Расчет оборудования для выбивки и очистки литья
Расчет эксцентриковой выбивной решетки
Расчет инерционной выбивной решетки
Расчет установки для гидравлической выбивки стержней
Расчет галтовочного барабана непрерывного действия
Расчет галтовочного барабана периодического действия для очистки отливок
Расчет дробеметного аппарата
778.50K
Category: industryindustry

Расчет оборудования для выбивки и очистки литья. Расчет эксцентриковой выбивной решетки

1. Расчет оборудования для выбивки и очистки литья

2. Расчет эксцентриковой выбивной решетки

Исходные данные
1.
Вес выбиваемых форм G, кН
Задача расчета: определение основных конструктивных параметров
решетки и расхода энергии на выбивку.

3.

Схема установки

4.

Методика расчета:
1. Число оборотов эксцентрикового вала
К
2g

2 1 R e0
где К =1 … 2; R=0,15 … 0,20 (0,20 … 0,25);
е0= (15 … 25)10-3 Дж/Н (30 … 40) 10-3 Дж/Н
2. Эксцентриситет вала
g
1 R
r 2
cos 1 R
где =2 nв, =32030

5.

3. Мощность привода эксцентриковой решетки
gG 1 R
N
, кВт
1 R
где =0.8 … 0,9
Для безопочных форм коэффициент восстановления принимается равным
нулю
gG
N
, кВт

6. Расчет инерционной выбивной решетки

Исходные данные
1.
Вес выбиваемых форм G, кН
Задача расчета: определение числа оборотов вала вибратора, веса
дебалансных грузов, жесткости и размеров опорных пружин, а также
расхода мощности на выбивку.

7.

Схема установки

8.

1. Угловая скорость привода вала
1
2g
,
1 R
e0
рад / с
где е0 – удельная энергия удара, R – коэффициент восстановления
скорости
G реш

(0,8...1,0)Gф

2 Частота вращения приводного вала

,
2
с 1

9.

3. Скорость транспортирования выбивных отливок по полотну решетки
а
(2...3) , м / с

где а – размер кома (отливки), м; tц - цикл подачи кома на решетку, с
4. Величина дебаланса вибровозбудителя
D Aв
G реш
g
реш
1
2
,
Н м
Ав – величина амплитуды колебаний решетки:
Ав
1
sin
,
м
1 – вертикальная составляющая скорости решетки до удара:

10.

1 R 2 R
1
1 R
g
e, м / с
2
Где – фаза соударения, sin =0,8 … 0,9
5. Максимальное значение вертикальной составляющей возмущающей
силы вибровозбудителя
Pв max D 2 cos ,
Н
- угол направления возмущающей силы к вертикали (25 … 400)
6. Геометрические размеры вибровозбудителя – диаметр дебалансной
части Dв и эксцентриситет r, при котором обеспечивается требуемое
значение D

11.

12.

По выбранным значениям L и d определяют коэффициент
D
i L 1 d 3
где i – число дебалансных валов вибровозбудителя, 1 – удельная сила
тяжести материала вала, Н/м3
По графику =f( ) и соотношению r= d
исходных параметров вала = / реш
и
Dв=2(r+d/2) находят значения
7. Суммарная жесткость пружин
С
Gф G реш
g
2
реш
, Н/м
Жесткость одной пружины – С1=С/n (n – кол-во пружин 8 … 24)

13.

8. Поверочный расчет пружин на сжатие при максимальном усилии на
пружину
Pmax
Рmax
d п2
8 Dв К
,
G реш Gф
n
Н
,
Н
dп – диаметр проволоки пружины, м; Dв – диаметр витка пружины, м; К –
коэффициент учитывающий форму сечения, кривизну витков и
неравномерность распределения нагрузки (1,2 … 1,4) [ ]=(5 … 7)106Н/м2 –
допускаемое напряжение при пульсирующих нагрузках
9. Мощность электродвигателя привода решетки
gGф 1 R 1
N
102 1 R

14. Расчет установки для гидравлической выбивки стержней

Исходные данные
1.
2.
Производительность гидроустановки П, м3/с
Прочность стержневой смеси при выбивки ст, Па
Задача расчета: выбор основных параметров гидромонитора,
требуемый напор гидроустановки, расход воды с учетом
гидроудаления стержневой смеси, мощность электродвигателя
насосов и объем резервуара – отстойника.

15.

Схема установки

16.

1. Сила удара водной струи
Р рFс , Н
р=(2…10) ст
ст 150 106Н/м2

d c2
4
, см 2
Для установок высокого давления dc=0,004 … 0,008 м
Для установок низкого давления dс=0,012 … 0,027 м
2 Величина действительного скоростного напора струи ( в момент
встречи с поверхностью стержня)
Hg
Р
,
2
2 в Fc cos
м вод.ст.

17.

3. Скорость струи на выходе из сопла монитора
H g 2g
K
,
м/с
4. Величина расчетного скоростного напора струи на выходе ее из сопла
Hp
2
fL 12
fL1 22
,
2g
D 2g
D1 2 g
D1
2 1
,
D2
м/ч
м вод.ст.
D1
1
D2 3...5
5 Общий часовой расход воды гидроустановки (суммарная
производительность гидронасосов)
Qобщ П ст
S ст S шл
,
S шл
м3 / ч

18.

6. Общая мощность электродвигателей насосов установки
вQобщ H p
N дв Ку
, кВт
102
7. Объем резервуара отстойника
V
Qобщh0
0,42 0
,
м3
d 22 n в g
0
,
18 в
м/с

19. Расчет галтовочного барабана непрерывного действия

Исходные данные
1.
2.
3.
Вес отливки G, Н
Максимальный размер отливки, м
Диаметр D, длина рабочей части L барабана, м
Задача расчета: Определение критического числа оборота
барабана, продолжительность очистки, производительности
барабана, мощности электродвигателя

20.

Схема установки

21.

1. Центробежная сила, удерживающая отливку при вращении барабана
М 2
Р
, Н
R
где М – масса отливки, кг; - окружная скорость, м/с; R – радиус барабана, м
2 Окружная скорость
Rn
30
,
м/с
n – число оборотов барабана в минуту, об/мин
3 Критическое число оборотов барабана, об/мин
nкр
900
R
По опытным данным оптимальное число оборотов принимается на 30 –
40% меньше критического

22.

4. Угол определяющий точку отрыва отливки, град
Р G cos
2
Rn 2
откуда cos
gR 900
где G – сила тяжести отливки, Н
Угол радиуса, проходящего через точку отрыва с вертикальной осью
По опытным данным =35 … 400
Угол трения находят из выражения
f=tg
f – коэффициент трения между отливками и стенками барабана
Высота подъема отливки
H R R cos ,
м

23.

5. Смещение отливки от вертикальной оси в сторону наклона барабана
S H tg ,
м
где Н – высота подъема, м; - угол наклона барабана (обычно 2 … 5 град)
За один оборот барабана отливка сместится на величину S1=S n1
n – число подъемов и падений за один оборот барабана, 1,4 … 1,8 об/мин
Путь отливки с учетом наклона барабана (при 0= sin , м/с)
S1
2 02
H,
g
м/с
0 – скорость движения отливки вдоль барабана, м/мин

24.

За один оборот отливка сместится на величину
S1n1
S2
,
n
м
Общее смещение отливки за один оборот
S3=S1+S2
Путь отливки за 1 мин
S=S3n, м
6. Время нахождения отливки в барабане
L
t
,
S
мин
L – длина барабана, м (принять L=2D)

25.

7. Производительность барабана Q определяется
LG 60
Q
, т/ч
tl
l – длина рабочей части барабана, м; L – максимальный размер отливки, м
8. Поверхность перфорированной части барабана
A Dl 1 ,
м2
l1 – длина перфорированной части барабана ( по данным П.Н.Аксенова на
просеивание 1 т/ч смеси требуется 20 … 30 дм2 поверхности барабана
9. Пропускная способность перфорированной части
П=А/0,03 т/ч

26.

10. Мощность электродвигателя привода барабана
N
М б
,
кВт
М – момент, создаваемый относительно оси вращения барабана
М = (1-К) D 0,424 sin Q, H м
б – угловая скорость, с-1 (2,83 … 3,14)
КПД – 0,6 … 0,8

27. Расчет галтовочного барабана периодического действия для очистки отливок

Исходные данные
1.
2.
3.
Вес отливки G, Н
Максимальный размер отливки, м
Диаметр D, длина рабочей части L барабана, м
Задача расчета: Определение критического числа оборота
барабана, производительности барабана, мощности
электродвигателя

28.

Схема установки

29.

1. Частота вращения барабанов
21,2
3,14
n
, об / мин б
, 1/ с
R
D
23,2
3,40
n
, об / мин б
, 1/ с
R
D
Для барабанов
с диаметром D>0,7
Для барабанов
с диаметром D<0,7
2. Момент относительного вращения оси барабана
М = (1-К) D 0,424 sin Q, H м
К – коэффициент загрузки барабана (0,7 … 0,8)
- угол откоса отливок при вращении барабана (35 … 400)
D – диаметр барабана, м

30.

3. Мощность электродвигателя привода барабана

М б
,
кВт
б – угловая скорость барабана, с-1; - КПД привода (0,6 … 0,8)
4. Мощность электродвигателя привода скипового подъемника
N под
Q G ,
об
кВт
- скорость подъема ковша, м/с (0,03 … 0,04)
об – общий КПД механизма скипового подъемника (0,7 … 0,8)
G – сила тяжести загрузки барабана, Н
Q - сила тяжести скипа, Н (принять 6000Н)

31.

5. Расчет тормоза скипа
Необходимый тормозной момент
М т K т М ст
Кm – коэффициент запаса торможения (1,5 … 1,75)
Мсm – статистический момент груза на тормозном валу
M сm
(Q G) D0 c т
,
2 а m i p iзп
Нм
D0 – диаметр барабана по центру каната (0,25 м)
С – число ветвей каната, закрепленный на барабане (принять 2)
а – кратность полиспаста (а=2)
m – число полиспастов (m=2)
ip – передаточное число редуктора (31,5)
iзп – передаточное число зубчатой пары (3,5)

32. Расчет дробеметного аппарата

Исходные данные
1.
2.
Производительность аппарата по дроби П, кг/мин
Скорость выброса дроби из аппарата абс, м/с
Задача расчета: проверка правильности выбора основных
конструктивных параметров дробеметного колеса, определение
мощности электродвигателя.

33.

Схема установки

34.

1. Частота вращения ротора
np
2 R 2 1 f f 2
, с 1
где f – коэффициент трения дроби о лопатка (для круглой дроби – 0,12 … 0,16;
для колотой дроби – 0,25 … 0,3);
R – конструктивный радиус ротора, м
2 Диаметр отверстия для дроби в днище бункера
П
D 0,168
0, 4
,
м
- насыпная плотность дроби
3 Диаметр проходного сечения питающего патрубка

П n0
17
10 n p
n0 – базовая скорость вращения (37,5 с-1)

35.

4. Внутренний диаметр импеллера на выходе
1=dn
5. Наружный диаметр импеллера
2= 1 + 2 л
л – толщина лопатки по радиусу (0,015 м)
6. Внутренний диаметр распределительной втулки dв выбирается из
условия обеспечения радиального зазора между импеллером и втулкой в
пределах (3 … 4)А , А – средний размер дроби
7. Размер окна втулки принимается в пределах 0,05 … 0,06 м.
8 Размер пакета дроби
d
П 0,2
,
60 n i b
м
i – число лопаток в импеллере (6); b – ширина лопаток импеллера (0,05);
n – число оборотов колеса

36.

Схема установки

37.

9. Радиус центра тяжести пакета дроби
m= 2 – а/3
10. Абсолютная скорость выхода дробинки с импеллера
0 02 U 02 ,
м/с
0 – радиальная скорость схода дробинки
0 2 n 12 22 ,
м/с
U0 – окружная скорость схода дроби
U 0 2 n rk ,
м/с

38.

11. Радиус окружности на котором произойдет встреча дробинки с рабочей
лопаткой колеса и углов
х и
x
U 0t 2 0 0t 2 ,
м
U 0t
x arctg
0 t
U 0t
arctg
57,3 t
0 t
/
Вычисления производится для различных промежутков времени и
сводится в таблицу.

39.

0,001
0,002
0,003
0,005
0,007
0,010
U0t, мм
11,8
23,6
35,4
59,0
82,6
118,0
0+ 0t,
мм
54,6
59,2
65,8
73,0
82,2
96,0
0, мм
55,9
63,6
74,7
93,9
116,6
152,0
х, град
12010
21040
28015
38055
45010
50050
0t, град
13045
26055
40040
67035
94030
135015
/ град
-1035
-5015
-12025
-28040
-49020
-84025
Путем графического построения траектории дробинки находят точку
встречи дробинки с очередной рабочей лопаткой колеса (смещенной
на угол 45 относительно лопатки импеллера) и значения радиуса х

40.

12. Радиальная и окружная скорости дробинки при встрече с рабочей
лопаткой
x 0 sin( x 0 ), м / с
U x x , м / с
где
U 0t
x arctg
0 t
arctg
0
U0
13. Радиальная и окружная составляющие скорости выхода дроби с
рабочей лопатки колеса
0 2 rk2 k2 x2 ,
U rk ,
м/с
м/с

41.

14. Абсолютная скорость выхода дроби с колеса
2 U 2 ,
м/с
15. Угол поворота колеса за весь период рабочего процесса
сум 0 х 2
сум
U 0 0
ln
m
U 0t
U
57
,
3
arctg
ln
0 0t U x x
57,3

42.

16. Мощность электродвигателя
1
N 1,3 П
r12 r22 b 10 3 2 ,
60
b – коэффициент, учитывающий ширину лопасти (0.1)
r1, r2 - внутренний и наружный лопасти, м
n
30
,
с 1
кВт
English     Русский Rules