технологічні розрахунки
Розрахунок перфорованого барабана шнекового преса
Наявність тиску і характер його зміни вздовж преса визначають характер протікання процесу пресування. Швидкість пресування залежить від тиску і в той же час впливає на характер зміни тиску в каналах освічених шнеком.
Напруженим вузлом шнекового преса є перфорований барабан. При його розрахунку на міцність слід враховувати змінне в часі тиск всередині барабана по його довжині і при його обертанні.
Стінки робочого циліндра утворені з сит, зібраних по довжині преса в секції. Сита виконані перфорованими по трикутної сітці з кроком = 20 мм, діаметр отворів d = 10 мм. Циліндр виконаний зі сталі 1Х13 (межа плинності).
Позначимо ступінь перфорації циліндричного барабана
де d - діаметр отворів;
- відстань між центрами сусідніх отворів.
Напруження в точках 1 і 2 (рис. 3.1)
де - мембранне окружне напруга, що діє в напрямку осі ОХ;
- мембранне меридиональное напруга, що діє в напрямку осі ОУ;
- коефіцієнти, які залежать від матеріалу обичайки і ступеня перфорації.
З розрахунку випливає, що напруга в точці 2 перевищує межу текучості матеріалу, в результаті потрібно збільшити товщина стінки.
Розрахунок шнекового нагнітача
Крок шнека Н, м, і діаметр валу шнека d, м
де коефіцієнти К = 0,7 ... 0,8;
За отриманого значення підбираємо трубу зі сталі конструкційної легированную для виготовлення вала шнека з розмірами (по ГОСТ 4543-71)
Кут підйому гвинтової лінії шнека на периферії. радий
Кут підйому гвинтової лінії шнека у валу. радий
З достатньою для інженерних розрахунків точністю приймаємо середньоарифметичний кут підйому гвинтової лінії. радий
Коефіцієнт відставання матеріалу
Граничний діаметр вала шнека. м
де (кут тертя).
Діаметр вала шнека d завжди приймається більше. Таким чином, умова (0,169 м 0,062 м) виконується.
Найбільший згинальний момент в останньому витку шнека по внутрішньому контуру Н • м / м
де - відношення діаметрів шнека і валу шнека ().
Товщина витка шнека. м
де = 145 МПа - допустиме напруження матеріалу витка шнека при вигині, Па.
Кутова частота обертання шнека. визначається виходячи з продуктивності нагнітача П. кг / с, його геометричних параметрів і коефіцієнта відставання із залежності
де - щільність пресованого матеріалу, кг / (1 063 кг /) - коефіцієнт подачі, що враховує ступінь заповнення межвиткового простору і режим роботи пресує пристрої ().
Площа внутрішньої циліндричної поверхні корпусу шнекового пристрою по довжині одного кроку.
Площа поверхні витка шнека по довжині одного кроку.
де L і l - довжини гвинтових ліній, відповідні діаметрам шнека і валу, м
Умова працездатності шнекового нагнітача дотримується, тому що
Крутний момент на валу шнека. Н • м
де n = 3 - число робочих витків шнека.
Осьова сила, що діє на вал шнека. Н
Нормальні. Па, та дотичні. Па, напруги в небезпечному перерізі вала шнека
де F - площа поперечного перерізу вала шнека,
для суцільного вала
Для суцільного вала Па
Полярний момент опору вала шнека
Для суцільного вала. па
Еквівалентне напруження. па
для суцільного вала
Перевіримо умову міцності вала шнека суцільного
де - допустиме напруження матеріалу вала, Па. Приймаємо, що вал шнека виготовлений зі сталі 20Х, для якої
Таким чином, умова міцності для суцільного вала виконується.
Потужність, що витрачається на привід шнекового нагнітача N, кВт
де з # 63; 0,9 - ККД приводу.