Файл: Силенок, С. Г. Механическое оборудование предприятий строительной индустрии учеб. для студентов вузов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 95
Скачиваний: 0
S54 |
Глава |
2. Производство |
изделий вальцово-каландровым |
способом |
дит отформованный лист, |
и тем выше, чем выше класс чистоты по |
|||
верхности |
валка. |
|
|
|
|
Четырехвалковый г-образный каландр (рис. ѴІІІ-3) с валками |
|||
диаметром |
710 мм и длиной рабочей части 1800 мм |
предназначен |
для изготовления поливинилхлоридного линолеума. На каландре применен индивидуальный привод валков. Валки / приводятся во вращение соединительными шпинделями 2 от четырех электродви гателей мощностью 42 кет при 1000 обIмин. Шпиндель устроен по принципу шарнира Гука и позволяет передавать вращение валкам при углах между осью шпинделя и осью валка, равных 8—10°. Этот угол наклона шпинделя к оси валка позволяет обеспечить мак симальное перемещение валка при регулировании величины зазора между валками. Валки / установлены в подшипниках качения 3, корпуса которых встроены в станину 4. Подшипники валков 1а, 16, 1в могут перемещаться по соответствующим направляющим ста нины, образуя зазор между валками до 20 мм. Механизм регулиро вания зазора работает следующим образом.
От электродвигателя 5 через червячный редуктор передается вращение на червячное колесо 6 второго редуктора, насаженное на шлицевой конец нажимного винта 7. Винт вращается в бронзо вой гайке 8, закрепленной в станине, и своей сферической головкой опирается на пяту 9, а через нее на упорный роликоподшипник 10. Электродвигатели механизмов регулирования зазора запускаются одновременно для обеих цапф валка. В связи с тем что электро двигатели не могут иметь абсолютно одинаковых характеристик, предусматривается возможность раздельного пуска каждого элект родвигателя. Мощность установленного электродвигателя 2,8 кет
при |
900 |
об/мин. Скорость |
перемещения валков |
при раздвижке |
10,3 |
мм/мин. |
|
|
|
На валках 16 и le установлены механизмы 11 и 12 перекоса валков. |
||||
Механизм |
перекоса состоит |
из вала привода 13, |
зубчатой муфты |
14, червячной пары 15 и винта 16. При вращении винта 16 гайка 17 перемещает клин 18 (вправо или влево), благодаря этому опускается или поднимается обойма 19 подшипника валка. Во избежание по падания в подшипники обрабатываемой массы установлены ограни чительные щитки 20, перемещаемые вдоль валков.
На каландрах имеется |
аварийное устройство 21, состоящее |
из конечного выключателя |
и рычага, связанного с движением под |
шипников валка. Валок имеет центральное отверстие, по которому циркулирует теплоноситель, обогревающий его, причем темпера тура поверхности валка в соответствии с технологическим режимом поддерживается в пределах 120—150° С. Во внутреннюю полость валка введена трубка 22 для подачи теплоносителя. Поршень 23 разделяет внутреннюю часть валка на две полости. Теплоноситель поступает в левую полость, затем по наклонным каналам в горизон тальные каналы, проходящие на глубине 50 мм от наружной поверх-
356 Глава 2. Производство изделий вальцово-каландровым способом
ности валка, и далее через наклонные каналы в правой полости идет на слив. Каландр комплектуется установкой для нагрева и подачи теплоносителя.
Система смазки подшипников каландра централизована. Она предусматривает автоматическое поддержание режима смазки и включение в работу машины только после того, как обеспечена на дежная смазка ответственных узлов каландра. При засорении си стемы или недостаточном поступлении смазки должен срабатывать механизм аварийного выключения машины. Смазка клинового уст ройства механизма перекоса валков и винтовой пары механизма регулирования зазора также*густая, централизованная. Для ре дукторов механизма регулирования зазора и редукторов механизма перекоса применена картерная система смазки.
§ 3. Основы расчета каландров
Производительность каландра может быть определена по формуле
|
|
П = 60vFyk |
кг/ч, |
|
|
(VIIJ-1) |
||
где V — скорость выхода материала в м/мин; |
F — площадь поперечного сечения |
|||||||
ленты в мг, которую находят по формуле F = |
hob; h0 |
и b — соответственно тол |
||||||
щина и ширина ленты; у — удельный вес ленты в кг/мъ; |
k — коэффициент исполь |
|||||||
зования машинного времени. |
|
|
|
|
|
|
||
Скорость выхода материала из |
каландра |
|
|
|
||||
|
|
V — |
ѵгкъ |
|
|
|
|
|
где ѵх — nDn — окружная |
скорость валка |
(D — диаметр |
валка в м, |
п — число |
||||
оборотов в 1 минуту); |
^ |
— коэффициент |
|
опережения |
(kt |
— 1,05 |
1,2) |
|
V = |
(1,05- 1,2) ^ = |
|
(1,05- 1,2) nDn. |
(ѴШ-2) |
Скорость выхода материала из каландра несколько выше окруж ной скорости валка вследствие того, что материал в минимальном зазоре валков каландра в средней плоскости течет быстрее, чем в слоях, прилегающих к поверхности валков.
Окончательно производительность каландра
n^mnDnhobkyky |
кг/ч. |
(ѴШ-3) |
Определение распорного усилия. Основным исходным парамет ром для расчета каландра является распорное усилие. Равнодей ствующая распорного усилия приложена к середине валков и стре мится раздвинуть валки, при этом зазор по длине валка в средней части значительно превышает зазор по краям, что приводит к полу чению листа разной толщины. Поэтому для выбора метода компен сации прогиба валков, обеспечивающего получение листа с заданной величиной разнотолщинности, а также прочностного расчета ка ландра важно возможно точнее определять значение распорных усилий.
§ 3. Основы расчета каландров |
357 |
При расчете распорных усилий можно пользоваться формулой,
предложенной Ардичвили: |
|
|
|
|
|
Р =2n^vRL [^- — ~j |
кгс, |
(ѴІІІ-4) |
|
где (хЭф — эффективная вязкость материала |
в кг-сек/см2; ѵ — окружная скорость |
|||
в см/сек; |
L — длина валка в см; hQ — минимальный |
зазор |
между валками в см; |
|
H — размер в см (рис. VI11-4); R — радиус валка |
в см. |
|
||
|
H = h0 + 2R(l |
- c o s а ) , |
(ѴІІІ-5) |
|
где а — угол захвата. |
|
|
|
|
Часто величиной пренебрегают, так как она составляет меньше |
||||
8—5% |
.-, тогда |
|
|
|
|
"О |
|
|
|
/> = |
2 | і в ф і > # і 1 |
кгс. |
|
(ѴІІІ-6) |
|
|
||
|
|
|
"О |
|
|
|
|
|
При наличии разности |
окружных |
\ |
|
|||||
скоростей валков, работающих в паре, |
|
|
||||||
распорные усилия можно определить по |
|
|
||||||
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 , 2 2 ^ |
кгс, |
(ѴІІІ-7) |
|
|
||
|
|
|
kg |
|
|
|
|
|
где |лЭ ф —эффективная |
вязкость |
в |
кг-сек/см2; |
|
|
|||
и— окружная |
скорость |
в см/сек; |
R |
— радиус |
|
|
||
валка в см; hg — минимальный зазор между вал |
|
|
||||||
ками в см. |
|
|
|
|
|
|
Рис. ѴШ-4. Схема к опре |
|
Формулами (VIП-4) и (VI11-7) можно |
делению распорных |
усилий |
||||||
|
|
|||||||
пользоваться, |
если |
известна |
вязкость |
|
|
|||
материала |
в |
диапазоне |
скоростей, при которых формуется |
лента. |
||||
Эффективную вязкость можно выразить |
уравнением |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
dv\n—i |
(VII1-8) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
fdv\ |
эффективный градиент скорости, в сект1. |
|
||||||
где \dy /эф |
|
Так как величина градиента скорости различна в поперечном сечении зазора валков, то при расчетах берется усредненный эффек тивный градиент скорости. Приближенно эффективный градиент скорости может быть найден по формуле
dv\ |
2ѵ |
(VI 11-9) |
|
dy /эф |
An* |
||
|
где V — скорость валка в м/сек; Л0 — минимальный зазор между валками в м; А—коэффициент, отражающий меру консистенции жидкости, в н-секп/м2; чем больше вязкость, тем больше А.
358 |
Глава 2. Производство изделий вальцово-каландровым |
способол |
Рис. ѴІІІ-5. Реологическая кривая поливинилхлоридного линолеума
Коэффициент А в значительной степени зависит от температуры, и, как показывают исследования, в пределах интервала изменения температур, при которых идет формование полимерного материала, эта зависимость имеет вид
А = А0е-в°Т, |
(ѴІІІ-10) |
где Л 0 и Ва — эмпирические константы; Т — температура |
в °С; п — «индекс |
течения», который характеризует степень неньютоновского поведения материала. Он изменяется в пределах от 0 до 1. Чем больше коэффициент п отличается от еди ницы (и = 1 характеризует ньютоновское течение), тем отчетливее проявляются неньютоновские свойства материала.
|
§ 3. Основы расчета |
каландров |
359 |
Величины Л и п |
находятся графическим путем на основании дан |
||
ных исследований |
течения материала |
на капиллярных, |
ротацион |
ных и тому подобных вискозиметрах.
Графическую зависимость эффективной вязкости от градиента скорости [формула (VII1-8)], построенную на основе вискозиметрических данных перерабатываемого материала, называют реоло гической кривой данного материала. На рис. VII1-5 представлена реологическая кривая, полученная на капиллярном вискозиметре
для |
ПВХ |
линолеума |
в |
воз |
|
D |
|
|
|
|
|
||||
можном |
температурном |
и |
скоро |
|
|
|
|
|
|
||||||
Ц\ |
|
|
|
|
|
||||||||||
стном |
диапазонах |
каландрирова |
|
|
|
|
|
||||||||
2,1 |
|
|
|
|
|
||||||||||
ния |
материала. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
2ß |
|
|
|
|
|
|||||
Определение мощности привода |
|
|
|
|
|
||||||||||
1ß |
|
|
|
|
|
||||||||||
каландра. |
Для |
определения |
мощ |
|
|
|
|
|
|||||||
|
Iß |
|
|
|
|
|
|||||||||
ности, потребляемой при |
формова |
|
> |
|
|
|
|
||||||||
|
1,7 |
|
|
|
|
||||||||||
нии материала в зазоре |
между вал |
|
|
|
|
|
|
||||||||
ками |
каландра, можно |
пользовать |
|
',6 |
|
|
|
|
|
||||||
ся зависимостью |
|
|
|
|
|
',5 |
|
|
|
1,2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N-- |
|
|
|
|
(ѴІІІ-П) |
|
|
|
|
|
1fi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
где P — распорное |
усилие в кгс; |
f=.°2 |
•IßI |
5 7 |
10 |
|
20 А |
||||||||
отношение |
скоростей |
вращения |
валков, |
Рис. ѴШ-6. |
График зависимости |
||||||||||
работающих в паре |
(/ > |
1); ѵ1 |
— скорость |
|
|
коэффициента |
D от Д |
|
|||||||
вращения |
валка |
в |
м/сек; |
D — коэффи- |
|
|
|
|
|
|
|
||||
циент; |
находится |
из графика |
(рис. ѴІІІ-6) |
в |
зависимости |
от |
параметра Д = - г - |
||||||||
и. фрикции. • |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Параметр А в зависимости от R и h0 |
можно принимать в следую |
||||||||||||||
щих |
пределах: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
R, мм |
|
0, К fro |
< 0,5, |
мм |
0,5 < h„ ^ |
1, |
мм |
1 < h„ ^ |
5, |
мм |
5 < ft0 < |
Ю- мм |
|||
|
100 |
|
|
20 - 10 |
|
|
10-8 |
|
|
8 - 6 |
|
|
|
|
|
|
275 |
|
|
20-15 |
|
|
15-10 |
|
|
10-8 |
|
|
8 |
|
|
|
355 |
|
|
|
20 |
|
|
15 |
|
|
10 |
|
|
8 |
|
Мощность |
привода |
всего |
каландра |
определяем, |
учитывая, |
что |
в двухвалковом каландре материал перерабатывается в одном за зоре, в трехвалковом — в двух зазорах, в четырехвалковом — в трех зазорах и т. д.
Общая установленная мощность электродвигателей привода принимается на 25% выше расчетной.