Расчет угла захвата. Интенсивность процесса дробления материала в щековой дробилке зависит от величины угла между неподвижной и подвижной щеками – угла захвата: при повышенных значениях этого угла дробимый материал выталкивается вверх, а при малых – уменьшается степень измельчения мате­риала.

Рисунок 3.3 – Расчетная схема

Для определения оптималь-ного угла захвата α Рассмотрим усилия, действующие на отдельный кусок материала в дробящем пространстве (рис. 3.3, а), т, е. сила нажатия щеки на кусок Р, Реакция неподвижной щеки – Р1 И силы трения куска о подвиж­ную и неподвижную теку, соответственно – FP И FP1 (где F – коэффициент трения между футеровкой щеки и куском). Весом самого куска пренебрегаем ввиду его малой величины по срав­нению с силами Р и Р1. Вертикальные составляющие сил Р И Р1 – Р’ И Р1’ Стремятся вытолкнуть кусок из дробящего пространства, чему препятству­ют силы FP и FP1.

Предельным углом захвата A0 является такой угол, при кото­ром куски разрушаются, не выталкиваясь. Условием равновесия куска при предельном угле захвата является равенство сил, направленных вверх и вниз.

Начало координат разместим в центре куска и ось ординат совместим с биссектрисой угла захвата. В этом случае:

А) сумма проекции на ось Х Равна

,

,

;

б) сумма проекций на ось y равна

.

С учетом P=P1 Получим:

Или

.

Коэффициент трения скольжения можно выразить через угол трения , т. е.

,

,

,

Таким образом, угол захвата щековых дробилок всегда должен быть меньше двойного угла трения.

Коэффициент трения скольжения камня по металлу равен 0,3, что соответствует углу трения около 16°. Следовательно, угол захвата щековых дробилок может достигать 32°. Фактически у существующих машин не превышает 24°.

Расчет скорости вращения приводного вала. Оптимальная скорость вращения приводного вала определяется из условия обеспечения наибольшей производительности машины.

Рисунок 3.4 – Расчетная схема

При отхо­де щеки раздробленный материал проваливается вниз и проходит через разгрузочную щель. При каждом качании щеки могут выпасть куски, находящиеся ниже плоскости CDEF, На уровне которой ширина дробящего пространства равна шири­не разгрузочной щели в момент наибольшего отхода подвижной щеки, т. е. выпадает готовый продукт, объем которого равен объему призмы ABCDEFGM. Следовательно, время отхода по­движной щеки должно быть достаточным для выпадения кусков с плоскости CDEF, Находящейся на высоте H От горизонта раз­грузочной щели под действием собственного веса.

Время отхода подвижной щеки от неподвижной принимаем равным времени, за которое эксцентриковый вал сделает пол-обо­рота.

При угловой скорости ω (рад/с) Время T Равно

.

Это же время из условия падения кусков с высоты равно

, ,

Где G – ускорение свободного падения

Приравнивая оба выражения времени T, После преобразова­ний получим

, Рад/с

Высота H Определяется из треугольника ВВ1С

MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Section (Next) SEQ MTEqn r h * MERGEFORMAT SEQ MTSec h * MERGEFORMAT MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (3.1)

Где E2 – длина хода нижней точки подвижной щеки, М.

Подставляя значения H И G в Формулу для ω, получим

MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (3.2)

При наивыгоднейшем угле захвата оптимальная скорость вращения приводного вала равна

MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (3.3)

Учитывая уменьшение скорости выпадения материала из ка­меры дробления за счет трения о футеровку (в пределах 5…10%), формула примет вид

MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (3.4)

Расчет производительности. За один оборот дробилки из нее выпадает продукт в виде призмы трапецеидального сечения ABCDEFGM, объем которой равен

, М3 MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (3.5)

Где E1 – ширина разгрузочной щели в момент наибольшего сближения щек, М;

E – ширина разгрузочной щели при наибольшем удалении щек друг от друга, М;

L – высота призмы, равная длине камеры дробления машины, М.

Объемная производительность машины

MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (3.6)

Где μ – коэффициент, учитывающий разрыхленность готового продукта (0,4…0,75);

ω – угловая скорость приводного вала, Рад/с.

Весовая производительность машины

MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (3.7)

Где ρ – плотность насыпной массы материала, Кг/м3.

Эти выражения имеют значительные отклонения от реальных значений, так как не учитывают формы плит, их износа плит, характеристики привода. На практике пользуются эмпирическим выражением

MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (3.8)

Где L – длина щели;

E – наибольшая ширина щели;

K – коэффициент, зависящий от размеров дробилки (0,05…0,1);