圆筒混合机电机功率的计算论文.doc圆筒混合机电机功率的计算论文.doc

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1圆筒混合机电机功率的计算摘要经过一系列地分析推导,归纳出圆筒混合机的驱动马达功率的计算方法,并通过包钢烧结厂12M4M型混合机的功率计算,进一步阐明了上述公式的应用方法。关键词圆筒混合机;电机功率;计算THEMOTORPOWERCALCULATIONOFCYLINDERMIXERCHENYUNCHUANINNERMONGOLIAUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYENGINEERINGSCHOOLMACHINERY041CLASSABSTRACTMETHODFORCALCULATINGTHEPOWEROFDRIVINGMOTORFORTHECYLINDERMIXERISDEVELOPEDBYWAYOFASERIESANALYSISANDDERIVATIONANDAPPLICATIONOFTHEABOVEMENTIONEDFORMULAISFURTHEREXPOUNDEDBYCOMPUTATIONOFTHEPOWEROFTYPE12M4MMIXERATTHESINTERINGPLANTOFBAOTOUSTEELKEYWORDSCYLINDERMIXER;MOTORPOWER;CALCULATION1前言由于圆筒混合机具有结构简单、工作可靠、检修维护方便、运行平稳、生产能力大、混合造球好等优点,在烧结作业的一、二次混合中得到广泛地应用。但是,如何计算传动功率,选定电动机的容量,以满足生产实际的需要,则比较困难。电机常出现的问题,主要表现在①电动机的温升较高;②减速机的响声异常。通过现场的观察、分析认为是由于电动机的功率不够造成的。实图如下图1烧结圆筒混合机2混合机传动总功率的分析混合机的传动是由电动机通过一、二级减速机和两组主动托辊、两组被动2托辊摩擦传动来实现的,混合机的进料端比出料端高,使整个设备具有一定的倾斜角Β。经分析可知,驱动圆筒混合机转动所消耗的功率N可按下式来决定123/NNNN1式中N驱动圆筒所消耗的功率/KWN1筒内物料转动所消耗的功率/KWN2筒体克服支承系统的摩擦所消耗的功率/KWN3筒体本体转动所消耗的功率/KWΗ总传动效率3圆筒混合机内物料运动过程分析31物料转动所消耗功率的计算物料在筒体内运动是比较复杂的。混合料进入圆筒后,由于与筒壁之间产生摩擦,在圆筒旋转离心力的作用下,附于筒壁并上升到一定的高度,然后靠重力的作用滚下,与上升的物料产生相对运动而滚动成球混合料在多次往复运动的过程中,在轴向分力的作用下,不断向出料端移动。从圆筒的横断面上看,由于混合料层较厚,各部位受力情况相差很大,其上升时达到的高度也不相同,并且在圆筒连续旋转的过程中,总是有一部分物料在上升,一部分在下落,物料上升或下落的多少,与圆筒的转速有关。若转速过小,混合料所受到的离心力、圆周力也就过小,物料就不能上升到足够的高度,仅堆积在圆筒下部,这种情况起不到混合与造球的作用。与之相反,若转速过大,物料所受到的离心力、圆周力过大,致使物料紧贴附于筒壁而带到很高的部位才抛落下来,这种情况也起不到造球的作用。只有在速度适宜时,设备运转安全,混合与造球效果也好,大型混合机一般选用6~7R/MIN的速度。经上述分析可知,转动物料所消耗的功率N1应由下式决定11112NNN2式中N11-物料重心上移所消耗的功率/KWN12-物料滚动,内摩擦所消耗的功率/KW物料的受力如下图所示。31筒体2物料图2物料受力情况图2中物料所受重力为G,筒体对物料的支持力为N,物料所受摩为F,其中摩擦力F=ΜN筒体转速为NR/MIN,则其角速度为Ω=ΠN/303Β为物料位置和筒体中心的连线与竖直方向的夹角,称为物料提升此时物料颗粒法线方向受力方程为NMGCOSΒMΩ2R4切向方向上受力方程为FMGSINΒ05将FΜN和式22代入到式23中得ΜMΩ2MGCOSΒMGSINΒ06可以看出随着物料的上升,Β变大,N变小,F也变小,而重力在切线上的分量MGSINΒ则变大。不同性质的物料在圆筒混合机内的运动时,由于物料的不同性质以及及筒体不同的转速、不同的填充率等工艺参数时,物料运功状态大致有六种状态2。分别为SLIPPING滑移、SLUMPING阶梯、ROLLING滚动、CASCADING小瀑布、CATARACTING大瀑布和CENTRIFUGING离心。32计算物料重心上移所消耗的功率经过分析论证,物料重心上移所消耗的功率4N11为N11W1V/1027式中W1筒内滚动物料总重/KGW1ΨΠR2LΓ8Ψ填充率R筒体半径/ML筒体长度/MΓ物料容重/KG3MV物料重心线速度ΥC的垂直分量1/MS11SINSIN/30CCVVNR9式中N筒体转速/RMIN1;RC物料重心半径/M;1物料料面与水平面的轴角;研究筒内物料的运动可知,动态的1比静态的自然堆角要小,这是因为1随着筒体的回转,表面物料层沿斜面滚落下来,滚落部分Ψ角称为剪切角,Ψ1;2物料运动中内摩擦减小Μ,动07~09静;3由于温度、湿度、粒度等的变化,1与不同。3R2SIN/3CR1022SIN2211式中Θ物料对应中心角的一半/RADΨ填充率Θ与Ψ的关系由式7给出,或由表1查出。把8、9、10式代入7中有433111N684410SINSINNRL12
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