заточном станке. Угол заточки ножа плавно увели чивается от центра к периферии диска с 29°42' до 34°42' Лице вая поверхность накладок, занимающая всю площадь диска между подножевыми щелями, также выполнена по геликоиду. Такое конструктивное решение повышает жесткость крепления ножей, увеличивает их стойкость и уменьшает износ накладок.
2 Заказ 2176 |
за |
На ободе диска закреплено 16 лопаток, с помощью которых щепа эвакуируется из кожуха и транспортируется далее по ще-
1юпроводу в циклон |
(входящий в комплект машины). |
|
Направляющий |
патрон прямоугольной |
формы наклонен |
к диску в вертикальной плоскости под углом |
38° Кроме того, |
|
проекция оси патрона на плоскость диска повернута относи тельно вертикали на 15° против направления вращения. Патрон имеет три контрножа — два боковых и донный, которые кре пятся к корпусу болтами. Зазор между ножами и контрножами регулируется перемещением последних с помощью регулировоч ных болтов.
Ножевой диск по горячей посадке насаживается на вал, сое диненный посредством втулочно-пальцевой муфты с асинхрон ным короткозамкнутым электродвигателем. Полумуфта, закреп ленная на валу диска, одновременно является и шкивом лен точного тормоза, которым снабжена машина. Ножевой диск с кожухом, патрон и электродвигатель установлены на одной общей раме.
Ножи рубительной машины изготовляются из высокопрочной и износостойкой стали 55Х7ВСФМ. Период работы ножей между переточками 7—14 ч.
Губительная машина МРН-ЗОН от машины МРН-30 отли чается нижним выбросом щепы. На ободе диска отсутствуют лопатки, верхняя часть кожуха выполнена закрытой, а в ниж ней части имеется окно для ссыпания щепы на выносной кон вейер.
В отличие от МРН-ЗОН машина МРГ-20Н имеет 12 ножей и горизонтальный направляющий патрон трапецеидальной формы, примыкающий к диску в нижней его части под углом 38° Узлы и детали машин МРН-10, МРН-ЗОН и МРГ-20Н на 60—70% унифицированы.
Десятиножевой диск большего диаметра машин МРГ-40 и МРГ-40Н приводится во вращение от асинхронного электро двигателя с фазным ротором. По сравнению с асинхронным ко роткозамкнутым электродвигателем он имеет более мягкую ха рактеристику и допускает при перегрузках большее снижение частоты вращения. Ножи к диску крепятся также посредством подкладок и геликоидальных накладок. Ножи несколько повер нуты относительно радиуса диска, что создает условия для скользящего резания древесины. Машины имеют два патрона— основной, горизонтальный, и вспомогательный, наклонный. По следний предназначен для крупной щепы и маломерных отхо дов. Машина с верхним выбросом снабжена рециркуляционным воздухопроводом, соединяющим ее с циклоном.
Вследствие большой установленной мощности привода при менение МРГ-40Н в лесозаготовительной подотрасли ограни чено энергетической базой леспромхозов. Наибольшее распро странение они получили в лесопилении, так как большое сече
ние патронов позволяет измельчать практически все отходы не
зависимо от их ширины.
Рубительные машины средней производительности по кон струкции все аналогичны. Машины МРН-50 и МРН-100 отли
чаются только по |
габариту и мощности привода, а МРГ-100 |
|
и МРГ-100Н (рис. |
1.11) — по направлению подачи сырья и вы |
|
броса щепы. Десятиножевой диск |
закреплен на валу болтами |
|
и соединен посредством зубчатой |
муфты с асинхронным элек- |
|
Рис. 1.11. Рубительная машина МРГ-100Н:
1 — винтовое устройство для перемещения ротора; 2 — ножевой диск; 3 — маховик; 4 — муфта; 5 — электродвигатель
тродвигателем с фазным ротором. Ротор машин снабжен до полнительным маховиком, установленным на некотором рас стоянии от ножевого диска.
Ножи диска повернуты относительно радиуса и имеют пря мую заточку. Ножи крепятся к диску посредством узких накла док и подкладок шпильками, остальная часть межножевых сек торов закрыта плоскими износными листами, крепящимися к телу диска шпильками. Зазор между ножами и контрножами патрона регулируется перемещением вала с ножевым диском и маховиком при помощи винтового устройства, расположен ного на торце корпуса подшипника лицевой стороны. Все узлы машины, кроме электродвигателя, смонтированы на одной об щей раме. Электродвигатель имеет собственное основание.
Привод рубительных машин МРН-150, МРН-300 большой производительности с целью улучшения коэффициента мощно
сти энергосети осуществляется от синхронных электродвига телей. Эти двигатели — закрытого исполнения с самовентиляцией по замкнутому циклу со встроенным воздухоохладителем.
Ножевой диск машины МРН-150 имеет 12 повернутых от носительно радиуса ножей с прямой заточкой. В межножевых секторах неподвижно с помощью шпилек установлены геликои дальные накладки, лицевая поверхность которых упрочнена
Рис. 1.12. Рубительная машина МРН-300:
/ — направляющий патрон; 2 — ножевой |
диск; 3 — звукоизолирующий |
кожух; 4 — рецир |
куляционный воздухопровод; 5 — тормоз; |
6 — подшипник; 7 — муфта; |
8 — электродвига |
тель |
|
|
твердым сплавом. Крепление ножей осуществляется их поджи мом к накладкам посредством подставок (см. рис. 1.10, в). Вос становление базовой ширины ножей предусмотрено наплавкой баббита, а регулирование зазора между ножами и контрно жами — перемещением диска. Направляющий патрон с днищем прямоугольной формы наклонен к диску в вертикальной плос кости под углом 37°, в горизонтальной плоскости под углом 15° и повернут в плоскости диска по направлению вращения на 5°.
Узел крепления ножей машины МРН-150 требует высокой точности изготовления и специальной термообработки деталей, он также сложен в эксплуатации. Поэтому в 16-ножевом диске машины МРН-300 радиально расположенные ножи крепятся так же, как у малых машин. Направляющий патрон V-образной
формы наклонен к диску только в вертикальной плоскости. От личительная особенность машины МРН-300 (рис. 1.12) — кожух диска выполнен с элементами шумоглушения. Боковые стенки кожуха и обечайка изготовлены из толстолистовой стали. В ка честве звукоизоляционного материала использован ВТ4С (маты капронового волокна, связанного распыленным клеем). Мате риал ВТ4С приклеивается снаружи к стенкам кожуха и закры вается сверху оболочками сварной конструкции.
Все выпускаемые рубительные машины оснащены системой управления и контроля, обеспечивающей плавный разгон боль ших маховых масс ротора, защиту электродвигателя от пере грузок и исключающей запуск при открытом кожухе.
1.4.3.Выбор приводного электродвигателя
ирасчет производительности
Мощность привода рубительной машины складывается из мощности холостого хода и полезной мощности. Мощность хо лостого хода расходуется на преодоление трения качения в ро ликоподшипниках, а в машинах с верхним выбросом щепы и на создание вентиляционного напора. Полезная мощность расхо дуется на рубку древесины, а в машинах с верхним выбросом щепы и на механическое выбрасывание щепы.
^ _ |
Мспн |
(Мх+ Мпол)пн_ [(Мтр + Мв) -f~ (Мр -f- Мм)] Ян |
|
(17) |
|||
|
9554 “ |
9554 |
~ |
9554 |
’ |
1 ' |
|
где N — мощность привода рубительной машины, кВт; М с—пол |
|||||||
ный момент сил сопротивления, Н-м; М тр— крутящий |
момент |
||||||
на преодоление сил трения в опорах, Н-м; |
М в — крутящий |
мо |
|||||
мент |
на создание вентиляционного |
напора, |
Н-м; М р — крутя |
||||
щий момент на преодоление сил сопротивления резанию, Н -‘м; М и — крутящий момент, затрачиваемый на механический выброс
щепы, Н-м; пн— номинальная частота |
вращения диска, мин-1. |
MTp = fG -^-, |
(1.8) |
где / — коэффициент трения качения, |
/ = 0,02; G — вес ротора |
рубительной машины, Н; dK— диаметр окружности катания ро ликов, м.
Крутящий момент на создание вентиляционного напора рассчитывают по следующей эмпирической формуле:
Мв=1,8глРл0 ^ 1^ - ) аХ> |
(1.9) |
|
где zn — количество лопаток на |
ободе диска; |
Рл — площадь |
одной лопатки, м2; £)л — диаметр |
центра лопаток, м; %— коэф |
|
фициент сопротивления, учитывающий радиальное расположе ние лопаток, х = 0,7.
Крутящий момент на преодоление сил сопротивления ре занию:
|
М р расч ' |
|
^расчгР |
(1-10) |
|||
|
8 cos а г cos а а |
||||||
|
|
|
|
|
|||
где: р — удельное усилие рубки |
(для твердых пород древесина |
||||||
130 000—160 000, |
для |
мягких |
пород 90 000—120 000), Н/м; |
||||
dpac4 — расчетный диаметр |
|
измельчаемого бревна, м; z — число |
|||||
ножей; ел — угол |
наклона |
патрона |
к горизонту в вертикальной |
||||
плоскости °; аг — угол |
разворота |
патрона в горизонтальной |
|||||
плоскости, °.
Крутящий момент, затрачиваемый на механический выбр°с щепы, рассчитывают по формуле
М м расч = 0, 00027d p a c 4^ Z рщ ОлЛн------------------ > |
(1 . 11) |
cos o^cos a 2 |
|
где рщ — плотность щепы, кг/м3; /щ — длина щепы расчетная, Мощность рубки пропорциональна квадрату диаметра из
мельчаемых балансов. Однако количество бала-нсов максималь ного диаметра в общей массе измельчаемого сырья относи тельно невелико, поэтому оснащение рубительной машины приводным электродвигателем из расчета непрерывной рубни балансов максимального диаметра экономически нецелесообразно вследствие низкого коэффициента его использования по мощности.
Выбор электродвигателя и расчет регламента его эксплуа тации для организации защиты от перегрузок осуществляют
вследующей последовательности:
1)предварительно выбирают двигатель на основе расчета
потребного крутящего момента из условия рубки балансов рас четных (наиболее часто встречающихся) диаметра и длины;
2)проверяют двигатель на динамическую устойчивость из условия рубки балансов максимальных размеров;
3)проверяют двигатель на нагрев из условия обеспечения требуемой производительности при рубке балансов расчетных размеров;
4)рассчитывают технически возможную производительность
рубительной машины во всем диапазоне диаметров измельчае мых балансов;
5) разрабатывают регламент эксплуатации рубительной машины (электродвигателя) на сырье, параметры которого пре вышают расчетные.
Привод рубительной машины работает с резко выраженной переменной нагрузкой. Поэтому для асинхронного привода целесообразно выбирать электродвигатели с большим искус ственным скольжением и мягкой механической характеристи кой, допускающие значительное снижение частоты вращения.
В этом отношении наиболее предпочтительными являются асин
хронные электродвигатели с фазным ротором.
Проверяют электродвигатели на динамическую устойчивость и нагрев по специальным методикам. После окончательного выбора электродвигателя устанавливают номинальный диаметр бревна с?н, при котором полностью используется мощность при вода и возможна непрерывная (без пауз) рубка.
г , - / |
8 cos a t cos a 2 (M H — M x ) ^ |
^ |
( 1. 12) |
|
- |
^ |
aрасч* |
||
|
p z k м |
|
|
|
где AfH— номинальный момент электродвигателя; Мх — момент холостого хода, расходуемый на преодоление трения в опорах и создание вентиляционного напора; км— коэффициент, учиты вающий механический выброс щепы. С некоторым приближе нием может быть определен по формуле
( ^ р расч М м расчК ^р расч* |
0 • ^ |
При значениях диаметра древесины меньших номинального часовую технически возможную производительность машины во всем диапазоне изменения диаметров балансов определяют по формуле
Q„ = 47,ldHUzn„. |
(1.14) |
При измельчении балансов, диаметр которых di превышает номинальный, часовую технически возможную производитель ность определяют для каждого его значения по выражению
0 , 2 5 |
я ( я , |
+ «к) 2 |
<Р |
(U5) |
|
Q = |
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где пк— конечная частота |
вращения |
диска после рубки ба- |
|||
лансов t-ro диаметра, мин-1. |
|
|
|
|
|
« к = У |
( А + |
з С) пн |
|
|
|
3(Л + |
С) |
’ |
|
||
|
|
||||
2 А В п н |
4 п3 (4 Л3 + 9 С3) |
К |
|
3( А + С)2 |
27 ( А + СУ> |
А + С ' |
|
___ В _________ 4 А Ч \ |
|
||
|
(Л-1-С) |
3 (Л + С)2 ’ |
|
А= 0,5 5Х2тЛ 2/щг cos агcos а2;
В= 900 я d2iLiZp\
С= 1,53 dtLi/щрщ^л;
К= 432 • 106 r)Jt ML*cos а х cos а2;
mD2— суммарный маховой момент машины, кг • м2; ц — КПД двигателя; К— коэффициент перегрузочной способности элек тродвигателя; Li — длина измельчаемого баланса, м; 2/р — суммарная допускаемая в течение 1 ч продолжительность рубки балансов иго диаметра, с;
3600 (Л*2 — м 2)
С увеличением диаметра балансов от dHдо dmax технически возможная производительность машины уменьшается, так как возрастает момент сопротивления рубки и после рубки каждого баланса требуется большая продолжительность паузы на охлаждение двигателя, а в случае асинхронного привода и на восстановление частоты вращения ротора:
120Ц (3600 — 2 tp) |
(i.i6) |
|
z/щ (лн + лк) 2 tp |
||
|
1.4.4. Некоторые рекомендации по эксплуатации дисковых рубительных машин
Качество щепы оценивается фракционным составом, углом и чистотой среза. Фракционный состав характеризуют выход нормальной щепы и содержание крупной щепы, мелочи и опи лок, что соответствует остаткам на ситах анализатора АЛ ГМ. с отверстиями диаметром соответственно 20 и 10 (сумма), 30, 5 мм и на поддоне.
При рубке остро заточенными ножами балансов расчетных размеров со здоровой древесиной влажностью 60% и при плю совой температуре все выпускаемые машины вырабатывают щепу, качество которой без сортирования превышает требова ния, предъявляемые ГОСТ 15815 — 70 «Щепа технологическая» к щепе для сульфатной варки. При этом лучшие показатели обеспечивают машины с наклонным патроном и нижним выбро сом щепы и несколько худшие — машины с горизонтальным патроном и верхним выбросом щепы. При одинаковом направ лении выброса щепы машины с наклонным патроном выраба тывают щепу лучшего качества, чем машины с горизонтальным патроном. Лучшую щепу также дают малые машины, а не ма шины большой единичной мощности.