Traukos jėgų ir naudingos energijos suvartojimo nustatymas.
Riedėjimo metu darbiniame tarpelyje atsiranda jėgos, kurios bando išstumti ritinius. Šios jėgos vadinamos plėtimosi jėgomis. Į juos reikia atsižvelgti skaičiuojant, nes priešingu atveju, veikiant per didelėms jėgoms, ritinėliai gali sulūžti.
Dėl riedėjimo reiškinio sudėtingumo ir nepakankamų teorinių žinių sunku apskaičiuoti traukos jėgas ir energijos sąnaudas. Šias vertes galima nustatyti dviem būdais:
1. Eksperimentinių duomenų apdorojimas remiantis panašumo teorija
2. Proceso matematinė analizė su tam tikrų prielaidų įvedimu.
Pirmuoju metodu eksperimentai atliekami su modelio mašina, gaunamos traukos jėgos ir energijos sąnaudos.
kur: - ritinėlių skersmuo; - tarpo dydis; - trinties vertė; - mišinio savitasis svoris; L - ritinio ilgis; - greitojo sukimosi kampinis greitis; - galutinis medžiagos plastiškumas 
- eksperimentiniai koeficientai, kurie kai kurioms medžiagoms pateikti žinynuose.
Pagal antrąjį metodą paprastos matematinės priklausomybės gaunamos įvedant šias prielaidas:
1. Efektinis mišinio klampumas (vidurkis) nekinta
2. Minimalus mišinio tekėjimo tarpe režimas yra laminarinis
3. Medžiaga prilimpa prie ritinėlių paviršiaus ir sluoksnių greitis paviršiuje yra lygus ritinėlio greičiui (U=V)
4. Inercinės jėgos mažos
5. Medžiagos srautas yra vienmatis (į tarpą)
6. Mišinio greitis vertikaliai nekinta
7. Slėgis medžiagos įleidimo ir išleidimo angoje į ritinius yra lygus nuliui
8. Slėgis plokštumose, lygiagrečiose ritinių ašims, nekinta.
Tada klampaus skysčio (Navier-Stokes) judėjimo lygtis yra tokia:
, (6.3)
Integravus šią lygtį ir atsižvelgus į prielaidas, buvo gauta traukos jėgos išraiška:
, (6.4)
kur: - trinties vertė; - efektyvus klampumas; - priekinio riedėjimo greitis; - riedėjimo spindulys; - ritinio ilgis; - tarpas tarp ritinėlių.
Momentas, kurį sunaudoja ritiniai, yra lygus sukimo momentų sumai:
, (6.5)
- greitaeigių ir mažų greičių ritinėlių sukimo momentai.
Bendra ritinių sunaudota galia.
Jis apskaičiuojamas pagal formulę:
(6.8)
čia: reikalingas bendras sukimo momentas.
kur: - tuščiosios eigos greitis; - papildomų trinties jėgų momentas.
, (6.10)
kur: - ašies radialinė apkrova; - guolio trinties koeficientas; - kakliuko skersmuo; - transmisijos ir trinties poros pavaros santykis; - bendras efektyvumas transmisijos ir trinties pora;
Papildomų jėgų momentas lygus:
, (6.11)
kur: ritinėlių traukos jėga.
Našumo skaičiavimas.
Ritininės mašinos veikia pagal vieno ir daugkartinio apdirbamos medžiagos pratekėjimo pro tarpą schemas. Vienkartiniam medžiagos praėjimui per volus našumas nustatomas pagal formulę:
, (6.12)
kur: - vienkartinis atsisiuntimas; - mašinų panaudojimo rodiklis (0,85 - 0,9). - medžiagos savitasis svoris; - ciklo trukmė;
kur: - priekinio ritinio skersmuo; - ritinio statinės ilgis.
Ciklo trukmė nustatoma pagal formulę:
, (6.14)
kur: - pakrovimo ir iškrovimo laikas; - technologinis veikimo laikas. Šis laikas nustatomas eksperimentiškai.
Pažymėtina, kad nustatant volų našumą yra ir kitų priklausomybės skaičiavimų.
Volų terminis skaičiavimas.
Apdorojant medžiagą ritinio tarpelyje išsiskiria didelis šilumos kiekis ir dėl to pakyla tiek ritinėlių darbinio paviršiaus, tiek apdirbamo mišinio temperatūra. Siekiant išvengti nepageidaujamų temperatūros pokyčių (apdegimo ir pan.), yra numatytas specialus ritinėlių aušinimas. Apdorojimo metu susidarančios šilumos kiekį galima nustatyti pagal ritinėlių suvartojamą galią, atsižvelgiant į visų pavarų ir ašių efektyvumą.
Ši šiluma sunaudojama apdorojamo mišinio Q 1 šildymui, nuostoliams į aplinką Q 2 ir kaitinimui aušinant vandenį Q 3.
, (6.16)
kur: G - ritinio produktyvumas; c - savitoji šiluminė galia; t k, t n - galutinė ir pradinė mišinio temperatūra.
Šilumos nuostoliai aplinkai susideda iš šilumos nuostolių dėl konvekcijos ir radiacijos.
, (6.18)
čia: - ritinio ir aplinkos oro temperatūra, ° C; - absoliuti ritinio ir oro temperatūra, ° K; - bendroji spinduliuotė (priklauso nuo ritinio spinduliavimo, aplinkos ir juodo korpuso); - šilumos perdavimo ir spinduliavimo paviršius; - šilumos perdavimo koeficientas (nejudančiam orui).
, (6.19)
4.2 Kalimo ritinėlių štampavimas (valcavimas).
Šis štampavimas panašus į išilginį valcavimą viename darbiniame stove, ant dviejų ritinių, kurie tvirtinami sektoriniais štampais su atitinkamais grioveliais.
Įkaitintas ruošinys 1 paduodamas į atramą 2 tuo metu, kai nukrypsta sektorius 3. Kai ritinėliai pasisuka, ruošinys paimamas ir suspaudžiamas iki ertmės formos; kartu su suspaudimu ruošinys stumiamas pastūmos link.
Volai naudojami palyginti paprastos konfigūracijos kaltiniams gaminiams, pvz., grandinių jungtims, svirtims, veržliarakčiams ir kt., gaminti. Be to, ruošiniai formuojami ant ritinėlių vėlesniam štampavimui, dažniausiai ant švaistiklio karštojo štampavimo presų.
Jie profiliuojami ir štampuojami ant volelių vienu ar keliais srautais. Pradinis ruošinio skerspjūvis yra lygus didžiausiam kalimo skerspjūviui, nes valcavimo metu daugiausia vyksta pratraukimas.
4.3 Deformavimo įrenginių ir štampavimo įrenginių konstrukcija ir veikimo principas.
 |
CGShP kinematinė schema
1 paveikslas
1- Slankiklis;
4- Elektros variklis
5- Priėmimo velenas
6- Maža pavara
7- Didelė pavara
8- Pneumatinė funkcinė diskinė sankaba
9- Alkūninis velenas
11- Spaudos stalas
Štampavimas ant švaistiklio karštojo štampavimo presų KGShP gaminamas 5-10 mm jėga. Jie sėkmingai pakeičia ir daugeliu atvejų pranoksta technologinėmis galimybėmis garo-oro štampavimo plaktukus, kurių padavimo detalės sveria iki 10 tonų. KGSHP pasižymi tuo, kad štampavimo metu susidaranti jėga yra suvokiama masyviu rėmu. Ant preso lovos sumontuotas elektros variklis. Prie jo veleno pritvirtintas skriemulys, iš kurio sukimo momentas trapecinio diržo transmisija perduodamas smagračiui, sumontuotam ant priimančiojo veleno. Kitame šio veleno gale sumontuota maža krumpliaratis, kuri susijungia su didele krumpliaračiu su įmontuota pneumatine įjungimo sankaba. Ant alkūninio veleno yra didelė pavara su sankaba, kuri, sukdama, varo švaistiklį su slankikliu kreipiančiosiomis kryptimis.
Alkūninio veleno sukimuisi sustabdyti naudojamas stabdys, kai įjungiama sankaba. Presavimo stalas, sumontuotas ant nuožulnaus paviršiaus, gali būti judinamas pleištu ir taip reguliuoti štampavimo erdvės aukštį nedidelėmis ribomis. Siekiant užtikrinti, kad kalimas būtų pašalintas iš presavimo štampai, stalelyje ir slydime yra jungikliai. Ežektoriai aktyvuojami, kai slankiklis juda aukštyn. Smagratis sustabdomas naudojant stabdį, kai įjungiamas elektros variklis.
Skirtingai nuo plaktukų, presai turi griežtą slankiklio judėjimo grafiką, kurio visas judesys aukštyn ir žemyn yra vienodas ir yra lygus dvigubam švaistiklio spinduliui. Šiuo atžvilgiu atliekant kelių sruogų štampavimą neįmanoma naudoti užsitęsusių, valcuojančių ar pjaustytų sruogų. Kaltiniai, kuriems reikia naudoti nurodytas sruogas, yra štampuojami CGSP iš periodiškai valcuotų arba iš anksto suformuotų ruošinių ant kalimo kaiščių. Slankiklio greitis viršutinės štampo dalies sąlyčio su ruošiniu momentu yra 0,3 - 0,8 m/s, tai yra kelis kartus mažesnis už plaktuko pagrindo greitį smūgio momentu. Kadangi kiekvienos gijos deformacija atliekama vienu paspaudimu, ruošiniai turi būti švarūs nuo apnašų, kad nebūtų pažeistas pakuotės paviršius.
Slankiklio eigos pastovumas, didesnis jo judėjimo tikslumas galinguose reguliuojamuose presavimo rėmo kreiptuvuose, štampai su kreipiančiomis kolonomis ir ežektoriais priverstiniam kaltinių pašalinimui užtikrina didesnį kaltinių gamyboje, su mažesniais štampavimo nuolydžiais, tikslumą, nuolaidos, leistinos nuokrypos ir metalo suvartojimas nei štampuojant plaktukais . Ežektoriai dedami į vertikalias antspaudo griovelių įdėklų angas. Štampavimo metu darbinis ežektorių paviršius sudaro srautų paviršiaus dalį. Atvirkštinio slydimo eigos metu specialus mechanizmas štampelyje, varomas preso išmetimo, pakelia srauto išmetiklius, kurie išstumia kaltinį iš srauto.
Kad presas neužstrigtų ir nesulūžtų, CGSP atviri štampai dėl smūgių trūkumo neprilygsta šerdies dydžiui, tarnauja ilgiau nei plaktukai. KGShP jie naudoja surenkamos konstrukcijos štampus su grioveliais, kurie susidėvėjus pakeičiami. Ežektorių buvimas užtikrina patogumą štampuoti uždaruose štampuose ekstruzijos ir pradurimo būdu. Ekstruzijos metu ruošinys įdedamas į štampo ertmę ir nusodinamas į šią ertmę, tuo pačiu metu dalis metalo teka už jo ribų. Presų efektyvumas yra maždaug 2 kartus didesnis nei plaktukų efektyvumas. Presai daro 35-90 smūgių per minutę, tai yra maždaug tiek pat, kiek 4 lygiavertės galios plaktukai. Štampavimas ant preso yra 1,5 - 3 kartus našesnis nei ant plaktuko, be to, jį lengviau mechanizuoti ir automatizuoti.
Uždarajam štampavimui be šlifavimo jėgos vertės, gautos pagal aukščiau pateiktą formulę, sumažinamos 2,0–2,5%. P = k F, kur P yra štampuotos pakuotės su spygliuotu pirštu projekcijos plotas, cm kv; k – koeficientas, atsižvelgiant į kaltinių formų sudėtingumą (k = 6,4 / 7,3).
Pastaruoju metu sulaukiau ne vieno tinklaraščio skaitytojų pagalbos sprendžiant tą pačią problemą: kaip nustatyti galutinę vidurinio volo (ritinio) vietą dirbant su trijų ritinių lakštų lenkimo ritinėliais ir profilio lankstikliais...
Dėl išorinių ritinėlių (ritinukų) padėties, kuri užtikrins ruošinio lenkimą (riedėjimą) tam tikru nurodytu reikiamu spinduliu? Atsakymas į šį klausimą padidins darbo našumą lenkiant metalą sumažinant ruošinio važiavimų skaičių, kol bus gauta tinkama dalis.
Šiame straipsnyje rasite teorinis problemos sprendimas. Leiskite iš karto padaryti išlygą: šio skaičiavimo netaikiau praktiškai ir atitinkamai netikrinau siūlomo metodo veiksmingumo. Tačiau esu įsitikinęs, kad tam tikrais atvejais naudojant šią techniką metalo lankstymas gali būti atliktas daug greičiau nei įprastai.
Dažniausiai įprastoje praktikoje galutinė kilnojamojo centrinio ritinėlio (ritinėlio) vieta ir važiavimų skaičius, kol bus gauta tinkama dalis, nustatomas „kišimo metodu“. Po ilgo (arba ne taip ilgai) technologinio proceso tobulinimo bandomojoje dalyje nustatoma centrinio volo (ritinio) padėties koordinatė, kuri naudojama tolimesniam ritinėlių pertvarkymui, gaminant šių dalių partiją. .
Metodas yra patogus, paprastas ir tinkamas daugeliui identiškų dalių - tai yra masinei gamybai. Vienetinėje arba „labai mažoje“ gamyboje, kai reikia lenkti skirtingus profilius ar skirtingo storio lakštus skirtingais spinduliais, laiko praradimas koregavimui „atsitiktinai“ tampa katastrofiškai didžiulis. Šie nuostoliai ypač pastebimi lenkiant ilgus (8...11 m) ruošinius! Kol darai praėjimą..., kol matuojasi..., kol perstatai ritinėlio (ritinėlio) padėtį... - ir vėl iš naujo! Ir taip keliolika kartų.
Judančio vidurinio volelio vietos apskaičiavimas programoje Excel.
Paleiskite MS Excel arba OOo Calc ir pradėkite!
Bendrąsias skaičiuoklių, naudojamų tinklaraščio straipsniuose, formatavimo taisykles rasite čia .
Visų pirma, noriu atkreipti dėmesį, kad skirtingų modelių lakštų lankstymo volai ir profilio lankstikliai gali turėti judančius išorinius volelius (volus), o gali turėti kilnojamąjį vidurinį volą (volą). Tačiau mūsų užduočiai tai nėra esminė reikšmė.
Toliau pateiktame paveikslėlyje parodyta problemos skaičiavimo diagrama.
Proceso pradžioje valcuojama dalis guli ant dviejų išorinių ritinėlių, kurių skersmuo D. Vidurinio ritinėlio (volinio) skersmuo d apibendrino kol palies ruošinio viršų. Toliau vidurinis volas (volelis) juda žemyn iki atstumo, lygaus apskaičiuotam dydžiui H, įjungta ritinėlio sukimosi pavara, valcuojamas ruošinys, sulenktas metalas, o išėjimas yra dalis su nurodytu lenkimo spinduliu R! Belieka išmokti teisingai, greitai ir tiksliai apskaičiuoti dydį. H. Tai mes darysime.
Pradiniai duomenys:
1. Kilnojamojo viršutinio ritinėlio (ritinio) skersmuo /nuoroda/ d rašyti mm
į langelį D3: 120
2. Atraminių ritinėlių (ritinukų) skersmuo su sukimosi pavara D rašome mm
į langelį D4: 150
3. Atstumas tarp atraminių išorinių ritinėlių (ritinų) ašių AĮveskite mm
į langelį D5: 500
4. Dalies sekcijos aukštis hįveskite mm
į langelį D6: 36
5. Vidinis detalės lenkimo spindulys pagal brėžinį Rįveskite mm
į langelį D7: 600
Skaičiavimai ir veiksmai:
6. Apskaičiuojame numatomą viršutinio ritinėlio (ritinio) vertikalią pastūmą Hskaičiavimas mm išskyrus spyruokliavimą
langelyje D9: =D4/2+D6+D7- ((D4/2+D6+D7)^2- (D5/2)^2)^(½)=45,4
Hskaičiavimas =D /2+h +R - ((D /2+h +R)^2- (A /2)^2)^(½)
7. Prie tokio dydžio sureguliuojame volelius Hskaičiavimas ir atlikite pirmąjį ruošinio paleidimą. Išmatuojame arba apskaičiuojame gautą vidinį spindulį nuo atkarpos stygos ir aukščio, kurį žymime R 0 ir užrašykite gautą reikšmę mm
į langelį D10: 655
8. Apskaičiuojame, koks turi būti skaičiuojamas teorinis viršutinio volo (ritinio) vertikalus pastūma. H0 skaičiuok mm spindulio dalių gamybai R 0 išskyrus spyruokliavimą
langelyje D11: =D4/2+D6+D10- ((D4/2+D6+D10)^2- (D5/2)^2)^(½)=41,9
H 0 skaičiuot =D /2+h +R0 — ((D /2+h +R0 )^2- (A /2)^2)^(½)
9. Bet dalis su vidiniu lenkimo spinduliuR 0 pasirodė, kai viršutinis ritinys buvo nuleistas pagal dydįHskaičiavimas, bet neH0 skaičiuok!!! Apskaičiuojame atbulinės eigos korekciją x mm
langelyje D12: =D9-D11 =3,5
x = Hskaičiavimas — H0 skaičiuok
10. Kadangi spinduliai R Ir R 0 turi panašius matmenis, tada galima pakankamai tiksliai priimti tą pačią pataisos vertę x nustatyti galutinį faktinį atstumą H, ant kurio turi būti paduodamas viršutinis volas (volelis), kad būtų gautas vidinis valcuotos dalies spindulys R .
Apskaičiuojame galutinį apskaičiuotą viršutinio volo (ritinio) vertikalią pastūmą H mm, atsižvelgiant į spyruokliškumą
langelyje D13: =D9+D12 =48,9
H = Hskaičiavimas+ x
Problema išspręsta! Pirmoji dalis iš partijos buvo pagaminta 2 kartus! Surasta vidurinio volo (volino) vieta.
Metalo lenkimo ant ritinėlių ypatybės ir problemos.
Taip, kaip viskas būtų gražu ir paprasta - prispausta, stumdoma, dalis paruošta, bet yra keli "bet"...
1. Riedant dalis su mažais spinduliais, daugeliu atvejų neįmanoma pasiekti reikiamo spindulio R vienu pravažiavimu dėl galimų deformacijų, gofruotųjų ir plyšimų viršutiniame (suspaudžiamasis) ir apatiniame (tempiame) ruošinio sekcijos sluoksniuose. Tokiais atvejais kelių praėjimų paskyrimą technologas lemia konkrečios detalės technologinė ypatybė. Ir tai ne išskirtiniai, o labai dažni atvejai!
2. Vienpakopis vidurinio volo (ritinio) padavimas dideliu atstumu be riedėjimo H gali būti nepriimtina dėl didelių jėgų, kurios perkrauna ritinėlių vertikalaus judėjimo mechanizmą virš leistinos normos, atsiradimo. Tai gali sugadinti mašiną. Panašioje perkrovos situacijoje gali atsidurti ir ritinėlių (ritinių) sukimosi pavara!
3. Ruošinio galai, jei jie nėra išlenkti pirmiausia, pavyzdžiui, ant preso, lenkiant ant trijų ritinėlių išliks tiesiomis dalimis! Tiesių sekcijų ilgis Lšiek tiek daugiau nei pusė atstumo tarp apatinių ritinėlių A /2.
4. Kai vidurinis volas (ritinukas) lenkiamame ruošinio skyriuje juda žemyn, palaipsniui didėja įprastiniai įtempiai, kurie iš pradžių sukelia spyruoklės deformaciją. Kai tik įtempiai atokiausiuose ir apatiniuose sekcijos pluoštuose pasiekia detalės medžiagos takumo ribą σт, prasidės plastinė deformacija – tai yra prasidės lenkimo procesas. Jei prieš prasidedant plastinei deformacijai vidurinis volas patraukiamas atgal, ruošinys spyruos atgal ir išliks pradinis tiesus! Būtent atvirkštinio spyruoklinio spyruoklės poveikis verčia padidinti vertikalios pastūmos dydį Hskaičiavimas pagal sumą x, nes ruošinio dalys svyruoja atgal ir iš dalies išsitiesina, palikdamos lenkimo zoną, esančią tarp ritinėlių (ritinėlių).
Radome šią pataisą x empiriškai. Galima apskaičiuoti dalies spyruoklinį arba liekamąjį kreivumą, tačiau tai nėra lengva užduotis. Be medžiagos takumo ribos σт svarbų vaidmenį sprendžiant šią problemą vaidina valcavimo elemento skerspjūvio atsparumo lenkimui momentas Wx. Ir kadangi dažnai profiliai, ypač pagaminti iš aliuminio lydinių, turi labai sudėtingą skerspjūvį, tada atsparumo momento apskaičiavimas Wx virsta atskira sunkia užduotimi. Be to, faktinė takumo vertės vertė σт dažnai labai skiriasi net mėginiams, išpjautiems bandymui iš to paties lakšto arba to paties profilio gabalo.
Siūlomoje metodikoje bandoma vengti atvirkštinio spyruokliškumo apibrėžimo naudojant „mokslinį kišimo metodą“. Kailioms medžiagoms, tokioms kaip aliuminio lydiniai, vertė
Nepamiršk patvirtinti prenumerata paspaudę nuorodą laiške, kuris iš karto ateis pas jus nurodytu paštu (gali atvykti į aplanką « Šlamštas » )!!!
Su susidomėjimu skaitysiu jūsų komentarus ir atsakysiu į jūsų klausimus, mieli skaitytojai!!! Pasidalykite praktinių technikos bandymų rezultatais su manimi ir kolegomis straipsnio komentaruose!
maldauju gerbdamas autoriaus kūrybą parsisiųsti skaičiavimo failą po prenumeratos straipsnių pranešimams!
Avarinis prietaisas
Tarpų reguliavimo mechanizmas
Priekinis ritinys juda, kai guolio korpusas juda mašinos rėmo angose. Tarpų reguliavimo mechanizmas yra sraigtinė pora: veržlė tvirtai pritvirtinta rėme, o varžtas sukasi elektros varikliu per sliekines pavaras.
Varžtas remiasi į apsauginę poveržlę, esančią guolio korpuse. Ši poveržlė sugenda, jei volai yra perkrauti traukos jėga.
Ritininės mašinos yra įranga, kuriai būdingas didesnis priežiūros pavojus. Avariniame ritininiame įrenginyje yra kabeliai, esantys virš ritinėlių. Vienas kabelio galas yra standžiai prijungtas prie kairiojo rėmo traverso, o kitas - prie jungiklio svirties. Paspaudus laidą, svirtis išjungia elektros variklį.
Traukos jėgų ir naudingos energijos suvartojimo nustatymas
Bendra ritinių sunaudota galia
Našumo skaičiavimas
Traukos jėgų ir naudingos energijos suvartojimo nustatymas.
Riedėjimo metu darbiniame tarpelyje atsiranda jėgos, kurios bando išstumti ritinius. Šios jėgos vadinamos plėtimosi jėgomis. Į juos reikia atsižvelgti skaičiuojant, nes priešingu atveju, veikiant per didelėms jėgoms, ritinėliai gali sulūžti.
Dėl riedėjimo reiškinio sudėtingumo ir nepakankamų teorinių žinių sunku apskaičiuoti traukos jėgas ir energijos sąnaudas. Šias vertes galima nustatyti dviem būdais:
1. Eksperimentinių duomenų apdorojimas remiantis panašumo teorija
2. Proceso matematinė analizė su tam tikrų prielaidų įvedimu.
Pirmuoju metodu eksperimentai atliekami su modelio mašina, gaunamos traukos jėgos ir energijos sąnaudos.
kur: - ritinėlių skersmuo; - tarpo dydis; - trinties vertė; - mišinio savitasis svoris; L - ritinio ilgis; - greitojo sukimosi kampinis greitis; - galutinis medžiagos plastiškumas 
- eksperimentiniai koeficientai, kurie kai kurioms medžiagoms pateikti žinynuose.
Pagal antrąjį metodą paprastos matematinės priklausomybės gaunamos įvedant šias prielaidas:
1. Efektinis mišinio klampumas (vidurkis) nekinta
2. Minimalus mišinio tekėjimo tarpe režimas yra laminarinis
3. Medžiaga prilimpa prie ritinėlių paviršiaus ir sluoksnių greitis paviršiuje yra lygus ritinėlio greičiui (U=V)
4. Inercinės jėgos mažos
5. Medžiagos srautas yra vienmatis (į tarpą)
6. Mišinio greitis vertikaliai nekinta
7. Slėgis medžiagos įleidimo ir išleidimo angoje į ritinius yra lygus nuliui
8. Slėgis plokštumose, lygiagrečiose ritinių ašims, nekinta.
Tada klampaus skysčio (Navier-Stokes) judėjimo lygtis yra tokia:
, (6.3)
Integravus šią lygtį ir atsižvelgus į prielaidas, buvo gauta traukos jėgos išraiška:
, (6.4)
kur: - trinties vertė; - efektyvus klampumas; - priekinio riedėjimo greitis; - riedėjimo spindulys; - ritinio ilgis; - tarpas tarp ritinėlių.
Momentas, kurį sunaudoja ritiniai, yra lygus sukimo momentų sumai:
, (6.5)
- greitaeigių ir mažų greičių ritinėlių sukimo momentai.
Bendra ritinių sunaudota galia.
Jis apskaičiuojamas pagal formulę:
(6.8)
čia: reikalingas bendras sukimo momentas.
kur: - tuščiosios eigos greitis; - papildomų trinties jėgų momentas.
, (6.10)
kur: - ašies radialinė apkrova; - guolio trinties koeficientas; - kakliuko skersmuo; - transmisijos ir trinties poros pavaros santykis; - bendras efektyvumas transmisijos ir trinties pora;
Papildomų jėgų momentas lygus:
, (6.11)
kur: ritinėlių traukos jėga.
Našumo skaičiavimas.
Ritininės mašinos veikia pagal vieno ir daugkartinio apdirbamos medžiagos pratekėjimo pro tarpą schemas. Vienkartiniam medžiagos praėjimui per volus našumas nustatomas pagal formulę:
, (6.12)
kur: - vienkartinis atsisiuntimas; - mašinų panaudojimo rodiklis (0,85 - 0,9). - medžiagos savitasis svoris; - ciklo trukmė;
kur: - priekinio ritinio skersmuo; - ritinio statinės ilgis.
Ciklo trukmė nustatoma pagal formulę:
, (6.14)
kur: - pakrovimo ir iškrovimo laikas; - technologinis veikimo laikas. Šis laikas nustatomas eksperimentiškai.
Pažymėtina, kad nustatant volų našumą yra ir kitų priklausomybės skaičiavimų.
Volų terminis skaičiavimas.
Apdorojant medžiagą ritinio tarpelyje išsiskiria didelis šilumos kiekis ir dėl to pakyla tiek ritinėlių darbinio paviršiaus, tiek apdirbamo mišinio temperatūra. Siekiant išvengti nepageidaujamų temperatūros pokyčių (apdegimo ir pan.), yra numatytas specialus ritinėlių aušinimas. Apdorojimo metu susidarančios šilumos kiekį galima nustatyti pagal ritinėlių suvartojamą galią, atsižvelgiant į visų pavarų ir ašių efektyvumą.
Ši šiluma sunaudojama apdorojamo mišinio šildymui, nuostoliams į aplinką ir šildymui aušinant vandenį.
, (6.16)
kur: - ritinėlių našumas; - savitoji šiluminė galia; - galutinė ir pradinė mišinio temperatūra.
Šilumos nuostoliai aplinkai susideda iš šilumos nuostolių dėl konvekcijos ir radiacijos.
, (6.18)
čia: - ritinio ir aplinkos oro temperatūra, ° C; - absoliuti ritinio ir oro temperatūra, ° K; - bendroji spinduliuotė (priklauso nuo ritinio spinduliavimo, aplinkos ir juodo korpuso); - šilumos perdavimo ir spinduliavimo paviršius; - šilumos perdavimo koeficientas (nejudančiam orui).
, (6.19)
kur: - ritinio skersmuo.
Šilumos kiekis, kurį pašalina aušinamas vanduo:
, (6.20)
- Volai susideda iš 2 arba 3 lygiagrečių tuščiavidurių ritinėlių, besisukančių vienas į kitą.
- Taikyti gumos plastifikavimui, gumos mišinių ruošimui, kaitinimui prieš kalandravimą ar ekstruziją, taip pat perdirbtos medžiagos gamyboje.
Šiuolaikiniai volai turi matavimo prietaisus ir pagalbinius prietaisus, tačiau turi ir rimtų trūkumų: mažą našumą, sandarumo trūkumą, pavojų priežiūros metu. Volai išstumiami uždaromis mašinomis.
- klasifikacija pagal funkcinę paskirtį.
Gniuždymo volai (Other) – senos gumos smulkinimui. Šildymo voleliai (Hd.) – gumos mišinių plastiškumui ir įkaitimui padidinti. Plovimo voleliai (Pvz.) – gumos plovimui vandeniu. Šlifavimo volai (Rz.) – gumos atliekoms šlifuoti. Rafinavimo volai (Rusijos Federacija) – regeneruotų medžiagų ir gumos mišinių valymui nuo pašalinių intarpų. Maišymo voleliai (žr.) - gumos maišymui su įvairiais ingredientais, gumos mišinių paruošimui ir lakštavimui. Maišymo ir kaitinimo voleliai (Sm.-Pd.) – gumos plastifikavimui, maišymui su įvairiais ingredientais ir gumos mišinių kaitinimui. Laboratoriniai volai (Lb.) – laboratoriniams darbams.
- Klasifikavimas pagal dizaino ypatybes
Pagal ritinėlių dydį ir jų sukimosi greitį: gamyba – lengvo tipo D / L : 300/800; 500/800, vidutinio tipo D / L : 550/1500, sunkaus tipo D / L : 660/2100; laboratorija
Pagal ritinių skaičių: 2 ir 3 (Rusijos Federacija).
Pagal važiavimo tipą: individualus, dvigubas ir grupinis (3, 4, rečiau 5).
Pagal trinties dydį (galinio volo ir priekinio sukimosi greičio santykį): Dr. – 2,55, 3,08, 3,25; Pd. – 1,22, 1,25, 1,27, 1,28, 1,29; ir kt. – 1,39; Rz. – 4.00 val.; Rusija – 2,55; Žr. – 1.07, 1.08, 1.11, 1.27; Žr.-Pd. – 1,14; Kakta – 1-4. Trinties žymėjimas: 1:1,22.
- Simbolis yra ritinių pavadinimas, ilgis ir skersmenys (priekyje ir gale), pavaros vieta (dešinė - P, vidurinė - S, kairė - L) ir GOST. Volai Lb 100 50/50 P GOST…; Volai Lb 200 100/100 GOST... su individualia pavara kiekvienam ritiniui; Volai Sm 2100 660/660 L GOST…; Volai Sm 2100 660/660 L su trinties jungimu GOST...; Ritininis blokas RF 800 490/610 S 2 GOST…
1.3.2. Volo veikimo schema.
Apdorojama medžiaga (guma arba gumos mišinys) gabalėlių ar plokščių pavidalu pakraunama ir pakartotinai praleidžiama per tarpą tarp ritinių.
Medžiaga įtraukiama į tarpą veikiama trinties jėgų ir dėl medžiagos sukibimo su ylų paviršiumi.
Deformacijos laipsnis ir medžiagos sugavimo laipsnis nustatomas pagal gaudymo kampą =10-45 o. Lankas, aplenkiantis šį kampą, vadinamas fiksavimo lanku. Įtraukimo jėga P>0 , Jei > ; – trinties kampas; = tg – trinties koeficientas.
Eksploatacijos metu realizuojamos šlyties ir šlyties deformacijos; Tarpo srityje visada yra medžiagų.
Išėjus iš tarpelio, mišinys nukreipiamas link priekinio volelio, nes jis sukasi lėčiau nei galinis; Taip yra ir dėl saugumo priežasčių. Ant priekinio volelio susidaręs mišinio sluoksnis vadinamas oda arba kailiu.
Tarpas reguliuojamas 10-12 mm.
Kuo didesnė trintis, tuo intensyvesnis maišymas ir aukštesnė temperatūra.
Tas pats pasakytina ir apie greitį, kuris yra 35–40 m/min. Greičio padidėjimą riboja saugumo sumetimai.
1.3.3. Ritininis įrenginys.
Rėmuose sumontuotuose riedėjimo guoliuose, kurie sutraukiami traversais, vienas į kitą sukasi du tuščiaviduriai ritinėliai.
Kryžminės galvutės sudaro stačiakampius langus, kuriuose sumontuoti ritininių guolių korpusai.
Rėmai montuojami ant pamatų plokštės.
Norint išmatuoti tarpą tarp ritinėlių, priekinio veleno guolių korpusus galima perkelti išilgai rėmo kreiptuvų. Judėjimas atliekamas slėgio varžtu, naudojant tarpo reguliavimo mechanizmą.
– Mechanizmas valdomas rankiniu ratu arba rankena arba elektros varikliu.
Slėgio varžtas remiasi į priekinio ritininio guolio korpusą per apsauginę poveržlę, kuri prasiskverbia didėjant tarpiklio jėgoms.
Kai ritinėliai pajuda arba pasislenka per toli, suveikia ribiniai jungikliai.
Lovose yra diskai, rodantys klirenso dydį.
Yra ribinės rodyklės, kad neužsikimštų guoliai.
Variklis perduoda jėgą pavaros ir trinties pavaromis.
Tepimas atliekamas rankiniu būdu arba siurbliu iš alyvos stoties, o tai yra lengviau.
Yra avarinis sustabdymas, kuris sustabdo elektros tekėjimą į variklį. Po to, kai jis suveikia, ritinėliai apsuka ketvirtadalį apsisukimo, kai ritinėliai iškraunami, ir sustoja akimirksniu, kai ritinėliai yra pakraunami.
1.3.4. Pagrindiniai mazgai.
- Pamatų plokštė – ketaus su armatūra su standikliais, 3,5 t.
Gali būti iš gelžbetonio su karkasu iš armatūrinio plieno (10-12% masės).
- lova – plieninis, susideda iš dviejų dalių – paties rėmo ir skersinio – viršutinės dalies, 800-1350 kg. Jis turi būti pritaikytas 14 kN traukos jėgai 1 cm darbinės ritinio dalies ilgio.
- Ritinėliai – pagrindinis blokas išliejamas į ketaus formą, o paviršius balinamas iki 8-25 mm gylio.
Statinės daugiausia yra cilindrinės, rafinavimo ritinėliai bombarduojami. Priekyje (skersmuo 490 mm) – 0,151 mm, galine (skersmuo 610 mm) – 0,075 mm.
Smulkinimo ir plovimo volai yra banguoto paviršiaus (gofruotas 4-15 o kampu išilginės ašies atžvilgiu).
Ritinėlių vėsinimas - įprastai ritinių temperatūra turi būti ~60 o C. Vandens temperatūra neturi viršyti 12-14 o C. Vasarą vanduo iš čiaupo turi būti aušinamas.
Plastifikuojant NK ir apdorojant mišinius jo pagrindu, priekinio ritinio temperatūra turi būti 5-10 laipsnių. Mažiau nei galinė temperatūra – tada mišinys pateks į priekinį volą.
Apdorojant mišinius iš SC, priekinio ritinio temperatūra turi būti 5-10 laipsnių. Daugiau galinės temperatūros.
Du aušinimo būdai yra volo užpildymas vandeniu ir periodinis jo keitimas – atviras būdas. Purškimo prietaisų naudojimas 150-200 mm atstumu vienas nuo kito.
Vandens suvartojimas 1,2-2,5 m 3 /val - mažas, 5-12 - vidutinis, 8-18 - didelis.
Yra konstrukcijų su guolių aušinimu.
- Tarpų reguliavimo mechanizmas. Tarpas 0,05-12 mm. Slėgio varžtas sukasi plieninėje veržlėje, pritvirtintoje rėme. Atbulinės eigos eiga gali būti atliekama naudojant elektros variklį arba dėl tarpiklio jėgų.
- Peiliai (jų yra du) montuojami į vežimėlį ir gali būti perkeliami išilgai volo.
- Mišinio maišymo ir aušinimo prietaisai. Mišinys nupjaunamas nuo priekinio ritinėlio ir įkišamas į tarpą tarp aušinimo būgno ir slėgio ritinėlio ir vėl siunčiamas į tarpą - maišomas, intensyviai judant išilgai jo ilgio specialių ritinėlių ir vežimėlio - atsargų pagalba. blenderis. Ši sistema naudojama rafinuoti gumos mišinius po RS.
- Įvairių tipų ritinėlių savybės. RF (rafinavimo) pertraukimo volai – pirminiam valymui, rafinavimo volai – galutiniam valymui. Mišinys nuimamas nuo galinio volelio ir susukamas į ritinius. Paviršius lygus, statinės formos, intarpai tęsiasi iki kraštų. Įvairaus ritinio skersmens. Trintis 1:2,55. Dr (smulkinimas) – statinės dydžiai ir trintis tokie patys kaip Rusijoje. Pr (plovimas) - gofruotas paviršius, bet vienodi ritinėlių skersmenys.
1.3.5. Įtempių pasiskirstymas medžiagoje tarpe tarp ritinių.
- Prielaidos: laminarinio srauto režimas, neslidžios būklės, Niutono skystis.
Navier-Stokso lygtis.
Yra 2 iš esmės skirtingi srauto zonos . Iki dviejų zonų ribos (aukščiau) vyksta pirmyn ir priešpriešinis srautas; žemiau – tik progresyvus. Tarp šios ribos ir siauriausios atkarpos yra kamštinis srauto režimas - jėgos, atsirandančios dėl hidrostatinio slėgio ir veikiančios vienoje ruožo pusėje, yra subalansuotos jėgomis, veikiančiomis kitoje ruožo pusėje.
Šlyties įtempis šioje atkarpoje lygus nuliui, o slėgis maksimalus – medžiaga juda kaip kietas kamštis be deformacijų.
- Temperatūros pasiskirstymas rulono tarpelyje. Dvi smailės šalia paviršių dėl aušinimo.
1.3.6. Išsiplėtimo jėgos.
- Remiantis medžiagos plastinės deformacijos tarp ritinėlių modeliais.
Išsiplėtimo jėga yra jėgos, linkusios išstumti ritinius, kai tarp jų praeina deformuojama medžiaga, dydis.
|
|
,Kur - santykinis medžiagos išplėtimas, = b Į / b n (galima svarstyti =1), b n - pradinis plotis, b Į - galutinis plotis, k – empirinis koeficientas, T – valcuotos medžiagos takumo riba, h ns – neutralaus sluoksnio storis, h ns ( h n h Į ) ½ , h n Ir h Į – medžiagos storis prieš ir po valcavimo, = / lg ( /2) , - trinties koeficientas, - sukibimo kampas, R – ritinio spindulys, cm, h =2 R (1- cos ) – linijinis suspaudimas.
- Remiantis tamprios deformacijos dėsniais.
|
|
,Kur E - tamprumo modulis.
Tokiu atveju neatsižvelgiama į trinties jėgas, praėjus pro tarpą, atstatomas storis.
- Remiantis hidrodinamine riedėjimo teorija.
Traukos jėga yra padalinta į dvi dalis: 1) nukreipta prieš sukimosi greičio vektorių (horizontalioji dedamoji), 2) nukreipta į greičio vektorių (vertikalioji dedamoji)
|
| |||
|
|
|
|
|
,
Kur T - trinties jėga, l - sukibimo lanko ilgis, f - trintis, v 1 , v 2 – linijinis priekinio ir galinio riedėjimo greitis, L - ritinio ilgis, IN 1,2 – koeficientai, n – reologinis koeficientas/
Jeigu P 1 Ir P 2 yra žinomi, tada rezultato taikymo taško koordinatę galima nustatyti kaip
Kur ef – efektyvaus klampumo koeficientas, h Į – minimalus tarpas.
Dėl apytikslių skaičiavimų P = qL , q = 400 kN/m (NK), užpildytiems mišiniams q = 600-1100 kN/m.
Technika, pagrįsta panašumo teorija.
|
| |
|
| |
|
|
N
N
NKur B=( h n – h 2 )/( h n - h 1 ) - atkuriamumas, M=( h n – h 1 )/( h n + h 1 ) - minkštumas, h n – pradinis mėginio aukštis, h 1 - aukštis esant apkrovai, h 2 - aukštis po iškrovimo, Pl Į – galutinis plastiškumas
Koeficientų reikšmės:
Pavyzdžiui, SKN-40:
P=18059860,66 1,4 2,1 0,7 0,002 0,1 0,48 –0,4 =1,22 MN=122 t.
1.3.7. Energijos sąnaudos.
- Technika, pagrįsta plastinės arba tampriosios deformacijos teorija.
|
|
kWKur M – pasipriešinimo ritinėlio sukimui momentas, Nm, M=M R +M tr, M R – momentas, kai reikia įveikti medžiagos atsparumą deformacijai, M R = PDsin ( /2) , P - traukos jėga, - sukibimo kampas, M tr – guolių atsparumo trinčiai momentas, atsižvelgiant į riedėjimo sunkumą ir tarpiklio jėgas, M tr = ( P + G V ) d , – guolių trinties koeficientas, G V - veleno gravitacija, d – ritininio kakliuko skersmuo, n - vidutinis ritinėlių sukimosi greitis, – Pavarų poros efektyvumas.
- Metodas, pagrįstas hidrodinamine riedėjimo teorija.
Kur – greitaeigio riedėjimo periferinis greitis, s –1.
Koeficientų reikšmės:
Pavyzdžiui, SKN-40:
N=0,069861,8750,66 2 2,1 0, 6 0,002 0,1 0,48 –0. 7 1,22 –0,25 =65 kW.
1.3.8. Pavaros blokas.
Volai gali turėti individualų, suporuotą arba grupinį pavarą.
Pavara gali būti dešinėje arba kairėje darbo vietos pusėje.
Apdorojimo ciklo pradžioje galia yra 1,5-2 kartus didesnė nei ritinėlių sunaudojama galia. Todėl elektros variklio galia turi būti parenkama atsižvelgiant į šią didžiausią apkrovą.
Su individualia pavara montuojamas sinchroninis variklis, kuris per mažai apkrautas gali veikti kaip kompensatorius ir pagerinti cos.
Kiekvienam ritiniui gali būti atskiras variklis (laboratoriniuose ritiniuose).
Norėdami prijungti pavarų dėžės išėjimo veleną prie transmisijos veleno, movos , jie leidžia šiek tiek iškraipyti prijungtus velenus ir užtikrina transmisijos elastingumą. Naudojama greitosios pavaros mova, Franke kaiščio mova ir Bibi spyruoklinė mova.
Gali būti guminės arba guminės-pneumatinės movos, kurios užtikrina sklandų pavaros veikimą ir tam tikrą ašių iškrypimą.
Volams su dideliu ritinėlių išsiplėtimu ir didelėmis plėtimosi jėgomis naudojama blokinė pavarų dėžė (iki 20 kN/cm). Jame yra pavaros ir trinties pavaros. Pavarų dėžės blokas yra sujungtas dviem išėjimo velenais per universalių jungčių įtaisus su ritinėliais.
Blokinės pavarų dėžės kaina yra daug didesnė, tačiau ji turi daug privalumų – krumpliaračiai ir guoliai veikia palankesnėmis sąlygomis.
1.3.9. Diegimo ypatybės.
Anksčiau volai buvo montuojami ant specialaus pamato ir tvirtinami pamatų varžtais.
Vibracijos perduodamos į konstrukcinius pastato elementus.
Volų perkėlimas iš vienos vietos į kitą yra susijęs su didele statybos darbų apimtimi
Naudojamos vibraciją izoliuojančios atramos – be specialaus pagrindo ir varžtų.
1.3.10. Riedučių pasirinkimas.
Individualiai suprojektuotų šildymo volų variklio galia yra 180 kW, o vieneto – 320 kW. Sutaupoma 40 kW.
Grupinėje pavaroje ritinėlių apkrova gali būti tolygesnė. Bet kokia perkrova yra nepageidautina.
Naudodami grupinę pavarą negalite vienu metu įkelti kelių ritinėlių.
Varikliai turi būti atsparūs dulkėms.
Siekiant sumažinti didžiausias apkrovas, kietiems mišiniams (protektoriams, volams ir kt.) naudojamas išankstinis pašildymas (karštame vandenyje).
1.3.11. Ritinio našumas.
- Periodinis režimas.
|
|
kg/val.,Kur V -litro talpa arba vienkartinio pakrovimo tūris litrais: V =(0.0065-0.0085) D 1 L , D 1 – priekinio volo skersmuo, cm, L – jo ilgis, cm, – tankis kg/dm 3, – kompiuterio laiko naudojimo koeficientas (0,85-0,9), t ts = t 1 + t 2 + t 3 – ciklo trukmė (pakrovimas, plastifikavimas, iškrovimas) min.
Plastifikuojant gumą:
|
|
min.,Kur Pl – plastiškumo pokytis pagal Carrer, i - tarpas, cm, u – greitaeigio riedėjimo periferinis greitis, m/min, f - trintis, A , n , m – koeficientai.
Koeficientų reikšmės:
Valcavimo metu atsargoje yra maždaug tiek pat mišinio, kiek ir ant volo.
- Nepertraukiamas režimas.
Kur 0,75 – gofruotųjų griovelių užpildymo apdorota medžiaga koeficientas, F – griovelio skerspjūvio plotas, m2, l – gofravimo pakopa, t.y. atstumas tarp gretimų griovelių, m, k =1 arba 2, priklausomai nuo to, kiek ritinių yra su grioveliais.
1.3.12. Vėsinimo sistema.
Aušinimo sistema gali būti uždara (šiuo metu nenaudojama) arba atvira. Pastarojo pranašumas yra didelės šilumos perdavimo koeficiento vertės plonose purkštukuose iš purkštukų (mažas purkštuko skersmuo, didelis greitis, didelė Reynoldso kriterijaus vertė) ir dėl dalinio vandens išgaravimo, kai liečiasi su karštomis sienelėmis.
- Šilumos balansas.
Kur K 1 = N t ts – šiluma, išsiskirianti dėl vidinės medžiagos trinties, kJ, N – variklio galia, kW; - vairavimo efektyvumas, t ts – ciklo laikas, s; K 2 – papildomas šilumos tiekimas, kJ; K 2 = m h t ts - su garais, m – garo sąnaudos, kg/s, h – garo entalpijos pokytis, kJ/kg; K 3 = G.C. Tt ts – gumos mišinio šildymui sunaudota šiluma, kJ, G – volo našumas, kg/s, SU – gumos mišinio šiluminė talpa, kJ/(kgK), T – mišinio temperatūros pokytis, K; K 4 = F ( T pov – T V )+s 0 F (( T pov /100) 4 –( T V /100) 4 ) – šilumos nuostoliai aplinkai, susidedantys iš konvekcinių ir spinduliuojančių (skaičiuojant kiekvienam ritiniui), kJ, – šilumos perdavimo koeficientas natūralios konvekcijos metu nuo volo sienelės į orą, kW/(m 2 K), F – šilumos mainų paviršius, m2, T pov Ir T V – atitinkamai ritinio paviršiaus ir aplinkos oro temperatūra, K, Su 0 – juodo korpuso spinduliuotė, Su 0 =5,6710 -3 kW/(m 2 K 4), – juodumo laipsnis; K 5 = m V SU V T V t ts – aušinimo vandens nunešama šiluma, kJ, m V – vandens sąnaudos, kg/s, SU V =4,2 kJ/(kgK) – vandens šiluminė talpa, T V – vandens temperatūros pokytis, K.
1.3.13. Gumos mišinio juostelės priėmimo ir aušinimo įrenginiai.
- Skiautuotas tipas. Juosta nupjaunama iš ritinėlių arba FM su dengimo galvute, praeina per kaolino suspensijos vonią ir tiekiama į šukučių formavimo įrenginį. Šukutės gaunamos prispaudžiant gumos mišinio juostą prie konvejerio strypo svirtimi, kurią varo pneumatinis cilindras. Kai tik susiformuoja šukutės, svirtis pasislenka vienu žingsniu. Tada mišinys patenka į kamerą, aušinamą oru naudojant ventiliatorių. Kameros dydis skirtas 4 sijoms. Aušinami festonai paduodami į klojimo bloką, kur juosta supjaustoma į tam tikro ilgio lakštus, kurie paduodami ant padėklų, sumontuotų ant svarstyklių.
Šios sistemos trūkumas yra tai, kad ji yra sudėtinga, todėl negalima susukti mišinio į būgnus, kad vėliau būtų galima pristatyti į Pasaulio čempionatą. Paskutinis trūkumas buvo pašalintas kai kuriuose modeliuose („Pirelli“).
Naujose sistemose nuo ritinėlių nupjaunama 0,6 m pločio juosta, apdorojama vandenine kaolino suspensija, po to apskritu peiliu perpjaunama išilgai pusiau. Tada jį vėsina ventiliatoriai. Judėjimo greitis – 8-38 m/min, ventiliatorių skaičius 4-7. Pjaustyti juostelėmis arba susukti į ritinius užtrunka ilgiau. Yra tokių iš dalies vertikalaus tipo įrenginių, labai kompaktiškų
- Juostos tipas. Nepertraukiamai gaminant juosta nuo ritinėlių konvejerio juosta be papildomo aušinimo patenka į kalendorius arba FM. Pirmiausia jis supjaustomas siaura juostele išilgai arba skersai (ne iki galo).