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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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

 

 

 

 

 

 

 

/> =

2 | і в ф і > # і 1

кгс.

 

(ѴІІІ-6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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\

(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-секп2; 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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение мощности привода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

каландра.

Для

определения

мощ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.