Файл: Прошков А.Ф. Машины для производства химических волокон. Конструкции, расчет и проектирование учеб. пособие.pdf

типа волокна; эти характеристики выбирают на основании данных длительных исследований фильер в промышленных условиях.

Запас прочности материала фильеры следует брать не менее 3 (меньшее значение для благородных металлов и их сплавов). Допускаемое напряжение для стальных фильер можно брать в пределах 120— 150 МН/м2, а для цветных металлов 30—50 МН/м2.

Толщину фильерной пластины находят по формуле

°=-тѴтік- (268)

Толщину фильерных пластин, относящихся к особо ответ­ ственным деталям, следует рассчитывать не только по допускае­ мому напряжению, но и исходя из максимально допустимого прогиба fmax:

У1 6 £ / т а х

Толщина дна сферической фильеры не должна быть меньше

азатем по формуле (266) определяем

р#с 1,5-255

Материал фильер

Материал фильеры зависит от степени агрессивности раствора или расплава полимера, их температуры и давления, агрессивности осадительного раствора.

Материал фильер для формования комплексных текстильных нитей из вискозы должён быть стоек к кислотам и щелочам, так как вискоза имеет щелочную основу, а осадительный раствор —

265

кислотную. В этом случае фильеры изготовляют из сплавов зо­ лота, платины, палладия, иридия, из чистого тантала или никеля.

При получении химических волокон из расплавов материал должен быть жаростойким и коррозионностойким. Этим требова­ ниям отвечают высоколегированные стали и, в частности

0Х18Н12Б и Х18Н9Т.

Отечественная промышленность изготовляет фильеры для пере­

фильеры из стали ХІ8Н9Т.

Для формования химических волокон из растворов полимера изготовляют фильеры из сплавов драгоценных металлов: пла­ тина (75%) — палладий (25%); платина (92,5%) — золото (7,5%);

Технические требования, предъявляемые к фильерам при изготовлении

Шероховатость донышка фильеры из стали или благородных ме­ таллов должна быть не ниже 10-го класса чистоты для наружной и 8-го класса чистоты для внутренней стороны; для фильеры из никеля — не ниже 8-го класса чистоты для обеих сторон.

Края отверстий и щелей не должны иметь зазубрин. В каналах отверстий и щелей не должно быть зауренцев и раковин.

На буртике не допускаются гофры, видимые невооруженным глазом.

Предельные отклонения шага между отверстиями должны соответствовать 5-му классу точности.

Чистоту обработки и размеры отверстий проверяют с помощью микроскопа с 60-кратным увеличением.

§ 8. ТРАНСПОРТИРУЮЩИЕ И ВЫТЯЖНЫЕ ДИСКИ

Диски могут быть предназначены только для транспортирования или и для транспортирования и для вытягивания нити. Нижний диск, на который поступает сформованное элементарное волокно,

266

должен обеспечить постоянную скорость движения этого волокна. Если этот диск имеет значительное биение или неравномерное вращение, то получают волокно неодинаковой толщины по длине. Кроме того, с увеличением скорости формования соответственно увеличивается и частота вращения диска, в результате чего его рабочая скорость может быть равна или превышать основную кри­ тическую скорость. При формовании химических волокон такое явление крайне нежелательно, так как при пуске в момент пере­ хода скорости через критическую резко возрастают амплитуда колебания системы (вал с диском) и расход энергии на вращение,

материал дисков должен обладать высокой антикоррозионной стойкостью по отношению к применяемым на данных машинах химическим реагентам, достаточной прочностью и износостой­ костью;

диски должны иметь чистую и гладкую поверхность без острых буртиков и краев;

диски должны не иметь биений и овальности, точно центри­ роваться и прочно крепиться на приводном валу.

С точки зрения получения наиболее равномерной толщины волокон по длине выгодно по возможности применять диски максимального диаметра.

Для создания необходимого натяжения и устранения про­ скальзывания нити ею многократно огибают транспортирующие или вытяжные диски. Следовательно, длина диска определяется числом и шагом витков нити.

При проектировании необходимо не только определить основ­ ные размеры диска, правильно выбрать материал, принять обосно­ ванные пределы биения и дебаланса, но и правильно расположить эти диски на машине.

Существуют три схемы установки транспортирующих дисков на машине:

оси дисков перпендикулярны продольной оси машины; оси дисков параллельны продольной оси машины;

оси дисков расположены под углом к продольной оси ма­ шины.

При формовании волокон из растворов полимера со скоростью более 1 м/с приемлема только первая схема установки дисков, при которой устраняется возможность попадания брызг отделоч­ ных растворов на обслуживающий персонал. Кроме того, при такой схеме расположения осей значительно улучшаются условия смазки подшипников и приводных механизмов. Валы дисков каж­ дой секции машины располагают в одной герметически закрытой коробке. Значительно облегчается при этом и антикоррозионная защита машины.

267

При расчете дисков определяют напряжения и деформации в опасных сечениях диска; кроме того находят первую, а при не­ обходимости и вторую критические скорости.

Особые требования предъявляют к чистоте и износостойкости рабочей поверхности дисков. На машинах для формования во­ локна из растворов полимера и при наличии осадительных ванн устанавливают диски из стекла. В остальных случаях применяют

Если диски расположены на одной горизонтали, то диаметр D стакана при межцентровом расстоянии дисков А < 300 мм сле­

А >■ 300 мм, то диаметр стакана при скоростях цити свыше 25 м/с можно доводить до 200—250 мм.

268

Оптимальное значение диаметра диска находят технико­ экономическими расчетами.

На формовочных машинах искусственного волокна наиболее

При k >> 3 шаг витков можно брать в пределах 3—5 мм, при к < 3 шаг следует увеличивать до 10 мм.

Расчет на прочность и деформацию

Стакан диска можно рассматривать как тонкую оболочку враще­ ния, поскольку толщина 8 его стенки мала по сравнению с мини­

с очень малой конусностью). Для этих форм стаканов в разделе первом, получены формулы для определения максимальных на­ пряжений, а также напряжений изгиба в зоне перехода стакана в дно.

При проектировании транспортирующих или вытяжных дисков необходимо предусматривать плавные сопряжения стакана с дном и стремиться к увеличению радиуса дуги сопряжения. Минималь­ ное значение этого радиуса 3—5 мм.

При определении толщины стенки стакана следует пользоваться

при растяжении;

Г\ — г = D/2 — номинальный радиус стакана.

Толщину плоского донышка обычно принимают в 1,5—2,5 раза больше толщины стенки стакана. Чем короче и легче стакан и массивнее донышко, тем спокойнее и устойчивее вращение диска.

Если при расчете по допускаемым напряжениям находят тол­ щину стенки меньше 1 мм, то при конструировании толщину сле­

269