Проектирование и раiет червячной формующей машины
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?а приведена на рисунке 6.
Рис.6. Раiетная схема нагружения червяка
На червяк действует аксиальная сила Р, крутящий момент Мкр и равномерно распределённая нагрузка g от собственной массы червяка. Силы Р и g вызывают прогиб червяка. Задачей прочностного раiёта является проверка предварительно определённых размеров червяка и определение допустимого прогиба.
Червяк предварительно проверяется на гибкость по формуле:
гдекоэффициент, зависящий от метода крепления конечной части вала; k=2; длина червяка, м; радиус инерции сечения, м.
Радиус инерции сечения, м:
гдемомент инерции поперечного сечения вала червяка, м4; площадь поперечного сечения червяка, м2.
Момент инерции поперечного сечения вала червяка, м4:
гдедиаметр гребня червяка, м; iотношение диаметров червяка;
гдедиаметр тела червяка, м; диаметр гребня червяка, м;
Площадь поперечного сечения червяка в сечении А-А, м2:
? < 50, следовательно раiет червяка ведется по первому варианту раiета.
Прочностной раiет производится на максимально возможные усилия, возникающие в червячных машинах.
Максимальное давление () развивается червяком, когда отверстие в головке закрыто и нет выхода материала из машины (производительность равна нулю).
гдепроизводительность машины, м3/с; константа прямого потока, м3; константа обратного потока, м3; частота вращения червяка, с-1; коэффициент формы прямого потока; ; коэффициент формы прямого потока; ; средняя по длине червяка вязкость перерабатываемого материала, кгтАвс/м2.
Максимальное давление, кг/м2:
Значение средней вязкости материала определяется из соотношения:
где - перепад давления в экструзионной головке, кг/м2;
Максимальное осевое усилие действующее на шнек, Н:
где - площадь поперечного сечения червяка, м2;
где - диаметр гребня, м;
Крутящий момент действующий на червяк, НтАвм:
гдемощность, затрачиваемая на продвижение материала по каналу червяка, Вт; частота вращения червяка, с-1;
Максимальные касательные напряжения на поверхности червяка, Н/м2:
где - полярный момент сопротивления, м3;
Нормальные напряжения вызываются осевой силой и распределенной нагрузкой q. Максимальные напряжения будут возникать в месте закрепления червяка (у первого подшипника).
Нормальные напряжения, Н/м2:
гдемаксимальный изгибающий момент от распределенной нагрузки червяка, НтАвм; осевой момент сопротивления относительно нейтральной оси, м3;
Максимальный изгибающий момент от распределенной нагрузки червяка, НтАвм:
гдеплотность материала червяка, кг/м3; ускорение свободного падения, м/с2; площадь поперечного сечения червяка, м2; длина червяка, м;
Осевой момент сопротивления относительно нейтральной оси, м3:
По третьей теории прочности:
где - допускаемое для материала и заданных условий его работы напряжение, Н/м2; для стали
Максимальный прогиб червяка от распределенной нагрузки q:
гдемодуль упругости материала червяка, Н/м2; для стали момент инерции сечения, м4; распределенная нагрузка от собственной массы, Н/м; длина червяка, м;
4. Раiет производительности экструдера
Определяющее влияние на производительность машины оказывает дозирующая зона червяка. Производительность дозирующей зоны сильно зависит от геометрических параметров самого червяка. Производительность же экструдера в целом зависит не только от геометрических размеров шнека и числа оборотов, но и в значительной степени - от конструкции формующей головки.
На основе гидродинамического подхода к анализу взаимодействия рабочих органов с перерабатываемым материалом в дозирующей зоне экструдера принято рассматривать три составляющие потока движения расплава: прямой (вынужденный) поток - поток расплава, движущийся по межвитковому пространству в направлении от зоны загрузки к зоне дозирования вдоль оси шнека, возникающий вследствие вращения шнека относительно цилиндра; обратный поток ? поток расплава, движущийся в противоположном направлении, что вызвано перепадом давления по длине шнека; поток утечек ? поток утечки, движущийся в зазоре между наружной поверхностью витков шнека и внутренней поверхностью материального цилиндра в направлении от зоны дозирования. Подобное разделение на три потока в канале шнека следует iитать условным, так как противотока практически не существует, а имеет место некоторое ограничение прямого потока, возникающее в результате сопротивления головки.
Объемная производительность экструдера, м3/с:
гдекоэффициент геометрической формы канала головки, м3; частота вращения червяка, с-1; константа прямого потока, м3; ко
Copyright © 2008-2014 geum.ru рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение