[Mek]

Всем привет.
В данный момент являюсь консультантом по изготовлению шаровой мельницы. Заказчик имеет свое видение этого вопроса. Моя помощь минимальна..
Планируем изготовить шаровую мельницу. Корпус - кусок трубы 800 мм диаметром, длиной метров около 5-ти. Вращение 30 об/мин. Опоры не осевые, а снизу на подшипниках/роликах. Зубчатый венец в торце корпуса.
Вопрос возник по опорам..
Интернет поиск выдает картинки подобных установок, но корпус закреплен на осевых подшипниках. А мой заказчик будет делать просто ролики снизу, шесть штук всего.
Вопрос такой: Стоит ли мне настаивать на том что такая схема опирания неработоспособна?
Ведь подшипник будет крутиться без жесткого закрепления наружного кольца, будет иметь место люфт, разбивающий шарики.
Прошу не ругать за "колхозный" подход, делается все минимальными средствами... И советовать купить готовую мельницу за 919 тыр тоже не надо

[T-Yoke]

А на наружной поверхности трубы, дорожку для ролика он как планирует сделать, шкуркой? А то от ролика, ничего не останется уже через день работы, если по неподготовленной трубе ролики катать.

[Mek]

Сообщение от T-Yoke А на наружной поверхности трубы, дорожку для ролика он как планирует сделать, шкуркой? А то от ролика, ничего не останется уже через день работы, если по неподготовленной трубе ролики катать.

Вот и я тоже думаю. Если и делать такую подвеску трубы, то запрессовывать подшипники в корпус. Корпус будет большего размера, а значит и усилие качения всей трубы будет меньше. И частота вращения подшипника тоже будет меньше. Меня смущают подпрыгивания трубы. Она немного яйцеобразная, по диаметру 810/820 мм. Зубчатый венец есть какой-то готовый, вроде бы чугунный, вроде бы от крановой грузовой тележки. Мне еще предстоит рисовать шестерню к нему. Вот и думаю насколько тяжелыми будут условия работы зубчатого зацепления. При таких оборотах и подпрыгиваниях может и действительно за день всё крякнуть

[Хмурый]

Периодически придется менять подшипники в роликах и сами ролики.
(Из личного опыта обслуживания барабанного сушила D=2,5м и длиной L=5 м в литейном цехе.)

[Mek]

Сообщение от Хмурый Периодически придется менять подшипники в роликах и сами ролики. (Из личного опыта обслуживания барабанного сушила D=2,5м и длиной L=5 м в литейном цехе.)

Спасибо. Как раз интересен реальный опыт проектирования и эксплуатации...
Т.е. мне однозначно рекомендовать использование роликов, и категорически нерекомендовать катать трубу прямо по подшипнику?
Боюсь что делать специальный какой-то обод на трубу никто не будет. Как есть труба так и будем катать, безо всякой подготовки поверхности..

[PeP]

Бандаж делать все равно придется, иначе труба ваша под загрузкой по дорожке качения и сломается. Другой вопрос как его исполнить... Вариантов масса. А вообще такая схема живет уже не один десяток лет. См. печи обжига цемента. При диаметре печи ок. 5 м другого решения, кроме как опереть ее на ролики нет. Передача там тоже открытая. Побольше смазки и, главное, учесть при расчете работу передачи.

А вы проверили жесткость трубы при осевом исполнении мельницы? Шары ведь не из пенопласта сделаны, плюс материал?? А какое может быть подпрыгивание на 30 об/мин? (упругая деформация стенки трубы под загрузкой)

[Mek]

Сообщение от PeP Бандаж делать все равно придется, иначе труба ваша под загрузкой по дорожке качения и сломается. Другой вопрос как его исполнить... Вариантов масса. А вообще такая схема живет уже не один десяток лет. См. печи обжига цемента. При диаметре печи ок. 5 м другого решения, кроме как опереть ее на ролики нет. Передача там тоже открытая. Побольше смазки и, главное, учесть при расчете работу передачи. А вы проверили жесткость трубы при осевом исполнении мельницы? Шары ведь не из пенопласта сделаны, плюс материал?? А какое может быть подпрыгивание на 30 об/мин? (упругая деформация стенки трубы под загрузкой)

Да кстати Вы правы. Ролики нужны еще и для того чтобы увеличить опорную площадь. Иначе сама труба под нагрузкой сомнется. Вот это думаю весомый аргумент из тех что здесь пока перечислены.
Подпрыгивание имею ввиду из-за кривизны трубы. Если труба неровная по диаметру, она будет на этих опорах ёрзать/переваливаться..
Опять же слишком широкие ролики не сделаешь.. Они перестанут выполнять свою функцию. Максимум делать их шириной мм 100.
И от осевого смещения.. Идея примерно такая - тупо в торец трубы упереть подшипник..

[PeP]

Какая толщина стенки? При загрузке мельницы будет происходить упругая деформация трубы. Т.е. она всегда (загруженная) будет не круглая!!! Если нет возможности установить трубу на опоры с максимальным уклоном 10', то с концов приварить свальцованный швеллер (стенкой наружу) и установить упорные ролики. Для опорных роликов бандаж - лист толщиной 8мм. Ролики снизу с шагом 30 град. Обязательно посмотри расчет мощности привода (для печей и мельниц почти одинаков).

И самое главное!! Существует значение оптимальной частоты вращения, при которой происходит наиболее полное измельчение материала! (При чем здесь 30 об/мин !?)

[Mek]

Значит ситуация такая. Привезли готовое зубчатое колесо и шестерню. Но не факт что это родная пара колес. Размеры снял, зубы посчитал. Осталось как-то проверить подойдет ли колесо к шестерне, а шестерня к колесу. На глаз вроде подходят..

to PeP: Трубу я сам не видел, размеры не измерял. Примерно толщина стенки - 8 мм.
А что там такого хитрого в определении мощности?
Мощность привода (электродвигателя) прикинул по формуле: Р=М*w/n,
где Р - мощность двигателя, Вт
М - момент на оси барабана, Н*м
w - угловая скорость барабана, рад/с
n - кпд подшипников

По поводу частоты вращения барабана... Насколько я понимаю эта цифра принята по аналогии с существующими моделями. Да и вряд ли это значение может быть посчитано точнее, чем если просто взять, скажем так, от балды...

[PeP]

Теория!!!
Оптимальная частота: рад/с
Момент препятствующий вращению барабана:, Нм
где G-сила тяжести шаровой загрузки,Н;
b- расстояние от оси вращения барабана до центра тяжести цилиндр. сегмента, м;
= 30град - угол естественного откоса шаров.

М.К. Морозов "Механическое оборудование заводов сборного железобетона", Киев, "Вища Школа" 1977.

В цифре нет. Очень любопытные картинки к определению этих параметров.

[Mek]

Сообщение от PeP b- расстояние от оси вращения барабана до центра тяжести цилиндр. сегмента, м;

На картинке - это шутка такая?
Размер b насколько понимаю должен быть нарисован немножко иначе..

По поводу проверки зубчатого зацепления. Нарисовал в инвенторе. Но обломался с проверкой работы. Визуально видно что происходит перекрытие одного колеса другим. А вот настроить программу чтобы она останавливала движение не получается. Колеса крутятся как ни в чем нибывало, даже если явно наезжают зуб на зуб.

Ну а в целом по зацеплению... Число зубьев на шестерне - 15, на колесе - 108. Передача крутящего момента идет одним зубом. Здесь очевидно нужно проверять прочность зубьев...

Буду рад любым идеям по решению этой проблемы. Напомню суть. Требуется крутить барабан диаметром ~800 мм, массой ~4 т, со скоростью 30 об/мин. Мощность двигателя 15 кВт.
Абсолютно без разницы чем и как его крутить. Редуктор, шестерни, цепь, ремни.. Всё что угодно. Главное чтобы это было просто в изготовлении.

[PeP]

Ну а в целом по зацеплению... Число зубьев на шестерне - 15, на колесе - 108. Передача крутящего момента идет одним зубом. Здесь очевидно нужно проверять прочность зубьев...

Хорошо-бы картинки колес... А то по одному числу зубьев как-то не получается... Как планируется крепить колесо на корпусе?

На картинке - это шутка такая? Размер b насколько понимаю должен быть нарисован немножко иначе..

Нисколько не шутка..

[Mek]

Картинки прилагаю. Понятно что по-хорошему прочность зубьев проверять нужно в любом случае. Но здесь имеет место еще и малое число зубьев шестерни. Минимально рекомендуемое число зубьев - 17. А на моей шестерне их всего 15. Отсюда и тяжелая работа зацепления, когда в постоянном контакте находятся один-два зуба.

Кстати про момент, к картинке из сообщения №10. Момент создает сила тяжести относительно центра вращения. А значит плечо этой силы является перпендикуляр из центра на её линию действия. На Вашей картинке тупо расстояние от центра до центра нарисовано. Мне кажется это неправильная картинка, пусть она даже из книжки скопирована...

Крепить колесок корпусу тупо на болтах. Колесо представляет собой чугунную деталь, диаметр 875 мм. Есть ступица, от неё идут штук шесть спиц. Так вот предполагается спилить эти спицы и вместе со ступицей выкинуть. А оставшийся венец прикрутить к торцу трубы. (Через центр трубы будет загрузка материала, ставить туда подшипник большого даиметра у заказчика желания нет)

[PeP]

Для расчета прочности зуба необходимо знать модуль зуба (отсюда будет и вся геометрия зацепления)(посмотреть можно в Анурьеве т. 2). Ширину колеса тоже надо знать.

При мощности двигателя 15кВт болты крепления колеса к корпусу мельницы необходимо будет разгружать штифтами, иначе срежет нафиг. На двигатель - частотное регулирование.

Загрузка по центру - хорошо, можно добиться непрерывного режима.

Кстати что есть по поводу мелющих тел? В той же литературе есть рекомендации по объему загрузки мелющими телами (а так же в любой другой по дробильно-сортировочному оборудованию).

зы. А какая разница во времени?
ззы. А какие сроки? К концу месяца могу немного порисовать. Задачка интересная, но недешевая...
зззы. Видится следующее:
1. Рама, на которой стоит корпус, с роликоопорами (у колеса - фиксирующая, далее 3 с гладкими роликами). Корпус с 4-мя бандажами (1- свальцованный в кольцо швеллер, следующие три - лист ~10...12 мм).
2. На раме также в опорах установлена шестерня.
3. Зубчатая или цепная муфта.
4. Рама под электродвигатель и редуктор:
4.1. От двигателя к редуктору - клиноременка.
4.2. Редуктор с зацеплением Новикова.

ззззы. Пока все.... Удачи.

[Махноград]

Целесообразней сделать привод вращения мельници ремённый.
Если проще сказать ремни зацепить прямо за трубу.
Вариант такой мельници работаает для потирки краски.

[Fogel]

такая игрушка обычно с цепным приводом идет, в придачу разместив привод снизу можно законтрить мельницу от выпадения с роликов, а в момент начала вращения или остановки такой вариант вполне реален. Без бандажей на беговые колеса даже не пытайтесь делать! Да и на саму трубу бандаж не помешал бы

[Mek]

Сообщение от Fogel Да и на саму трубу бандаж не помешал бы

Меня отстранили от консультирования по этой игрушке. Хозяин-барин, сам делает так как считает нужным. Я свои соображения высказал, получил гонорар за свою работу. Заказчик продолжает делать по-своему. Как именно - мне не известно.

[i2222b]

Да все будет работать, я еще когда учился в универе мы такие шаровые мелбницы проектировали и потом изготавливали, если есть необходимость могу даже чертежи ннакопать, где в архиве имеются...

[Солидворкер]

Offtop:

Сообщение от i2222b Да все будет работать, я еще когда учился в универе мы такие шаровые мелбницы проектировали и потом изготавливали, если есть необходимость могу даже чертежи ннакопать, где в архиве имеются...

Неужели сам заказчик появился?

[Fogel]

Mek, поздравляю, кажется ты успел выскочить из-под этой меленки до того как она тя придавила.

[Mek]

В общем сделали чего-то, применили зубчатый венец от опорно-поворотного какого-то устройства, найденного на ООО "Чермет".
Напомню, труба диаметром 800 мм, длиной ~4...5 м. На эту трубу-корпус одеты два кольца шириной 40 мм. Лежит это на четырёх опорах-подшипниках, ширина подшипников 40 мм.
После 40-ка минут работы сего агрегата были замечены металлические тонкие опилки, высыпаются они в точке касания подшипников и колец на трубе. Кольцо из Ст3 без термообработки.
Сейчас нужны рекомендации, что можно сделать для увеличения ресурса этого кольца?
Возможно ли выполнить термообработку на месте, либо подождать пока верхний слой металла наклепается и упрочнится сам? Статическая нагрузка в точке контакта чуть больше тонны...

Помню доклад по материаловедению делал во время учебы. Продвинутая технология закалки поверхностного слоя головки рельса. По-моему закалка ТВЧ. Суть в том чтобы сохранить гибкость всего рельса, но увеличить твердость и износостойкость поверхностного слоя, по которому катятся паровозы

[Serge Krasnikov]

Сообщение от Mek ВНапомню, труба диаметром 800 мм, длиной ~4...5 м. На эту трубу-корпус одеты два кольца шириной 40 мм. Лежит это на четырёх опорах-подшипниках, ширина подшипников 40 мм. После 40-ка минут работы сего агрегата были замечены металлические тонкие опилки, высыпаются они в точке касания подшипников и колец на трубе. Кольцо из Ст3 без термообработки. Сейчас нужны рекомендации, что можно сделать для увеличения ресурса этого кольца?

Надо бУло Фогеля послушать

Возможно ли выполнить термообработку на месте, либо подождать пока верхний слой металла наклепается и упрочнится сам? Статическая нагрузка в точке контакта чуть больше тонны...

Если стружка пошла, то уже не упрочниться, хотя можете погонять с половинной нагрузкой, можеть что и получиться, но гарантии нет, это лоторея

Помню доклад по материаловедению делал во время учебы. Продвинутая технология закалки поверхностного слоя головки рельса. По-моему закалка ТВЧ. Суть в том чтобы сохранить гибкость всего рельса, но увеличить твердость и износостойкость поверхностного слоя, по которому катятся паровозы

Я вот посмотрел содержание углерода в разных сталях из которых рельс делают от 0,4 до 0,8, напомнить сколько в стали Ст.3, да и подшипники можно отжечь, подшипникам-то не так много надо.
ЗЫ. Снимайте пока не поздно, да бандажи делайте

[PeP]

Надо увеличить ширину контакта. Можно одеть на подшипники втулки шириной ~50мм из той же Ст3.

А так через н-ое количество времени труба-корпус будет короче на 80 мм, а потом еще на 80 и т.д.

[T-Yoke]

Сообщение от Mek В общем сделали чего-то... После 40-ка минут работы сего агрегата были замечены металлические тонкие опилки, высыпаются они в точке касания подшипников и колец на трубе. Кольцо из Ст3 без термообработки. Сейчас нужны рекомендации, что можно сделать для увеличения ресурса этого кольца?.

Первое: Выбросить все что сделано из стали 3, потому как эта сталь не для нагруженных контактными нагрузками деталей, и взять нормальный материал. Тем более, что термообработка этой стали это из области гаражных мастеровых баек, то есть невозможна в промышленных условиях.
Второе: Материал должен быть поверхностно упрочненный, (Цементация, азотирование, дробеструйная обработка) опять же исходя из работы с контактными нагрузками. У меня аналогичные изделия делались из стали 30ХГСА, но можно подобрать и аналоги.

[Обогащение]

Нет, всё таки надёжнее подшипника скольжения нету ничего.
Есть вариант такой что поверхность цапфы распологается на корпусе барабана а не на разгрузочных или загрузочных крышках

[Laborant]

Лет десять назад делал шаровую мельницу. Барабан лежал на обрезиненных валках в свободном лежании , а привод осуществлялся на эти валки. Правда мельница была на 8 литров объема.

[Mek]

Всем спасибо. Мельница работает...

[vn]

Возможно, до момента обрушения свода циплексов и можно рассчитывать момент как произведение веса шариков на плечо центра тяжести сегмета. Но после сдвига момент уменьшается. Вот достану динамометр на 5 тонн и с помощью крюка на кран-балке прокручу барабан с 10 тоннами циплекса хотябы на четверть оборота, может быть что-то реальное получу для подбора мощности двигателя.
Кстати, PeP, какие единицы у тебя в формуле для определения оптимальной скорости барабана.
Может кто знает, зависит ли момент от скорости вращения. Например в насосе , там мощность растет в кубе от скорости вращения крыльчатки, а в мельнице?

[Mek]

Интенсивность использования мельницы увеличилась.
Снова проявились проблемы с обечайкой. Выкрашивание металла не оставливается...
Менять обечайку на более твердую заказчик желания не имеет.
Сейчас несмотря на все наши с вами предостережения и рекомендации, корпус тупо лежит на четырех подшипниках...
Попробую посчитать, сколько их потребуется чтобы обечайка не выкрашивалась.
У кого есть мысли по теме кроме нецензурных матерков - телеграфируйте..
Спасибо

[DEM]

Mek
А такая шаровая мельница вас не интересует????
Диаметр 5 м

[Mek]

Сообщение от DEM Mek, а такая шаровая мельница вас не интересует?

Спасибо за фотки. Жаль что на них не очень хорошо видно как организовано опирание мельниц.
По моим подсчетам, чтобы исключить выкрашивание металла в моей мельнице, нужно чтобы на каждый ролик приходилось не более 80 кг. Это всего навсего 68 роликов.
Нарисовал пока каретку, чтобы вместо одного стало два ролика. И думаем вместе с заказчиком, как усилить обечайку. Надо бы на этот имеющийся мягкий обод одеть более другой, потверже. Вопрос в том как его изготовить и закрепить?

[Хмурый]

в литейном цехе на барабанном сушиле ролики имели обечайку (бандаж) из серого чугуна. Раз в год обечайки меняли. Был второй комплект роликов, который подготавливали заранее.

[Fogel]

на той неделе закончил проектировать барабанный грохот - 600 в диаметре, 2500 в длину. тоже бандажи... Но катаются они у меня по колесам от передаточной тележки которые поставлены на сферические шарикоподшипники. Привод на одну из осей сделал.
P.S. Нашел фото с реально работающего агрегата. Привод за зубчатый венец. В общем бандажируйте подшипники и делайте оные бандажи как можно большего диаметра и ширины - уменьшайте контактные напряжения.

[приборист]

1,5 года назад разработал и изготовили барабанную сушилку Д=600мм, длина 2,5метра. Работает