2.4. Розрахунок конструктивно-технологічних і энергосилових параметрів пресових агрегатів

2.4.1. Розрахунок шнекового преса

Незважаючи на багаторічний досвід експлуатації шнекових пресів і аналітичних досліджень їхньої роботи, методики розрахунку головних параметрів, які б повною мірою описували процеси, що відбуваються при формуванні глиняної маси, у даний час не існує. Тому значна кількість пресових агрегатів на підприємствах галузі працюють у режимах, що не відповідають оптимальним умовам експлуатації. Спроби експериментальних рішень поліпшення роботи шнекових пресів не завжди призводять до позитивних результатів.

Вирішення проблеми повинно складатися в комплексному дослідженні залежності параметрів процесу від геометричних і кінематичних параметрів шнека в поєднанні з геометричними характеристиками елементів, що формують - голівки і мундштука - і з урахуванням фізико-механічних властивостей глиномас. Такий комплексний підхід до проблеми розрахунку шнекових пресів розроблений кафедрою механічного устаткування МГСУ ім. В.В. Куйбишева [35, 36, 30]. Сутність цієї методики полягає в наступному:

1. Визначається характеристика елементів преса, що формують, тобто залежність тиску від продуктивності і властивостей маси.

2. Визначається оптимальна геометрія шнека і його характеристики, тобто розраховується продуктивність при різних потрібних для процесу пресування тисках, обумовлених елементами, що формують, і властивостями мас.

3. Визначаються потужність приводу і навантаження на робочі органи преса.

Визначення характеристик елементів, що формують

Картина руху глиномаси в голівці і мундштуці (див. рис. 2.8) має свої особливості. Випірна лопать шнека створює на вході в голівку різні швидкості руху глиномаси: максимальну - у стінок голівки і мінімальну - у її осі. При просуванні глини до мундштука картина плину змінюється на обернену. Швидкість стає максимальною на осі і мінімальною біля стінок голівки. Профіль швидкостей часток у поздовжньому перетині голівки стає параболічним, а загальна картина руху глини відбиває картину прямування в’язких рідин. Плин відбувається за рахунок зсуву тонких прошарків один по одному [30].

Визначення характеристик формуючих елементів преса рекомендується знаходити в такій послідовності [35]:

1. Формуючі елементи преса розбиваються на ділянки з таким розрахунком, щоб одержати канали простої геометричної форми (конус, клин, циліндр і т.п.).

2. Для кожної ділянки визначаються коефіцієнти геометричної форми і градієнти швидкостей по формулах, наведених в табл. 2.1.

3. Для цих ділянок знаходяться значення ефективної в’язкості по логічній кривій плину глини (рис. 2. ).

4. Визначається падіння тиску на кожній ділянці по формулі

де m - ефективне значення в’язкості, Нс/м²; Q - продуктивність, см³/с; k -константа геометричної форми каналу, м.

5. Підсумовується загальне падіння тиску в каналі.

Розрахунок геометричних параметрів шнека

Розміри і співвідношення зовнішнього діаметра шнека D, діаметра ступиці d, кроку t і кутів підйому гвинтової лінії лопатей шнека суттєво впливають на продуктивність і нагнітальну спроможність преса є оптимальні співвідношення між цими параметрами, і вихід з цих меж може призвести до значних погіршень характеристики шнека тобто він може виявитися замкненим звуженням самого каналу або навпаки не буде спроможний стискати масу. Докладний аналіз впливу геометричних параметрів шнека на його характеристику наведений в [35]. На основі цього аналізу рекомендуються такі співвідношення параметрів шнека.

Зовнішній діаметр кінцевої ланки шнека визначається з її співвідношення

, м