Нажмите "Enter" чтобы переместиться к содержанию

Сучасні шнекові преси — Будова і принцип роботи

Сучасні  шнекові  преси  можна  розподілити  на  три  типи:
а)  преси  з  ступінчатим  зеєром, ступінчатим  шнековим  валом  і          регулювальним  кожухом ;
б)  преси  з  ступінчатим  зеєром, валом  і  комбінувальним  кільцем;
в)  прес  з  прямим  циліндричним  зеєром  і  діафрагмовим  затвором.

Даний  прес  відноситься  до  пресів  з  ступінчатим  зеєром  і ступінчатим  шнековим  валом  і  регулювальним  конусом.
Прес  складається  з  таких  основних  вузлів:
1) Станина;                          4) Зеєрний  барабан;              7) Живильний  пристоій.
2) Електродвигун;               5) Шнековий вал;
3) Редуктор  целіндр;          6) Конусний  регулятор  тиску;
Станина  в  шнекових  пресах  являє  собою корпус,  на  якім  монтуються  всі  інші  вузли. Верстати  можуть  бути  влаштовані  з двох стійок  зв’язані  між    собою  болтами.
Зеєрний  барабан   утворюється  з  окремих  зеєрних  камер. Зеєрні  камери  утворюються  з  окремих  скоб  і  зеєрних  пластинок.  Вони  складаюбться  з   стяжних  скоб,  що  мають  розріз  і  виготовлені  з  листової   сталі  товщиною  30  мм.  Стяжні  скоби  при  допомозі  пластинок  врізаних  в  них   з’еднуються  між  собою,  при  цьому  утворюється  каркас  зеєрного  барабана. В центрі   стяжних  скоб  є  отвір,   діаметром   зеєрної  камери  в   цьому перерізі. На  планці  при  допомозі  шурупів,  закріплений  упорний  клин.  Між  упорним  і  натяжним  клином  розміщені  зеєрні пластини  в  такому  порядку ,  що  їх  виступаючі  частини  розміщені  в  порядку  обертання  шнекового  вала.
Шнековий    вал  разом  із   зеєрним   барабаном  являється   основним робочим  органом   шнекового  преса.   Шнековий  вал складається   з  вала,  окремих  витків,  прооміжних,  або  установчих  кілець. Вал  виготовляють  з  сталі  підвищеної  міцності. На цей  вал  в  певному  порядку  у  відповідності  з  його  конфігурацією  надівають  окремі  витки  і  установочні  кільця.  Щоб  витки не  обертались   на   валу,  в   ньому   прорізають   шпонкову   канавку,    яку вкладають  шпонку, що попереджує  прокручування  витків. На  кінці  валу  є  різьба,  на  яку  накручують    гайку  яка  стягує  витки  з  установочними  кільцями.  Конусний  регулятор  тиску, регулює  умови роботи  преса  за  рахунок  зміни  величини  вихідного  отвору.  В   кожному  регуляторі  для цього рухається   конус з  вихідного  отвору  зеєра.  За  рахунок  зміни  вихідного  отвору змінюється  тривалість  находження  мезги  в  процесі,  а  отже  і ступінь    віджимання    мезги.    Вихідний   отвір   змінюється   за рахунок     зміни    положення      конуса   в   отворі.   Регулювання  здійснюється  тільки  в  ручну.
Живильний   пристрій   призначений   для    рівномірної подачі  мезги  в  пристрій.  Живильний  пристрій  приводиться  в рух  від  шнекового  вала  при  допомозі  ланцюгової  передачі, та при  допомозі  зубчатої  передачі  приводиться  в  рух  вал  живильника,  на  кінці  якого  знаходяться  витки  шнека,  які  рівномірно  подають  в прес  мезгу. Прес  приводиться  в  рух  від  електродвигуна  потужністю  10 кВт  і  частотою  обертання  905  об/хв.
Мезга  перед  подачою  на прес  прогрівається в  жаровнях до  t  80 – 90о С  для  кращого  видавлення  з  неї  олії. Живильний пристрій  працює, подає  мезгу в  зеєрну  камеру  за  допомогою двох  витків  шнека. В  зеєрній  камері  мезга  захоплюється декількома  витками  подавального   шнека  і  подається  витками, які  призначені  для  пресування. Олія  проходить  в  щілини  зеєрного  барабана,  а  макух  знімається  з  присуючого  вала  при   допомозі  фігурних  ножів  і  виводиться  з  преса  при  допомозі  конусного  регулятора  тиску, після  якого  закріплений  ніж, зрізає  макух.
Технологічний і конструктивний розрахунок ( ЗРАЗОК)

Робота двоечника, в серьёзе не воспринимать !!!

Продуктивність шнекового преса визначається за формулою згідно :
де П – продуктивність преса, кг/год;
D8 – діаметр витка шнеку, м;
n – частота обертання шнека, м;
ψ – коефіцієнт тертя;
ρ – насипна маса мезги, кг 1 м3.
Виходячи з технічних даних преса D8 = 0,118 м, L = 0,115 м, n = 16 об/хв., ψ = 0,381, ρ = 800 кг/м3.
Підставивши по формулі ми отримали:
П = 47,1 ∙ 0,1182 ∙ 0,115 ∙ 16 (1 – 0,381) ∙ 800 = 597,6 кг/год.
Вихід мезги складає 85 % від маси соняшника, отже потреба насіння соняшника визначається за формулою: де П – продуктивність преса по сировині.
Вихід олії складає 35 % від маси соняшника. Отже продуктивність преса по олії визначається за формулою:
Підставивши дані у формулу отримаємо:
По = 245,8 кг/год.
Енергетичний розрахунок
Потужність необхідна для пресу кінцевого вижимання розраховується за формулою згідно :
,
де N1 – потужність, яка необхідна при стисканні;
N2 – потужність необхідна для переборювання сил тертя між мезгою та шнековим валом, кВт;
N3 – потужність необхідна для переборювання сил тертя між мезгою та внутрішньою поверхнею зерна, кВт;
N4 – потужність необхідна для переборювання сил тертя в підшипниках, кВт;
N5 – потужність необхідна для порушення вторинних структур, кВт.
Потужність, необхідна для стискання мезги розраховується за формулою згідно:
де b – коефіцієнт, що залежить від температури мезги і її вологості;
Q – кількість мезги, що поступає в прес, кг/об;
n – частота обертання шнекового вала, об/хв.;
Eпр – практична ступінь стиснення мезги;
W – вологість мезги, %.
Кількість мезги, що поступає в прес, визначається за формулою згідно :
де φ – коефіцієнт заповнення;
D – діаметр шнека, м;
d –діаметр вала шнека;
t – крок витків шнека, м;
ψ – коефіцієнт повернення.
Згідно з даними технічної характеристики преса і табличними даними:
D = 0,138 м; d = 0,103 м; φ = 0,281; t = 0,125 м; ψ = 0,8.
Підставивши значення у формулу отримаємо:
Практична ступінь стискання мезги визначається за формулою згідно :
Eпр = Eт (20,2 – 1,82 δ), (4.7)
де Eт – теоретична ступінь стиснення;
δ – ширина вихідної щілини, мм.
Згідно з технічними даними преса при ширині вихідної щілини δ = 10 мм, Eт = 1,575.
Підставивши дані у формулу отримаємо:
Eпр = 1,575 (20,2 – 1,82 10) = 3,15
Підставляючи дані технічної характеристики і розраховані величини в формулу отримуємо:
Потужність, необхідна для переборювання сил тертя між мезгою та шнековим валом визначається за формулою згідно :
де S – сила тиску, Н;
Vср – середній радіус, м;
n – частота обертання, об/хв.
Сила тиску визначається за формулою згідно :
де Θ – кут розвороту, о;
р – питомий тиск, мПа;
λ – кут нахилу витка шнека до торця витка, о;
β – кут нахилу передньої грані витка, о.
Виходячи з технічної характеристики преса Θ = 24о, f = 0,1, р = 80 мПа,
λ = 40о, β = 20о.
Підставивши дані у формулу отримаємо:
S = 32807 H
Середній радіус визначається за формулою:
Підставивши дані у формулу отримаємо:
Потужність, необхідна для переборювання сил тертя між мезгою і внутрішньою поверхнею зеєра визначається за формулою:
де Т – сила тертя мезги по поверхні зеєра;
V – швидкість переміщення мезги, т/с.
Сила тертя мезги по поверхні зеєра визначається за формулою згідно :
T = f A, (4.11)
де f – коефіцієнт тертя;
А – загальний тиск на виток, Па.
Загальний тиск на виток визначається за формулою згідно:
А = РПDt, (4.12)
Підставивши дані у формулу отримуємо:
А = 80 ∙ 104 ∙ 3,14 ∙ 0,138 ∙ 0,125 = 4,3 ∙ 104 Па
Швидкість переміщення мезги визначається за формулою згідно :
Підставивши дані у формулу отримаємо:
Підставивши дані у формулу отримаємо:
N4 + N5 = f N1,
де f = 0,1.
підставивши дані у формулу:
N4 + N5 = 0,1 + 4,4 = 0,44 кВт
Коефіцієнт корисної дії визначається за формулою:
η = ηnn ∙ ηред ∙ ηкп ∙ ηлп, (4.15)
де ηnn – коефіцієнт корисної дії пасивної передачі;
ηред – коефіцієнт корисної дії редуктора;
ηкп – коефіцієнт корисної дії конічної передачі;
ηлп – коефіцієнт корисної дії ланцюгової передачі.
Згідно з [5] таблиця ηnn = 0,97, ηкп = 0,95, ηлп = 0,95, ηред = 0,76.
η = 0,97 ∙ 0,95 ∙ 0,95 ∙ 0,76 = 0,66
Підставивши дані у формулу отримаємо:
Отримана потужність відповідає потужності електродвигуна АО2-61-6, для якого N = 10 кВт, n = 965 об/хв.
Розрахунок фундаменту
Умова міцності фундаменту згідно з  записується таким чином:
де σ – тиск фундаменту на ґрунт, Н/м2,
g – прискорення вільного падіння, м/с,
Gп – маса преса, кг,
Gф – маса фундаменту, кг,
Gм – маса мезги, кг,
L – коефіцієнт зниження напруги,
[G] – допустимий тиск, Н/м2.
Маса фундаменту визначається за формулою:
Gф = a Gп, (4.17)
де a – коефіцієнт динамічності, a = 2.
Gф = 2 ∙ 2850 = 5700 кг
Площа основи фундаменту визначається за формулою:
F = L B, (4.18)
де L – довжина основи фундаменту, м,
B – ширина основи фундаменту, м.
L = l + 0,2
B = b + 0,2,
де l і b – довжина і ширина пресу відповідно.
L = 3,65 + 0,2 = 3,85 м
B = 1,05 + 0,2 = 1,25 м
F = 3,85 ∙ 1,25 = 4,81 м2
Підставивши дані у формулу отримаємо:
Для середніх ґрунтів [G] = 0,3 ∙ 106 Н/м2. Значить розрахункова напруга менше допустимої і площа фундаменту прийнята вірно.
Кінематичний розрахунок
Потужність на першому валу дорівнює потужності електродвигуна
Р1 = Рел = 10 кВт.
Частота обертання на першому валу дорівнює частоті обертання електродвигуна n1 = nел = 965 об/хв.
Кутова швидкість першого вала визначається за формулою згідно :
Момент передавальний валом визначають за формулою згідно :
Передаточне число пасової передачі визначається за формулою згідно :
,
де d1 – діаметр ведучого шківа, мм,
d2 – діаметр веденого шківа, мм.
Виходячи з технічної характеристики d2 = 188,5 мм, d1 = 125 мм.
Підставивши дані у формулу отримаємо:
Частота обертання другого вала визначається за формулою згідно :
Підставивши дані у формулу визначаємо кутову швидкість:
Потужність на другому валу визначаємо за формулою згідно :
Р2 = Р1 ηnn = 10 0,97 = 9,7 кВт
Підставивши дані у формулу визначаємо момент, який передається валом:
Передаточне число редуктора становить Uред = 40
Підставивши дані у формулу визначаємо кутову швидкість третього вала:
Підставивши дані у формулу визначаємо потужність на третьому валу:
Передаточне число ланцюгової передачі визначаємо за формулою згідно :
де Z1, Z2 – число зубів на зірочках.
Підставивши данні у формулу визначаємо частоту обертання четвертого вала:
Потужність на четвертому валу визначаємо:
Р4 = Р3 = 9,14 ∙ 0,9 = 8,47 кВт
Підставивши дані у формулу визначаємо крутний момент на 4 валу:
Передаточне число конічної передачі визначається за формулою згідно :
Підставивши дані у формулу визначаємо частоту обертання 5 валу:
Потужність на 5 валу визначаємо за формулою:
Р5 = Р4 ∙ ηкn = 8,47 ∙ 0,96 = 8,13 кВт
Підставивши дані у формулу визначаємо момент, який передається 5 валом:
Розрахунок на міцність
Пасова передача призначена для передачі крутного моменту від вала електродвигуна до вала редуктора.
Передача має такі параметри:
U = 1,508; d1 = 125 мм; d2 = 188,5 мм; L = 600 мм.
Умова міцності пасової передачі записується згідно :
,
де Р – зусилля, що передається одним пасом;
F – зусилля передачі, Н;
Z – кількість пасів;
[P] – допустиме зусилля, яке передається одним пасом, Н.
Зусилля передачі визначається за формулою:
де N – потужність на веденому валу, Вт;
V – колова швидкість руху пасів, м/с.
Підставивши дані у формулу визначимо зусилля передачі:
Допустиме навантаження на один пас визначається за формулою згідно :
[P] = Ро Сλ Сl Cg, (4.29)
де Сl – коефіцієнт враховуючий довжину паса,
Сλ – коефіцієнт, що враховує вплив кута обхвату шківів,
Cg – коефіцієнт режиму роботи.
Колове зусилля згідно становить:
Сλ = 1 – 0,03 (180 – λ1), (4.30)
де λ1 – кут обхвату меншого шківа, град.
Кут обхвату меншого шківа визначається за формулою згідно :
де а – міжосьова відстань, мм.
Кут обхвату меншого шківа:
Підставивши дані у формулу визначаємо коефіцієнт, що враховує вплив кута обхвату шківа:
Сλ = 1 – 0,003 (180 – 174,2) = 0,98
Коефіцієнт враховуючий довжину паса:
,
де L – довжина паса, мм;
Lо – базова довжина паса, мм.
Для заданих умов роботи приймаємо Ср = 0,8. Підставивши всі задані, розраховані і знайдені в табличних дані отримаємо:
[P] = 620 0,98 0,83 0,8 = 408 H
Дійсне зусилля, яке передається пасом, буде складати:
Розрахункове навантаження в межі допустимого, значить передача досить міцна.
Муфта
Муфта встановлена між редуктором і шнеком та призначена для передачі крутного моменту. Конструкцією передбачена установка втулочно-пальцевої муфти, міцність якої записується рівнянням:
,
де τ – напруга зрізу, Н/мм2,
М – передаточний крутний момент, Н ∙ мм;
Z – кількість пальців;
d – діаметр пальця, мм;
D – діаметр кола, на якому розміщені центри отворів пальців, мм.
Пальці виготовлені із сталі Ст 3, для якої [τ] = 30 Н/мм2.
Підставивши дані кінематичного розрахунку і технічної характеристики ми отримали:
Розрахункове напруження менше допустимого. Отже муфта досить міцна.

Прокомментировать первым

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Подтвердите, что Вы не бот — выберите человечка с поднятой рукой: