Методика инженерного расчета гранулирующего шнекового пресса для активации бентонитовых глин

УДК 622.78

Главный инженер

к. т.н.

– опыт»

г. Губкин, Белгородская обл." href="/text/category/belgorodskaya_obl_/" rel="bookmark">Белгородская обл.

МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА ГРАНУЛИРУЮЩЕГО ШНЕКОВОГО ПРЕССА ДЛЯ АКТИВАЦИИ БЕНТОНИТОВЫХ ГЛИН

THE TECHNIQUE ENGINEERING CALCULATION GRANULATING SCREW PRESS FOR BENTONITE CLAYS ACTIVATION

Исследованиями НИИКМА [1] установлена высокая эффективность получения гранулированного бентонита методом химико-механической активации глин естественной влажности. Для промышленной реализации результатов исследований была разработана конструкция универсального гранулирующего шнекового пресса (экструдера) для переработки бентонитового сырья с различными природными свойствами.

На рис.1 показан гранулирующий шнековый пресс с приводом (Патент РФ на изобретение № 000 от 01.01.2001). Пресс содержит корпус и шнек на приводном валу с лопастями для очистки формующей решетки, установленной в расширенном выходном окне корпуса.

Рис. 1. Установка для грануляции бентонитовой глины

Привод пресса 1 смонтирован на раме 2 и состоит из электродвигателя 3 с двухступенчатым цилиндрическим редуктором 4 и двух муфт: упругой с торообразной оболочкой 6 и кулачково-дисковой 5.

Несколько опытно-промышленных образцов прессов эксплуатировались на опытном заводе для выпуска небольших партий активированного гранулированного бентонита различного назначения из глин Миллеровского месторождения (Ростовская обл." href="/text/category/rostovskaya_obl_/" rel="bookmark">Ростовская область).

Рациональные геометрические параметры, частота вращения и мощность двигателя привода таких машин определяются экспериментальным путем с использованием данных заводской практики и технической литературы [2,3].

Для определения производительности шнекового пресса с достаточной точностью можно пользоваться выражением:

где D - наружный диаметр цилиндрической выходной части шнека, м;

d - диаметр основания шнека, м;

S - шаг шнека, м;

δ - толщина лопасти, м;

n - частота вращения шнека, мин-1;

ρ - плотность материала на выходе из пресса, т/м3.

Скорость движения массы перед решеткой будет равна

На основе рекомендаций [2] частоту вращения принимают равной 20-40 об/мин. Используя распространенные стандартные редукторы с передаточным числом u=40 и электродвигатели с nдв=1465 об/мин получаем n=nдв/u=36.6 об/мин, для прессов с диаметром выходной части шнека D=100…200мм.

Мощность двигателя для привода шнекового вала гранулирующего шнекового пресса зависит от большого количества факторов [3]: свойств формуемой массы, проворачивания, возврата и сжатия ее в прессе, трения массы о винт и корпус, качества поверхности шнека и корпуса пресса.

Многофакторность процесса пластификации глины осложняет разработку математической модели движения шнекового вала пресса, исследование которой позволило бы определить силовые параметры машины.

Рассмотрим некоторые случаи нагружения пресса для получения зависимостей энергетических параметров от геометрических характеристик шнека и кинематических показателей привода, а также механических свойств прессуемых глин.

Режим максимального нагружения пресса при его заштыбовке уплотненной полупластифицированной глиной характеризуется отсутствием поступательного движения материала и наибольшим вращающим моментом на приводе. В этом случае материал заполняет межвитковое пространство, превращая шнек в монолитный глиняный цилиндр, который при вращении взаимодействует с глиняной рубашкой корпуса.

Момент силы трения Ттрможно определить из выражения:

, Н·м.

Сила трения зависит от радиальной составляющей создаваемого прессом давления, взаимосвязанной с осевой составляющей [2]:

МПа,

где - коэффициент радиального давления,

Н,

где L – длина цилиндрической выходной части шнека, м;

f2 - коэффициент трения глины по глине.

С учетом полученного выражения момент определяется:

Н·м,

а потребляемая мощность:

Вт.

В режиме номинального нагружения уплотненный материал взаимодействует с лопастями шнека, при этом силу трения на передней поверхности одного витка можно определить по следующей формуле:

Н,

где A - площадь одного витка;

αср - угол подъема винтовой линии на среднем диаметре шнека;

f1 - коэффициент трения стали по глине.

Износ задней поверхности лопасти, как показывают наблюдения, составляют 30…50 0/0 от износа передней, поэтому можно предположить, что давление по задней поверхности составляет 0,7. Тогда полная сила трения при взаимодействии со всеми витками цилиндрической спирали

Н.

Поверхность шнека является линейчатой, неразвертываемой. Виток шнека можно приближенно представить в виде плоского кольцевого сектора [4], площадь которого равна

A=0,00218 β(D12d12), м2,

где D1 и d1 – внешний и внутренний диаметры кольцевого сектора соответственно;

β – центральный угол сектора.

Геометрические параметры (β, D1 и d1) можно определить по универсальным формулам [4]. Однако в рассматриваемом диапазоне диаметров при углах α ≈100…130 значения β ≈ 3300, D1 ≈ 1,05D, d1 ≈ 1,15 d, тогда

A=0,72[(1,05D)2 – (1,15d)2], м2.

Момент трения и потребляемая мощность

Н·м,

Вт,

Dср =( D + d)/2, м.

Методика инженерного расчета гранулирующего шнекового пресса была использована при создании технологической линии для производства гранулированного активированного бентонита, которая в настоящее время эффективно эксплуатируется на опытном заводе . Полученные зависимости могут быть применены при расчете прессовых машин для грануляции и других пластичных материалов, например при производстве керамзита.

Литература

1. Терехин повышения связующих свойств отечественных бентонитовых глин для окомкования железорудных концетратов: Тезисы доклада / , – ГИАБ, – ОВ №12, – 2003.

2. Бахталовский оборудование керамических заводов: Учебник для техникумов промышленности строительных материалов / , , – М.: Машиностроение, 1982. – 432 с.

3. Ильевич и оборудование для заводов по производству керамики и огнеупоров: Учебник для вузов / – М.: Высшая школа, 1979. – 344 с.

4. Перетолчин бурение скважин на карьерах / – М.: Недра, 1975. – 128 с.

Аннотация

Методика позволяет определять силовые характеристики пресса в зависимости от геометрических и кинематических параметров, а также свойств активируемых бентоглин. Эксплуатация технологической линии на опытном заводе показала соответствие энергетических затрат расчетным при различных режимах нагружения.

The technique allows to determine the power characteristics of the press, depending on the geometric and kinematic parameters, as well as the properties of activated bentonite clays. Operation of the production line at JSC «NIIKMA» experimental plant showed the accordance of energy costs with those of calculated under various loading conditions.

Ключевые слова

пресс шнековый, расчет, глина бентонитовая, активация, грануляция

screw press, calculation, bentonite clay, activation, granulation



Подпишитесь на рассылку:


  Строительные профессии




Смотрите полные списки: Профессии

Профессии: Техника и производство



Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: • АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика
История: СССРИстория РоссииРоссийская Империя
Окружающий мир: Животный мирДомашние животныеНасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организации
МуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммы
Отчеты: • по упоминаниямДокументная базаЦенные бумаги
Положения: • Финансовые документы
Постановления: • Рубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датам
Регламенты
Термины: • Научная терминологияФинансоваяЭкономическая
Время: • Даты2015 год2016 год
Документы в финансовой сферев инвестиционнойФинансовые документы - программы

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШколаПрофессиональное образованиеМотивация учащихся
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказ
Регионы РоссииПрограммы регионовЭкономика

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумаги: • УправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги - контрольЦенные бумаги - оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудит
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства

Блокирование содержания является нарушением Правил пользования сайтом. Администрация сайта оставляет за собой право отклонять в доступе к содержанию в случае выявления блокировок.