Расчет и подбор оборудования

Для производства стеклянной тары применяется следующий режим работы: отделение подготовки сырьевых материалов, склад сырьевых материалов, дозировочно–смесительное отделение, отделение варки и выработки – 3 смены в сутки. Продолжительность смены – 8 часов.

Расчет бункеров. По данным материального баланса существенный расход кварцевого песка составляет 96,6 т.

При трехсменной работе отделения подготовки сырьевых материалов часовой расход мела составит:

G_r = 96,6 / 24 = 4,025 т/ч

Насыпная плотность принимается равной 1,7 т/ м³. Определяем потребный объем бункера:

V_б = G_р ∙ τ / y_н ∙ φ, (2.19)

где G_р – часовой расход материала, т/ч; τ – срок хранения, ч; y_н – насыпная масса материала, т/ м³; φ – коэффициент заполнения бункера, равный 0,85–0,9.

V_б = 1,34 ∙ 8 / 1,7 ∙ 0,9 = 7,01 м³.

Принимаем для хранения кварцевого песка бункер объемом 10 м³.

Принимаем бункер следующей конфигурации: диаметр D = 1,5 м, наклон днища 55^о.

V_б = V_ц + V_к (2.20)

V_ц = V_б – V_к

tg β (D/2 – d/2) = h (2.21)

h = tg 55 ^о ∙ (1,5/2 – 0,4/2) = 0,8 м.

Рассчитаем объем конуса:

V_ус.к. = (1/12) ∙ π ∙ h ∙ (D² + D ∙ d + d²) = (2.22)

= (1/12) ∙ 3,14∙ 0,8 ∙ (2,0² + 2,0 ∙ 0,4 + 0,4²) = 1,04 м.

V_ц = 10 – 1,04 = 8,96 м³.

V_ц = (π ∙ D²/4) ∙ Н (2.23)

Н = V_ц ∙ 4 / π ∙ D² = 8,96 ∙ 4 / 3,14 ∙ 2,0² = 2,9 м.

Аналогично производится расчет остальных бункеров.

Смеситель шихты. Для перемешивания шихты применяем смеситель шихты 1СШ 1500. Технические характеристики:

– производительность 18750 кг/ч;

– цикл работы смесителя 6 минут;

– объем загруженной шихты 1500 л;

– мощность электродвигателя 37кВт.

Вращающиеся лопасти постоянно перемешивают весь объем продукта в неподвижном баке круглого сечения, создавая при этом потоки разного направления и обеспечивая получение гомогенной шихты.

Расчет ковшового элеватора. Расчетная производительность элеватора:

Q = Q_см ∙ к_н / Т_см ∙ к_вр. (2.24)

где Q_см – требуемая сменная производительность, т/см; к_н – коэффициент неравномерности поступления материала, к_н = 1,0–1,5; Т_см – продолжительность смены; к_вр. – коэффициент использования конвейера во времени, к_вр. = 0,75–0,94.

Q = 15,3 ∙ 15 / 8 ∙ 0,9 = 3,19 т/ч

Необходимая погонная вместимость ковшей:

i_n = Q/ 3,6 ∙ υ ∙ ψ ∙ ρ, (2.25)

где Q – расчетная производительность элеватора, т/ч; υ – скорость движения ковшей, (υ = 1,75 м/с); ψ – коэффициент заполнения ковшей (ψ = 0,6); ρ – насыпная плотность груза, т/ м³ (ρ = 1,0 т/ м³ ).

i_n = 3,19 /3,6 ∙ 1,75 ∙ 0,6 ∙1,0 = 0,84 л/м

Выбираем мелкий ковш вместимостью i₀ = 1,4л и шаг ковшей t_k = 400 мм.

При объемной производительности элеватора V = Q / ρ = 3,19/1 = 3,19 м³/ч в соответствии с шагом ковшей определяем ширину ковшей В_к = 250 мм и ширину ленты В_n = 315 мм. Обозначение элеватора ЛМ–250. Выбираем конвейерную ленту общего назначения типа 3 с тремя тяговыми прокладками прочностью 55 Н/мм, что соответствует марке ткани БКНЛ–65. Максимально допустимая рабочая нагрузка тяговой прокладки к_р = 6 Н/мм.

Погонная масса груза:

q = Q / 3,6 ∙ υ = 3,19 / 3,6 ∙ 1,75 = 0,51 кг/м (2.26)

Толщина конвейерной ленты:

Q = z ∙ δ _п.т. + δ _п.з. + δ _р + δ_н , (2.27)

где z – количество тяговых тканей прокладок; δ _п.т. – толщина прокладки, δ _п.т. = 2,0 мм; δ _п.з. – толщина защитной тканевой прокладки, δ _п.з. = 0; δ _р – толщина резиновой обкладки рабочей поверхности ленты, δ _р = 3 мм; δ_н – толщина резиновой обкладки нерабочей поверхности ленты, δ_н = 0.

q = 3 ∙ 2,0 + 3 = 9 мм.

Погонная масса ленты:

q = ρ ∙ В ∙ δ = 1100 ∙ 0,4 ∙ 0,00645 = 2,84 кг/м (2.28)

Масса ковшей:

q_ков = m_ков ∙ 1,14 / t _к., (2.29)

где m_ков – масса ковшей, (= 2,0 кг)

q_ков = 2,0 ∙ 1,14 / 0,4 = 5,7 кг/м

Масса ходовой части элеватора:

q_к = q_ков + q_л = 2,84 + 5,7 = 8,54 кг/м. (2.30)

Сопротивление зачерпыванию груза:

F_зач. = q ∙ g ∙ к_зач = 0,51 ∙ 9,8 ∙ 3 = 14,99 Н, (к_зач = 3). (2.31)

Мощность на приводном валу элеватора:

Р = 0,0027 ∙ Q ∙ Н ∙ (1 + к_зач / Н), (2.32)

где Н – высота подъема груза; к_зач – коэффициент зачерпывания.

Р = 0,0027 ∙ 3,19 ∙ 20 ∙ (1 + 3/20) = 0,15 кВт

Окружное усиление на приводном барабане:

F₀ = 1000 ∙ Р / υ = 1000 ∙ 0,15 / 1,75 = 85,7 Н (2.33)

Максимальное усиление в ленте:

F_max = F₀ ∙ е^fl / (е^fl – 1), (2.34)

где е^fl – тяговый фактор; f – коэффициент сцепления между лентой и барабаном; α – угол обхвата лентой барабана, рад.

F_max = 85,7 ∙ 1,87 / (1,87 – 1) = 184,2, Н

т.к. f = 0,2 и α = 180* = π, тяговый фактор е^fl = 2,718 ^0,2п = 1,87

Проверяем число тяговых прокладок в ленте z ≥ 184,2/6∙400∙0,9 = 0,09. Ранее принято число тяговых прокладок z = 3.

Принимаем диаметр приводного барабана D_н.б. = 500 мм = 0,5м и проверяем его по условию: z ≤ 10 D_н.б.. Имеем 10 ∙ 0,5 > 3. Условие соблюдается.

Проверяем условие обеспечения центробежной разгрузки ковшей D_н.б. = 0,204 ∙ υ² < 0,62 м – условие соблюдается.

Выполним уточненный тяговый расчет элеватора, обходя его по контуру, начиная с точки 1, где принимается натяжение F₁ = F_min

Натяжение в точке 2:

F₂ = к_n ∙ F₁ + F_зач., (2.35)

где к_n – коэффициент увеличения натяжения тягового органа от сопротивления на повороте. При угле обхвата тяговым органом барабана α = 180 – к_n = 1,05–1,07;F_зач. – сопротивление зачерпыванию груза.

F₂ = 1,05 ∙ F₁ + 14,99 (2.36)

Натяжение в точке 3:

F₃ = F_наб + (q + q_k) ∙ g ∙ Н, (2.37)

где F_наб – усилие набегающей ветви в т.3, Н; q + q_k – погонные массы груза и ходовой части, кг/м; Н – высота подъема груза, м

F₃ = F₂ + (0,51 + 8,54) ∙ 9,81 ∙ 20 = 1,05∙ F₂ + 14,99+1775,61 =

= 1,05∙ F₂ + 1790,6 Н. (2.38)

Натяжение в точке 4:

F₄ = F_сб = F₁ + q_k ∙ q ∙ Н = F₁ +8,54 ∙ 20 ∙9,81 = F_min + 1675,55 Н. (2.39)

Во избежание скольжения ленты по барабану необходимо, чтобы соблюдалось условие

F₃ = F₄ ∙ е^fl , где е^fl – тяговый фактор (=1,87). (2.40)

F₃ = 1,87 ∙ F₄ или 1,05∙ F_min + 1790,6 = 1,87 ∙ (F_min + 1675,55), (2.41)

Откуда, F_min = 459,8 Н.

Полученное значение F_min должно удовлетворять условию F_min = 0,1∙ F₀ >1000. В данном случае условие не соблюдается, поэтому принимаем F_min = 1000Н.

Тогда, F₂ = 1,05 ∙ 1000 + 14,99 = 1064,99 Н;

F₃ = 1,05 ∙ 1000 + 1790,6 = 2840,6 Н;

F₄ = 1000 + 1675,55 = 2675,55 Н.

Таким образом, наибольшее натяжение в ленте F₄ = 2840,6 Н, что больше предварительно определенного значения F_max = 184,2 Н. Уточняем необходимое количество прокладок:

z= 2840,6 / 6 ∙ 400 ∙ 0,9 = 1,32<3

Определяем тяговое усилие на приводном барабане с учетом сопротивлений:

F₀ = k_n ∙ F₃ ∙ F₄ = 1,05 ∙2840,6 – 2675,55 = 307,08 Н. (2.42)

Поскольку полученное значение больше, чем рассчитанное, принимаем F₀ = 307,08 Н.

Необходимая мощность двигателя:

N = k ∙ Р/ η, (2.43)

где к – коэффициент запаса, к = 1,1–1,35; η – КПД от двигателя к приводному валу, η = 0,94–098.

Принимаем к = 1,2; η = 0,96, тогда

N = 1,2 ∙ 1,55 / 0,96 = 1,94 кВт.

Загрузчик шихты. Производительность загрузчика Q, кг/с, определяется по формуле:

Q = В ∙ h ∙ S ∙ n ∙ φ ∙ ρ_н , (2.44)

где В – ширина слоя шихты, м; h – толщина слоя шихты, м (h = 0,065–0,15м); S – ход стола, м; n – частота вращения вала, об/с; φ – коэффициент, учитывающий разрыхление слоя шихты и полноту загрузки стола; ρ_н – насыпная плотность материала, кг/м³.

Q = 0,5 ∙ 0,065 ∙ 0,14 ∙ 0,075 ∙ 1357 ∙ 0,75 = 0,34 кг/с

К установке принимаем два загрузчика шихты для обеспечения тонкослойной загрузки с техническими характеристиками: производительность – 1,2–3 т/ч; ширина стола – 0,5м, ход стола – 140 мм; вместимость бункера – 1,1 м³; мощность электродвигателя – 1,5 кВт; габаритные размеры: длина – 2350мм, ширина – 1100 мм, высота – 2000 мм.

Капельный питатель. Подготовка стекломассы к выработке осуществляется в канале питателя 340. Температура всех зон регулируется автоматически. От выработочного канала до чаши происходит плавное снижение температуры.

Подача стекломассы к стеклоформующей машине осуществляется серво–фидером типа–555. Производительность до 270 капель в минуту, в зависимости от ассортимента. Питатель двухкапельный, межцентровое расстояние – 4 3/8. Габариты питателя: длина – 11080 мм, ширина – 915 мм, высота – 330 мм. Глубина слоя стекломассы в чаше питателя 5 ½. Диаметр выпускного очка отверстия до 56 мм, в зависимости от ассортимента.Расстояние от пола машинного участка до уровня зеркала стекломассы в питателе 5000 мм.

Расчет стеклоформующих машин. Расчет потребного количества технологического оборудования производится с учетом норм производительности оборудования в единицу рабочего времени при данной номенклатуре продукции, чтобы обеспечить выпуск изделий в объеме готовой производственной программы предприятия в условиях установленного режима работы. Расчет потребного количества оборудования:

М = П_пч / (П_н ∙ К_н ), (2.45)

где М – количество машин; П_пч – производительность предприятия часовая; П_н – производительность оборудования нормативная, П_пч = 4108 т/сут; К_н – коэффициент использования оборудования, равен 0,98.

М = 5,91 / (2 ∙ 0,98) = 3 стеклоформующие машины.

Принимаем к производству 3 стеклоформующие машины.

Подбор печи отжига. Принимаем к установке печь отжига типа LO8W 300/40/27 фирмы «Antonini» Италия. Производительность до 80 т/сутки. Отопление производится природным газом, тепловая мощность 36000ккал/ч. Скорость сетки лера < 95 см/мин. Общая длина лера 26860 мм, ширина 4006 мм, высота тоннеля 400 мм, длина секции с контро. Температурой 17960 мм.

Упрочнение на горячем конце. Установка содержит блок питания, дозирующий насос и емкость с реагентом. Пары реагента осаждаются в специальной камере на горячую поверхность стекла, температура паров внутри камеры 100–200^оС, измеряется при помощи термопары, датчик которой расположен на внешнем распылителе. Термопара контролирует работу дозирующего насоса.

Упрочнение не холодном конце. Камера АР–5 – устройство представляет собой систему автоматического напыления растворов. Тележка, на которой расположен распылитель, передвигается на ширине сетки Лера отжига, следуя за перемещением изделий. Регулирование скорости обеспечивает однородное применение напыления на наружную поверхность изделий с целью создания защитного слоя, предохраняющего от повреждений, связанных с трением при перемещении по конвейерам. Температура изделий при нанесении покрытий 100 ^оС.

Конвейера однорядные. Изготовитель фирма «Sipac». Габариты: длина 49350 мм, ширина 135 мм. Скорость регулирования от 0 до 45 Гц.

Инспекционное оборудование. Принимаем к установке инспекционное оборудование французской фирмы SGCC. Максимальная производительность 300 изделий в минуту.

Формирование паллетов. Формирование паллетовосуществляется паллетейзером МТ–578. Производительность 2 блока в минуту. Размеры паллета: длина не более 1200 мм, ширина – 800–1000 мм, высота – 2400 мм.

Дата добавления: 2015-08-21