Calculul alimentatorului cu toba cilindrica

Calculul alimentatorului cu toba cilindrica

1. Debitul alimentatorului cu toba

[t/h]

Toba de alimentare

unde: h - grosimea stratului de material de pe toba [m];

h = 0,005

B - latimea tobei [m];

B = 0,75 m

D - diametrul tobei [m];

D = 0,1 m

n - turatia tobei [rot/min];

n = 107,14 rot/min

γ - masa volumetrica [t/m³];

γ = 0,68 t/m³

k - coeficient de debit;

k = 0,7

ψ - coeficient de corectie, ce tine seama de granulatia materialului;

ψ = 0,3 - 0,9

aleg ψ = 0,55

Pentru particule cu dimensiuni mai mari, coeficientul de corectie are valori mici, iar pentru particule cu dimensiuni foarte mici, coeficientul de corectie are valori mari.

Q ≈ 2 [t/h]

Momentul de antrenare al tobei cilindrice

unde: G₀ - greutatea proprie a tobei, care se calculeaza cu formula:

G₀ =

in care: m - masa tobei [kg];

g - acceleratia gravitationala [m/s²];

ρ_ol - densitatea otelului [kg/m³];

ρ_ol = 7800 kg/m³

V_ol - volumul tobei [m³];

in care: L - lungimea tobei [mm];

L = 1000 mm

δ - grosimea peretelui tobei [mm];

δ = 10 mm

d - diametrul fusului tobei [mm];

d = 20 mm

s - lungimea capatului de arbore [mm];

s = 100 mm

m³

m = 24,99 ≈ 25 Kg

rezulta:

[N]

In figura urmatoare sunt prezentate dimensiunile tobei cilindrice

Pentru a calcula momentul de antrenare mai avem nevoie si de:

G - forta de apasare a materialului pe toba [N];

μ - coeficientul de frecare in lagare;

d - diametrul fusului tobei [mm];

Forta de apasare a materialului pe toba se calculeaza cu formula:

σ_max

in care: σ_max - presiunea maxima exercitata de catre boabele din cosul de alimentare asupra alimentatorului cu toba [N/m²];

A_c - aria de contact [m²].

σ_max =

ρ - masa volumica a materialului [Kg/m³];

ρ = 680 Kg/m³

g - acceleratia gravitationala [m/s²];

g = 10 m/s²

R - raza hidraulica [m];

a - latura cosului de alimentare

a = 750 mm

R = 0,1875 m

α - unghiul de inclinare a suprafetei fata de planul orizontal

α = 60s

m - coeficient de mobilitate al materialului.

In cazul materialelor necoezive, intre presiunea verticala p_V si cea orizontala (laterala) p_H, exista relatia:

Aceste presiuni sunt prezentate in figura urmatoare:

Buncar

Coeficientul de mobilitate, m, se determina dupa cum urmeaza:

Facand modificarile, impartind si numaratorul si numitorul cu p_V si tinand seama de relatia de mai sus, rezulta:

din care se obtine:

φ - unghi de frecare interna;

φ = 20s

rezulta:

m = 0,49

rezulta:

σ_max = 4408,95 [N/m²]

Aria de contact A_c se calculeaza cu formula:

b - raza tobei [m];

b =

A_c = 0,0375 [m²]

Calculand σ_max si A_c, rezulta forta de apasare a materialului pe toba:

G = 165,33 [N]

G = 16,5 [Kg]

Coeficientul de frecare in lagare, μ

Aleg μ = 0,08

In final rezulta momentul de antrenare al tobei cilindrice M_cil:

M_cil = 0,331 [Nm]

M_cil = 331 [Nmm]

3. Puterea necesara antrenarii tobei de cilindrice

in care: k₁ - coeficient de siguranta;

k₁ = 1,15

η - randamentul transmisiei;

η = 0,85

rezulta:

P = 5,024 [W]

4. Calculul rotorului tobei de spargere

Diametrul minim al rotorului

Se calculeaza cu relatia:

in care: D_s - dimensiunea maxima a semintelor;

D_s = 5 [mm] = 0,005 [m]

Rezulta:

D_min = 0,206 [m]

D_min = 206 [mm]

Diametrul efectiv al rotorului D, trebuie sa fie mai mare decat diametrul minim D_min.

D > D_min

Cunoscand: - turatia tobei n = 560 630 rot/min

- viteza periferica v_p = 23,4 26,4 m/s,

Din relatia vitezei periferice se poate determina diametrul efectiv al rotorului.

Inlocuind valorile extreme ale turatiei si vitezei, vor rezulta doua diametre astfel:

D₁ = 0,798 [m] D₂ = 0,801 [m]

D₁ = 798 [mm] D₂ = 801 [mm]

Din cele doua diametre rezultate adopt diametrul optim:

D = 800 [mm]

4. Lungimea rotorului

Se determina cu relatia:

adopt:   

rezulta:   

L = 1000 mm

4.3. Calculul vitezei periferice a paletelor

in care: E - valoarea medie a energiei de spargere a unui bob [Kgm];

E = 0,00625 Kgm

m - masa u7nui bob [Kg];

m = Kg

rezulta:

V_p = 12,5 m/s

4.4. Calculul lungimii mantalei

in care: C₃ - capacitatea de prelucrare a unui descojitor [Kg/h];

C₃ = 2000 Kg/h

K - coeficient care tine cont de tipul constructiv al descojitorului;

K = 0,075 0,9

adopt    K = 0,8

D - diametrul mantalei [m];

D = d + 2δ = 650+50 = 700 mm = 0,07 m

d - diametrul tobei [mm];

d = 650 mm

δ - distanta dintre palete si manta [mm];

δ = 25 mm

q - incarcarea specifica [ Kg/m²];

q = 1000 - 1500 Kg/m²

rezulta:

L ≈ 1200 mm

4.5. Calculul puterii necesare actionarii descojitoarelor

P = 270.39 W

P = 0,27 KW