Автоматизированное проектирование и расчет шнековых машин - часть 32

 

  Главная      Учебники - Производство     

 

поиск по сайту           правообладателям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  30  31  32  33   ..

 

 

Автоматизированное проектирование и расчет шнековых машин - часть 32

 

 

Так 

как 

в 

нашем 

случае 

C

ц

 = 0,035 м 

и 

R

ц

 = 0,02 м, 

то 

S

0

 =  

=  2,45 · 10

–3

 м

2

.  Подставляя  значения  геометрических  параметров  насадок  (табл. 6.3) в  формулы 

(6.18) – (6.21), получим: S

зуб

 = 6,28 · 10

–4

 м

2

S

эксц

 = 6,32 · 10

–4

 м

2

;  S

эл

 = 7,79 · 10

–4

 м

2

.

 

Рассчитаем также значения периметров каналов П

i

 для упомянутых зон (П

0

 = 0,211 м) (6.23) – 

(6.26): 

П

зуб 

= 0,763 м; 

П

эксц

 = 0,425 м;  

П

эл

 = 0,419 м. Зная для каждой зоны площадь поперечного сечения, периметр и длину (рис. 6.25), 

определяем коэффициенты геометрической формы: K

зуб

 = 2,3 · 10

–11

 м

3

K

эксц

 = 5,0 · 10

–12

 м

3

K

эл

 = 

9,1 · 10

–12

 м

3

.  

Далее по формулам (6.13) – (6.17) рассчитаем суммарный перепад давлений на длине рабочих ор-

ганов: 

= 8,77 ⋅ 10

8

  Па  (с  учетом  перепада  давлений,  вызванного  наличием  обратных  насадок 

= 0,27 ⋅ 10

8

 Па [34]). 

Значение коэффициента k в соотношении (6.10) определяем по эмпирической зависимости k = 

(

P) (рис. 6.26). В данном случае для ∆P = 8,77 ⋅ 10

8

 Па k = 0,4. 

В  итоге  реальная  производительность  смесителя  для  данной  компоновки (6.10) составит 

-7

-7

)

ш

(

10

2,8

10

7

4

,

0

=

=

V

Q

 м

3

/с. 

Далее в соответствии с методикой, изложенной в п. 6.1.3, рассчитаем минимальную длину ра-

бочих органов, обеспечивающую заданное качество продукта. 

 
 

 

 
 

Рис. 6.26. Зависимость коэффициента уменьшения производительности  

от суммарного перепада давления 

Начальное 

приближение 

для 

продольной 

скорости 

перемещения 

материала 

4

7

7

10

14

,

4

10

8

,

6

10

8

,

2

=

=

υ

 м/с. 

Так  как  таблично  заданная  зависимость  коэффициента  неоднородности  от  времени  пребывания  в 

зонах соответственно зубчатых, эксцентриковых и эллиптических кулачков аппроксимируется следую-
щими зависимостями:  

 
 

V

c

 = 8,5 

⋅ 10

–1

 – 4,6 

⋅ 10

–3 

x + 1,9 

⋅ 10

–4 

x

1,5

 – 2,2 

⋅ 10

–6  

x

2

;  

 
 

V

c

 = 8,5 

⋅ 10

–1

 – 3,8 

⋅ 10

–3 

x + 1,4 

⋅ 10

–4 

x

1,5

 – 1,3 

⋅ 10

–6   

x

2

 
 

V

c

 = 8,5 

⋅ 10

–1

 – 2,2 

⋅ 10

–3 

x + 1,6 

⋅ 10

–5 

x

1,5

 – 7,9 

⋅ 10

–7 

x

2

 

 
 

k

10

8

 (рис. 6.20 – 6.22), то после реализации соответствующего алгоритма (рис. 6.10), получим: 

4

10

15

,

4

=

υ

 

м/с, 

t

1

 = 1026 

с, 

t

2

 = 287 

с, 

t

3

 = 

 

= 130 с; 

L

1

 = 0,426 м, 

L

2

 = 0,119 м, 

L

3

 = 0,054 м. Общая длина зон со смесительными насадками L

см

 = 

0,426 + 0,119 + 0,054 = 0,599 м. 

Полная длина рабочих органов (с учетом длины напорных шнековых насадок) L = 0,185 + 0,032 + 

0,599 = 0,816 м (до оптимизации L составляла 0,913 м). 

Таким образом, для данного случая длина рабочих органов двухшнекового смесителя типа СН мо-

жет быть уменьшена на 10,7 %, что соответственно приведет к уменьшению габаритов всей машины и 
позволит снизить ее металлоемкость. 

При  производстве  многокомпонентных  высоковязких  полимерных  композиций  со  значительным 

разбросом весовых соотношений ингредиентов уменьшение габаритов машины достигает 15…17 %. 

Помимо  этого  разработанная  методика  позволяет  значительно  сократить  время  проведения  экспе-

риментальных исследований и проектирования двухшнековых смесителей непрерывного действия с оп-
тимальной компоновкой и минимальной длиной рабочих органов. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

 

 

1. 

Оборудование  для  переработки  пластмасс:  Справ.  пособие / Под  ред.  В.К.  Завгороднего.  М., 

1976. 407 с. 

2. 

Шенкель Г. Шнековые прессы для пластмасс. Л., 1962. 467 с. 

3. 

ГОСТ 14773–80 Е. Прессы одношнековые для переработки термопластов. 

4. 

Завгородний В.К. Механизация и автоматизация переработки пластических масс. М., 1970. 596 

с. 

5. 

Бекин Н.Г., Шанин Н.П. Оборудование заводов резиновой промышленности. Л., 1978. 400 с. 

6. 

Басов  Н.И.,  Казанков  Ю.В.,  Любартович  В.А.  Расчет  и  конструирование  оборудования  для 

производства и переработки полимерных материалов. М.: Химия, 1986. 488 с. 

7. 

 Беляев П.С., Клинков А.С., Хабаров С.Н. Проектирование и расчет оборудования для приго-

товления  высоковязких  клеевых  композиций  с  использованием  перспективных  технологий.  Тамбов: 
Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 1999. 72 с. 

8. 

А.с. СССР № 1761523. Червячный смеситель для полимерных материалов / А.С. Клинков, О.Г. 

Маликов, 

С.Н. 

Хабаров 

и 

др. // Бюл.  

№ 34 от 15.09.92. 

9. 

Пат.  РФ  № 2029676. Червячный  смеситель  для  полимерных  материалов / А.С.  Клинков,  О.Г. 

Маликов, С.Н. Хабаров, С.П. Хрущев // Бюл. № 6 от 27.02.95. 

10. 

Пат. РФ № 2134198. Червячный смеситель для композиционных полимерных материалов / А.С. 

Клинков, О.Г. Маликов, С.Н. Хабаров, О.В. Ефремов // Бюл. № 22 от 10.08.99. 

11. 

Пат. РФ № 2148601. Непрерывный способ получения пигментной формы фталоцианина меди 

β-

модификации / С.И. Дворецкий, А.С. Клинков, В.В. Карнишев и др. // Бюл. от 10.05.2000. 

12. 

Европейский  рынок  смесительных  установок. Am euroup-еischen Mischanlagenmarkt geht der 

Trend yu Sonderanfertigungen. Mashinenmarkt. 1999. 105. № 51–52. Р. 7. 

13. 

Новые  шнековые  смесители  фирмы Krupp Werner & Pfleide-rer. Taking the grind out of com-

pounding mashines. Werner Hans, Herter Kainer C. Polym. Paint Colour J. 2000. 190. № 4429. Р. 9–10. 

14. 

 Универсальный двухчервячный смеситель. Ideal fьr Labor und Produktion. Englert Rainer, Rieks 

Hans-Jьrgen, Weinemann Matthias. Kunststoffe. 2000. 90. № 8. Р. 64–66. 

15. 

Экструдеры  фирмы Hans Weber Maschinenfabrik GmbH. Hцhere Leistung – bessere Qualitдt. 

Kunststoffe. 2000. 90. № 7. Р. 68. 

16. 

Моделирование 

и 

оптимизация 

экструзии 

полимеров /  

В.В. Скачков, Р.В. Торнер, Ю.В. Стунгур, С.В. Реутов. Л.: Химия, 1984. 152 с., ил. 

17. 

Хабаров С.Н. Разработка и исследование смесителей для приготовления резиновых клеев с ис-

пользованием процесса предварительного набухания: Дис. … канд. техн. наук. Тамбов, 1999. 

18. 

Брайтман  В.М.  Методы  обобщенного  моделирования  химической  технологии.  Дис. … докт. 

техн. наук. Л., 1977. 

19. 

Process modeling simulation and control for chemical engineers / William L. Luyben. 2 ed. New York 

etc., McGraw–Hill, Cop. 1990. 725 р., ил. 

20. 

Габер Н.Ю. Численные методы в химии и химической технологии. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-

та, 1993. 279 с., ил. 

21. 

Бояринов  А.И.,  Кафаров  В.В.  Методы  оптимизации  в  химической  технологии.  М.:  Химия, 

1969. 564 с., ил. 

22. 

Кроу К. и др. Математическое моделирование химических производств: Пер. с англ. М.: Мир, 

1973. 392 с. 

23. 

Тарг  С.М.  Основные  задачи  теории  ламинарных  течений.  М.:  Госуд.  изд-во  технико-

теоретической литературы, 1951. 420 с. 

24. 

Торнер Р.В. и др. Каучук и резина. 1966. № 9. С. 27–31. 

25. 

Tadmor Z. Polym. Eng. Sci., 1966. V. 6, № 3. P. 185–190. 

26. 

Константинов  В.Н.,  Левин  А.А.  Расчет  производительности  шнековых  машин // Химическое 

машиностроение, 1962. № 3. С. 18–22. 

27. 

Pearson J.R.A. Mechanical Principels of Polymer Melt Processing. London, 1966. 

28. 

Тагер А.А. Физико-химия полимеров. М.: Химия, 1968. 536 с. 

29. 

Силин  В.А.  Динамика  процессов  переработки  пластмасс  в  червячных  машинах.  М.:  Машино-

строение, 1973. 270 с. 

30. 

White J.L. Twin Screw Extrusion: Technology & Principles. Hanser, Munich, 1990. 

31. 

Бушухин Е.В. Разработка и исследование двухшнековых машин для перемешивания компози-

ционных строительных материалов: Дис. … канд. техн. наук. УНИКИХМ, Харьков, 1986. 

32. 

 Дейнега П.Н. Кинетика и аппаратурное оформление технологического процесса изготовления 

резиновых клеев на основе измельченных эластомеров: Автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.17.08. Там-
бов, 1990. 

33. 

Khang S.J. and Levenspiel O. New-scale up and design method for stirer agitated batch mixing 

vessels. "Plastics Technology", 1983. 31. N 7. Р. 569–577. 

34. 

 Скульский  О.И.  Разработка  методов  расчета  одно-  и  двухчервячных  экструзионных  машин 

для  полимеров  и  дисперсных  систем  с учетом  гидромеханических, тепловых  и  ориентационных  явле-
ний: Автореф. дис. … д-ра техн. наук: 05.04.09. М., 1992. 32 с.: ил. 

35. 

Бернхардт Э. Переработка термопластичных материалов. М., 1965. 747 с. 

36. 

Мак-Келви Д. Переработка полимеров. М.: Химия, 1965. 442 с. 

37. 

Freakley P. Flow visualisation of the mixing process in a two dimensional model similarities. 

Loughborough univ., 1995. 

38. 

Рябинин Д.Д., Лукач Ю.Е. Червячные машины для переработки пластических масс и резино-

вых смесей. М., 1965. 363 с. 

39. 

Басов Н.И. и др. В кн.: Машины и аппараты химической технологии. М., 1981. С. 33–37. 

40. 

Евменов С.Д., Ким В.С., Скачков В.В. Исследование смесительного воздействия двухшнеко-

вого экструдера при переработке полимерных материалов // Труды МИХМ. М., 1974. Вып. 54. С. 63–71. 

41. 

Kim W.S. e.a. Plaste u. Kaut., 1981. Bd. 28. № 3. Р. 153–155. 

42. 

Kim W.S., Skatschkov W.W., Jewmenov S.D. Plaste u. Kaut., 1973. Bd. 20. № 9. Р. 696–702. 

43. 

Kim W.S., Skatschkow W.W., Stungur Ju.W. Plaste u. Kaut., 1981. Bd. 28. № 2. Р. 93–101. 

44. 

Торнер Р.В. Теоретические основы переработки полимеров. М.: Химия, 1977. 462 с., ил. 

45. 

Тадмор  З.,  Гогос  К.  Теоретические  основы  переработки  полимеров.  Пер.  с  англ.  М.:  Химия, 

1984. 632 с. 

46. 

База знаний KBS Rubber фирмы Rapra Technology ltd., версия 4 от 8.10.1998 г. 

47. 

Техника переработки пластмасс / Под ред. Н.И. Басова, В. Броя. М., 1985. 528 с. 

48. 

Басов  Н.И.,  Брагинский  В.А.,  Казанков  Ю.В.  Расчет  и  конструирование  формующего  инст-

румента для изготовления изделий из полимерных материалов. М.: Химия, 1991. 352 с. 

49. 

Приближенный  расчет  мощности,  потребляемой  двухшнековыми  смесительными  машинами 

при переработке высоковязких масс / Е.Ф. Бушухин, Ю.П. Кулагин, К.А. Мосейчук и др. // Химическое 
и нефтяное машиностроение. 1976. № 1. С. 13–15. 

50. 

Расчет на прочность и жесткость шнеков литьевых машин / В.И. Кочетов, Н.В. Задворнов, С.Э. 

Муратов и др. // Качество изделий полимерного машиностроения: Сб. науч. тр. / ВНИИРТМаш. Тамбов, 
1976. С. 135–145. 

51. 

Прочность,  устойчивость,  колебания:  Справочник / Под  ред.  И.А.  Биргера,  Я.Г.  Пановко.  М., 

1968. Т. 3. 567 с. 

52. 

Степин П.А. Сопротивление материалов. М., 1979. 312 с. 

53. 

Рябинин  Д.Д.,  Лукач  Ю.Е.  Смесительные  машины  для  пластмасс  и  резиновых  смесей.  М., 

1972. 271 с. 

54. 

Глушков Г.С. Инженерные методы расчетов на прочность и жесткость. М., 1971. 287 с. 

55. 

К расчету производительности шнековых машин / Ф.А. Коу-гия, А.П. Поздняков, А. Г. Голубков, 

В.Н. Красовский // Оборудование для синтеза и обработки пластических масс: Сб. науч. тр. / ВНИИХИМ-
маш. М., 1980. С. 42–49. 

56. 

Первадчук  В.П.,  Янков  В.И.  Изотермическое  течение  аномально-вязких  жидкостей  в  канале 

шнековых машин // Инж.-физ. журн. 1978. Т. ХХХV, № 5. С. 172–178. 

57. 

КОЧЕТОВ  В.И.,  МЕЖУЕВ  В.В.,  ЗАДВОРНОВ  Н.В.  К  ВОПРОСУ  ПРОЧНОСТИ  И 

ЖЕСТКОСТИ  ШНЕКОВ  И  ШНЕКОВЫХ  ВАЛОВ  ЛИТЬЕВЫХ  И  ОТЖИМНЫХ  МАШИН / // 
ИССЛЕДОВАНИЕ 

И 

РАЗРАБОТКА 

ОБОРУДОВАНИЯ 

ДЛЯ 

ПОЛИМЕРНОГО 

И 

БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА: СБ. НАУЧ. ТР. / ВНИИРТМАШ. ТАМБОВ, 1991. 
С. 30–37. 

58. 

Когаев В.П. Расчет на прочность при напряжениях, переменных во времени. М., 1977. 232 с. 

59. 

Бояршинов С.В. Основы строительной механики машин. М., 1973. 456 с. 

60. 

Кочетов В.И., Клинков А.С., Соколов М.В. Расчет однозаходных шнеков с разрывными вит-

ками // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2004. № 3. 102 с. 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  30  31  32  33   ..