книги / Проектирование оборудования для производства целлюлозы и древесной массы. Транспортирующие машины

Расчетная схема для определения Р3 представлена на рис. ЗЛО. Из расчетной схемы видно, что

где у - высота столба щепы над элементарной дугой, м; у = £ к + RKcosq>\

р- плотность щепы, кг/м3;

£- полезная длина винта, м;

dc - элементарная длина дуги; dc = RKdtp;

с - длина окружности корпуса в пределах угла дуги о*;

fi - коэффициент трения между щепой и стенкой; // = 0,55; RK- радиус камеры, м.

Подставив значения величин в формулу (3.44), получим:

(3.45)

о

Решение интеграла дает

(3.46)

Рис. 3.10. Расчетные схемы к определению площади поперечного сечения транспортируемой конвейером щепы:

а- при концентричном расположении винта в камере;

б- то же при эксцентричном расположении

Расстояние от уровня щепы до осей камеры или вала определяется для конструкции, в которой уровень щепы предусмотрен ниже уровня оси камеры или оси вала:

3.5.3.Расчет основных параметров винта

Рассмотрим расчет винтового питателя многотрубной варочной ус­ тановки [8]. Полезный объем загрузочного витка

где Vy - производительность установки по щепе, м3/ч; п - средняя частота вращения винта, об/мин;

[f/~ коэффициент заполнения витков (обычно принимается у /- 0,71). Производительность установки определяется из технологического

расчета:

0,88

(3.59)

у24 zqm d%’

где Мц - производительность установки по воздушно сухой целлюлозе, т/сут;

z - число трактов подачи щепы;

q - выход целлюлозы из древесины; q = 0,48.. .0,57; тд- масса абсолютно сухой древесины, м3;

коэффициент перевода объема щепы в объем плотной древесины; £ = 0,33...0,37.

Определим полезный объем загрузочного витка через геометриче­

где D ,d - наружный и внутренний диаметры витка, м: 5, Ьср- шаг и средняя толщина витка, м.

При проектировании винтов винтовых конических устройств вы­ полняют следующие условия: S = 0,75D; Ъср= 0,175D. Подставив эти зна­ чения в формулу (3.60), находим

где к - коэффициент, полученный экспериментально; £=1,2;

z\ - порядковый номер прессующего витка, считая от загрузочного; z - число прессующих витков, обычно z = 4;

р - конечное давление прессования, кг/ см2.

Конечное давление р принимается из условия герметичности вароч­ ного аппарата, обычно р = 2рр, где рр- рабочее давление в аппарате.

Средний диаметр последнего прессующего витка находим по фор­ муле (3.61)

DbP= 1,38

При постоянном шаге прессующих витков S\ = 0,575D длина кони­ ческой части винта составит:

Параметры Д ср> dt ср, bt ср определит графическим способом, по­

Значения объемов Kj, определенных по (3.61) и (3.62), сравниваются. Среднее арифметическое отклонение допустимо в пределах ±10%.

Пример. Определим основные размеры винта винтового коническо­ го устройства многотрубной установки варки целлюлозы [11] производи­ тельностью Мц = 180 т воздушно сухой целлюлозы в сутки при следую­ щих данных: q = 0,65; щепа из сосны с влажностью = 40; £ = 0,35; ф = 0,71; средняя частота вращения винта л = 45 об/мин; тд= 410 кг/м2.

Определяем производительность установки (питателя) по щепе по

Степень уплотнения щепы в последнем витке определяем по фор­ муле (3.64):

£= 0,04/0,0138 = 2,89

Средний внутренний диаметр d4cp = 0,4- 0,331 = 0,132 м;

S\ = 0,575*0,47=0,27 м при постоянном шаге витка в прессующей части. Длину конической части винта находим по формуле (3.65):

£к=0,27* 4 = 1,081 м.

Другие размеры определяем графическим методом или принимаем конструктивно.

3.5.4. Определение мощности привода винта конического устройства

Мощность на валу винта Nei кВт, определяют по удельному расходу энергии:

Кт.ср1ё(аЬ+(Р\)

где Ткр - крутящий момент для преодоления трения прессующей части пресса (трением в питающей цилиндрической части винта пре­ небрегают), Н*м;

аь- угол подъема витков в средней прессующей части при / = 0,3; Фх- угол трения между щепой и металлом при / = 0,3;

Rm cp - средний радиус трения в средней прессующей части витка винта,

где Dcp= (D + D4) / 2 ; dcp= (d + d4) / 2.

_ 30 Ne

***7гку п \ 0 ~ 3

где ку - коэффициент установочной мощности привода; ку = 1,1... 1,2;

п- максимальная частота вращения винта, об/мин.

3.6. РАСЧЕТ ТРАНСПОРТИРУЮ Щ ИХ ВИНТОВЫ Х УСТРОЙСТВ

3.6.1.Методика расчета винтового конвейера

Расчет винтового конвейера (см. рис. 3.6) заключается в определе­ нии диаметра витка De, шага винта t, скорости транспортируемого груза V

имощности двигателя привода N.

Взависимости от вида транспортируемого груза и диаметра винта предварительно выбирают частоту вращения винта такой, чтобы груз пе­ ремещался без пересыпания через вал.

Определяют диаметр винта

(3.72)

где п - частота вращения винта, об/мин;

Q - производительность конвейера, т/ч;

ц/- коэффициент заполнения витков (табл. 3.1);

р -плотность транспортируемого груза, т/м.

Чтобы не было заторов груза в зоне подвесных опор, диаметр винта проверяют на пропускную способность по условию

> а твхКк9

где а тах - наибольший размер кусков груза, м; Л!* - коэффициент; КК= 4 для рядовых грузов; Л!* = 12 для сортиро­

ванных грузов.

Значения Dgокругляют до ближайшего значения (100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630, 800).

Определяют шаг винта:

где А - коэффициент заполнения желоба насыпным материалом (см. табл. 3.1);

Если п > птах, то принимают меньшее значение п и повторяют рас­ чет по формулам (3.72) - (3.74).

Скорость транспортируемого груза V, м/с:

Мощность двигателя N, кВт:

K ,Q (L ,w 0 ± H )

(3.75)

367 п

где К3 - коэффициент запаса; К3= 1,2... 1,35; Ьг- горизонтальная длина конвейера, м;

о)0- обобщенный коэффициент сопротивления (см. табл. 3.1); Я - высота подъема, м;

Т]- КПД привода; rj = 0,8...0,85.

3.6.2. Расчет винтового конвейера на ЭВМ

Программа «Винтовой конвейер» [И] входит составной частью в пакет прикладных программ по расчету подъемно-транспортных уст­ ройств. Пакет прикладных программ GPM имеет общую базу данных, ко­ торая содержит таблицы для выбора типовых механизмов и машин подъ­ емно-транспортных устройств (электродвигателей, редукторов, муфт, тормозных устройств и др.).

Программа «Винтовой конвейер» предназначена для расчета произ­ водительности, размеров и мощности привода винтового конвейера тех­ нологического и транспортного назначения с цилиндрическими винтами, а также для расчета кинематического и силового привода, угла подъема винтовой линии лопасти винта, радиальной и критической сил, действую­ щих на опоры винта.

Программа работает в диалоговом режиме. Исходные данные и дру­ гие необходимые параметры вводятся пользователем после запроса ЭВМ в процессе работы программы.

Для расчета следует подготовить следующие исходные данные:

-насыпной вес материала р , т/м3;

-производительность Q, т/ч;

-длина конвейера LK, м.

Вдиалоговом режиме определяются диаметр винта, шаг винта, ско­ рость перемещения груза, фактическая производительность конвейера.

Из базы данных пакета выбираются следующие типовые механизмы привода: электродвигатель, редуктор, муфты для быстроходной и тихо­ ходной ступеней привода.

По окончании расчетов на экран дисплея выводятся исходные дан­ ные, сведения о промежуточных расчетных величинах, основные характе­ ристики конвейера, условные обозначения и характеристики типовых ме­ ханизмов привода. Анализ результатов расчета проводится для выбора оп­ тимальной конструкции и производительности конвейера. При необходи­ мости корректировки проектируемого конвейера изменяют исходные дан­ ные и расчет повторяют.

Если расчет удовлетворяет требованиям проекта, результаты расчета выводятся на принтер для получения распечатки. Распечатка результатов расчета винтового конвейера приведена ниже.