Смеситель СМ-447А(с наклонной решеткой)

 

     

 

 

5. Особенность эксплуатации смесителя

 

     Глина и добавки в заданной пропорции непрерывно загружаются в смесители и смешиваются насаженными на валы вращающимися лопастями, которые одновременно продвигают смесь к разгрузочному отверстию. Скорость смешивания и обработку массы регулируют, изменяя угол наклона лопастей.

Если  производительность смесителя превышает  производительность последующих за ней глинообрабатывающих и формующих машин, то для устранения частых остановок сокращают число оборотов вала.

Лучшее  смешивание и обработка пластичных масс получаются, когда масса, заполняющая  корпус смесителя, покрывает валы, но не выше чем на 1/3 высоты лопастей, находящихся  в порхнем положении. Расстояние между концом лопасти и стенкой корыта смесителя не должно быть больше 2-3 см.

При работе смесителя необходимо следить за тем, чтобы равномерно подавались компоненты шихты. Нельзя допускать перегрузки смесителя.

Корпус смесителя должен бытъ накрыт металлической решеткой. Становиться на нее, а также проталкивать массу сквозь решетку каким-либо предметом запрещается. Брать пробу глины из смесителя во время его работы можно только специальным совком. В процессе работы не допускается открывать крышку и снимать решетку.

Перед прекращением работы сначала выключают машины, подающие материал в· смеситель, и после  выработки всей массы - электродвигатель и устройство, транспортирующее обработанный материал.

В конце  смены вал с ножами и корпус смесителя нужно очищать от налипшей смеси с внутренней и наружной сторон. При износе лопасти смесителя необходимо заменять или наплавлять износостойкими сплавами ОИ-15 и ОИ-7. Применение этих сплавов увеличивает срок службы лопастей более чем в 5 раз.

 

 

 

6. Расчет лопастных смесителей
1. Определение производительности.

     Производительность  циклических смесителей (м³/ч):

 

1.   П=Vz, где V-объем смесителя, м³;

                                                                     z-число циклов в час.   

 

     Производительность  смесителей непрерывного действия  в общем виде:

 

(2)   П=3600FV_ос   ,где F-площадь поперечного сечения потока

         материала в смесителе,м²;

                                                      V_oc — осевая скорость движения материала, м/с.

     С некоторым допущением  рабочие органы лопастного смесителя  могут рассматриваться  как шнек с прерывистым винтом.  Осевая скорость движения материала (м/с) зависит от окружной скорости лопастей,  их формы и  схемы установки:

V_oc=K_ВК_ПVtgß, (3)

  Где K_В- коэффициент возврата смеси, вследствие перемешивания, равный 0,68—0,75;

    К_П- коэффициент прерывистости винтовой поверхности;V=ώR — окружная   скорость   лопастей,   м/с;

     ω- угловая скорость лопастного вала, рад/с;

     R- радиус наружной кромки лопасти, м;

     ß- угол подъема  винтовой линии, образуемой лопастями.

 

tgß=t/2πR,  t-шаг винта.

 

 

 

 

 

 Коэффициент К_П представляет собой отношение площади проекции лопастей на винтовую поверхность к площади сплошной винтовой поверхности в пределах одного шага. При очертаниях лопастей, близких к прямоугольным, отношение площадей можно заменить отношением проекций ширины лопастей на винтовую линию, к длине винтовой линии (рис. 3), тогда

 

 

 

      Подставив  значение К_П в формулу (3), а потом в (1)

 

,  где

 b-ширина лопасти, м;

 Z₁ и Z₂ - число лопастей в пределах одного шага соответственно с   положительным                                                             и отрицательным   углами   установки;

 - угол  наклона  лопасти  к  винтовой  поверхности;   

 -  коэффициент   заполнения   смесителя,   обычно   равный 0,5….0,6. 

F=1,3 м²

 

 

 

 

 

 

 

2. Определение потребной мощности

 

 С увеличением угловой скорости  производительность возрастает.  
Однако с возрастанием скорости продвижения смеси уменьшается 
и время нахождения ее в смесителе, т. е. время перемешивания, что 
может повлиять на качество перемешивания. 

    Чтобы обеспечить  стабильность качества перемешивания при изменении угловой скорости лопастных валов, необходимо увеличить длину смесителя или изменить схему установки лопастей.

    Мощность привода лопастных  смесителей затрачивается на  преодоление сопротивлений деформирования и резания массы лопастями 
и на перемещение материала в корпусе смесителя, т. е. на транспортирование массы. При перемешивании керамических масс невысокой влажности лопасти смесителя, по существу, режут ее. При погружении лопасти в глиняную массу последняя сначала уплотняется. Когда удельная нагрузка на лопасть станет равной удельному сопротивлению резания K_P, начнется процесс резания и переноса  массы. 

   Элементарная сила  сопротивления движению, оказываемая  средой элементарной площадке dF (рис. 3), выделенной на лопасти будет равна (Н)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3 Cхема к расчету мощности лопастных смесителей.

 

 

 

 

 

 

 Крутящий момент, необходимый  для вращения лопасти, (Нм)

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

 

Мощность, затрачиваемая на вращение вала с Z лопастями (кВт)

 

 

 

 

 

 

 

K_P- коэффициент удельного сопротивления резанию (для глиняных масс влажностью 15-20%, K_P =(2…3)10⁵Н/м² );

b- ширина лопасти, м;

- угол   между   плоскостью   лопасти   и   осью   вала;

R_H и R_B- наружный   и   внутренний   радиус   лопасти,   м;

- угловая скорость вала, рад/с;

Z- количество лопастей на валу;

К_Н- коэффициент заполнения материалом барабана смесителя.

Мощность, затрачиваемая на транспортирование  смеси, определяется по методике расчета винтовых конвейеров, (кВт)

 

 

 

 

П- производительность  смесителя,   м³/ч;

- объемная масса, кг/м³;

L- длина корыта смесителя, м;

- коэффициент сопротивления движению  (для   глины   равен 4-5,5).

 

 

 

Коэффициент заполнения корпуса смесителя материалом:

 

  ,

где  М_З- масса замеса, кг; (М_З=1000кг)

        - объемная масса, кг/м³;

        V- объем рабочей части корпуса смесителя (ниже уровня осей валов), м³.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мощность двигателя (кВт)

 

 

η- К.П.Д. привода

Для данного  привода  коэффициент полезного  действия равен 

 

 

 

Используется  двигатель типа: 4А180М4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модернизация смесителя.

     В ходе данной работе, я подошел к модернизации. Для  данного двухвального лопастного смесителя СМ-447 А(с наклонной решеткой) я хочу предложить следующие модернизации:

      Уменьшить угол  наклона  лопасти  к  винтовой  поверхности 30⁰ до 28⁰;

       Уве

      Увеличить ширину лопасти (b) с 0,1м до 0,11м

       Уменьшить шаг (t) с 560мм до 570мм, следовательно увеличиться угол подъема винтовой линии, образуемой лопастями () с 9⁰ до 11⁰,уменшиться угол   между   плоскостью   лопасти   и   осью   вала с 65⁰ до 64,5⁰, увеличиться длина корыта (L) с 3м до 3,04м.

Отсюда,

 

 

 

    Производительность  увеличилась с 18м³/ч до 24.81 м³/ч, что составляет   38%.

    Теперь  проверим, не увеличилась ли при  этом мощность:

 

Мощность, затрачиваемая на вращение вала с Z лопастями (кВт)

 

 

 

 

   Мощность, затрачиваемая на транспортирование смеси, определяется по методике расчета винтовых конвейеров, (кВт)

 

 

 

 

Мощность двигателя (кВт)

 

 

η- К.П.Д. привода

Для данного  привода  коэффициент полезного  действия равен 

 

 

  Мощность увеличилась, следовательно, берем двигатель 4А200М4 ( 37 кВт),

стоимость которого составляет 31100 руб., что выше стоимости электродвигателя

4А180М4 на 6420 руб. Но так как у нас  производительность увеличилась  на 38% ,то эта разница себя окупит.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Литература

 

1. А.В. Туренко :«Расчеты глиноперерабатывающего оборудования и прессов пластического формования для производства керамических строительных изделий»
2. М.Я. Сапожников : « Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций »
3. М.Я. Сапожников  Н.Е. Дроздов :« Справочник по оборудованию заводов строительных материалов »
4. В.А.  Бауман :  «Механическое  оборудование предприятий, строительных материалов, изделий и конструкций»