Обоснование необходимости конструктивной разработки. Описание существующих типов проектируемой конструкции сепаратора

3* Конструктивная часть.

3.1. Обоснование необходимости конструктивной разработки.

В проектной части была обоснована схема технологического процесса

обработки зерна с применением центробежно-вихревого сепаратора.

Положительный опыт использования фракционного метода обработки, накопленный |зерноперерабатывающей промышленностью, позволяет сделать вывод, что

применение этого сепаратора целесообразно, та как позволяет резко повысить Производительность труда, либо при заданной производительности повысить [качество обрабатываемого материала.

! В зерноперерабатывающей промышленности выпускаются сепараторы

]шкафного типа А-1 ЗСШ - 20, Ц.М.Б.З. и др. [19]. Однако в сельское хозяйство эти j машины не поставляются, так как не соответствуют по производительности. ; Поэтому возникает необходимость в конструктивной разработке сепаратора, j который бы осуществлял очистку и разделение семенного материала.

| 3.2. Описание существующих типов проектируемой конструкции сепаратора.

I

В условиях научно-технической революции важнейшим фактором

интенсификации всех отраслей производства является разработка и внедрение принципиально новых рабочих органов и машин. Особое значение, указанное требование приобретает для интенсификации широко распространяемых технологических процессов, к числу которых можно отнести сепарирование зерновых смесей [14].

В технологическом потоке агрегата ЗАВ - 40 за машинами первичной очистки установлены центробежно-пневматические сепараторы ЗАВ - 40.02.000. они освобождают часть материала от примесей, в частности от овсюга, что позволяет при полной загрузке триерных блоков увеличить производительность поточной линии в целом [17]. Сепарирующим органом машины является вращающийся

*Z Центродежио - Зиуре- &ои се поротор.

Ш1 знзоа оз. оа т

/li/C/7.

коф С ХМ

 

Рис.9. Схема сил действующих на частицу в роторе.

Из анализа графиков вытекает возможность эффективного изменения скорости продукта регулированием кинематического режима центробежного сепаратора [22].

Берем геометрические параметры тарелки. При скорости 5м/с, угловая скорость равна у=50рад/сек., от Лг=0,15м.

3.4.3. Обоснование сечений воздушных каналов и линейных гидравлических сопротивлений.

В современных зерноочистительных машинах ширина воздушного канала принимается не менее 60мм [23]. Степень выделение семян сорных растений зависит также от глубины канала и скорости воздушного потока. При выделении легких примесей в каналах аспирации, скорость воздуха изменяется от 3 до 7 м/с [9], это зависит от вида культуры и назначения машины. Основное количество, для нашего случая будет обрабатывание овса, для которого скорость витания равна 8,0 - 9,0м/с [23]. С учетом вышеизложенных рекомендаций назначаем ширину кольцевого конического канала в наиболее узком ее сечении h = 0,07м., при скорости воздушного потока v = 5₅5м/с, что обеспечит вынос только легких примесей (рис. 10).

Рис. 10. Упрощенная схема местных гидравлических потерь в сепараторе. Тогда, внезапные потери на поворот L9O⁰ будет §1=1

Циан

№ док у и

Под*

Лат

ап, знш. о*, оо.оо.

Пост

1. Внезапное сужение потока:

 

 

Рис. 10. Упрощенная схема местных гидравлических потерь в сепараторе

7ГД1²
Si= 4 , (3.1.)

 

 

 

 

	Si §2	= 2 (1 -	Sl5),		(3-2)
где, Л = 3,14
Д1 - диаметр кольцевого канала, м
Hi - высота кольцевого канала, м
3,14 • 0,462
Si= 4 = 0,166 м2
					Ш 3//30U Оз. OP. OQ г/3.	flu От
Озм	/ItlCfl,		ПоЭп.	йота

Si5= 3,14 -0,46 -0,12=0,173м²

0.166

§=2 (1 - 0,173) = 0,02

2. Потери на поворот в вентиляторе 1_90°.

§3=1

3. Расширение в вентиляторе при повороте.
S2= 7СД1 • Ввен. = 3,14 • 0,46 • 0,22=0,318м²

Si 0.166

§4= (1 - Sa)²= (I - 0,318 )² = 0,228

4. Внезапное расширение.

8з=71Дг ■ Ввен.- Влоп= 3,14 ■ 1,43 • 0,15 = 0,674м²

S2

0.318

§5= (1 - S3)²= (1 - 0,674 )² = 0,647 5. Внезапное сжатие потока

S4= ЛДлоп. • Нлоп. = 3,14 • 0,70 • 0,15 = 0,ЗЗм^:

S4

0.33

§6= 2(1 - Ss) = 0,5(1 - 0,674) = 0,2551 •

6. Поворот на 90°

§7=1

7. Внезапное сужение потока

71 (Д²в2 - Д²в1)

4 = 2 ■ 3,14 • 0,543 ■ 0,085 = 0,289м²

S4=

S5

0.289

§8= 0,5(1 - Se) =0,5(1- 0,33 ) - 0,06

8. Поворот к соплу.
§9 - 0,63

9. Внезапное сужение потока

S6 = 271рн • вк= 2 • 3,14 ■ 0,47 • 0,07 = 0,207м²

0.207 §ю= 0,5(1 - 0,289) = 0,142

Цзн

Лист

ПоЭп

Дата

ипмзоа оз. оо. оо г/з.

flucm 41

10.Поворот к цилиндру на L175

11 .Внезапное расширение потока

Sio = 27ф2 ■ Н9 = 2 ■ 3,14 ■ 0,715 • 0,435 = 1,95м²

0.207 1,95)2 = 0,8

S9

§12 = (1 - Sio)²= (1 -12.Поворот на L9O⁰

§13 = 1

13. Внезапное сужение потока

Sn = 27lp2 ■ п= 2 ■ 3,14 • 0,715 • 0,075 = 0,337м²

Sn

0,337

§14= 0,5(1 - Sio ) = 0,5(1- 1,95 ) = 0,414

14. Внезапное сужение потока

71 (Двн + Да)

512 = 2 -ДВ = 3,14 -0,745 -2 -0,06 = 0,281м²

0.281 §15 = 0,5 (1 - 0,337) = 0,084

15. Поворот на L9O⁰
§16 = 1

16. Внезапное сужение потока

513 = 2Яр2 • 2 Н= 3,14 • 0,715- 0,12 = 0,269м²

Si3

0.869

§17= 0,5(1 - S12 ) = 0,5 (1 - 0,281 ) = 0,021 17.Внезапное расширение потока

4 = 27lpc_P.B.2-H = 2 -3,14-0,55 -0,12 = 0,414м²

0.269 0,414)2 = 0,123

Si3

§18= (1 - Si4 )²= (1 -18. Внезапное сужение канала

изм

Цист

Подп.

йота

Si5 0,173

§19- 0,5 (1 - Si4) = 0,5(1- 0,414)-0,582

Определение потери давления как функцию неизменную для данного вида канала величины расходов воздуха Q:

APi= Si²- 2 Q²; (3.3.)

где, APi потери давления, Па,

§i - коэффициенты потерь воздуха, Si - площадь сечения канала, м²,

р - плотность воздуха, р= 1,27кг/м³,

Q - расход воздуха, м³/с, Q=l ,78 м³/с.

_J________ 0.02 1 0,228 0,29

= (0,027556 + 0,027556 + 0,027556+ 0,027556 + 0,101124 +

0,255 _J_______ 0,06 0,63 0Л42 1,9

+ 0,454276 + 0,084 + 0,084 + 0,042849 + 0,042849 + 0,042849 +

0,8 0,414 1 0,084 1

+ 0,042849 + 0,113569 +0,078961+0,078961 + 0,078961 +

0.021 0Л21 0,582 1,27

+ 0,078961+ 0,072361 + 0,029929)- 2 • 1,78 = 262,55Па

3.4.5. Выбор вентилятора.

Вентилятор будем подбирать, исходя из геометрического подобия по имеющимся характеристикам. По данным Калинушкина М.П. «Вентиляторные установки», 1979г., выбираем вентилятор Ц-4-70 №6,3. При расходе воздуха р=8000м7час и угловой скоростью#=100£'создаваемое давление Р~500-520Па.

Лопатки отогнуты назад под углом а=45°, число лопаток z=12 штук.

Определяем мощность необходимую для привода вентилятора по формуле:

I .кВт (ЗАЛ__________

/fuern

Шм

ЦП. 31'/30.0- 0Л 9О. Оп ПЗ

ПоЭл

где, Q - расход воздуха, м7с,

Н=ДР - потери давления, Па i^- к.п.д. - вентилятора

= 0.

U78-262.55

N= 1000 • 0,77

= 0,607кВт

3.4.5. Расчет привода.

а) Определим диаметр вала вентилятора и выберем шпонки. Найдем вращающийся момент вала

Л 607 М1 = ю = 100 =6,07н.м.

Сделаем предварительный расчет вала по формуле:

Мк

d> 0,2-[т]к (3.5.)

где, [т]к - допустимое направление на кручение, для валов из сталей 40,45, принимают, [т]к =20 + 25 н/мм², берем [т]_к =20 н/мм²,

Мк - крутящий момент, н • мм [20]

Мк1 = 6,07 ■ 1000 -6070н-мм

Ггогда, 6070

d> 0,2-20 =12 мм

С учетом ослабления вала шпоночными канавками, назначаем dui=20MM Выбираем шпонку на вал. Шпонка 8x7x20 ГОСТ 8789-68 Сделаем проверку шпонки на станке

2 Mi
| 5см - d (h -ti >e_P < [5]см (3.6.)

[где, [5]см - допустимое напряжение смятия: при стальном шкиве [5]см < 100 н/мм^:

Ср =30мм, длина шпонки, мм h =7, высота шпонки, мм

an. зш оо, оз оо. оа пз

flucm

44

ПОдп

где, Q - расход воздуха, M³/c_s

Н=ЛР - потери давления, Па ц,- к.п.д. - вентилятора

_%=0,77

1.78 • 262.55 N= 1000- 0,77

3.4.5. Расчет привода.

= 0,607кВт

 

I

а) Определим диаметр вала вентилятора и выберем шпонки. Найдем вращающийся момент вала

Л 607 М! = ю = 100 =6,07н,м.

Сделаем предварительный расчет вала по формуле;

Мк

d> 0,2-|т]к (3.1)

где, [т]к - допустимое направление на кручение, для валов из сталей 40,45, принимают, [т]к -20 + 25 н/мм²_э берем [х]к =20 м/им Мк - крутящий момент, н • мм [20] Мк1 = 6,07- 1000 =6070н-мм

тогда, 6070

d> 0,2-20 =12 мм

С учетом ослабления вала шпоночными канавками, назначаем сЫ=20мм Вы&ираем шпонку на вал. Шпонка 8x7x20 ГОСТ 8789-68 Сделаем проверку шпонки на станке

2 Mi
8см- d(h-ti)£p <[6]см (3.6.)

где, [§]ем - допустимое напряжение смятия: при стальном шкиве [б]см < 100 н/мм [20].

£р -30мм, длина шпонки, мм

h =7, высота шпонки, мм

 

Лист

доким.

Пвда

Копировал

Фотют Аи

ti = 3,5, глубина паза вала, мм [20] тогда

2•6070 5см = 20(7-3,5)30 < [5]см

Подберем подшипники для вала. Как показано на листе на подшипник будет действовать радиальная и осевая нагрузки. Поэтому подберем под диаметр вала с1в=25мм, радикально-упорный подшипник [20].

Подшипник 36305 ГОСТ 831-75

На вторую (верхнюю) опору подберем радикальный шариковый подшипник [20]

Подшипник 306 ГОСТ 8338-75

б) Определяем мощность двигателя на привод вентилятора и рассчитаем ременную передачу.

де, п - к.п.д. подшипников качения, п =0,99 [20] п - к.п.д. ременной передачи, п = 0,97 [20]

тогда, 0.607

N_AB= 0,99²-0,97 = 0,638кВт

Выбираем двигатель [20]

С учетом того, что это двигатель будет работать с двухручьевым ремнем, принимаем Nab =2,2кВт

Двигатель АОП2-32,6 ГОСТ 19523-74

Мощность двигателя Nab =2,2 кВт

Обороты двигателя Niwb = 950об/мин

Рассчитываем ременную передачу. Выбираем сечение клинового ремня, при Mi = 6,07 нмм , рекомендуется выбирать сечение о ремня с площадью поперечного сечения F = 47мм² [20].

Выбираем диаметр ведущего шкива, принимаем Дз = 230мм [20]

Определяем передаточное отношение И = шв / пв = 950/1200=0,792

U3H

А/0докум

йота йп.зтоо.озро.оо.пз flu cm