Расчет часовой производительности, теплового баланса действующей червячной машины, теплопереноса через стенку гильзы, теплового баланса червячной машины с разработанной "мокрой" гильзой. Расчет и выбор геометрических параметров червяка и мощности привода.
Аннотация к работе
Червячные машины получили развитие в начале ХХ столетия, когда стали перерабатывать первые термопласты - поливинилхлорид и полиэтилен, которые выдавливались без растворителей. В 1935 году была сконструирована червячная машина с паровым и электрическим обогревом и применен удлиненный червяк. В 1939 году создана червячная машина с электрообогревом и с охлаждением сжатым воздухом, которая явилась прообразом современных машин для выдавливания полимерных материалов. Червячные машины используются при различных технологических процессах: для смешения и грануляции материала; выдавливания пленок, труб, профилей, листов; наложения изоляции и оболочек для провода и кабеля.в) По конструкции привода: 1) червячные машины с электродвигателями постоянного тока, регулируемыми по схеме мотор - генератор, или при помощи ртутных и селеновых выпрямителей, 2) червячные машины с коллекторными электродвигателями переменного тока с бесступенчатой регулировкой числа оборотов; 2) машины со сложным профилем червяка (ступенчатым, прерывисты», коническим и т. д.); машины со сложным профилем червяка применяются, как правило, для приготовления композиций из пластмасс, гранулирования, девулканизации резины термомеханическим способом и для других специальных процессов; Например, шприц-машины для экструзии профилей, питаемые лентой подогретой резиновой смеси (машины «горячего» питания), имеют меньшую длину червяка, чем машины «холодного» питания, так как в последнем случае помимо функции винтового насоса, продавливающего смесь через каналы головки, машина выполняет еще и функцию подогрева Соотношение между длиной и диаметром червяка рекомендуется принимать: а) для машин по переработке резиновых смесей: 5 8 10 12 б) для машин по переработке пластических масс: 152025 30 35 По технологическому признаку червячные машины и установки для переработки полимерных материалов в изделия могут быть разделены: 1) Червячные машины и установки для переработки резиновых смесей в изделия.Данная машина проста и удобна в эксплуатации, имеет большой рабочий ресурс и относительно не большие габаритные размеры. На ряду со всеми ее достоинствами, она имеет ряд недостатков, снижающих ее производительность: а) Процесс охлаждения осуществляется через цилиндр, в которую запрессована гильза. Так как теплообмен увеличится, то можно увеличить скорость вращения червяка, что приведет к увеличению производительности. б) В редукторе существующей червячной машины установлены косозубые зубчатые передачи, это создает осевое усилие на валах редуктора которое передается в виде дополнительных напряжений на корпус редуктора.Часовая производительность червячных машин G, кг/ч., определяется по формуле [23]: , (2.1) где Vcp-объем пространства между двумя витками однозаходного червяка, м3; n-число оборотов червяка, об/мин.,n = 25об/мин; Объем пространства между двумя витками червяка Vcp, м3,определяется по формуле: , (2.2) где D-наружный диаметр червяка, м,D = 0,25м; Тангенсуглового шага винтовой поверхности ?cp, определяется по формуле[25]: , (2.3) гдеі =2Q3-тепло, отводимое охлаждающей водой, из червяка,КВТ; Q4-тепло, отводимое охлаждающей водой, от цилиндра,КВТ; Q5-тепло, отводимое охлаждающей водой, от головки,КВТ; Количество тепла, выделяющиеся за счет деформации материала, Q1, КВТ, определяется по формуле Определяем электрическую мощность, потребляемую двигателем из сети по формуле (2.6): КВТ.Определяем разность температур на внутренней и внешней поверхностях гильзы : ?t = 90 - 16 = 74?С. Поверхностная площадь гильзы F м2 ,определяется по формуле [20]: F = 2?RL, (2.14) где r - радиус гильзы, м, r = 0,125м; Определяем поверхностную площадь гильзы по формуле (2.13): F = 2· 3,14·0,125· 0,69 = 0,5 м2. Определим температуру охлаждающей воды на выходе,тн ?С, по выводам из формул (2.11, 2.12): тк= t2ср · 2 - тн; (2.16) t2ср= t1ср-. Вследствие разработки гильзы червячной машины, теплообмен между резиновой смесью и охлаждающей водой, при неизменном значении расхода холодного носителя и его температуры на входе в машину, увеличился на 2 градуса.Одночервячная машина теплого питания для профилирования резиновых смесейпредставлена на рисунке 3.1[21]состоит из корпуса 1 длиной до 15 диаметров червяка, внутрь которого запрессована втулка 2из азотированной стали. Со стороны крепления червяка корпус имеет загрузочную воронку 3цилиндроконической формы и утолщение. К корпусу с одной стороны при помощи фланцевого соединения крепится на откидных болтах и шарнирах угловая головка 4. С другой стороны к корпусу машины крепится корпус 5 для размещения упорного и радиального подшипников Упорный подшипник червяка размещается на конце ведомого полого вала цилиндрического двухступенчатого редуктора 6. Подаваемая через воронку 3 резиновая смесь захватывается шнеком 7, нагревается, несколько дорабатывается и под значительным давлением (до 10 МПА), выдавливается через головку 4, на выходе из которой крепится формообразующая детальРазличные виды обогрева или охлаждения корпуса позволяют обеспечивать необходимый т
План
Содержание
Введение
1. Технико-экономическое обоснование
1.1 Обзор существующих конструкций
1.1.1 Общая классификация
1.2 Обоснование выбора конструкции
2. Технологические решения
2.1 Расчет часовой производительности действующей червячной машины
2.2. Расчет теплового баланса действующей червячной машины
2.3 Расчет теплопереноса через стенку гильзы
2.4 Расчет теплового баланса червячной машины с разработанной «мокрой» гильзой
3. Конструкторская часть
3.1 Устройство и работа червячной машины
3.2 Выбор материала основных узлов машины
3.3 конструктивные расчеты
3.3.1 Расчет и выбор геометрических параметров червяка
3.3.2 Гидравлическое сопротивление протекторной головки
3.3.3 Расчет осевого усилия на червяк
3.3.4 Расчет мощности привода
3.3.5 Усилие воспринимаемое упорным подшипником червячной машины
3.3.6 Кинематический и силовой расчет редуктора
4 Монтаж и ремонт оборудования
4.1 Монтаж червячной машины
4.2 Ремонт червячной машины
Заключение
Библиографический список источников
Введение
Червячные машины получили развитие в начале ХХ столетия, когда стали перерабатывать первые термопласты - поливинилхлорид и полиэтилен, которые выдавливались без растворителей.
В 1935 году была сконструирована червячная машина с паровым и электрическим обогревом и применен удлиненный червяк.
В 1939 году создана червячная машина с электрообогревом и с охлаждением сжатым воздухом, которая явилась прообразом современных машин для выдавливания полимерных материалов.
Рост производства и применение полимерных материалов был толчком к проектированию и изготовлению весьма эффективных и высоко производительных червячных машин.
Червячные машины используются при различных технологических процессах: для смешения и грануляции материала; выдавливания пленок, труб, профилей, листов; наложения изоляции и оболочек для провода и кабеля. Они начинают находить широкое применение в литьевых машинах для предварительной пластификации, получения полых изделий.
Производство резиновых смесей является одной из наиболее быстро развивающихся отраслей промышленности. Можно сказать, что в настоящее время эти изделия применяются во всех отраслях народного хозяйства. Прогресс в этой области обусловлен все возрастающим потреблением деталей из резины почти всеми отраслями промышленности.
Дальнейший рост химической промышленности требует совершенствования всех химико-технологических процессов, и в частности процесса смешения, для чего необходимо создание нового высоко производственного оборудования.
В данном проекте предлагается, в червячной машине теплогопитания, интенсифицировать процесс теплообмена между резиновой смесью и охлаждающей водой. что приведет к увеличению производительности.
С установкой модернизированного оборудования увеличивается производительность, срок его службы, надежность в эксплуатации, межремонтный цикл.