РАСЧЕТ ЛЕНТОЧНЫХ ВИНТОВЫХ (ШНЕКОВЫХ) ПРЕССОВ

В процессе прессования глиняной массы в ленточных прессах глина уплотняется и проталкивается с определенной скоростью через прессовую головку и мундштук. Работа А, затрачиваемая на прессование данного объема глиняной массы, без учета потерь на трение выжимной лопасти о глиняную массу, расходуется на преодоление сил трения массы о стенки головки и мунд­штука, на преодоление трения частиц, на собственно прессование (уплотне­ние) глины.

Сила Р, которую необходимо затратить для выполнения указанной работы, по величине должна равняться общему усилию прессования. Таким образом, общее давление на массу, развиваемое выжимной лопастью, по своей величине должно равняться силе Р.

Принимая величину давления лопасти на массу равной Р, находим сред­нее значение удельного давления прессования из уравнения

Р 4 Р

Р~ F ~ jt(Da — da) ’

где р — удельное давление прессования;

F — поперечное сечение концевого витка выжимной лопасти за вычетом сечения ступицы лопасти;

D — концевой диаметр выжимной лопасти;

d — диаметр ступицы.

Удельное давление прессования изменяется в зависимости от физических свойств массы и в первую очередь в зависимости от пластичности. С повыше­нием влажности и пластичности глиняной массы удельное давление прессова­ния снижается. Величина р изменяется также в зависимости от диаметра корпуса пресса, длины прессовой головки и мундштука. С увеличением размеров этих частей пресса удельное давление возрастает.

Изменение величины среднего удельного давления прессования в зави­симости от изменения диаметра (сечения) корпуса пресса при постоянном выходном сечении мундштука характеризуется следующей эмпирической формулой:

і Рі і /теч

P = A) + «77 = A) + a~4/7’ (195)

где p0 — величина удельного давления без учета влияния размеров кор­пуса;

a — коэффициент пропорциональности; опыты показывают, что давле­ние изменяется пропорционально отношению Fx к F2; для Чере­мушкинской и аналогичных ей глин в пределах опытов (D =

= 400 ч — 500 мм) величина а ж0,5; при более высоких значениях D величина а /2

возрастает и, наоборот, при меньших — уменьшается; ю

поскольку применяемые в промышленности диаметры 8

корпуса находятся в ука­занных пределах, прини — g

маем в дальнейшем а=0,5;

Fх — сечение корпуса на выходе в м2;

F2 — сечение мундштука на вы­ходе в м*; Ft = 0,13 X X 0,27 = 0,035 м”;

D — диаметр корпуса на вы­ходе В М. Фиг. 87. Зависимость величины удельного

Преобразуя формулу (195), по — давления от влажности,

лучаем

р = р0 + 0,5.0,785-^-= р0+11,8D*. <196>

Изменение величины удельного давления р прессования в зависимости от влажности w массы при диаметре корпуса на выходе 0,4 м, при головке длиной 275 мм и мундштуке длиной 150 мм, как показывают опыты, харак­теризуется кривой, показанной на фиг. 87.

Выражение р через квадратный полином получим, взяв на кривой три точки. Имеем: для первой точки р = 10,45, w = 18%; для второй точки р = 5,1, w — 20%; для третьей точки р = 1,4, w = 23%.

Применяя формулу Лагранжа, после вычислений получим

р = 0,176 w2 — 8,71 w + 108,6. (197)

Удельное давление прессования с учетом изменения длины головки и мундштука определяется формулой [на основе формулы (196)1

Р = kfkt(p0 + 11,8D2), (198)

где kx — коэффициент, учитывающий изменение длины головки (см. табл. 3); — коэффициент, учитывающий изменение длины мундштука (табл. 3).

10 Сапожников

Для определения значения р„ приравняем формулы (197) и (198), при этом значения klt k2 и D примем соответственно размерам головки, мундштука и корпуса, при которых получена кривая на фиг. 87 и на основе ее фор­мула (197):

0,82-1 (ро + 11,8-0,4s) = 0,176 йу2 — 8,71 w + 108,6; (199)

р0 = 0,215а>2 — 10,62 w + 130,5. (200)

Заменяя в формуле (198) значение р0 выражением (200), получаем окон­чательно

р = kx-k^ (0,215&у2 — 10,62® — f — 130,5 + 11,8Z?2) кг/см2. (201)

При изготовлении пустотелых изделий величина удельного давления прессования повышается вследствие возникновения дополнительных сопро­тивлений трения, вызываемых наличием керн. При пустотности в 20—25% величина удельного давления прессования для глин средней пластичности (II класс) возрастает на 15—16%. Это необходимо. учитывать введением в формулу (201) коэффициента k3 = 1,15-=-1,16.

Таблица 3

Значения коэффициентов kx и k2

Величина kt

Длина головки в мм

Величина k2

Длина мунд­штука в мм

0,878

150

0,82

150

0,988

200

0,91

200

1,00

250

1,0

250

Из табл. 3 видно, что при увеличении длины головки на 25—30% удель­ное давление прессования возрастает на 6,5—7%, в то время как при уве­личении длины мундштука на 25—30 % удельное давление возрастает на 10—10,5%. Следовательно, изменение длины мундштука значительно больше влияет на величину среднего удельного давления, чем изменение длины головки.

Формула применима для определения величины удельного давления при прессовании так называемых кирпичных глин средней пластичности (II класс). При определении велйчины р для низкопластичных глин (III класс) необходимо увеличивать значение р, полученное по формуле (201), на 15%, а при работе с высокопластичными глинами (I класс), наобо­рот,— уменьшать его на 12,5%.

Процесс прессования глиняной массы характеризуется уменьшением ее объема и появлением напряжений с в спрессованном глиняном брусе.

При поступлении в прессовую головку объема V глиняной массы

по выходе из мундштука получается объем VK.

Относительное уменьшение объема составит

а = V~Vk; V — Vk = aV. (202)

Значения а в зависимости от р приводятся в табл. 4.

Как известно, работа прессования Апр выражается произведением вели­чины уменьшения объема на объемное напряжение сжатия:

Апр = aaV. (203)

Таблица 4

Значення а

р в кг/см‘А

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

а

0,105

0,131

0,152

0,174

0,185

0,208

0,231

0.250

0,273

0,304

0,328

0,346

0,363

Для определения значения о выделим в глиняной массе бесконечно малый
элемент деформируемого материала (фиг. 88) и рассмотрим его в состоянии
равновесия при статическом воздействии сил.

В процессе прессования имеет место всестороннее сжатие. Так как воз-
можность бокового расширения отсутствует, то можно записать

ох = а2. (204)

Напряжение в направлении прилагаемого
усилия

оу = р. (205)

Напряжение gx и стг можно выразить че-
рез напряжение следующей зависимостью:

сх = az = lo.

Опыты показывают, что для глиняной массы | = 0,70-^0,74.

Сумма главных напряжений

ох + оу + стг = р (1 + 21). (208)

Величина напряжений во влажной глиняной массе, а отсюда и степень ее уплотнения неразрывно связаны с влажностью массы и тем самым с гидра влическим давлением.

Следовательно, напряженное состояние глиняной массы с практически достаточной степенью точности можно выразить объемным напряжением, которое подчиняется закону гидростатического давления:

З З

Подставляя цифровое значение | = 0,70-^0,74, окончательно получаем

а = (0,80-4-0,825) р да 0,81 р. (210)

Таким образом, формула (203) принимает вид

Апр = 0,81 paV. (211)

Следовательно, пользуясь формулой (211), можно определить ту часть

работы, которая затрачивается на уплотнение глиняной массы в прессовой головке.

Работа прессования и проталкивания глиняной массы через головку и мундштук пресса может быть представлена как сумма работ, затрачиваемых

10*

ох + + oz__ р (1 _|_ 2g)

а =

(206)

Фиг. 88. Схема напряженного состояния элементарного объема массы.

где | — коэффициент бокового давления (рас­пора);

£ _____ °Х _________ °Z

* гг гг •

(207)

(209)

на преодоление трения между торцовой поверхностью выжимной лопасти

и массой, на проталкивание массы через прессовую головку и мундштук

и на уплотнение массы.

Разложим среднее удельное давление р, приложенное по окружности

(D + d г.

среднего диаметра I—^— , на две составляющие силы: Рн — нормальную

силу ит — касательную.

По фиг. 89, а имеем:

(212)

Рн — Р cos а; т — р ■ sin а,

где а — средний угол подъема винтовой поверхности.

Общее давление, развиваемое лопастью, будет равно

(213)

^ общ ‘ Рн’ FH,

где FH — общая площадь наклонной поверхности на длине шага.

плоскость.

Имеем

Фиг. 89. Схемы к расчету мощности, потребляемой прессом.

р cos а;

Докажем, что PHFH рав­няется pF, где F— проекция площади на вертикальную

cos a

PHFH = Р cosa

(214) pF. (215)

cos a

Таким образом, можно подсчитать момент, развиваемый силами трения между массой и наклонной поверхностью лопасти, исходя из действия сред­него удельного давления прессования массы на площадь вертикальной проекции лопасти.

Выделим на поверхности лопасти элементарное кольцо шириной cIq (фиг. 89, б) с радиусом, равным р. Давление dP, оказываемое массой на это кольцо, составит

dP = p-2TiQdQ. (216)

(217)

(218)

(219)

(220)

Элементарная сила трения dT будет равна dT — dPf = pf-2nQdq,

где f — коэффициент трения массы о поверхность лопасти.

Тогда элементарный момент трения

dMmp = dTi> = 2npf(f • df).

Интегрируя в пределах от г до R, получим

R

Mmp = 2npf QzdQ,

R3-

Мт, = 2яр/

Мощность, расходуемая на преодоление сил трения, определяется по формуле

Мк

(221)

N„

2я pf(R3 — л3) п

кет.

‘тР 97 5U0 97 500-3

где п — число оборотов винта в минуту; все размеры в кг и см.

Работа А, затрачиваемая на проталкивание данного объема массы через головку и мундштук, за один оборот лопасти будет равна

А = pFs = pV і (222)

(поскольку F-s — V^>,

где s — путь, проходимый глиняной массой за один оборот лопасти;

Vх — объем массы, подаваемый за один оборот лопасти.

Теоретически этот путь s (при отсутствии проворачивания массы и ее воз­врата) равен шагу выжимной лопасти. Практически, поскольку масса про­двигается на величину пути, соответствующую количеству массы, вышедшей из мундштука за один оборот винта, необходимо длину этого пути определять, исходя из расчетной производительности пресса. Мощность Nь затрачивае­мая на проталкивание, определится по формуле (223), где А принимается по формуле (222):

N Ап pV’n — pV тт (22Ъ

1 — 60-102 60-102 3600-102 ^ ‘

(так как Vх-п 60 = V, т. е. производительности пресса в м3/час), где все

размеры в кг и м; V в м’Ччас.

Кроме указанных выше работ, затрачиваемых при прессовании глиняной массы, в ленточном шнековом прессе расходуется дополнительная мощность на транспортирование массы от приемной части до выжимной лопасти. Рас­ход мощности на транспортирование массы определяется по тем же формулам, что и для винтовых конвейеров:

N2 = —367^" квт> (224)

где V — производительность пресса в м3/час; у — объемный вес массы; у = 1,6 т/м3;

L — длина лопастного винта (без выжимной лопасти) в м; w — коэффициент сопротивления продвижению массы (для глины w = 4,0-4-5,5).

Расход мощности, затрачиваемой на уплотнение глиняной массы, будет, в соответствии с формулой (211), равен

_ Апрп _ 0,81/701/,» (225)

3~ 60-102 — 60-102 ’ ‘

где — объем массы, проталкиваемой за один оборот винта, в м3; п — число оборотов винта в минуту.

Таким образом, общий расход мощности для ленточных винтовых прессов будет равен

Л, Nmp + Nі — iV3 /оос

N = кет, (226)

где г) — к. п. д. установки, учитывающий потери на трение в деталях при­вода и мощность, расходуемую на вращение питательного валка

(rj = 0,85).

Мощность, расходуемая в комбинированных вакуум-прессах, по срав­нению с обычными ленточными прессами возрастает на величину, потребную для приведения в действие глиномешалки.

В глиномешалке мощность затрачивается на:

а) преодоление сопротивлений трения глиняной массы о стенки корыта;

б) транспортирование массы и ее перелопачивание;

в) разрезание глиняной массы в процессе перемешивания;

г) преодоление сопротивлений в приводном устройстве.

Сопротивления а и б определяются по формулам для расчета винтовых конвейеров (шнеков)

Л? V-V-L-ХЯ)

N1 =——— 307— кет, (227)

где V — производительность глиномешалки в м3/час;

у — объемный вес глиняной массы в т/м3;

L — длина корыта глиномешалки в м;

w — общий коэффициент сопротивления (для глиняной влажной массы равен 4—5,5).

Мощность, расходуемая на разрезание глиняной массы, определяется, исходя из следующего: в процессе работы глиномешалки каждый из ножей

Фиг. 90. Схема к расчету глиноме­шалки вакуум-пресса.

разрезает глиняную массу по периметру, соответствующему проекции ножа на горизонтальную плоскость. При угле пово­рота а ножа, равном в среднем 20° (по от­ношению к вертикальной плоскости), про­екция F ножа на горизонтальную пло­скость будет равна

F — lb sin а = 0,342 lb, (228)

где I — длина рабочей части ножа; b — ширина ножа.

Сопротивление, возникающее при по­гружении ножа в глиняную массу, по мере углубления будет возрастать, пока не достигнет величины, при которой начнется процесс резания глины. Начало этого процесса наступит в момент, когда глиня­ная масса будет уплотнена усилием, при котором удельная нагрузка на массу будет равна величине к — удельного сопротивления глины резанию.

Величина к для грунтов III и IV категорий при влажности их в пределах 17—20% составляет 2—3 кг/см2.

Таким образом, наибольшее усилие, необходимое для разрезания глиня­ной массы при работе одной лопасти, будет равно

Р = F-к = 0,342 1Ьк. (229)

Для і лопастей соответственно получим

Робщ = F-к-і = 0,342-l-b-к-і. (230)

Работа резания за один оборот вала будет равна

^ ^общ ‘

где s— путь резания за один оборот вала.

Длина этого пути определится, исходя из следующего. Заполнение глиняной массы корыта глиномешалки обычно равно 50%. Таким образом, каждый из ножей в процессе работы разрезает глиняную массу на длине пути, равной полуокружности.

Выделим на ноже площадку длиной dQ и шириной, соответствующей

проекции ширины b ножа на горизонтальную плоскость на расстоянии q

(231)

от центра вращения, найдем (фиг. 90)

dF = 0,342 bdQ.

Рабочий путь s, проходимый ножом за один оборот вала, будет равен

s = Щ). (232)

Усилие, необходимое для разрезания глиняной массы одним ножом,

dP — dF — к = 0,342 — b-dQ-к. (233)

Для і ножей

dP общ = 0,342 — b-dQ-к-і. (234)

Работа резания определится из условия

dA = dPo6ai ■ s = 0,342 ■ bdQ-кіщ. (235)

Интегрируя в пределах от г до R, где г — расстояние от центра вращения до начала лопасти; R —радиус окружности, описываемой концом лопасти,

получим

А = 0,342-6-/c-i-jt J рdq, (236)

Я2 — г2

откуда

А = 0,342 b-к-і-я

Мощность, расходуемая на разрезание глины, будет равна:

Ап

кет,

N =

2 60-102

где п — число оборотов вала лопастей в минуту;

(239)

д, 0,342-£-/с-і-я (R2 — г2)п N* =—— 12245——- Квт-

В формуле (239) величины b, R и г даны в м к — в кг/м2.

Величина мощности, потребной для работы глиномешалки без учета мощ­ности, расходуемой в верхнем конусном шнеке, состоит

n, + n2

(240)

квт,

Побщ

п

где ті — к. п. д. привода (т) = 0,85).

Пример. Определить мощность, потребляемую мешалкой комбиниро­ванного вакуум пресса СМ 443. Расчетные данные: длина рабочей части корыта мешалки 2,44 м; средняя ширина лопасти 0,08 м, удельное сопротив­ление резанию 2,5-104 кг/м2-, число лопастей 30; расстояние от центра вра­щения до начала рабочей части лопасти г = 0,065 м; радиус окружности, описываемой концом лопасти, R = 0,3 м; число оборотов вала лопастей в минуту 30; производительность глиномешалки 15 мъ/час объемный вес глиняной массы 1,6 т/м3.

Пользуясь формулами (227), (238) и (240), находим

15-1,6-2,44-5,5

Л, V_yLw 1 ‘ 36/

= 0,876 квт;

367

0,342-6-к-і-я (R2 — г2) п 0,342-0,08-2,5- 104-30я (0,32 — 0,0652) 30

13,7 квт;

Л/,

12 240

N’ = 0>876 + 13-7 _ tg

Общ АОС — 1 / ,1Э

квт.

Работа, затрачиваемая на уплотнение глиняной массы и проталкивание се через кольцевой зазор конусного шнека глиномешалки комбинированного вакуум-пресса, может быть представлена как сумма работ, расходуемых на преодоление сопротивлений трения между торцом шнека и глиняной мас­сой, на проталкивание массы через кольцевой зазор и, наконец, на ее уплот­нение.

Мощность, расходуемая на преодоление сопротивлений трения, опре­деляется по формуле (221):

N — 2 *Pf(R3-rs)n mP 3-975

Величина удельного давления, возникающего при уплотнении и про­талкивании глиняной массы через кольцевой зазор при влажности глиняной массы 18—19%, колеблется в пределах от 5 до 6 кг/смг (для глин II класса пластичности).

Мощность, затрачиваемая на проталкивание глиняной массы через кольцевой зазор, определяется по формуле (223):

д/ _ pFsti pVyti р V

1 ~ 60-102 ~ 60-102 ‘ 3600-102 КвГП’

где р — удельное давление в кг/ж2;

Уг — объем глины, проталкиваемый за один оборот шнека, в м3; п — число оборотов шнека в минуту.

Расход мощности на транспортирование массы подсчитываем по фор­муле (224):

дг VyLW

2 = —;^Г~~ КвШш

Расход мощности на уплотнение глиняной массы определяем по фор­муле (225):

N _ 0,81-paVin _ 0,81 — paV 3 60-102 ~ 3600-102 ’

где V — производительность пресса в м3/час;

д," Nmp + Nx + N2 — f N3

N общ =————— ————— квт. (241)

Пример. Определить мощность, расходуемую верхнем шнеком комбини­рованного вакуум-пресса СМ-443. Расчетные данные: диаметр выжимной лопасти 0,4 м; производительность по массе 15 м3/час; диаметр ступицы 0,18 м число оборотов шнека в минуту 30; f = 0,4; длина шнека 0,6 м, ниже в формулах все размеры в кг, м, кг/м*,

м _ 2npf(R3— г3)п __ 2я-5,5-10*.0,4(0,г — 0,093)30 1П 0 тр~ 3-975 “ 3-975 — ’ КвШ’

Л7 РіУ 5,5-10і-15 0 0r

1 — 3600-102 ~ 3600-102 — ’ Квт’’

VyLW 15-1,6-0,6-5,5

‘ 2 = —WT~ =———— 367———- = ■* квт’

_ 0,81-Р1аГ _ 0,81-5,5-10^-0,163-15 3 3600-102 3600-102 ’ ’

величина а принимается по табл. 4 при р = 5,5 кг/см2

ЛГбц, = J0W25±0217±^ = 16,55 квт.

Коэффициент полезного действия принят с учетом затрат энергии, рас­ходуемой на разрезание глины, выходящей из кольцевого зазора.

Определение мощности, расходуемой основным прессом. Мощность, рас­ходуемая основным прессом, как и в случае с обычным ленточным прессом, подсчитывается по формулам (221), (223), (224), (225):

Nmp—N i— N2-}~ N3 Ыобщ = квт. (242)

Пример. Определить мощность, расходуемую основной прессующей частью ленточного вакуум-пресса СМ-443. Расчетные данные: влажность формуемой массы 18%; диаметр выжимной лопасти 450 мм средний диаметр ступицы выжимной лопасти 100 мм; число оборотов лопастного вала 30 в минуту; производительность 5500 шт. пустотелого кирпича в час; коэф­фициент трения 0,4.

Определим по формуле (201) величину удельного давления прессования:

p = k-kx (0,215-182 — 10,62-18 + 130,5 + 11,8-0,452) = 11 кг/сма.

При учете, что на прессе изготовляются пустотелые изделия, величина удельного давления прессования должна быть повышена на 15%. Таким образом, получим

Ррасч = Р’1.15 = 12,6 кг! см";

N ZnppacJ (R3 — г3) п 2.ТЇ-12,6-0,4 (22,5s — 53) ЗО = 36,5 Квт; тР ~ 3-97500 — 3-97500 ‘

м PV 12,6-104-15 г, г

2 — 3600-102 — 3600-102 ~ ’ КвШ’

VyLW 15-1,6-1,05-5,5 n57Q N* = 367- = 367 = °’378 Квт’

0,81paV 0,81-12,6-104-0,318-15 , Qr-

N* = 3000-102- =—————- 360СМ02———— = !*35 Квт’

Nmp + N1 + N2 + N3 36,5 + 5,15 + 0,378 -|- 1,35 =— 54,2 квт.

/V общ— п — 0i80

Величина к. п. д. принята с учетом затраты мощности на работу пита­тельного валка.

Суммарная мощность, потребляемая всеми частями комбинированного вакуум-пресса СМ-443, будет равна

N сумм — N общ N общ N общ = 17,15 — j — 16,15 —j— 54,2 =87,5 квт.

Установочная мощность электродвигателя пресса СМ-443 по паспорту равна 95 квт.

К. М. Королев [6] рекомендует для определения удельного расхода мощ­ности на 1000 шт.. отформованного сырца при влажности массы 19,5% поль­зоваться формулой

q = —0.96Q + 20,7 + ± 0,6.

(243)

Q

(245)

Коэффициент k рекомендуется принимать равным 0,2—0,35.

Пример. Определить производительность вакуум-пресса СМ-443. Расчет­ные данные: диаметр выжимной лопасти 0,45 м; средний диаметр ступицы выжимной лопасти 0,1 м; число оборотов лопастного вала 30 в минуту; шаг лопасти 0,35 м, толщина лопасти 0,03 м р = 12,6 кг/см2.

Пользуясь формулой (245), находим

V = (0,452 — 0,12) (0,35 — 0,03) (1 —0,318) 30-0,275-60 =

= 17 м3/час (по паспорту 16,5 м3/час).

§ 5. вертикальные трубные прессы

Вертикальные трубные прессы предназначаются в основном для изготов­ления керамических канализационных и кислотоупорных труб. На прессах этого типа можно также изготовлять пустотелые блоки для подземных теле­фонных и силовых коммуникаций.

В зависимости от вида изделия и влажности массы удельный расход мощ: ности составляет:

а) при четырехпустотном камне

q = 141,6 — 10,8 W + 0,29 W2 ± 0,12;

б) при семипустотном камне

q = 105,7 — 5,25 W + 0,0836 W2 ± 1,6,

где q — удельный расход мощности в квт-ч/1000 шт.;

Q — производительность пресса в тысячах (число тысяч);

W — влажность массы в %.

Определение производительности ленточных шнековых прессов произ­водится по формуле

где V — теоретический объем массы, продвигаемой выжимной лопастью за один оборот шнека; а — относительное уменьшение объема массы в результате уплотнения (значение а см. в табл. 4); п — число оборотов шнека в минуту;

k — коэффициент, учитывающий проворачивание массы, возврат ее в зазоры между наружной кромкой лопасти и внутренней поверх­ностью корпуса, а также недостаточность подачи массы к выжим­ной лопасти предыдущими лопастями.

Теоретический объем массы, подаваемый за один оборот выжимной лопасти, равен

у = (D2 — d2)(s — б) м3,

где D — наружный диаметр лопасти в м;

d — средний диаметр ступицы выжимной лопасти в м; s — шаг лопасти в м б — толщина лопасти в м.

Подставляя значение V в формулу (243), получим

(D2 — d2) (s — б) (1 — a) nk — 60 м3!час.

Q = V (1 — a) n-k-60 м3/час,

(244)

Вакуум-пресс (фиг. 91) состоит из двух основных частей: собственно пресса, обеспечивающего формование труб, и устройства для отрезки и приема сформованных изделий.

Корпус 1 пресса усановлен на раме 2, смонтированной на полу второго этажа. В центре корпуса установлен вертикальный вал 3 с закрепленными на нем винтовыми лопастями. В верхней части корпуса пресса смонтированы подающие шнеки 4, из которых верхний — однозаходный, а нижний — четы — рехзаходный. Верхняя лопасть захватывает глиняную массу, а нижняя — продавливает ее через перфорированную плиту 5 в вакуум-камеру 6. Далее глина обезвоздушивается, затем захватывается лопастями 7 и проталкивается в прессовую головку 8.

Для предотвращения проворачивания глины предусматривается установка двух пар контрножей 9.

К прессовой головке 8 крепятся сменные мундштуки 10 с колиаками 11.

Под давлением выжимаемой трубы подвижный сто л 12 начинает опускаться до тех пор, пока не будет отформован ствол трубы. Для формовки раструба подвижную платформу поджимают к горловине мундштука, при этом глина заполняет кольцевую полость, имеющую форму раструба.

После образования раструба подвижный стол начинает опускаться. Затем происходит отрезка трубы.

Устройство для приема и отрезки сформованных изделий состоит из под­вижного стола 12, неподвижного стола 13 и отрезного устройства 14. Направ­ляющими для подвижного стола служат вертикальные колонны 15.

Подвижный стол во время формования изделий уравновешивается при помощи противовесов 16 и балансирного устройства 17, противовесы уравно­вешивают одну половину веса стола, а балансирное устройство — вторую.

На валу балансирного устройства закреплена улитка 18 (см. кинемати­ческую схему на фиг. 92, номера позиций на фиг. 91 и 92 идентичны), ком­пенсирующая нарастающий вес формуемой трубы. Пресс приводится в дей­

ствие от электродвигателя 19 через фрикционную муфту 20, редуктор 21, коническую зубчатую передачу 22 и цилиндрическую зубчатую передачу 23, зубчатое колесо которой укреплено на вертикальном валу 3.

Когда из мундштука пресса выйдет труба заданного размера, подвижный стол автоматически останавливается (нажимая на конечный выключатель), после чего включается в работу отрезное устройство 14. Отрезное устройство состоит из каретки, в которой закреплена режущая струна. Резка происходит при поступательном движении каретки.

Далее отрезанная труба снимается, а подвижный стол под действием

балансировочных грузов возвращается в исходное положение, поднимаясь вверх.

Работа пресса автоматизирована. Автоматическая часть управления пресса состоит из трех путевых и двух конечных выключателей (фиг. 92). Назначение первого путевого выключателя — включение при помощи элек­тромагнитов фрикционной муфты 20 привода пресса. Второй путевой выклю­чатель обеспечивает остановку пресса путем выключения фрикционной муфты с одновременным включением электродвигателя отрезного устройства. Тре­тий путевой выключатель обеспечивает привод в действие кольцевого отбо­рочного конвейера пресса (на фиг. 92 не показан).

Пресс работает периодически. В периоды отрезки трубы, откатки каретки с отформованной трубой, установки порожней каретки и подъема подвижного стола формование трубы не производится.

Расчет мощности, потребляемой прессом, производится по тем же форму­лам, что и для ленточных шнековых прессов с тем, однако, отличием, что мощность, затрачиваемая на транспортирование глины лопастным винтом, не учитывается.

Электромагнит

ктм-104

1- й Производительность пресса также подсчитывается по формулам для лен­точных шнековых прессов, однако при этом необходимо учитывать время простоя пресса.

Для этого необходимо определить время, затрачиваемое на формование трубы, и вычесть из него время простоя пресса.

Обозначив объем одной трубы с учетом объема части раструба, подле­жащей отрезке через Vi, а часовую производительность пресса в м’Ччас через Q, найдем теоретическое количество труб, формуемых за 1 час:

п, = ~ шт/час. (246)

• 1

Время формования одной трубы будет равно

^ = 7^мин — (247)

Время tn простоя пресса, как показывает опыт работы, составляет

1—1,25 мин. (на каждую трубу).

Таким образом, общее время, затрачиваемое на изготовление одной трубы, составит

*общ = *ф + tn мин. (248)

Подсчитав производительность пресса по формуле (245)

Q = (D2 — d2) (s — б) (1 — a) nk60 м31час

и зная объем трубы Vlt найдем теоретическое количество труб, формуемых за 1 час, по формуле (246), а затем по формуле (247) и время, затрачиваемое на изготовление одной трубы.

Далее определим отношение вспомогательного времени (простоя) к общему времени, затрачиваемому на формование одной трубы,

(249)

Введя коэффициент т в формулу для определения производительности пресса, тем самым учтем и вспомогательное время (простой) для пресса.

Таким образом, фактическая производительность пресса подсчитывается по формуле

Q = (D2 — d2) (s — б) (1 — a) n-k-m-60 м31час. (250)

§ 6. ШТАМПОВОЧНЫЕ ПРЕССЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЛИНЯНОЙ ЧЕРЕПИЦЫ

Наряду с ленточными винтовыми прессами, применяемыми для про­изводства ленточной черепицы, в промышленности находят применение прессы штамповочного действия, предназначенные для изготовления фальце — вой и коньковой черепицы.

Штамповочные прессы разделяются на два типа: а) салазочные и б) револь­верные.

Производительность салазочных прессов 200-—300 шт. черепицы в час (при двух формах) при расходе мощности от 2,65 до 3,75 кет на 1000 шт. черепицы.

Производительность штамповочных прессов на 1000 шт. черепицы в час при расходе мощности до 4,2 квт на тысячу изделий.

На фиг. 93 показан салазочный пресс. В верхней части литой чугунной станины 1 в подшипниках 2 устанавливается горизонтальный вал 3. Кон­сольно на валу 3 закрепляется эксцентрик 4 с хомутом 5. Хомут 5 связан с ползуном 6, на нижнем конце которого крепится верхний штамп 7. В ниж­ней части станины на столе 8 крепятся салазки 9. На салазках устанавли­ваются ползуны 10 и 11 с нижними штампами. Рабочие плоскости верхних и нижних штампов профилированы по форме черепицы.

Фиг. 93. Салазочный пресс для чере­пицы.

Рабочий процесс. Рабочий, обслужи­вающий пресс, накладывает ранее заго­товленный брусок глины (валюшку) на нижний штамп-форму и передвигает один из ползунов с формой под штамп пресса.

Отштамповав черепицу, рабочий возвра­щает ползун с формой обратно и, пере­вернув его, перекладывает изделие на рамку. В это время второй рабочий продви­гает под штамп второй ползун с формой и уложенной на нее валюшкой и после прес­совки возвращает его обратно. Таким образом, в работе находятся поочередно два ползуна. Привод пресса может быть как ручным, так и механическим; во вто­ром случае к спицам ручного маховика крепится приводной шкив.

Более совершенной является конструк­ция револьверного эксцентрикового пресса штамповочного действия, показанного на фиг. 94.

Конструкция пресса в основном сво­дится к следующему. На чугунной плите 1 на болтах закрепляются две боковые стойки 2. В верхней части стоек в подшип­никах монтируется приводной вал 3, при­водимый во вращение от электродвига­теля через ременную передачу. Консольно на приводном валу закрепляется ше­стерня 4, находящаяся в зацеплении с зуб­чатым колесом 5, которое посажено на вал 6. На валу закрепляются два эксцен­трика (профилированные кулаки) 7, кото­рые, обкатываясь по роликам 8 и9, застав­ляют подниматься или опускаться пол­зун 10 с верхним штампом 11. На гори­зонтальном валу 12 на шпонках закрепляется пятигранный барабан 13, на котором устанавливаются формы 14. На том же валу консольно крепится диск 15 с пятью прорезями («мальтийский крест»). На зубчатом колесе 5 закрепляется палец с роликом 16. При вращении зубчатого колеса ролик 16 заходит в прорезь диска 15, периодически поворачивая пятигранный барабан на V5 оборота. Остановку барабана фиксирует защелка 17, которая заходит в прорези диска 18. Обрезает заусенцы рамка 19, которая приводится в дей — вие от системы рычагов 20.

Предварительное прессование производится штампом 21, который при­водится в действие шатуном 22 (фиг. 95). Номера позиций на фиг. 94 и 95 идентичны.

И Сапожников

Определение мощности, потребляемой прессом. Крутящий момент Мкр,

возникающий от давления на эксцентрики, равен сумме моментов: — от

нормального давления на кулак и М2— от касательного усилия:

Мкр = Мг + М2, (251)

где

Мг = Рі (Гі — r2) = Р (гі — r2) sin P (252)

(поскольку Рг — P sin P);

P — нормальная сила, действующая на эксцентрик (фиг. 96, а); гг — расстояние между осями эксцентрика и ролика; г2’— радиус ролика;

Р — угол давления (угол между линией, соединяющей центр эксцен­трика с центром ролика, и направлением нормальной силы Р).

6)

Фиг. 96. Схема к расчету штамповочного револьверного пресса

Момент, возникающий от касательного усилия F, будет равен

М2 = F (ra cos р — г2), (253)

где F = Pi — сила трения, возникающая между эксцентриком и роликом;

[г — приведенный коэффициент трения качения;

Ц = (254)

здесь / — коэффициент трения скольжения (/ = 0,06);

г2, г3 — радиус оси ролика в см;

k — коэффициент трения качения (k — 0,005 см).

Обозначая через Q среднее давление прессования и учитывая, что Q = = Р cos р, получим по формуле (252):

Мг = Q tg р (rj — г2). (255)

Заменяя в формуле (253) F через Pji, а Р через —, получим

M2 = F (г, cos р — гй) = Рц (rx cos Р — г2) = (rx cos Р — г2). (256)

Величину Q — среднее давление прессования — можем определить, исходя из следующего. Площадь прессуемой стандартной черепицы с учетом усадки равна 36,3 X 25,2 = 915 см2. Величина максимального удельного давления прессования при влажности массы в 20% составит 6 кг/см2. Учи­тывая, что давление изменяется от нуля до максимума, можем приближенно принять величину среднего удельного давления равной 3 кг/см2.

Таким образом, Q = 915 3 = 2745 кг.

Величина угла р может быть определена по приближенной формуле:

<®>

где R — наибольший радиус дуги эксцентрика, соответствующий наиболь­шему уплотнению массы (при этом угол 6, = 50°);

R1 — радиус дуги эксцентрика, соответствующий началу уплотнения массы (угол б 2 = 40°).

Пример. Определить затрату мощности на окончательное прессование для пресса СМ-34, у которого гх = 31 см, г2 = 6 см, г3 = 3 см, R = 28 см, — 27,2 см.

По формуле (257) находим величину угла Р:

е = агс(в (• -9’20’;

Мх = Qtg Р(Г! — г2) = 2745-0,164-25 = 11 300 кгсм = 113 кгм;

л/t <2д / о ч, 2745-0,031 (31.0,987 — 6) 01 Qn Л1 „

М* = юГр ^lC0S Р — г2) Ч—————— 1—0^087^———————— L = 2130 кгсм = 21,3 кгм;

ЬАКр = Мг М2 = 134,3 кєм.

Мощность, затрачиваемая на окончательное прессование, будет равна

где п — число прессований в минуту; п — 16,7 (производительность пресса * 1000 шт черепицы в час).

Мощность N2, затрачиваемая на предварительное прессование, определим исходя из следующего.

Из параллелограмма сил, представленного на фиг. 96, б, находим по тео­реме синусов

sin 70° = sin 65° ’ (258)

откуда

р = 4Й?-=1’035(2’ (259>

где Р — усилие по шатуну;

Q — среднее усилие, развиваемое при предварительном прессовании, принимаемое при Рср — 1 кг/см2 равным 915 кг.

Радиус кривошипа привода штемпеля предварительного прессования равен 0,09 м. Приближенно крутящий момент будет равен

Мкр = Р г = 1,035 Q-г,

Мкр = 1,035 915 0,09 = 82,2 кгм.

Мощность, затрачиваемая на предварительное прессование, будет равна

к, _ Мкрп _ 82,2-16,7 _ j „g yv2 975 975 — 1.CSD кет.

Потребная мощность электродвигателя пресса определится по формуле N = ЛЩ/* = М1 + 1,. = 4 32 квпі’

где т] — к. п. д. установки, принят с учетом затраты мощности на обрезку облоя и привод отборочного конвейера.

По паспорту мощность электродвигателя пресса СМ-34 равна 4,5 кет.



Производство и применение гипсокартона

Адреса и телефоны:

Украина, Кировоградская обл., г. Александрия, ул. Куколовское шоссе 5/1А,
Александрийский Авторемонтный завод,
тел./факс +38 (05235) 77193
+38 (050) 512 11 94 — Александр,  инженер-менеджер (цены, условия приобретения, консультации)
e-mail: msd@inbox.ru