Расчет шнековых смесителей-прессов для керамических масс
Шнековые пресса предназначены для формования пустотелого и полнотелого кирпича, дренажных труб и керамзитового гравия из глиняной массы различной влажности.
Шнековые пресса чаще всего состоят из двух агрегатов: собственно пресса и смесителя. Исходное сырье попадает в загрузочное окно смесителя, подхватывается лопастями, интенсивно перемешивается и транспортируется в шнековую камеру. В ней глиняная масса нагнетается в заборную часть шнекового вала, который транспортирует ее к головке пресса, уплотняет и выдавливает через мундштук в виде либо непрерывного бруса заданного поперечного сечения, либо в виде сырцовых керамических гранул диаметром 8…12 мм.
Расчет шнековых прессов зависит от свойств глиняной массы, конструктивных параметров шнека, цилиндра, головки [4].
Рис.5. Схема шнекового смесителя-пресса.
1. Определение среднего давления прессования
– для глин средней пластичности (ω=20…25%)
,
МПа;
– для низкопластичных глин (ω=15…20%)
,
МПа;
– для высокопластичных глин (ω=25…30%)
,
МПа,
где k1 – коэффициент, зависящий от длины головки цилиндра пресса, (табл.3); k2 – коэффициент, зависящий от длины мундштука, (табл.4); влажность глиняной массы, %; D – диаметр шнека, м.
Таблица 3
Значение коэффициента k1
Длина головки цилиндра пресса (LГ.П.), мм |
150 |
200 |
250 |
k1 |
0,878 |
0,988 |
1,000 |
Таблица 4
Значение коэффициента k2
Длина мундштука (LМ) пресса, мм |
150 |
200 |
250 |
k2 |
0,82 |
0,91 |
1,00 |
2. Определение производительности пресса
,
м3/ч,
где k – коэффициент, уменьшения теоретической производительности, k=0,2…0,35; n – частота вращения шнека, об/мин; S – шаг выжимной лопасти шнека, м; δ – толщина лопасти шнека, м, δ=0,05 м; ξ – коэффициент относительного уплотнения массы, зависящий от давления прессования, (табл.5); d – диаметр вала под шнеком, м, d=0,188 м.
Таблица 5
Значение коэффициента ξ
р, МПа |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
ξ |
0,152 |
0,174 |
0,185 |
0,208 |
0,231 |
0,25 |
0,273 |
0,304 |
0,328 |
0,346 |
0,363 |
3. Определение мощности двигателя привода шнекового пресса
,
кВт,
где NТР – мощность, расходуемая на преодоление сил трения между глиняной массой, шнеками и цилиндром, кВт,
,
кВт;
f – коэффициент трения массы о лопасти, f=0,3…0,4; N1 – мощность, необходимая для проталкивания массы через прессующую головку и мундштук, кВт,
,
кВт;
N2 – мощность, расходуемая на транспортирование глиняной массы от приемной воронки до мундштука, кВт,
,
кВт;
Ρ – плотность керамической массы, т/м3, ρ=1,7 т/м3; k3 – коэффициент сопротивления передвижению массы, k3=4…5,5; L – длина шнека без выжимной лопасти, м; N3 – мощность, необходимая для уплотнения глиняной массы, кВт,
,
кВт;
α – средний угол подъема винтовой линии шнека, рад, (для того, чтобы перевести величину угла α в радианы необходимо π умножить на значение угла α в градусах); η – КПД привода, η=0,95.
Исходные данные к расчету шнековых смесителей-прессов приведены в приложении 14.