Дипломная (вкр): Модернизация флотомашины ХГИ-57 для обогащения угольного шлама

Проверка условия: dст ≥ dрасп = 8,6 мм

ст = 10 - 2*0,6 = 8,8 мм > 8,6 мм

Проверка условия: δст ≥ δрасп=0,44 мм

δ = (7*8,8) / (2 * 340)/ 5 = 0,45 мм > 0,44 мм

Для остальных гидролиний расчет произведем аналогично.

В итоге при выборе трубопроводов [5] имеем с учетом унификации и того что при расчете выбран средний коэффициент безопасности К = 5 (2 … 8), следующие типы размеров труб стальных с соединением с развальцовкой типа Г93:

Напорные линии : 22*10 ОСТ 2 Г93 - 4 - 78

В 20 ГОСТ 8733 - 78

Напорно- сливные: 14*1 ГОСТ 2 Г93 - 4 - 78

В20 ГОСТ 8733 - 78

Сливные линии: 12*06 ОСТ2 Г93 - 4 - 78

В20 ГОСТ 8733 - 78

.3.5 Разработка конструкции гидроблока управления

Гидроблок управления содержит следующие аппараты:

распределитель реверсивный РР (ВЕ6.44.31.В220 - 50 Н.Д. ГОСТ 24679 -81);

клапан обратный КО (1МКО 10/20 ТУ2 - 053 - 1841 - 87

ТУ2-053-1738-85) встраиваемое исполнение,

дроссель : ПГ 78 - 14 ТУ 27 - 20 - 2205 - 78 .

Данные устройства распологаются на специальном корпусе, конструкцию которого нужно разработать. Аппараты крепятся к корпусу с помощью стандартизированных крепёжных деталей (винтов). При разработке проекта корпуса гидроблока управления необходимо обеспечить простоту, компактность и технологичность конструкции, обеспечить удобность сборочных моментов. Нужно предусмотреть способ закрепления его на оборудование. [4]

На основе компоновочного эскиза выполняется сборочный чертеж гидроблока управления, на котором проставляются габаритные, присоединительные и установочные размеры. На основе сборочного чертежа выполняют рабочий чертеж корпуса. Нужно учесть сложность конструкции корпуса, поэтому отверстия обозначаются и их параметры заносятся в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - габариты отверстий корпуса гидроблока управления

.3.6 Определение потерь давления в гидроаппаратуре и трубопроводах

Определим потери давления в гидроаппаратуре:

, МПа, (2.75)

где: Dро - перепад давления или настройки ГА;

А и В - коэффициенты аппроксимации;мах-расход жидкости через ГА.

, МПас/м3, (2.76)

, МПас/м6,  (2.77)

где: Q ном-номинальный расход в гидроаппаратуре;

Dрном-потери давления в гидроаппаратуре при Qном.

Величина Dрном для КО и КП из [1] равна 0,15 МПа; для PP и Ф Dро = Q

Расчет производим для режима быстрого подвода.[5]

Фильтр целевой : 32 - 80 - 1К - КВ ГОСТ 21429 - 75;ном.=32л/мин=32/60000 = 0,00054 м3/с;= 0,00085 м3/с; Dрном = 0,09 МПа;

 МПа·с/м3

 МПа·с2/м6

 МПа

Гидроклапан обратный 1МКО 10/20:ном.=40 л/мин = 0,00067 м3/с; Q = 0,000196 м3/с; Dрн = 0,18 МПа; Dро = 0,15 МПа;

 МПа·с/м3

 МПа·с2/м6

 (МПа)

Гидродвигатель: ВЕ 6.44 В220 - 50 НД ГОСТ 24679 - 81

напорная линия : ном=12,5л/мин = 0,000208 м3/с; Q = 0,000196 м3/с; Dрн = 0,2 МПа; Dро = 0;

 МПа·с/м3

 МПа·с2/м6

 (МПа).

сливная линия :

= 0,000116 м3/с;

DрГАс = 480,8*0,000116+2311390*0,0001162=0,056+0,031 = 0,087 МПа

В итоге получаем :

суммарные потери для напорной линии :

DрГАнап = 0,187 + 0,156 + 0,183 = 0,526 МПа

суммарные потери для сливной линии:

DрГАсл = 0,087 МПа

Заносим показания потерь в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Значения потерь давления в гидроаппаратах

Определение потерь давления в трубопроводах:

Потери давления происходят из-за вязкого трения жидкости при течении ,а также из-за режима течения жидкости. Различают 2 режима: турбулентный и ламинарный, перевод из одного режима в другой происходит при критическом числе Рейнольдса (Reкр).[4]

Поэтому всегда для любого трубопровода определяется число Рейнольдса (Re).

=U·dст/n;(2.78)

где, U - фактическая скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с;

n - кинематический коэффициент вязкости жидкости.

Потом сравним это число с Reкр:

Если Re меньше Reкр, значит режим течения будет ламинарный.

Принимаем Reкр=2300 для отверстий в корпусе гидроблока и круглых гладких труб, а Reкр=1600 для рукавов.

Для расчета потерь давления разобьем трубопроводы с одинаковыми диаметрами и расходами участки. Значение потерь давления D Ре на вязкое трение:

(2.79)

где ρ- плотность рабочей жидкости;

λi - коэффициент гидравлического трения на i-м участке;- количество участков.

В гладких цилиндрических трубопроводов коэффициент λi находится по формулам:

ламинарный режим λi=64/Rei

- турбулентный режим λi=0,3164/(Rei )0,25

Участок (0)-(4)

U = 4Q* πd2 = (4*0,00085).(3,14*0,0022) = 2,71 м/с

Re=U·d/γ = (2,71*0,02)/(4*10-6) = 1355 < 2300

Режим ламинарный :

λ = 64/Re = 64/1355 = 0,0472;

hD = λ* (l/d)* (v2/2g)= 0.0472*(0,5/0,02)*(2,712/2*9,81) = 0,44 м

Dpв 0-4 = hв *p*g= 0,44*890*9,81=3860Па=0,00386 МПа

Результаты для всех других участков рассчитываем по аналогичной схеме и результаты заносим в таблицу 2.6.

Таблица 2.6 - Результаты для всех участков

Суммарные потери для напорной и сливной линий :

Dpен = 0,01318 МПа; Dpес = 0,0289 МПа;

Местные потери давления.[5]

Dpм = v2*p/2*Σ ζ , МПа, (2.80)

где ζ коэффициент местных сопротивлений определяем по справочнику.

Участок (0)-(4):

Dpм = v2*p/2*Σ ζ0-4 = (2,752*890)/2*(0,1+0,3)= 0,001346 МПа

Расчет для всех остальных результатов производим аналогично и результаты заносим в таблицу 2.7

Таблица 2.7 - расчет для остальных результатов

Суммарные потери : Dpмн = 0,0056 МПа; Dpм сл = 0,0029 МПа;

Суммарные потери давления:

Dpн = DpГАнам + Dpен+ Dpмн = 0,526 + 0,01318 + 0,0056 = 0,5448 Мпа

Dpсл = DpГАсл + Dpе сл+ Dpн ск= 0,087+0,0289+0,0029 = 0,1188 МПа

Имеем : Dpеmax = 0,5448 МПа

Dpн треб = p1 + pеmax = 4,2+0,5848 = 4, 7848 МПа < pн = 6,3 МПа

.4 Расчет и проектирование блок-импеллера

.4.1 Описание и принцип работы блок-импеллера флотационной машины

Блок-импеллер флотационной машины - это специальное механическое устройство для осуществления аэрации суспензии. Он состоит из полого вала, верхняя часть которого проходит через корпус с двумя подшипниками. Вверху на валу закреплен шкив, через который при помощи клиноременной передачи от электродвигателя приводятся во вращение вал, а вместе с ним импеллер. При подаче суспензии (пульпы) и вращении импеллера через полый вал за счет центробежных сил и создания разрежения засасывается воздух, необходимый для аэрации. Вокруг импеллера к дну камеры флотомашины приварены лопасти статора, которые направляют суспензию так, чтобы вокруг импеллера не образовывались сильные вихревые потоки (статор гасит вихри). Блок-импеллер представляет собой единый узел, закрепленный на раме, и может быть при необходимости быстро заменен запасным, что упрощает проведение ремонта и уменьшает простой машины. При ударе воздуха о пластинки статора в мелких вихревых потоках суспензии происходит его диспергирование. Пузырьки воздуха, всплывая на поверхность, минерализуются частицами флотируемого материала. Минерализованная пена снимается пеноснимателями.

Аэрация суспензии - один из основных факторов, определяющих работу флотационных машин. Она должна обеспечивать оптимальную скорость всплывания достаточного количества пузырьков определенной крупности. При оптимальной аэрации суспензии достигаются наибольшая скорость флотации, высокие качественные показатели обогащения и, в некоторой степени, уменьшение расхода реагентов.

.4.2 Расчет клиноременной передачи

Исходные данные:

Мощность двигателя РНОМ = 20 кВт

Частота вращения выходного вала электродвигателя NНОМ =1000об/мин

Передаточное число клиноременной передачи: u=2,25

Тип ременной передачи выбирается в зависимости от условий эксплуатации. Выбор сечения ремня производится в зависимости от номинальной мощности электродвигателя и его частоты вращения. Выбираем клиновой ремень нормального сечения, тип Б по ГОСТ 1284-80.

Угловая скорость выходного вала электродвигателя, с-1:

, с-1,(2.81)

Вращающий момент на валу электродвигателя, Нм:

, Нм,(2.82)

Минимальный диаметр ведущего шкива клиноременной передачи принимаем в зависимости от вращающего момента[1]. Принимаем d1 = 180мм.