Методология расчета и проектирования оборудования для производства длинномерных профильных резинотехнических заготовок заданного качества
В современных условиях перспективным направлением совершенствования производственных процессов является обеспечение возможности согласованной работы оборудования в технологической цепи по непрерывной схеме, главным образом, валкового и экструзионного, с оптимизацией режимных переменных и конструктивных параметров оборудования при минимизации полезной мощности и получении качественного экструдата… Читать ещё >
Содержание
- 1. ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕЧЕНИЯ АНОМАЛЬНО ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ И РАСЧЕТ ЭКСТРУЗИОННОГО И ВАЛКОВОГО ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ
- ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Анализ процесса течения аномально-вязких жидкостей в винтовых каналах шнека
- 1. 2. Экструзионное оборудование и технологический процесс с учётом качества экструдата
- 1. 2. 1. Типичные длинномерные резинотехнические изделия и схема их производства
- 1. 2. 2. Экструдер
- 1. 2. 3. Установки ультравысокой частоты
- 1. 2. 4. Установки с соляными ваннами
- 1. 3. Критерии качества изделий при переработке аномально-вязких жидкостей
- 1. 3. 1. Оценка подвулканизации экструдата при переработке резиновых смесей
- 1. 3. 2. Оценка изменения размеров поперечного сечения экструдата при переработке резиновых смесей
- 1. 4. Современные задачи оптимизации процесса и оборудования экструзии полимерных материалов
- 1. 5. Методы оптимизации
- 1. 6. Описание процесса вальцевания полимерных материалов
- 1. 6. 1. Гидромеханический метод расчета процесса вальцевания ньютоновских и неньютоновских жидкостей
- 1. 6. 2. Критерии качества изделий при вальцевания полимерных материалов
- 1. 7. Постановка задачи исследования
- Выводы по главе 1
2. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ И НЕПРЕРЫВНОГО ВАЛЬЦЕВАНИЯ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ С УЧЕТОМ КАЧЕСТВА ПЛАСТИКАТА И ЭКСТРУДАТА. 79 2.1. Разработка математической модели процесса непрерывного вальцевания резиновых смесей с учётом качества пластиката.
2.1.1. Математическая модель непрерывного процесса вальцевания.
2.1.2. Определение величины сдвига при периодическом режиме вальцевания резиновых смесей.
2.1.3. Определение суммарной величины сдвига при непрерывном режиме вальцевания резиновых смесей.
2.2. Математическое моделирование процесса экструзии резиновых смесей с учетом подвулканизации и степени пластикации экструдата.
Выводы по главе 2.
3. ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РЕАЛЬНОМУ СОВМЕЩЕННОМУ ПРОЦЕССУ ВАЛЬЦЕВАНИЯ И ЭКСТРУЗИИ. Ю
3.1. Проверка адекватности математической модели процесса переработки резиновых смесей с учетом качества экструдата. юб
3.1.1. Объект исследования.
3.1.2. Описание экспериментальной установки и методики 04 исследований.
3.1.3 Проверка адекватности математической модели процесса переработки резиновых смесей с учетом качества экструдата на экспериментальной установке (МЧХ-32/10). ?
3.1.4. Проверка адекватности математической модели процесса переработки резиновых смесей с учетом качества экструдата на экспериментальной установке МЧХ-60/10.
3.1.5. Проверка адекватности математической модели процесса переработки резиновых смесей с учетом качества экструдата на червячной машине МЧХ-90/10-Л-ЧБ.
3.2. Исследование влияния степени пластикации на физико-механические показатели резиновой смеси при непрерывном режиме вальцевания.
3.2.1. Описание экспериментальной установки.
3.2.2. Методика проведения экспериментов.
3.2.3. Результаты экспериментальных исследований.
3.3. Определение соотношения величин сдвига при вальцевании и экструзии.
Выводы по главе 3.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДОВАНИЯ НА ЭНЕРГОЗАТРАТЫ, ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА ПРИ ЭКСТРУЗИИ И ВАЛЬЦЕВАНИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ УПРАВЛЕНИЯ.
4.1. Исследование влияния режимных переменных и конструктивных параметров на процесс переработки резиновых смесей с учетом качества экструдата.
4.2. Исследование влияния режимных переменных и конструктивных параметров на процесс непрерывного вальцевания резиновых смесей с учетом качества пластиката.
4.2. Выбор параметров управления.
Выводы по главе 4.
5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОБОРУДОВАНИЯ С УЧЕТОМ МИНИМИЗАЦИИ ПОЛЕЗНОЙ МОЩНОСТИ.
5.1. Оптимизация процесса и оборудования экструзии резиновых смесей.
5.1.1. Постановка задачи оптимизации процесса.
5.1.2. Теоретические исследования влияния оптимальных режимных параметров процесса и конструктивных параметров оборудования на полезную мощность.
5.1.3. Проверка адекватности решения задачи оптимизации на экспериментальной установке (МЧХ-32/10).
5.1.4. Проверка адекватности решения задачи оптимизации на экспериментальной установке (МЧХ-60/10).
5.2. Оптимизация совмещенных процессов экструзии и вальцевания резиновых смесей.
5.2.1. Постановка задачи оптимизации совмещенных процессов.
5.2.2. Проверка адекватности решения задачи оптимизации совмещенного процесса экструзии и непрерывного вальцевания на экспериментальной установке (МЧХ-32/10)
Выводы по главе 5.
6. ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАНИН И ВАЛКОВ ВАЛЬЦОВ.
6.1. Расчет станины вальцов.
6.2. Пример расчета на прочность и жесткость станины вальцов СМ 200 80/80.
6.3. Расчет на прочность и жесткость валков вальцов.
6.4. Пример расчета валка вальцов.
6.5 Оптимальное проектирование станин вальцов.
6.5.1 Оптимизация конструктивных параметров станины лабораторных вальцов с максимальным усилием 40 кН.
6.5.2 Оптимизация конструктивных параметров станины промышленных вальцов с распорным усилием 1000 кН.
6.6 Оптимизация конструкции валка вальцов.
6.6.1. Оптимизация конструкции валка лабораторных вальцов СМ 160/160 320.
6.6.2. Оптимизация конструкции валка промышленных вальцов СМ 320/
Выводы по главе 6.
7. МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА СОВМЕЩЁННОГО ПРОЦЕССА И ОБОРУДОВАНИЯ ВАЛЬЦЕВАНИЯ И ЭКСТРУЗИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ.
7.1. Методика инженерного расчета процесса и оборудования для непрерывного вальцевания резиновых смесей.
7.1.1. Расчет основных параметров процесса и валкового оборудования при его модернизации.
7.1.2. Проектный расчет основных параметров процесса и валкового оборудования.
7.2. Методика инженерного расчета процесса и оборудования экструзии резиновых смесей.
7.3. Методика расчета формующих каналов экструзионных головок.
7.4. Методика инженерного расчета оптимальных режимных переменных и конструктивных параметров экструзионного и валкового оборудования для совмещенного процесса.
Выводы по главе 7.
Список литературы
- Rogowsky Z.M. Engineering, 162, с. 358, 1946,
- Eirich F.R. Jnst. Mech. Eng., London, 62, c. 156, 1947.
- Maillefer Ch., 12−18, 1952.
- Boussinesq M.Y. J. Math. Pures appl., 13, c. 377, 1868.
- Grant D., Walker W. Plast. Progr., London, c. 245 -254, 1951.
- Eccher S., Valentinotti A. Jnd. Eng. Chem., 50, № 5Б, c. 829 836,1958.
- Gore W.L. Extr. Symposium // Jnd. Eng. Chem., 45, c. 969 993, 1953.
- Carley J.F., Strub R.A. Jnd. Eng. Chem., 45, № 5, c. 970, 1953.
- Maillefer Ch. Brit. Plastics, 27, c. 394, 1954.
- Pigott W.T. Trans. ASME, 73, c. 947, 1951.
- Strub R.A. Proc. Second Midwestern Conference on Fluid Mechanics. Ohio State University, c. 481 -494, 1952.
- Carley J.F., Mallouk R.S., Mckelwey J.M. Jnd. Eng. Chem., 45, № 5, c. 974, 1953.
- Mohr W.D., Mallouk R.S. Ind. Eng. Chem., 51, 765, 1959.
- Nadav N., Tadmor Z. Chem. Eng. Sei., 28, 2115, 1973.
- Booy H.L. Polym. Engng and Sei, 7, № 1, 5, 1967.
- Chan R.R.S., Lee C.W.M., Biggs R.D. J. Apple. Polym. Sc., 12, c. 115, 1968.
- Jinessi V.D. Kautschuk and Gummi, 20, № 9, с. 529, 1967.
- Hufnagel W. Plastverarbeiter, 18, № 9, с. 519, 1967.
- Carley J.F., Strub R.A. Jnd Eng. Chem., 45, № 5, 978, 1953.
- Carley J.F. SPE journal, 9, № 3, 9, 1953.
- Бернхардт, Э. Переработка термопластичных материалов. М.: Изд-во Химия, 1965. с. 747.
- Эйрих Ф. Реология. М.: Изд-во Ин. лит., 1962 -824 с.
- Шенкель Г. Шнековые процессы для пластмасс. JL, 1962. — 467с.
- Jacobi H.R. Grundlagen der Extruder technik. Munchen, 1960.
- Мак-Келви Д. М. Переработка полимеров. М.: Химия, 1965 442 с.
- Fischer E.G. Extrusion of Plastics Jliffe books. London, 1964.
- Meskat W. Kunststoffe, 45, с. 87, 1955.
- Squires P.H. SPE journal, 14, № 5, c. 24, 1958.
- Maillefer. Rev. gen. Cautch, V. 31, № 5, 1954.
- Pai Schih I. Viscous Flow Theory I, Laminar Flow, Princeton, N.J. D. VanNostrand Co. Jnc., 1956.
- Mohr W.D., Saxton R.L. Jnd. Eng. Chem., V. 49, № 11. P. 1857, 1957.
- Mallouk R.S., Mckelwey J.M. Jnd. Eng. Chem., 5, c. 45, 1953.
- GasparE. SPE journal, 12, № 10, c. 23, 1956.
- Maddok B.H. Plastics Technol., 3, c. 385, 1957.
- Sackett R.D. SPE journal, 12, № ю, с. 32, 1956.
- Mckelwey J.M. Jnd. Eng. Chem., 45, c. 982, 1953.
- Chung Chan. J. Mod. Plast., 45, № 13, 1968.
- Werner Udo. Kunststoffe, 56, № 7, 1966.
- Booy M.L. Kautschuk and Gummi, 17, № 5, 1964.
- Кругликов P.M., Рипс M. Пластмассы, № 6, 7, 8, 1960.
- Рахманов B.C. Пластмассы, № 5, 1961.
- R.T. Fenner, Polymer, 18, 617, 1977.
- Рябинин Д.Д., Лукач Ю. Е. Червячные машины для переработки пластических масс и резиновых смесей. М.: Машиностроение, 1965 363 с.
- Colwell R.E., Nikolls R.R. Jnd. Eng. Chem., 51, № 7, 841, 1959.
- Domininghaus H. Plastverarbeiter, 18, № 9, c. 391, 1967.
- Griffith R.M. Jng Eng. Chem., 1, № 3, 180, 1962.
- Mcrtkwey J.M. SPE. J. 14, № 3, 1958.
- Mori Y., Ototake N., Jgarashi H. Chem. Ehg., 18, 221, 1954.
- Collwell R.E. SPE. J., 11, № 7, 24, 1955.
- Rotem Z., Shinnar R. Chem. Eng. Schi., 15, 130, 1961.
- Krueger W.L. SPE. J., 18, 1282, 1962.29 152.