книги из ГПНТБ / Масликов, В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел учеб. пособие

Несмотря на то что аксиальное усилие, воспринимаемое упор­ ным подшипником, большое и составляет до 0,2 МН, необходи­ мая мощность на преодоление сил трения в упорном подшипнике невелика, что объясняется малыми величинами dm и п.

Мощность для преодоления сил трения в опорных подшипни­ ках в настоящее время не может быть вычислена, так как не из­ вестна радиальная нагрузка на вал. Из опыта эксплуатации шнековых прессов следует, что эти радиальные усилия невелики, так что опорные подшипники устанавливают небольшие. Следо­ вательно, мощность, необходимая на преодоление сил трения в опорных подшипниках, будет мала. При расчетах ее можно не учитывать.

5. Мо щн о с т ь , н е о б х о д и м а я на р а з р у ш е н и е в т о ­ р и ч н ы х с т р у к т у р м е з г и и на ч а с т и ч н о е ее д р о б ­ л е н и е на н о ж а х и при п е р е х о д е ч е р е з нитку.

При переходе с витка на виток мезга подвергается частично­ му разрушению о ножи, которые выступают над установочными кольцами. Кроме того, при перемещении к выходу мезга частич­ но переходит через нитку и также подвергается некоторому из­ мельчению. И наконец, из-за наклонного приложения действую­ щих усилий внутри мезги наблюдаются некоторые сдвиги одних частиц относительно других.

Все эти процессы протекают с потреблением некоторого ко­ личества подводимой энергии. В настоящее время невозможно подсчитать теоретически все указанные расходы энергии. Необ­ ходимую мощность по этой статье можно определить как раз­ ность между замеренной мощностью и вычисленной. Такая раз­ ность учитывается коэффициентом перемешивания Ки, на кото­ рый нужно умножить расчетную мощность шнекового вала для получения действительно необходимой мощности для этого вала.

Коэффициент перемешивания определен для пресса ФП.

Врезультате замеров была получена величина, изменяющаяся

взависимости от ширины выходной щели пресса и описываемая уравнением

где 6 — рабочая ширина выходной щели пресса, мм.

Мощность, необходимая для шнекового вала,

Мощность на выходном валу редуктора

путем введения коэффициента полезного действия редуктора, который вычисляется обычным путем. Следовательно, мощность на приемном шкиве или на приемной муфте пресса

Э н е р г е т и ч е с к и й б а л а н с п р е с с а

В табл. V—4 приведен примерный энергетический баланс пресса ФП (ширина выходной щели 10 мм, влажность мезги око­ ло 7%), который позволяет судить о величине отдельных статей.

К О Э Ф Ф И Ц И ЕН Т П ОЛЕЗН О ГО Д Е Й С Т В И Я Ш Н ЕК О В О ГО ВАЛА

Для любой машины очень важным показателем является ее коэффициент полезного действия — отношение затраченной ра­ боты N\ ко всей работе Nnv. К- п. д. шнекового пресса

Для шнекового пресса последним выражением пользоваться нельзя, так как к. п. д. редуктора изменяется с изменением часто­ ты вращения шнекового вала. Поэтому при неизменном расходе энергии на сжатие мезги, но с изменением частоты вращения шнекового вала будет меняться и к.п.д. пресса. В связи с этим для характеристики совершенства шнекового вала, а также для характеристики полноты и рациональности использования под­ водимой к шнековому валу энергии следует определить коэффи­ циент полезного действия шнекового вала г|ш.в:

NB

2 4 2

Используя изложенный метод расчета мощности для шнеко­ вого пресса, можно проанализировать изменение необходимой мощности для пресса и к. п. д. шнекового вала при изменении различных показателей: влажности поступающей мезги, ширины выходной щели и частоты вращения шнекового вала.

Этот анализ показал, что с увеличением ширины выходной щели пресса необходимая мощность резко снижается (рис. V—25): от 25 кВт при 6= 7,5 мм до 2,4 кВт при 6= 12 мм для пресса ФП; одновременно с этим уменьшается и к. п. д. шнекового вала от 0,85 до 0,19. Это указывает на то, что при увеличении ширины выходной щели пресса доля мощности, необходимой на сжатие мезги, уменьшается, а доля мощности на преодоление вредных потерь остается почти неизменной.

При изменении влажности поступающей мезги — при увели­ чении ее — необходимая мощность резко снижается (рис. V—26); объясняется это уменьшением упругих свойств мезги и нараста­

нием ее пластических свойств. К- п. д. шнекового вала в этом слу ­ чае изменяется очень мало, и практически можно считать его постоянным.

При изменении частоты вращения шнекового вала — при уве­ личении ее — необходимая мощность линейно возрастает (рис.

V—27); это является следствием увеличения скоростей .движения мезги и, следовательно, увеличе­ ния работы сил трения. К- п. д. шнекового вала в этих условиях снижается, что подтверждает воз­ растание доли мощности на пре­ одоление сил трения при почти неизменном расходе мощности на сжатие мезги.

Основные узлы прессов

Независимо от того, к какому типу относится тот или иной пресс, он имеет некоторые основ­ ные узлы, которые рассматрива­ ются ниже.

из двух стоек (чугунных или стальных), связанных между со­ бой стяжными болтами, или же цельнолитые корытообразной

или прямоугольной формы. В зависимости от применяемого ма­ териала станины могут быть сварными из профильной стали или (чаще) литыми чугунными. Наибольшее распространение полу­ чили составные и цельнолитые чугунные станины как наиболее устойчивые, жесткие и дешевые.

Материалом для сварных станин обычно служит сталь марки Ст.З; чугунных — чугун марок СЧ15—32, СЧ18—36 и СЧ21—40

Зеерный барабан состоит из отдельных зеерных камер; встре­ чаются зеерные барабаны одноступенчатые (прессы МПЭ-1, МПЭ-2 и МП-21), трехступенчатые (прессы МД и ЛЦ) и четы­ рехступенчатые (прессы ФГ1, МП-63 и ЕП). Зеерные камеры об­ разуются из отдельных скоб и зеерных пластинок.

Зеерный барабан (рис. V—28) вышеуказанных прессов состо­

2 4 4

ит из стяжных скоб I, имеющих разъем и изготовленных из ли­ стовой стали толщиной 30 мм. Стяжные скобы при помощи пла­ нок 2, врезанных в них, соединяют между собой; при этом обра­ зуется каркас зеерного барабана. В центре стяжных скоб имеется отверстие диаметром, несколько большим диаметра зеерной ка­ меры в этом сечении.

На планке при помощи винтов укреплены брус трапецеидаль­ ного сечения, называемый упорным клином 3, и натяжной клин 4. При помощи болтов или винтов натяжной клин может подтягиваться книзу или же, наоборот, подниматься кверху.

Впромежутке между упорным

инатяжным клиньями по вы­ резанной окружности помеще­ ны зеерные пластинки в таком порядке, что их выступающие части расположены по направ­ лению вращения шнекового

имеет линию разъема по горизонтальной или вертикальной ли­ нии; в месте разъема барабана устанавливают фигурные пласти­

щение прессуемой мезги вместе со шнековым валом. Выделяю­ щееся при прессовании масло должно проходить сквозь зеерный барабан, для этого между зеерными пластинками име­ ется зазор. Для создания такого зазора между зеерными пла­ стинками помещают специальные калиброванные по толщине пластинки (прессы МПЭ-1, МПЭ-2, МП-21, ЛЦ, МД) или же на боковых поверхностях зеерных пластинок (прессы ФП, ЕП, МП63) делают специальные приливы.

При первом способе образования щели между зеерными плас­ тинками обеспечивается простая конфигурация поперечного се­ чения зеерной пластинки; однако этот способ имеет недостатки: прокладки усложняют процесс сборки зеерного барабана, необ­ ходимо иметь специальную калиброванную по толщине сталь, замена ее обычной жестью не обеспечивает постоянного зазора, при переборке зеерного барабана некоторая часть прокладок теряется и попадает в жмых.

Второй способ образования щели лишен указанных недостат­

24»

ков, однако поперечное сечение зеерной пластинки имеет слож­ ную конфигурацию, что удорожает ее изготовление.

Кроме того, как для пластинок первой конструкции, так и для пластинок второй конструкции общим недостатком является то, что они могут быть использованы в прессе только один раз. По мере работы зеерной пластинки она «разрабатывается», и нас­ тупает такой момент, когда через щель вместе с маслом прохо­ дит большое количество мезги (осыпь); это уменьшает произво­ дительность пресса. В таких случаях зеерные пластинки нужно заменить.

Изучая данный вопрос, Г. В. Зарембо и В. В. Гольянова пред­ ложили другую конструкцию поперечного сечения зеерной пла­ стинки, которая значительно проще в изготовлении. В таких пла­ стинках зазор создается при помощи специальных приливов на их боковой поверхности; этот способ также лишен указанных вы­ ше недостатков. Предложенная конструкция сечения зеерной пластинки позволяет использовать ее дважды путем переворачи­ вания при износе одной стороны. Производственные испытания новой пластинки на масло-жиркомбинате «Рабочий» показали ее пригодность к работе.

Длина зеерного барабана во всех прессах колеблется в пре­ делах 1000—1200 мм; по длине он собран из нескольких пласти­ нок, уложенных одна за другой. Величина зазора между зеерными пластинками зависит от типа пресса; он уменьшается по на­ правлению к выходу ракушки.

В зависимости от величины зазора между зеерными пластин­ ками и их количества в зеерном барабане последний имеет опре­ деленную дренажную площадь, т. е. площадь, через которую про­ ходит сток масла. Дренажная поверхность зеерных барабанов различных прессов различна и колеблется в пределах от 0,12 (пресс ЛЦ) до 0,0087 м2 (пресс МД). Совершенно очевидно, что от величины дренажной площади зависит как масличность ра­ кушки, так и количество осыпи. Оптимальная дренажная пло­ щадь в настоящее время еще не установлена.

Большую трудность представляет подбор материала для зеер­ ной пластинки. В процессе работы и закрепления зеерная пла­ стинка подвергается деформации изгиба как многоопорная бал­ ка. С этой точки зрения зеерную пластинку желательно изготов­ лять из вязкого металла, например из стали марки Ст.З. Но, с другой стороны, зеерная пластинка при работе подвергается боль­ шому истиранию со стороны прессуемой мезги. Поэтому для уменьшения ее истирания материал пластинки должен обладать достаточной твердостью и, следовательно, пластинка должна быть изготовлена из стали Ст.б-гСт.8 с последующей ее закалкой.

Однако высокоуглеродистые каленые стали, хотя и обладают большой устойчивостью к истиранию , в то же время очень хруп­ ки и, следовательно, плохо работают на изгиб.

246

Эти противоречивые требования к материалу зеерной пластинки в настоящее время разрешаются путем изготовления ее из легиро­ ванной (хромистой) малоуглеродистой стали с последующей ее цементацией и закалкой. При такой обработке зеерной пластинки вязкая сердцевина хорошо работает на изгиб, а твердая поверх­

Давление на зеерную камеру создает вертикальная составля­ ющая радиального давления р'р. Таким образом, усилие, дей­

ствующее на элементарную площадку,

dQ = р (0,428 cos Р cos а + sin Р) sin QdS. (V—10i)

Суммарное усилие, действующее на полуокружность, 9

Так как угол сечения 6, от которого зависит величина элемен­ тарной площадки dS, изменяется для полуокружности от нуля до максимума и снова до нуля, то последнее уравнение будем ин­

тегрировать в пределах от 0 до я:

Я

о

2 4 7

пли

где D и L — внутренний диаметр и длина барабана, м; Р — угол наклона передней грани нитки; а — угол наклона нитки.

Шнековый вал совместно с зеерным барабаном является ос­ новным рабочим органом любого шнекового пресса. Чтобы шнек создавал давление, свободный объем витков по мере продвиже­ ния мезги должен уменьшаться. Для этого должен изменяться диаметр зеерной камеры, пли диаметр тела витка, или шаг витка, или все три эти фактора одновременно; также можно увеличи­ вать противодавление.

Изготовить шнек цельный с витками с переменным диаметром и переменным шагом витков сложно и дорого; поэтому в настоя­ щее время его делают составным. Этот узел состоит из вала, от­ дельных витков и промежуточных или установочных колец.

Вал имеет простую конструкцию и иногда бывает ступенчато­ го вида. Изготовляют его из стали повышенной прочности. На этот вал в определенном порядке в соответствии с его конфигу­ рацией надевают отдельные витки и установочные кольца. Для предотвращения проворачивания витков на валу прорезают шпо­ ночную канавку, в которую вкладывают шпонку. На конце вала имеется резьба, на которую навинчивается гайка для стягивания витков и установочных колец в единое целое.

В некоторых конструкциях прессов (ЕП и МП-21) по оси вала имеется канал для пропускания пара или воды внутрь вала.

Регулировочное устройство. При пуске пресса в работу он имеет относительно низкую температуру; поэтому гидродинами­ ческие условия вытекания масла очень неблагоприятные (боль­ шая вязкость масла). В результате этого выходящая ракушка имеет большую масличность. По мере работы пресса температу­ ра его повышается и условия процесса улучшаются.

Период разогрева пресса зависит от массы пресса, потребляе­ мой им энергии и может продолжаться длительное время, в тече­ ние которого ракушку приходится направлять повторно на пере­ работку. Для уменьшения этого периода работы пресса в канал

248

на длинную втулку. Между правой и левой фигурными втулками вставлено кольцо 5; сами втулки между собой соедине­ ны обоймой 6. На левом конце левой фигурной втулки на шпонке посажен штурвал 7, имеющий защелку 8 для фиксирования его положения. ■

Рис. V—31. Диафрагменный регулятор давления.

Работа этого регулятора протекает следующим образом. При ■вращении штурвала по часовой стрелке вместе со штурвалом вращается левая фигурная втулка; при этом она навинчивается на длинную втулку и перемещается вправо. При перемещении вправо левая фигурная втулка через обойму перемещает правую фигурную втулку также вправо; при этом конус перемещается вправо и глубже входит в выходное отверстие зеера. Таким об­ разом происходит уменьшение ширины выходной щели пресса.

Если вращать штурвал против часовой стрелки, то левая фи­ гурная втулка будет отвинчиваться по резьбе длинной втулки и перемещаться влево. Через обойму влево будет перемещаться также и правая фигурная втулка; следовательно, конус будет выходить из выходного отверстия зеера. Таким образом увели­ чится ширина выходной щели пресса, которая этим регулятором может изменяться от 0 до 12 мм.

Регулировочный конус и обойма выходного отверстия, как и витки шнекового вала, подвергаются большому истиранию; поэ­ тому их изготовляют из мягкой стали с последующей ее цемента­ цией и закалкой до твердости 55—60 единиц по Роквеллу.

Диафрагменный регулятор имеет другое устройство (рис. V—

250