Инженерная оптимизация смесительного и валкового оборудования. Клинков А.С - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

1. РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И
КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СМЕСИТЕЛЕЙ
1.1. Расчёт основных деталей резиносмесителей
1.1.1. Расчёт нижнего затвора резиносмесителя
В существующих конструкциях резиносмесителей выгрузка приготовленной смеси осуществляется через
отверстия, размещённые, как правило, в нижней части смесительной камеры. В смесителе типа Бенбери [1]
разгрузочное окно закрывается скользящей дверцей, перемещаемой с помощью пневмоцилиндра. В ряде современных
конструкций, например, в резиносмесителе типа РС [1] во избежание заклинивания скользящей дверцы в
направляющих выполнен в виде откидной крышки с гидроприводом (рис. 1).
1
3
5
°
F
Б Б
2
3
7 6 5
4
1
8
Рис. 1. Нижний затвор
Основными конструктивными элементами механизма являются конусообразная запорная плита
3
, укрепляемая
через амортизирующие прокладки на опоре нижнего затвора
2
. Запорная плита
3
и нижняя плита поворачиваются на
135° гидромотором, соединённым с валом
4
. Для удержания запорной плиты в закрытом состоянии предусмотрено
устройство, выполненное в виде клиновидной плиты
6
, установленной в направляющей раме
7
, и приводится в
действие от поршня вспомогательного гидроцилиндра.
В процессе изготовления резиновой смеси на стенки камеры смесителя
8
и в частности на поверхность запорной
плиты давление в серповидном зазоре при вращении роторов
1
может достигать до
p
max
= 4 МПа. Это обстоятельство
предъявляет повышенные требования к расчёту на прочность и жёсткость нижнего затвора, подверженного действию
усилия
F
, величина которого определяется как произведение давления
p
max
на площадь поперечного сечения запорной
плиты Б-Б (рис. 1):
F = p
max
A
0
, (1)
где
A
0
– площадь поперечного сечения запорной плиты плоскостью Б-Б, определяется по формуле
А=аb
[мм
2
].
Здесь
а
и
b
размеры разгрузочного окна в плане;
p
max
– максимальное давление резиновой смеси на поверхности
запорной плиты в серповидном зазоре определяется по формуле [1]:
p
max
=3m
π
n
R
n
N
р
n
/
(30
n
h
0
n
), (2)
где
m
и
n
– реологические константы резиновой смеси [1];
R
n
– радиус смесительной камеры;
N
р
– частота
вращения ротора смесителя;
h
0
– минимальный зазор, образованный площадкой гребня и стенкой камеры.
Существующая в настоящее время конструкция нижнего затвора, на наш взгляд, выполнена без должного
конструктивного и прочностного анализа. Некоторые несущие элементы конструкции имеют чрезмерно завышенную
массу, причём приблизительные методы расчёта не дают возможности вычислить концентрацию напряжений в зоне
отверстий и определить радиусы перехода в местах сопряжений кронштейна с опорной плитой.
Основная цель данной работы предложить оптимальный вариант конструкции нижнего затвора,
удовлетворяющего условиям прочности, жёсткости при минимальной массе.
Нижний затвор представляет собой пластинчато-стержневую конструкцию, состоящую из опоры (кронштейн),
шарнирно закрепленной с валом и клиновидной плитой, и собственно самой клиновидной плиты, жёстко закреплённой
в направляющие рамы. Усилие
F
через конусообразную запорную плиту в виде распределённого по площади давления
p
(МПа) передаётся на опору нижнего затвора (рис. 2). Расчётная схема нижнего затвора как пространственно

Страницы