Proiectarea si calculul unei masini de laminare. Aplicarea rolelor în diverse scopuri Definirea rolelor

Determinarea forțelor de împingere și a consumului de energie utilă.

În timpul rulării, în spațiul de lucru apar forțe care încearcă să împingă rolele. Aceste forțe se numesc forțe de expansiune. Ele trebuie luate în considerare la calcul, altfel, dacă se aplică forțe excesive, rolele se pot rupe.

Complexitatea fenomenului de rulare și cunoștințele teoretice insuficiente fac dificilă calcularea forțelor de tracțiune și a consumului de energie. Aceste valori pot fi determinate prin două metode:

1. Prelucrarea datelor experimentale pe baza teoriei similitudinii

2. Analiza matematică a procesului cu introducerea unor ipoteze.

Pentru prima metodă, experimentele sunt efectuate pe un model de mașină, se obțin forțele de împingere și consumul de energie.

unde: - diametrul rolelor; - dimensiunea golului; - valoarea de frecare; - greutatea specifică a amestecului; L - lungime rola; - viteza unghiulară a rolei de mare viteză; - plasticitatea finală a materialului - coeficienți experimentali, care pentru unele materiale sunt dați în cărți de referință.

Conform celei de-a doua metode, dependențele matematice simple se obțin prin introducerea următoarelor ipoteze:

1. Vâscozitatea efectivă (medie) a amestecului nu se modifică

2. Regimul minim de curgere al amestecului în gol este laminar

3. Materialul se lipește de suprafața rolelor și viteza straturilor la suprafață este egală cu viteza rolei (U=V)

4. Forțele inerțiale sunt mici

5. Fluxul materialului este unidimensional (în gol)

6. Viteza amestecului nu se modifică pe verticală

7. Presiunea la intrarea și ieșirea materialului în role este zero

8. Presiunea în planuri paralele cu axele rolelor nu se modifică.

Atunci ecuația de mișcare a unui fluid vâscos (Navier-Stokes) are forma:

, (6.3)

Prin integrarea acestei ecuații și ținând cont de ipoteze, s-a obținut o expresie pentru forța de împingere:

, (6.4)

unde: - valoarea de frecare; - vascozitate eficienta; - viteza de rulare frontală; - raza de rulare; - lungime rola; - distanță între role.

Momentul consumat de role este egal cu suma cuplurilor:

, (6.5)

- cuplurile rolelor de mare viteză și viteză mică.

Puterea totală consumată de role.

Se calculează folosind formula:

(6.8)

unde: este cuplul total necesar.

unde: - turația de mers în gol; - momentul fortelor suplimentare de frecare.

, (6.10)

unde: - sarcina radiala pe osie; - coeficient de frecare la rulment; - diametrul jurnalului; - raportul de transmisie al perechii de transmisie si frecare; - eficienta generala pereche de transmisie și frecare;

Momentul forțelor suplimentare este egal cu:

, (6.11)

unde: este forța de împingere asupra rolelor.

Calculul performanței.

Mașinile cu role funcționează conform schemelor de trecere unică și multiplă a materialului prelucrat prin gol. Pentru o singură trecere a materialului prin role, productivitatea este determinată de formula:

, (6.12)

unde: - descărcare unică; - rata de utilizare a mașinii (0,85 - 0,9). - greutatea specifică a materialului; - durata ciclului;

unde: - diametrul rolei frontale; - lungimea cilindrului.

Durata ciclului este determinată de formula:

, (6.14)

unde: - timpul de încărcare și descărcare; - timpul de functionare tehnologic. Acest timp este determinat experimental.

Trebuie remarcat faptul că există și alte calcule de dependență atunci când se determină productivitatea rolelor.

Calculul termic al rolelor.

La prelucrarea materialului în golul rolei, se eliberează o cantitate mare de căldură și, ca urmare, temperatura atât a suprafeței de lucru a rolelor, cât și a amestecului prelucrat crește. Pentru a preveni schimbările nedorite de temperatură (arsuri etc.), este prevăzută răcirea specială a rulourilor. Cantitatea de căldură generată în timpul procesării poate fi determinată de puterea consumată de role, ținând cont de eficiența tuturor angrenajelor și osiilor.

Această căldură este cheltuită la încălzirea amestecului în procesare Q 1 , la pierderile în mediu Q 2 și la încălzirea prin apă de răcire Q 3.

, (6.16)

unde: G - productivitatea rolului; c - capacitatea termică specifică; t k, t n - temperatura finală și inițială a amestecului.

Pierderea de căldură către mediu constă în pierderea de căldură prin convecție și radiație.

, (6.18)

unde: - temperatura rolului și a aerului ambiant, °C; - temperatura absolută a rolei și a aerului, ° K; - emisivitate totală (depinde de radiația rulou, de mediu și de corpul negru); - suprafata de transfer de caldura si radiatie; - coeficient de transfer termic (pentru aer calm).

, (6.19)

4.2 Ștanțare pe role de forjare (laminare).

Această ștanțare seamănă cu laminarea longitudinală într-un singur suport de lucru, pe două role care sunt asigurate cu matrițe sectoriale având caneluri corespunzătoare.

Piesa de prelucrat încălzită 1 este alimentată la opritorul 2 în momentul în care sectorul moare 3 diverge. Când rolele se rotesc, piesa de prelucrat este capturată și comprimată la forma cavității; concomitent cu compresia, piesa de prelucrat este împinsă spre avans.

Rolele sunt folosite pentru a produce piese forjate de configurații relativ simple, cum ar fi zale de lanț, pârghii, chei etc. În plus, semifabricatele sunt modelate pe role pentru ștanțarea ulterioară, cel mai adesea pe prese de ștanțare cu manivela la cald.

Sunt profilate și ștanțate pe role în unul sau mai multe fluxuri. Secțiunea transversală inițială a piesei de prelucrat este considerată egală cu secțiunea transversală maximă a forjarii, deoarece în timpul laminarii are loc în principal broșarea.

4.3 Proiectarea și principiul de funcționare a echipamentelor de deformare și a echipamentelor de ștanțare.

Diagrama cinematică a CGShP

Poza 1

1- Glisor;

4- Motor electric

5- Puțul de recepție

6- Unelte mici

7- Unelte mari

8- Ambreiaj cu disc functional pneumatic

9- Arborele cotit

11- Apăsați masa

Ștanțarea pe presele de ștanțare la cald cu manivela KGShP se produce cu o forță de 5-10 mm. Ele înlocuiesc cu succes și în multe cazuri depășesc ca capacități tehnologice ciocanele de ștanțare abur-aer cu piese de alimentare cu o greutate de până la 10 tone. KGSHP se caracterizează prin faptul că forța generată în timpul ștanțarii este percepută de un cadru masiv. Pe patul de presare este instalat un motor electric. De arborele său este atașat un scripete, de la care cuplul este transmis printr-o transmisie cu curele trapezoidale la un volant montat pe arborele primitor. La celălalt capăt al acestui arbore este montată o roată dințată mică, care se integrează cu o roată dințată mare cu un ambreiaj pneumatic de cuplare încorporat în ea. Pe arborele cotit se află o roată dințată mare cu ambreiaj, care, atunci când este rotită, antrenează biela cu glisorul în direcțiile de ghidare.

O frână este folosită pentru a opri rotația arborelui cotit după ce ambreiajul este cuplat. Masa de presă, instalată pe o suprafață înclinată, poate fi deplasată cu o pană și astfel regla înălțimea spațiului de ștanțare în limite mici. Pentru a asigura îndepărtarea forjarii din matrița de presă, există întrerupătoare în masă și glisare. Ejectoarele sunt activate atunci când glisa se mișcă în sus. Volanul este oprit folosind o frână atunci când motorul electric este pornit.

Spre deosebire de ciocane, presele au un program rigid de mișcare pentru glisor, a cărui cursă completă în sus și în jos este aceeași și este egală cu dublul razei manivelei. În acest sens, la ștanțarea cu mai multe șuvițe este imposibil să se utilizeze fire persistente, rulante sau tăiate. Piesele forjate care necesită utilizarea șuvițelor specificate sunt ștanțate la un CGSP din semifabricate rulate periodic sau preformate pe știfturi de forjare. Viteza glisorului în momentul contactului părții superioare a matriței cu piesa de prelucrat este de 0,3 - 0,8 m/s, adică de câteva ori mai mică decât viteza bazei ciocanului în momentul impactului. Deoarece deformarea se realizează în fiecare șuviță într-o singură cursă de presare, piesele de prelucrat trebuie să fie curate de scară pentru a evita deteriorarea suprafeței pachetului.

Constanța cursei glisorului, o mai mare precizie a mișcării acestuia în ghidajele puternice reglabile ale cadrului presei, utilizarea matrițelor cu coloane de ghidare și ejectoare pentru îndepărtarea forțată a forjarilor asigură o mai mare precizie la fabricarea pieselor forjate, cu pante de ștanțare mai mici, permise, toleranțe și consum de metal decât la ștanțarea cu ciocane . Ejectoarele sunt plasate în orificiile verticale ale inserțiilor cu caneluri ale ștampilei. În timpul ștanțarii, suprafața de lucru a ejectoarelor face parte din suprafața fluxurilor. În timpul cursei inverse a glisierei, un mecanism special din matriță, antrenat de ejectorul de presă, ridică ejectoarele de flux, care ejectează forjarea din flux.

Pentru a evita blocarea și spargerea presei, matrițele deschise de pe CGSP nu se apropie de dimensiunea bavurii din cauza lipsei de impact, ele servesc mai mult decât cele cu ciocan. La KGShP folosesc matrițe cu un design prefabricat cu inserții canelate, care sunt înlocuite atunci când sunt uzate. Prezența ejectoarelor asigură confortul ștanțarii în matrițe închise prin extrudare și perforare. La extrudare, piesa de prelucrat este instalată în cavitatea matriței și este depusă în această cavitate cu curgerea simultană a unei părți a metalului dincolo de limitele sale. Eficiența preselor este de aproximativ 2 ori mai mare decât eficiența ciocanelor. Presele fac 35-90 de mișcări pe minut, adică aproximativ până la 4 ciocane de putere echivalentă. Ștanțarea pe o presă este de 1,5 - 3 ori mai productivă decât pe un ciocan și este mai ușor de mecanizat și automatizat.

Pentru ștanțarea închisă fără bavuri, valorile forței obținute din formula de mai sus sunt reduse cu 2,0 – 2,5%. P = k F, unde P este aria de proiecție a pachetului ștampilat cu un deget ghimpat, cm ²; k – coeficient ținând cont de complexitatea formei pieselor forjate (k = 6,4 / 7,3).

Recent, am primit mai multe solicitări de la cititorii blogului pentru ajutor în rezolvarea aceleiași probleme: cum să determinați locația finală a rolei din mijloc (ruloului) atunci când lucrați la role de îndoit foi cu trei role și îndoitoare de profil...

În ceea ce privește poziția rolelor exterioare (rulourilor), care va asigura îndoirea (rularea) piesei de prelucrat cu o anumită rază necesară specificată? Răspunsul la această întrebare va crește productivitatea muncii la îndoirea metalului prin reducerea numărului de rulări ale piesei de prelucrat până la obținerea unei piese adecvate.

În acest articol veți găsi teoretic rezolvarea problemei. Permiteți-mi să fac imediat o rezervă: nu am aplicat acest calcul în practică și, în consecință, nu am verificat eficacitatea metodei propuse. Cu toate acestea, sunt încrezător că în anumite cazuri îndoirea metalului se poate face mult mai rapid folosind această tehnică decât de obicei.

Cel mai adesea, în practica obișnuită, locația finală a rolei centrale mobile (rula) și numărul de treceri până la obținerea unei piese adecvate sunt determinate prin „metoda poke”. După o dezvoltare îndelungată (sau nu atât de lungă) a procesului tehnologic pe o piesă de testare, se determină coordonatele poziției rolei (rulei) centrale, care este utilizată pentru reconfigurarea ulterioară a rolelor, producând un lot din aceste piese .

Metoda este convenabilă, simplă și bună pentru un număr semnificativ de piese identice - adică pentru producția de masă. În producția unică sau „la scară foarte mică”, atunci când este necesară îndoirea diferitelor profile sau table de grosimi diferite cu raze diferite, pierderea de timp pentru reglare „la întâmplare” devine catastrofal de mare. Aceste pierderi sunt vizibile mai ales la îndoirea pieselor lungi (8...11 m)! În timp ce faci o trecere..., în timp ce faci măsurători..., în timp ce rearanjezi poziția rolei (rolei)... - și peste tot! Și așa de duzină de ori.

Calculul în Excel al locației rolei din mijloc în mișcare.

Lansați MS Excel sau OOo Calc și începeți!

Regulile generale pentru formatarea foilor de calcul care sunt utilizate în articolele de blog pot fi găsite aici .

În primul rând, aș dori să remarc faptul că rolele de îndoit foi și îndoitoarele de profil de diferite modele pot avea role exterioare mobile (role) sau pot avea o rolă de mijloc mobilă (rola). Cu toate acestea, pentru sarcina noastră acest lucru nu este de o importanță fundamentală.

Figura de mai jos prezintă diagrama de calcul a problemei.

La începutul procesului, piesa de laminat se află pe două role exterioare (rulouri) având un diametru D. Diametrul rolei din mijloc (rola). d pe scurt până când atinge partea superioară a piesei de prelucrat. Apoi, rola din mijloc (rola) se deplasează în jos la o distanță egală cu dimensiunea calculată H, unitatea de rotație a rolei este pornită, piesa de prelucrat este laminată, metalul este îndoit și ieșirea este o piesă cu o rază de îndoire dată R! Tot ce rămâne de făcut este să înveți cum să calculezi dimensiunea corect, rapid și precis. H. Asta vom face.

Date inițiale:

1. Diametrul rolei superioare mobile (rola) /pentru referință/ d scrie in mm

la celula D3: 120

2. Diametrul rolelor de sprijin (role) cu actionare de rotatie D scriem in mm

la celula D4: 150

3. Distanța dintre axele rolelor exterioare de sprijin (role) A in mm intra

la celula D5: 500

4. Înălțimea secțiunii piesei h introduceți în mm

la celula D6: 36

5. Raza de îndoire internă a piesei conform desenului R introduceți în mm

la celula D7: 600

Calcule și acțiuni:

6. Calculăm avansul vertical estimat al rolei superioare (rulei) Hcalculîn mm excluzând arcul

în celula D9: =D4/2+D6+D7- ((D4/2+D6+D7)^2- (D5/2)^2)^(½)=45,4

Hcalcul =D /2+h +R - ((D /2+h +R )^2- (A /2)^2)^(½)

7. Ajustăm rolele la această dimensiune Hcalculși efectuați prima rulare a piesei de prelucrat. Măsurăm sau calculăm raza internă rezultată din coarda și înălțimea segmentului, pe care o notăm R 0 și notați valoarea rezultată în mm

la celula D10: 655

8. Calculăm care ar trebui să fie avansul vertical teoretic calculat al rolei superioare (rulei). H0calcîn mm pentru fabricarea pieselor cu rază R 0 excluzând arcul

în celula D11: =D4/2+D6+D10- ((D4/2+D6+D10)^2- (D5/2)^2)^(½)=41,9

H 0calc =D /2+h +R0 — ((D /2+h +R0 )^2- (A /2)^2)^(½)

9. Dar o piesă cu o rază de îndoire internăR 0 s-a dovedit cu rola de sus coborâtă după mărimeHcalcul, dar nuH0calc!!! Calculăm corecția pentru arcul din spate Xîn mm

în celula D12: =D9-D11 =3,5

X = Hcalcul — H0calc

10. Din moment ce razele RȘi R 0 au dimensiuni similare, atunci este posibil să acceptăm aceeași valoare de corecție cu un grad suficient de precizie X pentru a determina distanța reală finală H, pe care rola superioară (rola) trebuie alimentată în jos pentru a obține o rază internă pe piesa laminată R .

Calculăm avansul vertical final calculat al rolei superioare (rulei) Hîn mm ținând cont de arc

în celula D13: =D9+D12 =48,9

H = Hcalcul+ X

Problema rezolvata! Prima parte din lot a fost realizată în 2 treceri! A fost găsită locația rolei din mijloc (rola).

Caracteristici și probleme ale îndoirii metalelor pe role.

Da, cât de frumos și simplu ar fi totul - apăsat, împins, piesa era gata, dar sunt câteva „dar”...

1. La rularea pieselor cu raze mici, într-un număr de cazuri este imposibil să se obțină raza necesară Rîntr-o singură trecere datorită posibilității de deformări, ondulații și rupturi în straturile superioare (compresibile) și inferioare (de întindere) ale secțiunii piesei de prelucrat. În astfel de cazuri, numirea mai multor treceri de către tehnolog este determinată de caracteristica tehnologică a unei anumite piese. Și acestea nu sunt cazuri excepționale, ci foarte frecvente!

2. Alimentare într-o singură etapă a rolului din mijloc (rulo) pe o distanță lungă fără rulare H poate fi inacceptabil din cauza apariției unor forțe semnificative care supraîncărcă mecanismul de mișcare verticală a rolelor dincolo de norma admisă. Acest lucru poate cauza deteriorarea mașinii. Într-o situație similară de suprasarcină se poate găsi și antrenamentul de rotație al rolelor (rolelor)!

3. Capetele piesei de prelucrat, dacă nu sunt îndoite mai întâi, de exemplu, pe o presă, vor rămâne secțiuni drepte la îndoirea pe role cu trei role! Lungimea secțiunilor drepte L puțin mai mult de jumătate din distanța dintre rolele inferioare A /2.

4. Când rola din mijloc (rola) se mișcă în jos în secțiunea piesei de prelucrat supusă îndoirii, tensiunile normale cresc treptat, ceea ce provoacă inițial deformarea arcului. De îndată ce tensiunile din fibrele cele mai exterioare și inferioare ale secțiunii ating limita de curgere a materialului piesei σт, va începe deformarea plastică - adică va începe procesul de îndoire. Dacă rola din mijloc (rola) este trasă înapoi în sus înainte de a începe deformarea plastică, piesa de prelucrat se va retrage înapoi și își va păstra starea dreaptă inițială! Efectul arcului invers este cel care vă obligă să măriți dimensiunea alimentării verticale Hcalcul prin suma X, deoarece secțiunile piesei de prelucrat se retrag și se îndreaptă parțial, lăsând zona de îndoire situată între role (role).

Am găsit această remediere X empiric. Returul elastic sau curbura reziduală a unei piese poate fi calculată, dar aceasta nu este o sarcină ușoară. Pe lângă limita de curgere a materialului σт un rol semnificativ în rezolvarea acestei probleme îl joacă momentul de rezistență la îndoire a secțiunii transversale a elementului laminat. Wx. Și deoarece adesea profilele, în special cele din aliaje de aluminiu, au o secțiune transversală foarte complicată, atunci calculul momentului de rezistență Wx se transformă într-o sarcină dificilă separată. În plus, valoarea reală a limitei de curgere σт adesea variază semnificativ chiar și pentru probele tăiate pentru testare din aceeași foaie sau din aceeași bucată de profil.

În metodologia propusă, se încearcă evitarea definirii arcurilor inverse folosind „metoda științifică de înțepare”. Pentru materialele ductile, cum ar fi aliajele de aluminiu, valoarea

Nu uita a confirma abonament făcând clic pe link într-o scrisoare care vă va veni imediat la e-mailul specificat (poate ajunge în dosar « Spam » )!!!

Voi citi cu interes comentariile voastre și vă voi răspunde la întrebări, dragi cititori!!! Împărtășește-mi și colegilor rezultatele testelor practice ale tehnicii în comentariile articolului!

implor respectând opera autorului Descarca dosar de calcul după abonament pentru anunturi despre articole!

Dispozitiv de urgență

Mecanism de ajustare a golului

Rola frontală se mișcă atunci când carcasa rulmentului se mișcă în deschiderile cadrului mașinii. Mecanismul de reglare a golului este o pereche de șuruburi: piulița este fixată fix în cadru, iar șurubul este rotit de un motor electric prin roți melcate.

Șurubul se sprijină pe o șaibă de siguranță, care se află în carcasa rulmentului. Această șaibă este distrusă dacă rolele sunt supraîncărcate cu forța de împingere.

Mașinile cu role sunt echipamente cu riscuri crescute de întreținere. Dispozitivul de urgență cu role include cabluri situate deasupra rolelor. Un capăt al cablului este conectat rigid la traversa cadrului din stânga, iar celălalt la pârghia comutatorului. Când apăsați cablul, maneta oprește motorul electric.

Determinarea forțelor de împingere și a consumului de energie utilă

Puterea totală consumată de role

Calculul performanței

Determinarea forțelor de împingere și a consumului de energie utilă.

1. Prelucrarea datelor experimentale pe baza teoriei similitudinii

2. Analiza matematică a procesului cu introducerea unor ipoteze.

Pentru prima metodă, experimentele sunt efectuate pe un model de mașină, se obțin forțele de împingere și consumul de energie.

Conform celei de-a doua metode, dependențele matematice simple se obțin prin introducerea următoarelor ipoteze:

1. Vâscozitatea efectivă (medie) a amestecului nu se modifică

2. Regimul minim de curgere al amestecului în gol este laminar

3. Materialul se lipește de suprafața rolelor și viteza straturilor la suprafață este egală cu viteza rolei (U=V)

4. Forțele inerțiale sunt mici

5. Fluxul materialului este unidimensional (în gol)

6. Viteza amestecului nu se modifică pe verticală

7. Presiunea la intrarea și ieșirea materialului în role este zero

8. Presiunea în planuri paralele cu axele rolelor nu se modifică.

Atunci ecuația de mișcare a unui fluid vâscos (Navier-Stokes) are forma:

, (6.3)

Prin integrarea acestei ecuații și ținând cont de ipoteze, s-a obținut o expresie pentru forța de împingere:

, (6.4)

unde: - valoarea de frecare; - vascozitate eficienta; - viteza de rulare frontală; - raza de rulare; - lungime rola; - distanță între role.

Momentul consumat de role este egal cu suma cuplurilor:

, (6.5)

- cuplurile rolelor de mare viteză și viteză mică.

Puterea totală consumată de role.

Se calculează folosind formula:

(6.8)

unde: este cuplul total necesar.

unde: - turația de mers în gol; - momentul fortelor suplimentare de frecare.

, (6.10)

Momentul forțelor suplimentare este egal cu:

, (6.11)

unde: este forța de împingere asupra rolelor.

Calculul performanței.

, (6.12)

unde: - descărcare unică; - rata de utilizare a mașinii (0,85 - 0,9). - greutatea specifică a materialului; - durata ciclului;

unde: - diametrul rolei frontale; - lungimea cilindrului.

Durata ciclului este determinată de formula:

, (6.14)

unde: - timpul de încărcare și descărcare; - timpul de functionare tehnologic. Acest timp este determinat experimental.

Trebuie remarcat faptul că există și alte calcule de dependență atunci când se determină productivitatea rolelor.

Calculul termic al rolelor.

Această căldură este cheltuită pentru încălzirea amestecului care este procesat, pentru pierderile în mediu și pentru încălzirea prin apă de răcire.

, (6.16)

unde: - productivitatea rolei; - capacitate termica specifica; - temperatura finală și inițială a amestecului.

Pierderea de căldură către mediu constă în pierderea de căldură prin convecție și radiație.

, (6.18)

, (6.19)

unde: - diametrul rolei.

Cantitatea de căldură transportată de apa de răcire:

, (6.20)

- Rolele constau din 2 sau 3 role paralele goale care se rotesc una spre alta.

- aplica pentru plastificarea cauciucului, prepararea amestecurilor de cauciuc, încălzirea acestora înainte de calandrare sau extrudare, precum și în producția de material recuperat.

Rolele moderne au instrumente de măsurare și dispozitive auxiliare, dar au și dezavantaje serioase: productivitate scăzută, lipsă de etanșeitate și pericol în timpul întreținerii. Rolele sunt deplasate de mașini închise.

- Clasificare conform scopului functional.

Role de zdrobire (Altele) – pentru zdrobirea cauciucului vechi. Role de încălzire (Hd.) – pentru a crește plasticitatea și încălzirea compușilor de cauciuc. Role de spălat (Ex.) – pentru spălarea cauciucului cu apă. Role de șlefuit (Rz.) – pentru șlefuirea deșeurilor de cauciuc. Role de rafinare (Federația Rusă) – pentru curățarea materialelor recuperate și a amestecurilor de cauciuc de incluziuni străine. Role de amestecare (Vezi) - pentru amestecarea cauciucului cu diverse ingrediente, pentru prepararea și acoperirea compușilor de cauciuc. Role de amestecare și încălzire (Sm.-Pd.) – pentru plastificarea cauciucului, amestecarea acestuia cu diverse ingrediente și încălzirea compușilor de cauciuc. Role de laborator (Lb.) – pentru lucrări de laborator.

- Clasificarea după caracteristicile de proiectare

După dimensiunea rolelor și viteza de rotație a acestora: producție - tip ușor D / L : 300/800; 500/800, tip mediu D / L : 550/1500, tip greu D / L : 660/2100; laborator

După numărul de role: 2 și 3 (Federația Rusă).

După tipul de condus: individual, dual și de grup (3, 4, mai rar 5).

După cantitatea de frecare (raportul dintre viteza de rotație a rolei din spate și cea din față): Dr. – 2,55, 3,08, 3,25; Pd. – 1,22, 1,25, 1,27, 1,28, 1,29; etc. – 1,39; Rz. – 4.00; Rusia – 2,55; Vezi – 1.07, 1.08, 1.11, 1.27; Vezi-Pd. – 1,14; Frunte – 1-4. Denumirea frecării: 1:1,22.

- Simbol conține numele, lungimea și diametrele rolelor (față și spate), locația conducerii (dreapta - P, mijloc - S, stânga - L) și GOST. Role Lb 100 50/50 P GOST…; Role Lb 200 100/100 GOST... cu antrenare individuala pentru fiecare rola; Role Sm 2100 660/660 L GOST…; Role Sm 2100 660/660 L cu comutare prin frecare GOST...; Unitate cu role RF 800 490/610 S 2 GOST…

1.3.2. Diagrama de funcționare a rolelor.

Materialul de prelucrat (cauciuc sau compus de cauciuc) sub formă de bucăți sau plăci este încărcat și trecut în mod repetat prin golul dintre role.

Materialul este atras în spațiu sub influența forțelor de frecare și ca urmare a aderenței dintre material și suprafața awls.

Gradul de deformare și gradul de captare a materialului este determinat de unghiul de captare  =10-45 o. Arcul care subtinde acest unghi se numește arc de captare. Forța de tragere P>0 , Dacă  >  ;  – unghi de frecare;  = tg  - coeficient de frecare.

În timpul funcționării se realizează deformații de forfecare și forfecare; Există întotdeauna o rezervă de material în zona golului.

După părăsirea golului, amestecul este deviat spre rola frontală, deoarece se rotește mai încet decât cel din spate; Acest lucru se datorează și motivelor de siguranță. Stratul de amestec format pe rola frontală se numește piele sau blană.

Distanța este reglabilă cu 10-12 mm.

Cu cât frecarea este mai mare, cu atât amestecul este mai intens și temperatura este mai mare.

Același lucru este valabil și pentru viteza, care este în intervalul 35-40 m/min. Creșterea vitezei este limitată de considerente de siguranță.

1.3.3. Dispozitiv cu role.

Două role goale se rotesc una spre cealaltă în rulmenți montați în cadre, care sunt trase împreună prin traverse.

Crucele formează ferestre dreptunghiulare în care sunt instalate carcasele rulmenților cu role.

Cadrele sunt instalate pe o placă de fundație.

Pentru a măsura distanța dintre role, carcasele lagărelor arborelui frontal pot fi deplasate de-a lungul ghidajelor de-a lungul cadrului. Mișcarea este efectuată de un șurub de presiune folosind un mecanism de reglare a golului.

– Mecanismul este acţionat manual de o roată sau mâner sau de un motor electric.

Șurubul de presiune se sprijină pe carcasa rulmentului cu role din față printr-o șaibă de siguranță, care se sparge pe măsură ce forțele distanțierelor cresc.

Când rolele se mișcă sau se deplasează prea departe, comutatoarele de limită sunt declanșate.

Paturile au discuri care indică cantitatea de spațiu liber.

Există săgeți de limită pentru a evita înfundarea rulmenților.

Motorul transmite forța prin angrenajele de antrenare și de frecare.

Ungerea se realizează manual sau cu o pompă de la o stație de ulei, ceea ce este mai ușor.

Există o oprire de urgență care oprește fluxul de electricitate către motor. După ce este declanșat, rolele trec printr-un sfert de revoluție când rolele sunt descărcate și se opresc instantaneu când rolele sunt încărcate.

1.3.4. Nodurile principale.

- Placă de fundație – fontă cu armare cu rigidizări, 3,5 t.

Poate fi realizat din beton armat cu un cadru din otel de armare (10-12% din greutate).

- pat – oțel, este format din două părți – cadrul propriu-zis și bara transversală – partea superioară, 800-1350 kg. Trebuie să fie proiectat pentru o forță de împingere de 14 kN pe 1 cm din lungimea părții de lucru a rolei.

- Rulouri – unitatea principală este turnată într-o matriță din fontă, iar suprafața este albită la o adâncime de 8-25 mm.

Butoaiele sunt în principal cilindrice; rolele de rafinare sunt bombardate. Fata (diametru 490 mm) – 0,151 mm, spate (diametru 610 mm) – 0,075 mm.

Rolele de zdrobire si spalare au suprafata ondulata (ondularea la un unghi de 4-15 o fata de axa longitudinala).

Răcirea rulourilor - de obicei temperatura rulourilor trebuie să fie de ~60 o C. Temperatura apei nu trebuie să depășească 12-14 o C. Vara, apa de la robinet trebuie răcită.

La plastificarea NK și la procesarea amestecurilor pe baza acestuia, temperatura rolului frontal ar trebui să fie de 5-10 grade. Mai mică decât temperatura din spate - atunci amestecul va merge la rola din față.

La procesarea amestecurilor din SC, temperatura rolului frontal ar trebui să fie de 5-10 grade. Mai multă temperatură în spate.

Două metode de răcire sunt umplerea rolului cu apă și înlocuirea periodică - o metodă deschisă. Folosind dispozitive de pulverizare la o distanță de 150-200 mm unul de celălalt.

Consum de apă 1,2-2,5 m 3 /oră - mic, 5-12 - mediu, 8-18 - mare.

Există modele cu răcire a rulmenților.

- Mecanism de reglare a golului. Interval 0,05-12 mm. Șurubul de presiune se rotește într-o piuliță de oțel fixată în cadru. Cursa inversă poate fi efectuată de un motor electric sau datorită forțelor distanțiere.

- Cutite (sunt două dintre ele) sunt montate într-un cărucior și pot fi mutate de-a lungul rolei.

- Dispozitive pentru amestecarea și răcirea amestecului. Amestecul este tăiat din rola frontală și înfipt în spațiul dintre tamburul de răcire și rola de presiune și trimis din nou în spațiu - este amestecat, mișcându-se intens pe lungimea sa cu ajutorul rolelor speciale și a unui cărucior - un stoc blender. Acest sistem este folosit pentru a rafina compușii de cauciuc după RS.

- Caracteristicile diferitelor tipuri de role. Role de spargere RF (rafinare) – pentru curățarea preliminară, role de rafinare – pentru curățarea finală. Amestecul este scos de pe rola din spate și rulat în rulouri. Suprafața este netedă, în formă de butoi, incluziunile se extind până la margini. Diferite diametre de role. Frecare 1:2,55. Dr (zdrobire) – dimensiunile butoiului și frecarea sunt aceleași ca în Rusia. Pr (spălare) - suprafață ondulată, dar aceleași diametre ale rolelor.

1.3.5. Distribuția tensiunilor în material în spațiul dintre role.

- Ipoteze: regim de curgere laminar, stare anti-alunecare, fluid newtonian.

Ecuația Navier-Stokes.

Sunt 2 fundamental diferite zonele de curgere . Până la limita celor două zone (de mai sus), are loc curgerea directă și inversă; mai jos – doar progresiv. Între această limită și secțiunea cea mai îngustă există un regim de curgere în bușon - forțele care apar din cauza presiunii hidrostatice și care acționează pe o parte a secțiunii sunt echilibrate de forțele care acționează pe cealaltă parte a secțiunii.

Efortul de forfecare în această secțiune este zero, iar presiunea este maximă - materialul se mișcă ca un dop solid fără deformare.

- Distribuția temperaturii în golul de rulare. Două vârfuri în apropierea suprafețelor din cauza prezenței răcirii.

1.3.6. Forțele de expansiune.

- Pe baza modelelor de deformare plastică a materialului între role.

Forța de dilatare este mărimea forței care tinde să împingă rolele în afară atunci când materialul deformabil trece între ele.

Unde  – lărgirea relativă a materialului,  = b La / b n (ar putea fi luat în considerare  =1), b n - latimea initiala, b La - latimea finala, k - coeficient empiric,  T – limita de curgere a materialului laminat, h ns – grosimea stratului neutru, h ns ( h n  h La ) ½ , h n Și h La – grosimea materialului înainte și după rulare,  =  / lg (  /2) ,  - coeficient de frecare,  -unghiul de prindere, R – raza de rulare, cm,  h =2 R (1- cos  ) – compresie liniară.

- Pe baza legilor deformarii elastice.

Unde E - modul elastic.

În acest caz, forțele de frecare nu sunt luate în considerare după trecerea prin gol, grosimea este restabilită.

- Bazat pe teoria hidrodinamică a rulării.

Forța de împingere este împărțită în două componente: 1) îndreptată împotriva vectorului viteză de rotație (componentă orizontală), 2) îndreptată către vectorul viteză (componentă verticală)

,

Unde T - forța de frecare, l - lungimea arcului de prindere, f - frecare, v 1 , v 2 – viteza liniară a rolelor din față și din spate, L - lungimea rolului, ÎN 1,2 - coeficienți, n – coeficient reologic/

Dacă P 1 Și P 2 sunt cunoscute, atunci coordonata punctului de aplicare a rezultantei poate fi determinată ca

Unde  ef – coeficientul de vâscozitate efectivă, h La – spațiu liber minim.

Pentru calcule aproximative P = qL , q = 400 kN/m (pentru NK), pentru amestecuri umplute q = 600-1100 kN/m.

O tehnică bazată pe teoria asemănării.

N
N
N

Unde B=( h n – h 2 )/( h n - h 1 ) – recuperabilitate, M=( h n – h 1 )/( h n + h 1 ) - moliciune, h n – înălțimea inițială a probei, h 1 – înălțimea sub sarcină, h 2 – înălțimea după descărcare, pl La – plasticitatea finală

Valorile coeficientului:

De exemplu, pentru SKN-40:

P=18059860,66 1,4 2,1 0,7 0,002 0,1 0,48 –0,4 =1,22 MN=122 t.

1.3.7. Consumul de energie.

- O tehnică bazată pe teoria deformării plastice sau elastice.

Unde M – momentul de rezistență la rotația rolei, Nm, M=M R +M tr, M R – momentul depășirii rezistenței la deformare a materialului, M R = PDsin (  /2) , P - forta de tractiune,  -unghiul de prindere, M tr – momentul de rezistență la frecare în rulmenți, ținând cont de gravitația rolelor și forțele distanțiere; M tr =  ( P + G V ) d ,  – coeficientul de frecare în rulmenți, G V - gravitația arborelui, d – diametrul jurnalului rulou, n – viteza medie de rotație a rolelor,  – Eficiența perechii de angrenaje.

- O tehnică bazată pe teoria hidrodinamică a rulării.

Unde  – viteza periferică a rolei de mare viteză, s –1.

Valorile coeficientului:

De exemplu, pentru SKN-40:

N=0,069861,8750,66 2 2,1 0. 6 0,002 0,1 0,48 –0. 7 1,22 –0,25 =65 kW.

1.3.8. Unitatea de antrenare.

Rolele pot avea o unitate individuală, pereche sau de grup.

Unitatea poate fi amplasată pe partea dreaptă sau stângă a locului de muncă.

La începutul ciclului de procesare, puterea este de 1,5-2 ori mai mare decât puterea consumată de role. Prin urmare, puterea motorului electric trebuie selectată ținând cont de această sarcină de vârf.

Cu o unitate individuală, este instalat un motor sincron, care, atunci când este subîncărcat, poate acționa ca un compensator și poate îmbunătăți costul.

Poate exista un motor separat pentru fiecare rolă (în role de laborator).

Pentru a conecta arborele de ieșire al cutiei de viteze la arborele de transmisie, cuplaje , permit o anumită distorsiune a arborilor conectați și asigură elasticitatea transmisiei. Se utilizează un cuplaj cu angrenaj rapid, un cuplaj Franke și un cuplaj cu arc Bibi.

Pot exista fie cauciuc, fie cuplaje cauciuc-pneumatice, care asigură funcționarea lină a sistemului de acționare și o oarecare aliniere a axelor.

Pentru rolele cu o răspândire mare a rolelor și cu forțe mari de expansiune, se utilizează o cutie de viteze bloc (până la 20 kN/cm). Adăpostește angrenajele de antrenare și de fricțiune. Unitatea cutiei de viteze este conectată prin doi arbori de ieșire prin dispozitive de îmbinare universală cu role cu role.

Costul unei cutii de viteze bloc este mult mai mare, dar are multe avantaje - angrenajele și rulmenții funcționează în condiții mai favorabile.

1.3.9. Caracteristici de instalare.

Anterior, rolele erau instalate pe o fundație specială și asigurate cu șuruburi de fundație.

Vibrațiile sunt transmise elementelor structurale ale clădirii.

Transferul rolelor dintr-un loc în altul este asociat cu un volum mare de lucrări de construcție

Se folosesc suporturi izolatoare de vibrații - fără o fundație specială și șuruburi.

1.3.10. Alegerea rolelor.

Rolele de încălzire proiectate individual au o putere a motorului de 180 kW și o putere unitară de 320 kW. Economie de 40 kW.

Într-o unitate de grup, sarcina pe role poate fi uniformizată. Orice supraîncărcare este nedorită.

Nu puteți încărca mai multe role simultan cu o unitate de grup.

Motoarele trebuie să fie rezistente la praf.

Pentru a reduce sarcinile de vârf, se folosește preîncălzirea (în apă fierbinte) pentru amestecurile dure (trepte, role etc.).

1.3.11. Performanța rolelor.

- Modul periodic.

kg/oră,

Unde V – capacitate de litri sau volum de încărcare unică, în litri: V =(0.0065-0.0085) D 1 L , D 1 – diametrul rolei frontale, cm, L - lungimea sa, cm,  – densitate kg/dm 3,  – coeficient de utilizare a timpului calculatorului (0,85-0,9), t ts = t 1 + t 2 + t 3 – timpul ciclului (încărcare, plastificare, descărcare) în min.

La plastificarea cauciucului:

min,

Unde  pl – modificarea plasticității în funcție de Carrer, i – distanță, cm, u – viteza periferică a rolei de mare viteză, m/min, f - frecare, A , n , m – coeficienți.

Valorile coeficientului:

Există aproximativ aceeași cantitate de amestec în rezervă în timpul rulării ca și pe rolă.

- Modul continuu.

Unde  0,75 – coeficientul de umplere a canelurilor de ondulare cu materialul prelucrat, F – aria secțiunii transversale a canelurii, m2, l – treapta de ondulare, i.e. distanța dintre canelurile adiacente, m, k =1 sau 2 in functie de cate role sunt cu caneluri.

1.3.12. Sistem de răcire.

Sistemul de răcire poate fi închis (nu este utilizat în prezent) sau deschis. Avantajul acestuia din urmă este valorile ridicate ale coeficientului de transfer termic în jeturile subțiri de la duze (diametrul jetului mic, viteză mare, valoarea mare a criteriului Reynolds) și datorită evaporării parțiale a apei la contactul cu pereții fierbinți.

- Echilibru termic.

Unde Q 1 = N  t ts – căldură degajată datorită frecării interne a materialului, kJ, N – puterea motorului, kW;  - eficiența conducerii, t ts – durata ciclului, s; Q 2 – aport suplimentar de căldură, kJ; Q 2 = m  h t ts - cu abur, m – consum de abur, kg/s,  h – modificarea entalpiei aburului, kJ/kg; Q 3 = G.C.  Tt ts – căldură utilizată pentru încălzirea amestecului de cauciuc, kJ, G – productivitatea rolelor, kg/s, CU – capacitatea termică a amestecului de cauciuc, kJ/(kgK),  T – modificarea temperaturii amestecului, K; Q 4 =  F ( T pov – T V )+s 0  F (( T pov /100) 4 –( T V /100) 4 ) – pierderi de căldură către mediu, constând din convectiv și radiant (calculat pentru fiecare rolă), kJ,  – coeficientul de transfer de căldură în timpul convecției naturale de la peretele rolei către aer, kW/(m 2 K), F – suprafata de schimb de caldura, m2, T pov Și T V – temperatura suprafeței ruloului și, respectiv, a aerului ambiant, K, Cu 0 - emisivitatea corpului negru, Cu 0 =5,6710 -3 kW/(m 2 K 4),  – gradul de întuneric; Q 5 = m V CU V  T V t ts – căldură transportată de apa de răcire, kJ, m V – consumul de apă, kg/s, CU V =4,2 kJ/(kgK) – capacitatea termică a apei,  T V - modificarea temperaturii apei, K.

1.3.13. Instalații pentru primirea și răcirea unei benzi de amestec de cauciuc.

- Tip festonat. Banda este tăiată din role sau FM cu un cap de folie, trece printr-o baie de suspensie de caolin și este introdusă în formatorul de scoici. Scallop este obținut ca urmare a presării benzii de amestec de cauciuc pe bara transportoare cu o pârghie care este antrenată de un cilindru pneumatic. De îndată ce se formează scoica, pârghia se mișcă cu un pas. Apoi, amestecul intră într-o cameră răcită cu aer folosind un ventilator. Dimensiunea camerei este proiectată pentru 4 fascicule. Festoanele răcite sunt alimentate în unitatea de așezare, unde banda este tăiată în foi de o lungime dată, care sunt alimentate pe paleți montați pe cântare.

Dezavantajul acestui sistem este că este greoi, nu există nicio modalitate de a rula amestecul în tobe pentru livrarea ulterioară la Cupa Mondială. Ultimul dezavantaj a fost eliminat în unele modele (de la Pirelli).

În noile sisteme, din role este tăiată o bandă de 0,6 m lățime, tratată cu o suspensie apoasă de caolin, apoi tăiată în jumătate pe lungime cu un cuțit circular. Apoi este răcit de ventilatoare. Viteza de deplasare – 8-38 m/min, număr de ventilatoare 4-7. Este nevoie de mai mult pentru a tăia fâșii sau a rula în role. Există astfel de instalații de tip parțial vertical, foarte compacte

- Tip bandă. În producția continuă, banda de la role merge la calandre sau FM de-a lungul unei benzi transportoare fără răcire suplimentară. În primul rând, este tăiat într-o fâșie îngustă pe lungime sau în cruce (nu complet).