УМК МАХП - 2 ч. Жаркова, Митинов

Пфакт = 0,85 ÷ 0,9 – кпд пресса.

Пном

Производительность гидравлического пресса

G = n×m×V ×ρ , кг/час, τц

где n – количество пресс-форм на этаже; m – количество этажей;

V – объем одного изделия, м3; ρ – плотность материала, кг/м3;

τц – время цикла, час.

ходов, мм/с;

τразм – время размыкания формы

τразм = Suх +S р , с, возвр

221

Для определения этих величин разработаны номограммы.

Примеры для самостоятельного решения

Определить основные параметры пресса верхнего давления по задан- ной площади, см2, горизонтальной проекции изделия fизд , числу гнезд в пресс-форме z и необходимому удельному давлению прессования Pуд ,

Н/см2. Масса подвижных деталей пресса M , кг. Рабочее давление энергети- ческой жидкости p = 3 200 Н/см2. Исходные данные приведены в табл. 1.

Таблица 1

Исходные данные для расчета

ВАЛКОВЫЕ МАШИНЫ

Валковые машины находят широкое применение в ряде отраслей химической промышленности (лакокрасочная, резиновая, производство пластмасс).

Расчет этих машин ведется по следующей схеме. Заданными являют- ся: тип машины, число и размеры валков, число оборотов валка, вращаю- щегося с наибольшей скоростью, отношение чисел оборотов всех валков, а также основные характеристики сырья и готовой продукции и тепловой режим обработки. Подлежат определению: распорные усилия между вал- ками; мощность, полезно расходуемая на обработку; производительность за один пропуск через валки машины обрабатываемого материала и расход воды для охлаждения валков.

222

Валковые машины лакокрасочной промышленности

В лакокрасочной промышленности применяются три типа валковых машин: одно-, двух- и трехвалковые, имеющие диаметр валков 300 – 400 мм и длину 800 – 1 000 м. Максимальное число оборотов валка, вращающегося с наибольшей скоростью, ограничивается числом оборотов, при котором начи- нается отрыв обрабатываемой пасты от поверхности валка. Число оборотов этого валка должно быть n < 48 / R , об/мин, где R – радиус валка, м.

Для трехвалковых машин (рис. 3), получивших наибольшее распро- странение, число оборотов двух остальных валков обычно определяется из принятых соотношений с числом оборотов валка, вращающегося с наи- большей скоростью, при передаточных числах 1:2:4 или 1:3:9.

w1 > w2 > w3

Рис. 3. Схема трехвалковой машины

Определение пропускной способности машины G , кг/час, произво- дится по следующим формулам:

при соотношении числа оборотов валков 1:2:4

G= 2509 × a × w ×i0 × L ×ρ;

при соотношении числа оборотов валков 1:3:9

G= 2717 × a × w ×i0 × L ×ρ,

где a – коэффициент полноты съема пасты с валка, равный 0,7 ÷ 0,9;

w – окружная скорость валка, имеющего наибольшее число оборо- тов, м/с;

i0 – величина зазора между 1-м и 2-м валками, м;

L– длина рабочей части валка, м;

ρ– плотность пасты, кг/м3.

223

при соотношении числа оборотов валков 1:2:4

при соотношении числа оборотов валков 1:3:9

при соотношении числа оборотов валков 1:2:4

при соотношении числа оборотов валков 1:3:9

При движении пасты через зазоры между валками происходит ее на- грев за счет преобразования механической энергии в тепловую.

Перегрев пасты свыше определенного предела недопустим как по причине уменьшения ее вязкости, снижающей эффективность обработки, так и возможного изменения свойств пасты, что может отрицательно ска- заться на качестве готовой продукции. Поэтому валки выполняются полы- ми и охлаждаются водой, непрерывно подаваемой во внутрь валков.

Тепловой расчет начинается с определения температуры пасты Tпф.к

при отсутствии искусственного охлаждения валков водой

где N – полезная мощность, расходуемая непосредственно на обработку пасты, Вт;

η – поправочный коэффициент, характеризующий полноту передачи тепла непосредственно на нагрев пасты, η = 0,9 ;

G – производительность машины, кг/ч;

224

Вт/(м2·град);

F– суммарная поверхность трех валков машины, F = 3 × 2 × π× R × L , м2.

Врезультате решения этого уравнения может оказаться, что темпера- тура воды на выходе из валков будет равна или даже меньше температуры

еена входе в валки. Это будет свидетельствовать о невозможности обеспе- чения заданной предельно допустимой температуры пасты при принятом режиме ее обработки, а, следовательно, о необходимости его изменения в сторону уменьшения мощности, потребляемой на обработку пасты.

Ввалковых машинах это достигается путем увеличения зазоров ме- жду валками, что, в свою очередь, приводит к росту пропускной способно- сти машины и тем самым к уменьшению доли тепла, передаваемого воде.

При положительном результате этого расчета часовой расход охлаж- дающей воды может быть рассчитан по уравнению

Примеры для самостоятельного решения

Определить производительность, потребляемую мощность и распор- ные усилия трехвалковой машины по исходным данным, представленным в табл. 2. Вязкость пасты µII при проходе через 2-й зазор между валками принять 15 Па с.

Обозначения:

D – диаметр валков, м;

L – длина рабочей части валка, м;

n – число оборотов быстроходного валка, об/мин; n3 : n2 : n1 – соотношение чисел оборотов валков;

µI – вязкость пасты при проходе через 1-1 зазор между валками, Па·с;

ρ – плотность пасты, кг/м3;

225

Валковые машины для производства пластических масс

В промышленности пластических масс валковые машины находят применение для смешения (непрерывного и периодического) и каландро- вания (получения бесконечной ленты размягченного термопластичного материала регулируемой толщины при однократном пропускании его че- рез зазор между двумя или несколькими валками).

Точные методы определения распорных усилий и мощности, потреб- ляемой при каландровании термопластических масс, не разработаны в ос- новном из-за сложности выбора правильных значений их вязкости, по- скольку пластические материалы являются в большинстве случаев ано- мально-вязкими и вязко-эластичными системами.

Ниже приведен один из способов определения значений вязкости этих материалов, получивший практическое применение.

Непосредственно замеряют распорные усилия Pл на лабораторном ка-

где Pл – распорные усилия лабораторного каландра, Н; ioл – зазор между валками лабораторного каландра, м;

226

Полученная ранее величина вязкости промышленного каландра µп

f

умножается на отношение Sп и в таком виде подставляется в уравнение fS л

для определения распорного усилия Pп промышленного каландра.

Производительность каландра определяется по формуле

G = w × H × L ×ρ×3 600 , кг/ч,

где w – окружная скорость валка, м/с;

H – величина зазора между валками, м;

L– рабочая длина валков, м;

ρ– плотность материала, кг/м3;

w = π× D × n , м/с, 60

где n – число оборотов валка в минуту; D – диаметр валка, м.

Мощность, потребляемая одной парой валков каландра,

N = 27 ×10−4 ×P ×w× HR , кВт,

где P – распорное усилие, Н;

R – радиус валка, м.

Валки резиновой промышленности

Пластикация каучуков проводится на двухвалковых машинах (рис. 5), валки кото- рых имеют разное число обо- ротов. Отношение этих чисел называют фрикцией. Это от- ношение у валковых машин для пластикации обычно при- нимается равным 1,1 ÷ 1,3.

Производительность ма-

размеров, а также от времени обработки, необходимого для достижения требуемой степени пластикации.

228

Расчет валковых машин для пластикации каучуков ведется в сле- дующей последовательности: сначала определяется время пластикации, за- тем – величина единовременной загрузки на валки машины и ее произво- дительность и, наконец, мощность и распорные усилия между валками.

Время пластикации τ определяется по формуле

где Пл – прирост пластичности каучука;

А– коэффициент, зависящий от марки каучука (табл.3);

i– зазор между валками, м;

w – окружная скорость валка, имеющего большее число оборотов, м/мин;

Ф – фрикция;

n, m – показатели степени, определяемые по табл. 3.

Одновременная загрузка на валки машины

Gзагр = 6,2 × D × L ×ρ×i + 0,1, кг,

где D – диаметр валка, м;

L– длина валка, м;

ρ– плотность материала, кг/м3.

Производительность валковой машины

229

Потребляемая мощность и величина распорных усилий в начальный период обработки при пластичности Плн

Примеры для самостоятельного решения

Определить производительность, время пластикации, распорные усилия и мощность двухвалковой машины по исходным данным, пред- ставленным в табл. 6.

Обозначения:

D – диаметр валков, м;

L – длина валков, м; Ф – фрикция;

n– число оборотов быстроходного валка, об/мин; i – зазор между валками, мм;

ρ – плотность каучука, кг/м3;

Плн – начальная пластичность каучука;

Плк – конечная пластичность каучука.

230