Návrh a výpočet valcovacieho stroja. Použitie valčekov na rôzne účely Definícia valčekov

Stanovenie prítlačných síl a užitočnej spotreby energie.

Počas valcovania vznikajú v pracovnej medzere sily, ktoré sa snažia odtláčať valce od seba. Tieto sily sa nazývajú expanzné sily. Musia sa vziať do úvahy pri výpočte, inak sa môžu valčeky pri pôsobení nadmerných síl zlomiť.

Zložitosť javu valenia a nedostatočné teoretické znalosti sťažujú výpočet tlačných síl a spotreby energie. Tieto hodnoty možno určiť dvoma spôsobmi:

1. Spracovanie experimentálnych údajov na základe teórie podobnosti

2. Matematická analýza procesu so zavedením určitých predpokladov.

Pri prvej metóde sa experimenty vykonávajú na modelovom stroji, získavajú sa prítlačné sily a spotreba energie.

kde: - priemer valcov; - veľkosť medzery; - hodnota trenia; - merná hmotnosť zmesi; L - dĺžka rolky; - uhlová rýchlosť vysokorýchlostného valca; - konečná plasticita materiálu - experimentálne koeficienty, ktoré sú pre niektoré materiály uvedené v referenčných knihách.

Podľa druhej metódy sa jednoduché matematické závislosti získajú zavedením nasledujúcich predpokladov:

1. Efektívna viskozita (priemer) zmesi sa nemení

2. Minimálny režim prúdenia zmesi v medzere je laminárny

3. Materiál sa prilepí na povrch kotúčov a rýchlosť vrstiev na povrchu sa rovná rýchlosti kotúča (U=V)

4. Zotrvačné sily sú malé

5. Materiálový tok je jednorozmerný (do medzery)

6. Rýchlosť zmesi sa vertikálne nemení

7. Tlak na vstupe a výstupe materiálu do kotúčov je nulový

8. Tlak v rovinách rovnobežných s osami valcov sa nemení.

Potom má pohybová rovnica viskóznej tekutiny (Navier-Stokes) tvar:

, (6.3)

Integráciou tejto rovnice a zohľadnením predpokladov sa získal výraz pre prítlačnú silu:

, (6.4)

kde: - hodnota trenia; - efektívna viskozita; - rýchlosť predného valca; - polomer kotúča; - dĺžka rolky; - medzera medzi valcami.

Moment spotrebovaný valcami sa rovná súčtu krútiacich momentov:

, (6.5)

- krútiace momenty vysokorýchlostných a nízkorýchlostných valcov.

Celková energia spotrebovaná valcami.

Vypočíta sa pomocou vzorca:

(6.8)

kde: je požadovaný celkový krútiaci moment.

kde: - voľnobežné otáčky; - moment dodatočných trecích síl.

, (6.10)

kde: - radiálne zaťaženie nápravy; - koeficient trenia ložiska; - priemer čapu; - prevodový pomer dvojice prevodov a trenia; - celková účinnosť prevodový a trecí pár;

Moment dodatočných síl sa rovná:

, (6.11)

kde: je prítlačná sila na valcoch.

Výpočet výkonu.

Valčekové stroje pracujú podľa schém jednorazového a viacnásobného prechodu spracovávaného materiálu cez medzeru. Pri jedinom prechode materiálu cez valce je produktivita určená vzorcom:

, (6.12)

kde: - jednorazové stiahnutie; - miera využitia stroja (0,85 - 0,9). - merná hmotnosť materiálu; - trvanie cyklu;

kde: - priemer predného valca; - dĺžka valcového valca.

Čas cyklu je určený vzorcom:

, (6.14)

kde: - čas nakladania a vykladania; - technologická prevádzková doba. Tento čas je určený experimentálne.

Treba poznamenať, že pri určovaní produktivity valcov existujú ďalšie výpočty závislosti.

Tepelný výpočet valčekov.

Pri spracovaní materiálu v medzere medzi valcami sa uvoľňuje veľké množstvo tepla a v dôsledku toho sa zvyšuje teplota pracovnej plochy valcov a spracovávanej zmesi. Aby sa zabránilo nežiaducim zmenám teploty (pripálenie atď.), je zabezpečené špeciálne chladenie kotúčov. Množstvo tepla generovaného počas spracovania môže byť určené výkonom spotrebovaným valcami, berúc do úvahy účinnosť všetkých prevodov a náprav.

Toto teplo sa vynakladá na ohrev spracovávanej zmesi Q 1, na straty do okolia Q 2 a na ohrev chladiacou vodou Q 3.

, (6.16)

kde: G - produktivita kotúča; c - merná tepelná kapacita; t k, t n - konečná a počiatočná teplota zmesi.

Tepelné straty do okolia pozostávajú z tepelných strát prúdením a sálaním.

, (6.18)

kde: - teplota valca a okolitého vzduchu, ° C; - absolútna teplota valca a vzduchu, ° K; - celková emisivita (závisí od žiarenia kotúča, prostredia a čierneho telesa); - povrch prenosu tepla a žiarenia; - koeficient prestupu tepla (pre pokojný vzduch).

, (6.19)

4.2 Razenie na kovacích valcoch (valcovanie).

Toto lisovanie sa podobá pozdĺžnemu valcovaniu v jednej pracovnej stolici na dvoch valcoch, ktoré sú zaistené sektorovými raznicami so zodpovedajúcimi drážkami.

Ohriaty obrobok 1 sa privádza na doraz 2 v momente, keď sa výsekové matrice 3 rozchádzajú. Keď sa valce otáčajú, obrobok je zachytený a stlačený do tvaru dutiny; súčasne s kompresiou je obrobok tlačený smerom k posuvu.

Valčeky sa používajú na výrobu výkovkov pomerne jednoduchých konfigurácií, ako sú reťazové články, páky, kľúče atď. Okrem toho sa polotovary tvarujú na valcoch pre následné razenie, najčastejšie na kľukových lisoch na razenie za tepla.

Sú profilované a razené na valcoch v jednom alebo viacerých prúdoch. Počiatočný prierez obrobku sa rovná maximálnemu prierezu výkovku, pretože počas valcovania dochádza hlavne k preťahovaniu.

4.3 Konštrukcia a princíp činnosti deformačného zariadenia a lisovacieho zariadenia.

Kinematický diagram CGShP

Obrázok 1

1- Posúvač;

4- Elektromotor

5- Prijímacia šachta

6- Malý prevod

7- Veľký prevod

8- Pneumatická funkčná kotúčová spojka

9- Kľukový hriadeľ

11- Stôl lisu

Razenie na kľukových lisoch na razenie za tepla KGShP sa vyrába silou 5-10 mm. Úspešne nahrádzajú a v mnohých prípadoch prekonávajú v technologických možnostiach parovzdušné raziace buchary s podávacími dielmi do hmotnosti 10 ton. KGSHP sa vyznačuje tým, že sila vznikajúca pri razení je vnímaná masívnym rámom. Na lôžko lisu je inštalovaný elektromotor. Na jeho hriadeli je pripevnená remenica, z ktorej sa krútiaci moment prenáša cez klinový remeňový prevod na zotrvačník namontovaný na prijímacom hriadeli. Na druhom konci tohto hriadeľa je namontované malé ozubené koleso, ktoré zaberá s veľkým ozubeným kolesom, v ktorom je zabudovaná pneumatická spojka. Na kľukovom hriadeli je umiestnené veľké ozubené koleso so spojkou, ktoré pri otáčaní poháňa ojnicu s posúvačom v smeroch vedenia.

Na zastavenie otáčania kľukového hriadeľa po zopnutí spojky sa používa brzda. Stôl lisu, inštalovaný na naklonenej ploche, je možné posúvať klinom a tým nastaviť výšku raziaceho priestoru v malých medziach. Na zabezpečenie vybratia výkovku z lisovacej matrice sú v stole a posúvači spínače. Vyhadzovače sa aktivujú, keď sa posúvač posunie nahor. Zotrvačník sa zastaví pomocou brzdy pri zapnutí elektromotora.

Na rozdiel od kladív majú lisy pevný rozvrh pohybu posúvača, ktorého plný zdvih nahor a nadol je rovnaký a rovná sa dvojnásobku polomeru kľuky. V tomto ohľade pri viacpramennej razbe nie je možné použiť zdĺhavé, rolovacie alebo rezacie pramene. Výkovky, ktoré vyžadujú použitie špecifikovaných prameňov, sú razené v CGSP z periodicky valcovaných alebo predtvarovaných polotovarov na kovacích čapoch. Rýchlosť posúvača v momente kontaktu hornej časti matrice s obrobkom je 0,3 - 0,8 m/s, teda niekoľkonásobne menšia ako rýchlosť základne kladiva v momente nárazu. Pretože deformácia sa vykonáva v každom páse jedným lisovacím zdvihom, obrobky musia byť očistené od okovín, aby sa zabránilo poškodeniu povrchu obalu.

Stálosť zdvihu šmýkadla, väčšia presnosť jeho pohybu vo výkonných nastaviteľných vedeniach rámu lisu, použitie zápustiek s vodiacimi stĺpikmi a vyhadzovačmi na nútené odoberanie výkovkov zaisťuje väčšiu presnosť pri výrobe výkovkov, s menšími sklonmi razenia, prídavky, tolerancie a spotreba kovu ako pri razení kladivom . Vyhadzovače sú umiestnené vo zvislých otvoroch drážkových vložiek razidla. Pri razení tvorí pracovná plocha vyhadzovačov časť povrchu prúdov. Pri spätnom zdvihu posúvača špeciálny mechanizmus v zápustke, poháňaný vyhadzovačom lisu, zdvíha prúdové vyhadzovače, ktoré vyhadzujú výkovok z prúdu.

Aby sa predišlo zaseknutiu a rozbitiu lisu, otvorené matrice na CGSP sa kvôli nedostatku nárazov nepribližujú k veľkosti otrepu, slúžia dlhšie ako kladivové. V KGShP používajú matrice prefabrikovaného dizajnu s drážkovanými vložkami, ktoré sa po opotrebovaní vymieňajú. Prítomnosť vyhadzovačov zaisťuje pohodlie razenia v uzavretých matriciach vytláčaním a dierovaním. Pri vytláčaní je obrobok inštalovaný v dutine matrice a je uložený v tejto dutine so súčasným tokom časti kovu za jej hranice. Účinnosť lisov je približne 2-krát vyššia ako účinnosť bucharov. Lisy vykonajú 35-90 úderov za minútu, to znamená približne toľko ako 4 kladivá ekvivalentného výkonu. Lisovanie na lise je 1,5 - 3x produktívnejšie ako na kladive a ľahšie sa mechanizuje a automatizuje.

Pri uzavretom razení bez otrepu sa hodnoty sily získané z vyššie uvedeného vzorca znížia o 2,0 – 2,5 %. P = k F, kde P je projekčná plocha vyrazeného obalu s ostnatou špičkou, cm štvorcových; k – koeficient zohľadňujúci zložitosť tvaru výkovkov (k = 6,4 / 7,3).

V poslednej dobe som od čitateľov blogu dostal niekoľko žiadostí o pomoc pri riešení rovnakého problému: ako určiť konečné umiestnenie stredného valca (valčeka) pri práci na trojvalcových ohýbacích valcoch a ohýbačkách profilov...

Čo sa týka polohy vonkajších valčekov (valčekov), ktoré zabezpečia ohýbanie (valcovanie) obrobku s určitým stanoveným požadovaným polomerom? Odpoveď na túto otázku zvýši produktivitu práce pri ohýbaní kovu znížením počtu chodov obrobku, kým sa nezíska vhodný diel.

V tomto článku nájdete teoretická riešenie problému. Dovoľte mi ihneď urobiť výhradu: tento výpočet som v praxi neuplatnil, a preto som nekontroloval účinnosť navrhovanej metódy. Som si však istý, že v určitých prípadoch je možné ohýbanie kovu pomocou tejto techniky vykonať oveľa rýchlejšie ako zvyčajne.

V bežnej praxi sa konečné umiestnenie pohyblivého centrálneho valca (valčeka) a počet prechodov, kým sa nezíska vhodný diel, určuje najčastejšie „pokeovou metódou“. Po dlhom (alebo nie až tak dlhom) vývoji technologického procesu na skúšobnom diele sa určí súradnice polohy centrálneho valca (valčeka), ktorý sa používa na ďalšiu rekonfiguráciu valcov, pričom sa vyrába dávka týchto dielov. .

Metóda je pohodlná, jednoduchá a dobrá pre značný počet identických dielov – teda pre hromadnú výrobu. Pri jednorazovej alebo „veľmi malosériovej“ výrobe, keď je potrebné ohýbať rôzne profily alebo plechy rôznych hrúbok s rôznymi polomermi, sa časová strata „náhodne“ stáva katastrofálne obrovská. Tieto straty sú obzvlášť citeľné pri ohýbaní dlhých (8...11 m) obrobkov! Zatiaľ čo robíte priechod..., zatiaľ čo robíte merania..., zatiaľ čo meníte polohu valčeka (valčeka)... - a znova! A tak tucetkrát.

Výpočet umiestnenia pohyblivého stredného valca v Exceli.

Spustite MS Excel alebo OOo Calc a začnite!

Všeobecné pravidlá pre formátovanie tabuliek, ktoré sa používajú v blogových článkoch, nájdete tu .

Najprv by som chcel poznamenať, že valce na ohýbanie plechov a ohýbačky profilov rôznych modelov môžu mať pohyblivé vonkajšie valce (valce) alebo môžu mať pohyblivý stredný valec (valec). Pre našu úlohu to však nemá zásadný význam.

Na obrázku nižšie je znázornený výpočtový diagram pre daný problém.

Na začiatku procesu leží diel, ktorý sa má valcovať, na dvoch vonkajších valcoch (valcoch) s priemerom D. Priemer stredného valca (valčeka). d zhrnul kým sa nedotkne hornej časti obrobku. Ďalej sa stredný valec (valec) posunie nadol na vzdialenosť rovnajúcu sa vypočítanej veľkosti H, pohon otáčania valca je zapnutý, obrobok sa valcuje, kov sa ohýba a výstupom je diel s daným polomerom ohybu R! Zostáva len naučiť sa správne, rýchlo a presne vypočítať veľkosť. H. To je to, čo urobíme.

Počiatočné údaje:

1. Priemer pohyblivého horného valčeka (valec) /pre referenciu/ d píšte v mm

do bunky D3: 120

2. Priemer nosných valčekov (valčekov) s rotačným pohonom D píšeme v mm

do bunky D4: 150

3. Vzdialenosť medzi osami vonkajších podporných valcov (valcov) A v mm zadajte

do bunky D5: 500

4. Výška sekcie dielu h zadajte v mm

do bunky D6: 36

5. Vnútorný polomer ohybu dielu podľa výkresu R zadajte v mm

do bunky D7: 600

Výpočty a akcie:

6. Vypočítame odhadovaný vertikálny posuv horného valca (valca) Hkalkulácia v mm s výnimkou pruženia

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

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

7. Na túto veľkosť upravíme valčeky Hkalkulácia a urobte prvý chod obrobku. Výsledný vnútorný polomer zmeriame alebo vypočítame z tetivy a výšky úsečky, ktorú označíme R 0 a výslednú hodnotu zapíšte v mm

do bunky D10: 655

8. Vypočítame, aký by mal byť vypočítaný teoretický vertikálny posuv horného valca (valčeka). H0 calc v mm na výrobu dielov s polomerom R 0 s výnimkou pruženia

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

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

9. Ale časť s vnútorným polomerom ohybuR 0 sa ukázalo s horným kotúčom zníženým podľa veľkostiHkalkulácia, ale nieH0 calc!!! Vypočítame korekciu pre spätné pruženie X v mm

v bunke D12: =D9-D11 =3,5

X = Hkalkulácia — H0 calc

10. Keďže polomery R A R 0 majú podobné rozmery, potom je možné akceptovať rovnakú korekčnú hodnotu s dostatočnou mierou presnosti X na určenie konečnej skutočnej vzdialenosti H, na ktorý sa musí priviesť horný valec (valec), aby sa získal vnútorný polomer na valcovanom diele R .

Vypočítame konečný vypočítaný vertikálny posuv horného valca (valčeka) H v mm s prihliadnutím na pruženie

v bunke D13: =D9+D12 =48,9

H = Hkalkulácia+ X

Problém je vyriešený! Prvá časť z dávky bola vyrobená na 2 prechody! Bolo nájdené umiestnenie stredného valčeka (valčeka).

Vlastnosti a problémy ohýbania kovov na valcoch.

Áno, aké by bolo všetko krásne a jednoduché - vylisované, zatlačené, dielec hotový, no je tu pár „ale“...

1. Pri valcovaní dielov s malými polomermi nie je v mnohých prípadoch možné dosiahnuť požadovaný polomer R v jednom priechode kvôli možnosti deformácií, zvlnení a trhlín v hornej (stlačiteľnej) a spodnej (ťažnej) vrstve časti obrobku. V takýchto prípadoch je vymenovanie niekoľkých priechodov technológom určené technologickým znakom konkrétnej časti. A nejde o výnimočné prípady, ale o veľmi časté!

2. Jednostupňové podávanie stredného valca (valčeka) na veľkú vzdialenosť bez valcovania H môže byť neprijateľné z dôvodu výskytu významných síl, ktoré preťažujú mechanizmus vertikálneho pohybu valcov nad prípustnú normu. Môže to spôsobiť poškodenie stroja. V podobnej situácii preťaženia sa môže ocitnúť aj rotačný pohon valcov (valčekov)!

3. Konce obrobku, ak nie sú najskôr ohnuté, napríklad na lise, zostanú pri ohýbaní na trojvalcových valcoch rovnými časťami! Dĺžka rovných úsekov L o niečo viac ako polovica vzdialenosti medzi spodnými valcami A /2.

4. Keď sa stredný valec (valec) pohybuje smerom nadol v časti ohýbaného obrobku, postupne sa zvyšujú normálové napätia, ktoré spočiatku spôsobujú deformáciu pružiny. Len čo napätia vo vonkajších a spodných vláknach profilu dosiahnu medzu klzu materiálu dielu σт, začne plastická deformácia - to znamená, že začne proces ohýbania. Ak sa stredný valec (valec) vytiahne späť pred začiatkom plastickej deformácie, obrobok vyskočí späť a zachová si svoj pôvodný rovný stav! Je to efekt spätného pruženia, ktorý vás núti zväčšiť veľkosť vertikálneho posuvu Hkalkulácia podľa sumy X, pretože časti obrobku sa pružia späť a čiastočne sa narovnávajú, pričom ohýbacia zóna zostáva umiestnená medzi valcami (valčekmi).

Našli sme túto opravu X empiricky. Odpruženie alebo zvyškové zakrivenie dielu sa dá vypočítať, ale nie je to jednoduchá úloha. Okrem medze klzu materiálu σт významnú úlohu pri riešení tohto problému zohráva moment odolnosti prierezu valcovaného prvku proti ohybu Wx. A keďže profily, najmä tie, ktoré sú vyrobené z hliníkových zliatin, majú často veľmi zložitý prierez, potom výpočet momentu odporu Wx sa zmení na samostatnú náročnú úlohu. Okrem toho skutočná hodnota medze klzu σт sa často výrazne líši aj pre vzorky vyrezané na testovanie z rovnakého plechu alebo rovnakého kusu profilu.

V navrhovanej metodológii sa snažíme vyhnúť definovaniu spätného pruženia pomocou „vedeckej metódy vŕtania“. Pre tvárne materiály, ako sú hliníkové zliatiny, hodnota

Nezabudni potvrdiť predplatné kliknutím na odkaz v liste, ktorý vám okamžite príde na určenú poštu (môže prísť do priečinka « Nevyžiadaná pošta » )!!!

So záujmom si prečítam vaše komentáre a odpoviem na vaše otázky, milí čitatelia!!! Podeľte sa so mnou a kolegami o výsledky praktických testov techniky v komentároch k článku!

ja prosím rešpektovanie autorkinho diela Stiahnuť ▼ výpočtový súbor po predplatnom za oznámenia článkov!

Núdzové zariadenie

Mechanizmus nastavenia medzery

Predný valec sa pohybuje, keď sa ložisková skriňa pohybuje v otvoroch rámu stroja. Mechanizmus nastavenia medzery je pár skrutiek: matica je pevne upevnená v ráme a skrutka sa otáča elektromotorom cez závitovkové prevody.

Skrutka sa opiera o bezpečnostnú podložku, ktorá je umiestnená v puzdre ložiska. Táto podložka sa zničí, ak sú valce preťažené prítlačnou silou.

Valčekové stroje sú zariadenia so zvýšenými rizikami údržby. Núdzové zariadenie valcov obsahuje káble umiestnené nad valcami. Jeden koniec lanka je pevne spojený s traverzou ľavého rámu a druhý s prepínacou pákou. Po stlačení kábla páka vypne elektromotor.

Stanovenie prítlačných síl a užitočnej spotreby energie

Celkový výkon spotrebovaný valcami

Výpočet výkonu

Stanovenie prítlačných síl a užitočnej spotreby energie.

Zložitosť javu valenia a nedostatočné teoretické znalosti sťažujú výpočet tlačných síl a spotreby energie. Tieto hodnoty možno určiť dvoma spôsobmi:

1. Spracovanie experimentálnych údajov na základe teórie podobnosti

2. Matematická analýza procesu so zavedením určitých predpokladov.

Pri prvej metóde sa experimenty vykonávajú na modelovom stroji, získavajú sa prítlačné sily a spotreba energie.

kde: - priemer valcov; - veľkosť medzery; - hodnota trenia; - špecifická hmotnosť zmesi; L - dĺžka rolky; - uhlová rýchlosť vysokorýchlostného valca; - konečná plasticita materiálu - experimentálne koeficienty, ktoré sú pre niektoré materiály uvedené v referenčných knihách.

Podľa druhej metódy sa jednoduché matematické závislosti získajú zavedením nasledujúcich predpokladov:

1. Efektívna viskozita (priemer) zmesi sa nemení

2. Minimálny režim prúdenia zmesi v medzere je laminárny

3. Materiál sa prilepí na povrch kotúčov a rýchlosť vrstiev na povrchu sa rovná rýchlosti kotúča (U=V)

4. Zotrvačné sily sú malé

5. Materiálový tok je jednorozmerný (do medzery)

6. Rýchlosť zmesi sa vertikálne nemení

7. Tlak na vstupe a výstupe materiálu do kotúčov je nulový

8. Tlak v rovinách rovnobežných s osami valcov sa nemení.

Potom má pohybová rovnica viskóznej tekutiny (Navier-Stokes) tvar:

, (6.3)

Integráciou tejto rovnice a zohľadnením predpokladov sa získal výraz pre prítlačnú silu:

, (6.4)

kde: - hodnota trenia; - efektívna viskozita; - rýchlosť predného valca; - polomer kotúča; - dĺžka rolky; - medzera medzi valcami.

Moment spotrebovaný valcami sa rovná súčtu krútiacich momentov:

, (6.5)

- krútiace momenty vysokorýchlostných a nízkorýchlostných valcov.

Celková energia spotrebovaná valcami.

Vypočíta sa pomocou vzorca:

(6.8)

kde: je požadovaný celkový krútiaci moment.

kde: - voľnobežné otáčky; - moment dodatočných trecích síl.

, (6.10)

kde: - radiálne zaťaženie nápravy; - koeficient trenia ložiska; - priemer čapu; - prevodový pomer dvojice prevodov a trenia; - celková účinnosť prevodový a trecí pár;

Moment dodatočných síl sa rovná:

, (6.11)

kde: je prítlačná sila na valcoch.

Výpočet výkonu.

, (6.12)

kde: - jednorazové stiahnutie; - miera využitia stroja (0,85 - 0,9). - merná hmotnosť materiálu; - trvanie cyklu;

kde: - priemer predného valca; - dĺžka valcového valca.

Čas cyklu je určený vzorcom:

, (6.14)

kde: - čas nakladania a vykladania; - technologická prevádzková doba. Tento čas je určený experimentálne.

Treba poznamenať, že pri určovaní produktivity valcov existujú ďalšie výpočty závislosti.

Tepelný výpočet valčekov.

Toto teplo sa vynakladá na ohrev spracovávanej zmesi, na straty do okolia a na ohrev chladiacou vodou.

, (6.16)

kde: - produktivita valcovania; - Špecifická tepelná kapacita; - konečná a počiatočná teplota zmesi.

Tepelné straty do okolia pozostávajú z tepelných strát prúdením a sálaním.

, (6.18)

, (6.19)

kde: - priemer kotúča.

Množstvo tepla odvedeného chladiacou vodou:

, (6.20)

- Valčeky pozostávajú 2 alebo 3 paralelných dutých valcov, ktoré sa otáčajú smerom k sebe.

- Použiť na plastifikáciu kaučuku, prípravu kaučukových zmesí, ich ohrev pred kalandrovaním alebo vytláčaním, ako aj pri výrobe regenerovaného materiálu.

Moderné valce majú meracie prístroje a pomocné zariadenia, ale majú aj vážne nevýhody: nízka produktivita, nedostatok tesnosti a nebezpečenstvo počas údržby. Valce sú posúvané uzavretými strojmi.

- Klasifikácia podľa funkčného účelu.

Drviace valce (Iné) – na drvenie starej gumy. Vyhrievacie valce (Hd.) – na zvýšenie plasticity a ohrevu kaučukových zmesí. Umývacie valčeky (Pr.) – na umývanie gumy vodou. Brúsne valce (Rz.) – na mletie gumeného odpadu. Rafinačné valce (Ruská federácia) – na čistenie regenerovaného materiálu a gumených zmesí od cudzích inklúzií. Miešacie valce (pozri) - na miešanie gumy s rôznymi prísadami, na prípravu a nanášanie gumových zmesí. Miešacie a zahrievacie valce (Sm.-Pd.) – na plastifikáciu gumy, jej miešanie s rôznymi prísadami a zahrievanie gumových zmesí. Laboratórne valce (Lb.) – pre laboratórne práce.

- Klasifikácia podľa konštrukčných prvkov

Podľa veľkosti roliek a rýchlosti ich otáčania: výroba - ľahký typ D / L : 300/800; 500/800, stredný typ D / L : 550/1500, ťažký typ D / L : 660/2100; laboratórium

Podľa počtu hodov: 2 a 3 (Ruská federácia).

Podľa typu pohonu: individuálny, duálny a skupinový (3, 4, menej často 5).

Podľa veľkosti trenia (pomer rýchlosti otáčania zadného valca k prednému): Dr. – 2,55, 3,08, 3,25; Pd. – 1,22, 1,25, 1,27, 1,28, 1,29; Atď. – 1,39; Rz. – 4,00; Rusko – 2,55; Pozri – 1.07, 1.08, 1.11, 1.27; Pozri-Pd. – 1,14; Čelo – 1-4. Označenie trenia: 1:1,22.

- Symbol obsahuje názov, dĺžku a priemery kotúčov (predné a zadné), umiestnenie pohonu (pravý - P, stredný - S, ľavý - L) a GOST. Valčeky Lb 100 50/50 P GOST…; Valce Lb 200 100/100 GOST... s individuálnym pohonom pre každý valec; Valce Sm 2100 660/660 L GOST…; Valčeky Sm 2100 660/660 L s trecím spínaním GOST...; Valčeková jednotka RF 800 490/610 S 2 GOST…

1.3.2. Schéma činnosti valčeka.

Spracovávaný materiál (guma alebo kaučuková zmes) vo forme kusov alebo dosiek sa nakladá a opakovane prechádza cez medzeru medzi valcami.

Materiál je vťahovaný do medzery vplyvom trecích síl a v dôsledku adhézie medzi materiálom a povrchom šidiel.

Stupeň deformácie a stupeň zachytenia materiálu je určený uhlom zachytenia  = 10-45 o. Oblúk zvierajúci tento uhol sa nazýva zachytávací oblúk. Sila vťahu P>0 , Ak  >  ;  – uhol trenia;  = tg  – koeficient trenia.

Počas prevádzky sa realizujú šmykové a šmykové deformácie; V oblasti medzery je vždy zásoba materiálu.

Po opustení medzery sa zmes odkloní smerom k prednému valcu, pretože otáča sa pomalšie ako zadná; Je to aj z bezpečnostných dôvodov. Vrstva zmesi vytvorená na prednom valci sa nazýva koža alebo kožušina.

Medzera je nastaviteľná v rozmedzí 10-12 mm.

Čím väčšie je trenie, tým intenzívnejšie je miešanie a tým vyššia je teplota.

To isté platí pre rýchlosť, ktorá sa pohybuje v rozmedzí 35-40 m/min. Zvýšenie rýchlosti je obmedzené bezpečnostnými faktormi.

1.3.3. Valčekové zariadenie.

Vo valivých ložiskách inštalovaných v rámoch sa k sebe otáčajú dva duté valčeky, ktoré sú navzájom stiahnuté traverzami.

Krížové hlavy tvoria obdĺžnikové okná, v ktorých sú inštalované telesá valivých ložísk.

Rámy sú inštalované na základovej doske.

Na meranie medzery medzi valčekmi sa môžu telesá ložísk predného hriadeľa pohybovať pozdĺž vodidiel pozdĺž rámu. Pohyb sa vykonáva pomocou prítlačnej skrutky pomocou mechanizmu nastavenia medzery.

– Mechanizmus sa ovláda ručne ručným kolesom alebo rukoväťou alebo elektromotorom.

Prítlačná skrutka sa opiera o puzdro predného valčekového ložiska cez bezpečnostnú podložku, ktorá sa pri zvyšovaní dištančných síl prerazí.

Keď sa valce pohybujú alebo pohybujú príliš ďaleko, spustia sa koncové spínače.

Postele majú disky, ktoré označujú veľkosť vôle.

Aby sa zabránilo upchávaniu ložísk, sú tu hraničné šípky.

Motor prenáša silu cez pohon a trecie prevody.

Mazanie sa vykonáva ručne alebo pomocou čerpadla z olejovej stanice, čo je jednoduchšie.

K dispozícii je núdzové zastavenie, ktoré zastaví tok elektriny do motora. Po jeho spustení prejdú valčeky štvrť otáčky, keď sú valčeky vyložené a okamžite sa zastavia, keď sú valčeky zaťažené.

1.3.4. Hlavné uzly.

- Základová doska – liatina s výstužou s výstuhami, 3,5 t.

Môže byť vyrobený zo železobetónu s rámom vyrobeným z betonárskej ocele (10-12% hmotnosti).

- posteľ – oceľ, pozostáva z dvoch častí – samotného rámu a priečky – vrchnej časti, 800-1350 kg. Musí byť dimenzovaný na prítlačnú silu 14 kN na 1 cm dĺžky pracovnej časti zvitku.

- Rolky – hlavná jednotka je odliata do liatinovej formy a povrch je vybielený do hĺbky 8-25 mm.

Sudy sú hlavne valcové; Predná (priemer 490 mm) – 0,151 mm, zadná (priemer 610 mm) – 0,075 mm.

Drviace a umývacie valce majú zvlnený povrch (vlnenie pod uhlom 4-15 o k pozdĺžnej osi).

Chladenie roliek – zvyčajne by mala byť teplota roliek ~60 o C. Teplota vody by nemala presiahnuť 12-14 o C. V lete treba vodu z vodovodu chladiť.

Pri plastifikácii NK a pri spracovaní zmesí na jeho základe by mala byť teplota predného valca 5-10 stupňov. Menej ako zadná teplota - potom zmes prejde na predný valec.

Pri spracovaní zmesí z SC by mala byť teplota predného kotúča 5-10 stupňov. Vyššia teplota vzadu.

Dva spôsoby chladenia sú naplnenie valca vodou a jeho pravidelná výmena - otvorená metóda. Pomocou striekacích zariadení vo vzdialenosti 150-200 mm od seba.

Spotreba vody 1,2-2,5 m 3 /hod - malá, 5-12 - stredná, 8-18 - veľká.

Existujú prevedenia s chladením ložísk.

- Mechanizmus nastavenia medzery. Medzera 0,05-12 mm. Prítlačná skrutka sa otáča v oceľovej matici upevnenej v ráme. Spätný zdvih môže byť uskutočnený elektromotorom alebo dištančnými silami.

- Nože (sú dve) sú namontované vo vozíku a môžu sa pohybovať po valci.

- Zariadenia na miešanie a chladenie zmesi. Zmes sa odreže z predného valca a zasunie sa do medzery medzi chladiacim bubnom a prítlačným valcom a opäť sa pošle do medzery - mieša sa, intenzívne sa pohybuje po svojej dĺžke pomocou špeciálnych valcov a vozíka - pažby mixér. Tento systém sa používa na rafináciu kaučukových zmesí po RS.

- Vlastnosti rôznych typov valčekov. RF (rafinačné) lámacie valce – na predbežné čistenie, zjemňovacie valce – na dočistenie. Zmes sa vyberie zo zadného valca a zvinie sa do roliek. Povrch je hladký, súdkovitý, inklúzie siahajú k okrajom. Rôzne priemery kotúčov. Trenie 1:2,55. Dr (drvenie) – veľkosti sudov a trenie sú rovnaké ako v Rusku. Pr (umývanie) - vlnitý povrch, ale rovnaké priemery kotúčov.

1.3.5. Rozloženie napätia v materiáli v medzere medzi valcami.

- Predpoklady: režim laminárneho prúdenia, stav bez sklzu, newtonovská tekutina.

Navier-Stokesova rovnica.

Sú 2 zásadne odlišné prietokové oblasti . Až po hranicu dvoch zón (hore) prebieha dopredný a protiprúdový prúd; nižšie – iba progresívne. Medzi touto hranicou a najužšou sekciou je režim piestového toku - sily vznikajúce hydrostatickým tlakom a pôsobiace na jednej strane sekcie sú vyvážené silami pôsobiacimi na druhej strane sekcie.

Šmykové napätie v tejto časti je nulové a tlak je maximálny - materiál sa pohybuje ako pevná zátka bez deformácie.

- Rozloženie teploty v rolovacej medzere. Dva vrcholy v blízkosti povrchov v dôsledku prítomnosti chladenia.

1.3.6. Expanzné sily.

- Na základe vzorov plastickej deformácie materiálu medzi valcami.

Expanzná sila je veľkosť sily, ktorá má tendenciu odtláčať valce od seba, keď medzi nimi prechádza deformovateľný materiál.

Kde  - relatívne rozšírenie materiálu,  = b Komu / b n (dalo by sa zvážiť  =1), b n - počiatočná šírka, b Komu - konečná šírka, k - empirický koeficient,  T - medza klzu valcovaného materiálu, h ns - hrúbka neutrálnej vrstvy, h ns ( h n  h Komu ) ½ , h n A h Komu - hrúbka materiálu pred a po valcovaní,  =  / lg (  /2) ,  - koeficient trenia,  - uhol uchopenia, R - polomer kotúča, cm,  h =2 R (1- cos  ) - lineárna kompresia.

- Na základe zákonov elastickej deformácie.

Kde E - modul pružnosti.

V tomto prípade sa nezohľadňujú trecie sily po prechode cez medzeru, hrúbka sa obnoví.

- Na základe hydrodynamickej teórie valcovania.

Prítlačná sila sa delí na dve zložky: 1) smerujúca proti vektoru rýchlosti otáčania (horizontálna zložka), 2) smerujúca k vektoru rýchlosti (vertikálna zložka)

,

Kde T - trecia sila, l - dĺžka oblúka uchopenia, f - trenie, v 1 , v 2 - lineárna rýchlosť predných a zadných valcov, L - dĺžka rolky, IN 1,2 - koeficienty, n – reologický koeficient/

Ak P 1 A P 2 sú známe, potom je možné určiť súradnicu bodu aplikácie výslednice ako

Kde  ef - koeficient efektívnej viskozity, h Komu – minimálna vzdialenosť.

Pre približné výpočty P = qL , q = 400 kN/m (pre NK), pre plnené zmesi q = 600-1100 kN/m.

Technika založená na teórii podobnosti.

N
N
N

Kde B=( h n – h 2 )/( h n - h 1 ) - návratnosť, M=( h n – h 1 )/( h n + h 1 ) - mäkkosť, h n – počiatočná výška vzorky, h 1 - výška pri zaťažení, h 2 - výška po vyložení, Pl Komu – konečná plasticita

Hodnoty koeficientov:

Napríklad pre 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. Spotreba energie.

- Technika založená na teórii plastickej alebo elastickej deformácie.

Kde M – moment odporu proti otáčaniu valca, Nm, M = M R +M tr, M R - moment na prekonanie deformačného odporu materiálu, M R = PDsin (  /2) , P - prítlačná sila,  - uhol uchopenia, M tr – moment odporu voči treniu v ložiskách, berúc do úvahy gravitáciu valčekov a dištančné sily, M tr =  ( P + G V ) d ,  - koeficient trenia v ložiskách, G V - gravitácia hriadeľa, d – priemer čapu valca, n - priemerná rýchlosť otáčania valcov,  – Účinnosť prevodového páru.

- Technika založená na hydrodynamickej teórii valcovania.

Kde  – obvodová rýchlosť vysokorýchlostného valca, s –1.

Hodnoty koeficientov:

Napríklad pre 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. Pohonná jednotka.

Valce môžu mať individuálny, párový alebo skupinový pohon.

Pohon môže byť umiestnený na pravej alebo ľavej strane pracoviska.

Na začiatku cyklu spracovania je výkon 1,5-2 krát väčší ako výkon spotrebovaný valcami. Preto musí byť výkon elektromotora zvolený s ohľadom na toto špičkové zaťaženie.

Pri samostatnom pohone je inštalovaný synchrónny motor, ktorý pri podvyťažení môže pôsobiť ako kompenzátor a zlepšiť cos.

Pre každý kotúč môže byť samostatný motor (v laboratórnych kotúčoch).

Ak chcete pripojiť výstupný hriadeľ prevodovky k hriadeľu prevodovky, spojky umožňujú určité skreslenie spojených hriadeľov a zabezpečujú elasticitu prevodu. Používa sa rýchla ozubená spojka, kolíková spojka Franke a pružinová spojka Bibi.

Môžu existovať buď gumové alebo gumovo-pneumatické spojky, ktoré zaisťujú plynulý chod pohonu a určité vychýlenie osí.

Pre valce s veľkým rozpätím valcov a s veľkými rozťažnými silami sa používa bloková prevodovka (do 20 kN/cm). Sú v ňom umiestnené hnacie a trecie prevody. Prevodová jednotka je spojená dvoma výstupnými hriadeľmi cez univerzálne kĺbové zariadenia s valčekmi.

Náklady na blokovú prevodovku sú oveľa vyššie, ale má veľa výhod - ozubené kolesá a ložiská pracujú v priaznivejších podmienkach.

1.3.9. Funkcie inštalácie.

Predtým boli valce inštalované na špeciálnom základe a zaistené základovými skrutkami.

Vibrácie sa prenášajú na konštrukčné prvky budovy.

Prenášanie valcov z jedného miesta na druhé je spojené s veľkým objemom stavebných prác

Používajú sa podpery izolujúce vibrácie - bez špeciálneho základu a skrutiek.

1.3.10. Výber valčekov.

Individuálne navrhnuté vykurovacie valce majú výkon motora 180 kW a jednotkový výkon 320 kW. Úspora 40 kW.

Pri skupinovom pohone môže byť zaťaženie valcov rovnomernejšie. Akékoľvek preťaženie je nežiaduce.

Skupinovým pohonom nemôžete naložiť niekoľko valcov naraz.

Motory musia byť prachotesné.

Na zníženie špičkového zaťaženia sa pri tvrdých zmesiach (behúne, valčeky a pod.) používa predohrev (v horúcej vode).

1.3.11. Výkon valčeka.

- Periodický režim.

kg/hod.,

Kde V – litrový objem alebo objem jednorazovej náplne v litroch: V =(0.0065-0.0085) D 1 L , D 1 – priemer predného valca, cm, L - jeho dĺžka, cm,  – hustota kg/dm 3,  – koeficient využitia času počítača (0,85 – 0,9), t ts = t 1 + t 2 + t 3 – čas cyklu (nakladanie, plastifikovanie, vykladanie) v min.

Pri plastifikácii gumy:

min,

Kde  Pl – zmena plasticity podľa Carrera, i - medzera, cm, u – obvodová rýchlosť vysokorýchlostného valca, m/min, f - trenie, A , n , m – koeficienty.

Hodnoty koeficientov:

Pri rolovaní je v zálohe približne rovnaké množstvo zmesi ako na valci.

- Nepretržitý režim.

Kde  0,75 – koeficient vyplnenia rýh zvlnenia spracovávaným materiálom, F - plocha prierezu drážky, m2, l – krok zvlnenia, t.j. vzdialenosť medzi susednými drážkami, m, k = 1 alebo 2 podľa toho, koľko roliek je s drážkami.

1.3.12. Chladiaci systém.

Chladiaci systém môže byť zatvorený (momentálne sa nepoužíva) alebo otvorený. Výhodou tohto sú vysoké hodnoty koeficientu prestupu tepla v tenkých prúdoch z trysiek (malý priemer prúdu, vysoká rýchlosť, vysoká hodnota Reynoldsovho kritéria) a vďaka čiastočnému odparovaniu vody pri kontakte s horúcimi stenami.

- Tepelná bilancia.

Kde Q 1 = N  t ts – teplo uvoľnené vnútorným trením v materiáli, kJ, N – výkon motora, kW;  - efektívnosť jazdy, t ts – čas cyklu, s; Q 2 – dodatočný tepelný príkon, kJ; Q 2 = m  h t ts - s parou, m – spotreba pary, kg/s,  h – zmena entalpie pary, kJ/kg; Q 3 = G.C.  Tt ts – teplo použité na ohrev kaučukovej zmesi, kJ, G – produktivita valcov, kg/s, S – tepelná kapacita kaučukovej zmesi, kJ/(kgK),  T – zmena teploty zmesi, K; Q 4 =  F ( T pov – T V )+s 0  F (( T pov /100) 4 –( T V /100) 4 ) – tepelné straty do okolia pozostávajúce z konvekčných a sálavých (prepočítané pre každý kotúč), kJ,  – koeficient prestupu tepla pri prirodzenej konvekcii z valcovej steny do vzduchu, kW/(m 2 K), F – teplovýmenná plocha, m2, T pov A T V – teplota povrchu valca a okolitého vzduchu, K, s 0 - emisivita čierneho telesa, s 0 =5,6710 -3 kW/(m 2 K 4),  – stupeň čiernosti; Q 5 = m V S V  T V t ts – teplo odvádzané chladiacou vodou, kJ, m V – spotreba vody, kg/s, S V =4,2 kJ/(kgK) – tepelná kapacita vody,  T V – zmena teploty vody, K.

1.3.13. Zariadenia na príjem a chladenie pásu kaučukovej zmesi.

- Vrúbkovaný typ. Páska je odrezaná z valcov alebo FM s fóliovou hlavou, prechádza cez kúpeľ kaolínovej suspenzie a je privádzaná do formovača hrebenatka. Hrebenatka sa získa ako výsledok pritlačenia pásu gumovej zmesi na lištu dopravníka pomocou páky, ktorá je poháňaná pneumatickým valcom. Hneď ako sa vytvorí hrebenatka, páka sa posunie o jeden krok. Potom zmes vstupuje do komory chladenej vzduchom pomocou ventilátora. Veľkosť komory je navrhnutá pre 4 nosníky. Ochladené festóny sa privádzajú do ukladacej jednotky, kde sa páska nareže na listy danej dĺžky, ktoré sa privedú na palety namontované na váhe.

Nevýhodou tohto systému je, že je ťažkopádny, nie je možné zmes navinúť do bubnov na následnú dodávku na majstrovstvá sveta. Posledný nedostatok bol v niektorých dizajnoch odstránený (od Pirelli).

V nových systémoch sa z valcov odreže pás široký 0,6 m, upraví sa vodnou kaolínovou suspenziou a potom sa kruhovým nožom pozdĺžne prereže na polovicu. Potom sa chladí ventilátormi. Rýchlosť pohybu – 8-38 m/min, počet ventilátorov 4-7. Nakrájanie na pásiky alebo zvinutie do kotúčov trvá dlhšie. Existujú také inštalácie čiastočne vertikálneho typu, veľmi kompaktné

- Typ pásky. Pri kontinuálnej výrobe páska z valcov ide do kalandrov alebo FM pozdĺž dopravného pásu bez dodatočného chladenia. Najprv sa pozdĺžne alebo priečne (nie úplne) nareže na úzky pásik.