Общее устройство вальцов

 — операция умножения тензора напряжения и дифференциального оператора  вектора скорости; Ttj—компоненты тензора напряжения; г\— коэффициент неньютоновской вязкости жидкости; Л^ — компоненты тензора общей скорости деформации; т]с — коэффициент поперечной вязкости. Система (5.12) дифференциальных уравнений представлена в векторной форме. Векторная форма записи имеет преимущество перед скалярной в том, что она не зависит от системы координат. При решении конкретных задач необходимо выбрать одну систему координат (прямоугольную, цилиндрическую, сферическую или биполярную) и произвести соответствующие преобразования исходных уравнений.

Выбор системы координат определяется формой ограничивающих рабочих поверхностей машин или аппаратов, в которых  деформируется жидкость. Форма записи уравнений в различных системах координат в общем виде приведена  в специальной литературе. Ц При исследовании процессов переработки полимерных материалов на валковом оборудовании систему уравнений (5.12) записывают в прямоугольных или бицилиндрических (биполярных) координатах. В этих уравнениях искомые функции должны быть непрерывны и ограничены. Общего метода решений нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка с частными производными еще не предложено. Поэтому исследователи в каждом конкретном случае используют упрощения, предпосылки и допущения, сводя указанную общую задачу к более простому конкретному случаю. При решении дифференциальных уравнений необходимо делать такие допущения, которые обеспечивали бы нахождение искомых величин с достаточной точностью. Если нас не интересует изменение температуры материала в процессе его переработки на валковых машинах, то мы можем решать систему (5.12) в изотермическом приближении, т. е. без учета третьего уравнения.

Рис. 5.7. Схема области деформации в прямоугольной  системе координат.

Действительно, при относительно малых скоростях  деформации изменение температуры  не играет существенной роли, но для  описания процессов при больших  скоростях сдвига (например, каландро-вание) диссипативный разогрев может привести к недопустимому изменению свойств материала. Допущения об изотермичности приводят также к значительным погрешностям при расчете оптимальных значений таких технологических параметров процесса листования, как скорость движения материала в области деформации, производительность, температуры материала и валков.

Таким образом, расчет оптимальных значений технологических параметров процессов  листования полимерных пленок, изготовления листовых заготовок резиновых смесей, обрезинивания шинного корда, промазки тканей для современных каландров необходимо проводить в неизотермическом приближении. Эти точные расчеты можно найти в специальной литературе. Приведенные ниже приближенные расчеты по определению энергосиловых характеристик процесса вальцевания можно вести в изотермическом приближении. Математическая модель процесса листования полимерных материалов в изотермическом приближении может быть получена из системы уравнений (5.12). При этом к допущениям и предположениям, принятым для неизотермической модели, добавляется допущение о неизменности (постоянстве) температуры, а следовательно, вязкости и плотности материала. Приведенная выше система дифференциальных уравнений (5.12) с использованием указанных предположений и допущений для рассматриваемого случая (рис. 5.7) имеет вид:

где jij и п — реологические константы s изотермическом приближении. 

8Производительность вальцев 

В зависимости  от схемы работы вальцев различают два способа расчета их производительности:

1) для  вальцев с многократным пропуском материала через зазор;

2) для  вальцев и других валковых машин с однократным пропуском материала через зазор.

Для вальцев с многократным пропуском материала через зазор теоретический расчет производительности достаточно затруднителен и зависит от многих переменных величин. В этом случае производительность рассчитывается по эмпирическим формулам. Для этой цели сначала определяется единовременная объемная загрузка V(в л), или так называемая литражность вальцев, по формуле:

где D— диаметр валка (переднего), дм; L— длина рабочей части (бочки валка), дм. Если длительность цикла обработки смеси на вальцах t(в мин), то производительность вальцевG(в кг/мин) при многократном пропуске смеси через зазор равна:

где р' — плотность материала, кг/м3. Из уравнения (5.41) следует, что производительность вальцев в значительной степени зависит от длительности цикла обработки t, который в основном определяется составом смеси, технологическим режимом работы, организацией труда и другими условиями. Производительность G(в кг/мин) валковых машин с однократным пропуском материала через зазор равна:

где vn— линейная скорость материала при выходе его из области деформации, м/мин; h0— величина зазора, м; b— средняя ширина ленты материала при выходе из области деформации, м; tp — коэффициент использования машины. Кроме уравнения (5.42) производительность валковой машины G(в кг/ч) при однократном пропуске материала через зазор можно определить также по уравнению:

где D — диаметр заднего валка, дм; z — частота вращения валка, об/мин; hK— толщина материала, выходящего из зоны деформации, дм; Ь — средняя ширина ленты материала, дм; р' — плотность материала, кг/м3; <р — коэффициент использования машины. 

9Схемы привода вальцев 

Для осуществления  процесса переработки полимерных материалов на вальцах необходимо привести их валки во вращательное движение вокруг горизонтальных осей. При этом рабочие  валки должны вращаться навстречу  друг другу и с различной частотой. Если передний валок делает z± об/мин, а задний — z2 об/мин, то фрикция / = zjzx. Для уменьшения опасности при обслуживании

Рис. 5.8. Вальцы с групповым электроприводом (вид сверху) от тихоходного синхронного  электродвигателя (а) и от быстроходного  асинхронного электродвигателя через  редуктор (о):

/ —  тихоходный синхронный электродвигатель; 2 — вальцы; 3 — редуктор; 4 — быстроходный асинхронный электродвигатель.

Рис. 5.9. Привод двух вальцев:

/ —  электродвигатель; 2 — редуктор; 3 — большая приводная шестерня; 4 — малая приводная шестерня; 5 — передаточные (фрикционные) шестерни; 6 — валки.

Рис. 5.10. Индивидуальный привод вальцев:

/ —  передний валок; 2 — задний валок; 3 — передаточные (фрикционные) шестерни; 4 — нож для срезания ленты перерабатываемого материала; 5 — намоточный барабан; 6 — приводные шестерни; 7 — редуктор; 8 — тормозное устройство; 9 — электродвигатель; 1§ — механизм регулировки зазора между валками; 2 — подшипники. передний валок имеет меньшую частоту вращения.

Для различных  типов вальцев фрикция имеет значения от 1,07 до 4. Привод вальцев для переработки каучуков и резиновых смесей осуществляется в основном по следующим кинематическим схемам: 1) групповой привод (рис. 5.8); 2) привод двух вальцев (сдвоенный привод, рис. 5.9); 3) индивидуальный привод (рис. 5.10); 4) единичный привод каждого валка вальцев непосредственно от блок-редуктора. Для вальцев с групповым приводом в качестве электродвигателей могут быть использованы синхронный (рис. 5.8, а) или асинхронный (рис. 5.8, б) электродвигатели. 

На рис. 5.11 изображена схема привода одной  секции вальцев от группового привода. Здесь передача крутящего момента осуществляется от трансмиссионного вала 3 к переднему и заднему валкам через ряд зубчатых передач. Вальцы могут быть сконструированы с левым и правым расположением привода. Если большая приводная шестерня 7 расположена с правой стороны от рабочего места, то вальцы имеют правый привод, если с левой стороны, — левый привод. Бывают случаи, когда при групповом приводе (при ремонте) необходимо средние вальцы отключить от привода; тогда малую приводную шестерню 6 выводят из зацепления с шестерней 7.

Привод  вальцев, как правило, включает в себя электродвигатель и ряд устройств (шестерни, валы, муфты и др.), обеспечивающих передачу крутящего момента от электродвигателя к валким вальцев. При индивидуальном приводе (см. рис. 5.10) каждая отдельная машина приводится в движение от асинхронного электродвигателя трехфазного тока через редуктор. Установочная мощность электродвигателя выбирается с учетом пиковых нагрузок при обработке жестких материалов. Для обеспечения нормальной работы мощность электродвигателя индивидуального привода вальцев выбирается в 1,5—2,0 раза выше средней потребляемой мощности.

Такая завышенная установочная мощность электродвигателя используется только незначительное время, в период пиковых нагрузок, в остальное  же время работы вальцев электродвигатель недогружен и работает с понижением cos ср. Групповой привод вальцев от одного электродвигателя обеспечивает более равномерную нагрузку на электродвигатель, так как пиковые нагрузки отдельных вальцев не совпадают, а растянуты по времени, и график потребляемой агрегатом электрической мощности получается более или менее плавным, без больших пиковых нагрузок (при этом cos ф повышается). В связи с несовпадением пиковых нагрузок всех вальцев установочная мощность электродвигателя группового привода может быть выбрана несколько меньшей, чем сумма пиковых нагрузок всех вальцев при обработке наиболее жестких резиновых смесей.

Рис. 5.11. Схема привода одной секции вальцев:

1 — передний валок; 2 — задний валок; 3 — трансмиссионный вал; 4 — подшипники трансмиссионного вала; 5 — соединительные муфты; 6,7 — малая и большая приводные шестерни; 8,9 — передаточные шестерни.

Единичный привод каждого валка вальцев осуществляется от электродвигателя через блок-редуктор, в котором смонтированы все приводные и передаточные (фрикционные) шестерни. При единичном приводе каждый валок соединяется со своим выходным валом блок-редуктора через специальные шарнирные муфты. Шарнирные муфты обеспечивают возможность перемещения валков вальцев при изменении зазора между валками без изменения зацепления передаточных шестерен. Использование единичного привода с блок-редуктором, позволяющего улучшить условия работы зубчатых зацеплений, требует технико-экономического обоснования в связи с его высокой стоимостью. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список используемой литературы 

1. Н.Г. Бекин, Н.Д. Захаров, Г.К. Пеунков – «Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности.»
2. http://www.him-prom.ru/articles/articles_1719.html?page=0
3. Машины и аппараты резинового производства. Под ред.

Д.М. Барскова. М., Химия, 1975. - 600 с. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Волжский  политехнический институт (филиал)

Государственного  образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Волгоградский  государственный технический университет»

(ВПИ  (филиал) ВолгГТУ)

Кафедра ХТПЭ 
 
 
 

Реферат

«Вальцы» 
 
 
 
 

Выполнила: студентка группы ВХР-455

Терехова  С.Д.

Проверил:

ст. преподаватель Егоров    
 
 
 
 

Волжский 2011