2 Розрахункова частина

2.1 Вихiднi данi для розрахунку екструдера

2.1.1 Потужність відділення, т/р, - 2700

2.1.2 Час простою, % :

- за рахунок ППР - 5

- з технологічних причин - 4

2.1.3 Режим роботи:

- кількість змін - 3

- кількість вихідних днів - б/в

2.1.4 Виріб - плівка

2.1.5 Матеріал - ПЕВТ

2.1.6 Діаметр черв'яка, мм, - 125

2.1.7 Відношення L/D - 25

2.1.8 Швидкість обертання черв’яка, об/хв, - 11

2.2 Довідкові дані [1, с. 214]

[4, с. 200]

- температура переробки, ⁰С, - 120÷145

- густина полімеру, кг/м³ , - 920÷930

- питома теплоємність, Дж/кгК, - 2000÷2300

2.2 Технологічний розрахунок та вибір обладнання

Ефективний фонд часу роботи обладнання визначається на основі режиму

роботи виробництва, який приймається в проекті.

При безперервному режимі річний фонд часу роботи обладнання дорівнює календарної кількості днів на рік, виключаючи дні припускаємого простою обладнання на планово – попереджувальні ремонти (ППР) та дні простою з технологічних і організаційно – технічних причин.

Кількість днів на ремонт обладнання приймається на основі існуючих норм і правил експлуатації обладнання.

У виробництві з періодичним режимом роботи в річний фонд роботи не входять вихідні та святкові дні, а також дні, які плануються на ремонт обладнання.

2.2.1 Річний ефективний фонд часу роботи обладнання Теф, г/рік, розраховується за формулою [6]

, (2.1)

де Т_ном - рiчний номiнальний фонд часу роботи обладнання, г/рiк;

Т_ппр - час простою обладнання за рахунок планово-

попереджувальних ремонтiв, г/рiк;

Т_техн - час простою обладнання з технологiчних причин, г/рiк;

k - коефiцiєнт використання машинного часу, розраховується за

формулою [6]

, (2.2)

_,

2.2.1.1 Номінальний фонд часу роботи обладнання Тном, г/рік, розраховується за формулою [6]

, (2.3)

д е Т_к - календарний фонд часу,

Т_к= 365 дн/рік,

Т_св – кількість святкових днів,

Т_св= 10 дн/рік (або не враховуються для безперервних процесів);

Т_вих – кількість вихідних днів на рік, розраховується як добуток

вихідних днів на тиждень (відповідно режиму роботи за

вихідними даними) на кількість тижнів у рік (52 тижня),

Т_вих=0 (для безперервних процесів);

К - тривалість роботи обладнання на добу, розраховується як

добуток тривалості зміни на кількість змін на добу,

К= 8·3 =24 г/добу,

г/рік

Перерахунок Т_ппр та Т_техн. з відсотків (за вихідними даними) в г/рік, здійснюється за формулою

_, (2.4)

де η - час простою у відсотках за рахунок ППР або з технологічних причин (за вихідними даними)

г/рік,

г/рік,

t =426+ 340,8 = 766,8 г/рік,

г/рік

2.2 2 Розрахунок продуктивності екструдера

До розрахунку приймається екструдер, який має змінну глибину нарізки черв'яка і постійний її крок.

2.2.2.1 Об’ємна продуктивність екструдера Q, см³/хв., розраховується за формулою

[3, с. 23]

А × К× n

G_об. = (2.5)

К + В + С ,

де А, В, С – постійні, відповідно, прямого та двох зворотних потоків,

см³; (постійна С має незначну величину, тому нею можна

знехтувати, тобто С = 0 );

постійна А розраховується за формулою [3, с. 24]

π³(t - λe) σ

А = (2.6)

a + t² × b ,

n – швидкість обертання черв'яка, об/хв.;

К – коефіцієнт геометричної форми головки, см³,

(за виробничими даними);

К = 4,17 · 10^-3см³,

λ – кількість заходів нарізки черв'яка ( звичайно λ = 1);

σ – коефіцієнт геометричних параметрів черв'яка;

t – крок нарізки, см., приймається в залежності від діаметра

черв'яка,

t = (0,8 ¸1,2) × D_ч, t = 1,0 × 12,5=12,5 см,

e – ширина гребеня черв'яка, см., приймається залежності від

діаметра черв'яка,

e = (0,06 ¸ 0,1) × D_ч, e = 0,1 · 12,5 = 1,25 см,

а – коефіцієнт, 1/см² (або см.^-2);

b – коефіцієнт, 1/см⁴ (або см.^-4).

2.2.2.2 Коефіцієнт геометричних параметрів черв'яка σ, розраховується за формулою

6,9 D_ч h₂ D_ч ²

σ = 1 – × lg +

2 (h₂ – h₃) h₃ 2 h₂ × h₃ ,

де D_ч – діаметр черв'яка, см, (за вихідними даними),

D_ч = 125мм. = 12,5 см;

і – ступінь ущільнення матеріалу, залежить від виду полімерного

матеріалу, який переробляється, приймається,

і = 2,3;

h₁, h₂, h₃ – глибина гвинтової нарізки черв'яка, відповідно, в зоні

завантаження, зоні плавлення та зоні дозування, см,

розраховуються за формулами

h₁ = (0,12 ¸ 0,16) × D_ч , [3, с. 24]

см,

_(2.7)

см,

_,

см,

2.2.2.3 Коефіцієнт α, см^-2, розраховується за формулою [3, с. 24]

ɑ _{, (2.8)}

см^-2

_{2.2.2.4 Коефіцієнт b, см}^-4_{, розраховується за формулою [3, с. 24]}

_b (2.9)

де d₁, d₃ – діаметр валу черв'яка , відповідно, під завантажувальною

воронкою та в зоні дозування, см,

d₁ = D_ч- 2h₁ = 12,5 – 2× 1,05= 9,5см,

d₃ = D_ч- 2h₃ = 12, – 2× 0,6 = 11,3 см,

Постійна А за формулою (2.6)

см³

2.2.2.5 Постійна В, см³, розраховується за формулою [3, с. 25]

_{, (2.10)}

де L_н – довжина напірної частини черв'яка, см, визначається в

залежності від загальної довжини черв'яка,

L_н = (0.4 ¸ 0.6)·L,

L – загальна довжина черв'яка визначається з відношення L/D (за

вихідними даними),

L = 25 ·12,5 = 312,5 см,

L_н = 0.5 · 312,5 = 156,25 см,

t = D_ч= 12,5 см,

е = 0,1· 12,5 = 1,25см

см³

2.2.2.6 Об'ємна продуктивність за формулою (2.5)

см³/хв.

2.2.2.7 Масова продуктивність екструдера розраховується

за формулою [3, с. 29]

_{, (2.11)}

_{де ρ – густина розплаву полімеру при температурі переробки, кг/см}³_,

ρ = 920 кг/м³ = 920 ∙ 10^-6 кг/см³,

кг/г.

2.2.3 Розрахунок річної продуктивності

2.2.3.1 Річна продуктивність одного екструдера G_р, кг/рік, розраховується за формулою [6]

, (2.12)

т/рік

2.2.3.2 Кількість черв'ячних пресів n, шт., необхідних для виконання заданої виробничої програми розраховується за формулою

, (2.13)

де Q – потужність відділення за вихідними даними, т/рік.

шт. = 2 шт.

2.3 Вибір обладнання

Для виконання заданої виробничої програми приймаються три екструдери марки ЧП 125x25 за ГОСТ 14773-80 з наступними характеристиками:

• продуктивність, кг/г, - 225

• частота обертання черв'яка, об/хв, - 6-63

• потужність електродвигуна, кВт, - 100

• потужність обігріву циліндра, кВт,- 50

• кількість зон обігріву, шт, - 6

• габаритні розміри, мм ,- 40650x2530x2830

• маса,т, - 9,7