лекцииТПК. 1. 1 Классификация и конструкция тпж

• Название: 1. 1 Классификация и конструкция тпж
• Анкор: лекцииТПК.doc
• Дата: 29.03.2018
• Размер: 4.38 Mb.
• Имя файла: лекцииТПК.doc
• Тип: Документы; #17352
• Категория: Промышленность. Энергетика
• страница: 7 из 13

МИНУС: неоднородные свойства по длине изделия, увеличение трудоемкости

Плюс: дешевизна оборудования.

Этапы: 1 – постепенное заполнение объема паровой средой (30 мин)

2 – сам процесс вулканизации

3 – откачка паров и постепенное охлаждение

Непрерывная вулканизация Агрегаты непрерывной вулканизации

На линиях непрерывной вулканизации наложение изоляции совмещено с вулканизацией на проход в длинной вулканизационной трубе (камере), которая герметично соединена с головкой экструдера. Чем длиннее вулканизационная камера, тем большую скорость прохождения жилы через нее можно допустить при обеспечении нужной степени вулканизации.

Основными элементами определяющими производительность, являются экструдер и вулканизационная камера. От параметров экструдера зависит скорость наложения изоляции или оболочки, а от длины вулканизационной камеры и температуры в ней зависит скорость процесса вулканизации.

1 – горизонтальные агрегаты (АНВ, АЛКНВ)

1- сдвоенное отдающее устройство;

2- пресс; 3- вулк.труба; 4- охл.устр-во;

5- тяговое уст-во; 6- сдвоенное приемное.

Плюс: простота. МИНУС: возможность провисания изделия, возможность стекания изоляции при больших толщинах.
2 – агрегаты с наклонной трубой АНВ - Н

Труба имеет параболическую форму.

ПЛЮС: при соответствующем натяжении отсутствует провис, но нужно жестко контролировать натяжение

МИНУС: возможно стекание изоляции, поскольку действуют массовые силы.
3- с вертикальным расположением трубы АНВ - В
ПЛЮС: можно накладывать любые толщины изоляции (массовых сил нет), нет стекания изоляции.

МИНУС: очень низкая производительность. Длина трубы ограниченна высотой здания и следовательно при малой длине трубы требуется большее время для вулканизации.

6. 
   Общее устройство непрерывной вулканизации
   

1- отдающее устройство; 2 – нокопитель; 3 – устройство для тальковании при наложении оболочки; 4 – устройство подогрева тпж; 5 – пресс с формующей головкой; 6 – телескопический затвор; 7 – вулканизационная труба; 8 – промежуточный затвор; 9 – охлаждающая труба; 10 – выходной затвор; 11 – охлаждающее устройство; 12 – устройство для сушки; 13 – контрольно измерительная аппаратура; 14 – тяговое устройство (гусеничное); 15 –приемное устройство.

Отдающее устройство. Снабжается устройством для контроля натяжения
Подогрев служит для улучшении адгезии и убыстрения процессов вулканизации

1. 
   Резистивный (минус – при высоких скоростях не справляется)
   
2. 
   Индукционное (плюс – позволяет плавно регулировать температуру нагрева)
   
3. 
   Высокочастотный нагрев (минус – сложность в исполнении, необходим генератор высокой частоты)
   

Пресс. При наложении резин используются многослойное одновременное наложение.
Если свойства материала сильно отличаются, то используют тандемное наложение

Формующий инструмент двухшнекового агрегатов

1 – дорн; 2 – дорн-матрица; 3 - матрица

Для увеличения производительности применяют червяки двухзаходные или трехзаходные. Более равномерная подача резины в головку пресса и увеличение давления обеспечивается тогда, когда эти червяки выполнены с прогрессивно убывающим шагом.

Накопитель

1 — отдающий барабан ;2 — заготовка кабеля;

3 — неподвижное колесо ;4 — подвижное колесо

5 — зубчатое колесо; 6 — зубчатая рейка;

Входной или заправочный телескопический затвор, соединяющий вулканизационную камеру с головкой пресса, состоит из неподвижной стойки и передвигающейся в ней с помощью зубчатой шестерни и рейки телескопической трубы. При заправке и наладке агрегата телескопическая труба вдвигается внутрь вулканизационной камеры. Пространство между вулканизационной камерой и и трубой служит для проверки центровки при наладке пресса, а также заправке новых изделий. Для герметизации места соединения телескопической трубы с головкой пресса имеется натяжная гайка. Герметизация телескопической трубы с вулканизационной камерой осуществляется специальными сальниковыми набивками.

Вулканизационная труба , для протекания реакции вулканизации.

1. 
   Составная труба: паровой обогрев. ПЛУС дешевый теплоноситель, МИНУС: сложность регулирования по длине трубы
   

2. 
   Сварная: электрический обогрев. ПЛЮС: точная регулировка температуры по зонам. МИНУС: дорого.
   

Промежуточный затвор. Препятствует свободному выходу пара из вулканизационной трубы в охлаждающую камеру и не допускает попадание в вулканизационную трубу воды из охладительной трубы и снижения давления.

Охлаждающая труба , для первоначального охлаждения и снижения остаточного давления, иначе произойдет разрыв изоляции.

Выходной водный затвор, предотвращает выход воды из охлаждающего трубы и позволяет поднять давление в ней до 8 кг/см².

Охлаждающая ванна – проточная ванна. Устройство для сушки :

1. 
   вакуумная сушка (Плюс: удаление влаги из окружающей среды , но сложность создания определенного оборудования)
   
2. 
   обдув сжатым воздухом. (МИНУС: увлажняет окружающую среду, но прост)
   

Контрольно измерительная аппаратура: счетчик метража, контроль диаметра, ЗАСИ (Звукочастотный аппарат сухого испытания)

Тяговое устройство, любого типа, но предъявляются высокие требования к плавности хода и натяжению, ставят гусеничные (роликовые).


2.7 Особенность выбора технологического режима вулканизации

• 
  Подогрев тпж:
  

1. 
   недопустимость начала окислительных процессов.
   
2. 
   недопустимость подвулканизация в формующем инструменте
   

• 
  температурный режим пресса
  

1. 
   недопустимость термического разложения в экструзионном агрегате
   
2. 
   недопустимость подвулканизации
   
3. 
   температура матрицы на 5 – 10 ⁰ больше чем расплав для придания гладкости поверхности
   

• 
  температурной режим вулканизационной трубы
  

1. 
   с увеличение температуры, уменьшается время прогрева и увеличивается производительность
   
2. 
   недопустимость термического разоышения
   

2.8 Расчет технологического режима

1. 
   Уточнить геометрические параметры (диаметр жилы ,экранов, изоляции )
   
2. 
   Выбрать марки резины для экранов и изоляции .
   
3. 
   Рассчитать расход материалов на 1 м изолированной жилы – Р – кг/м, см.
   
4. 
   Выбрать оборудование (АНВ, ЛКНВ). Уточнить длину вулканизационной трубы (кратна 5 метрам ,т.к одна секция 5 метров) и внутренний диаметр трубы
   
5. 
   Проверить возможность использования выбранного оборудования по стреле провиса изделия в трубе
   

d_Т





, , где Р – масса 1 м изолированной жилы, кг/м,

g – ускорение свободного падения, м/с2, l_T – длина трубы, м, Т – допустимое усилие натяжения, Па

где S – сечение токопроводящей жилы, м², - предел прочности при растяжении материала жилы ,Па, К – коэффициент запаса прочности, К =2+3;

dэ - диаметр изделия, м.

если не выполняется вместо горизонтальной выбираем вертикальную или наклонную трубу.

При выборе агрегата с наклонной трубой вышеприведенную проверку не делают.

6. 
   Подобрать температурный режим переработки резины на прессе
   
7. 
   Рассчитать размеры инструмента: дорна и матрицы
   

D_M = 0.98 – 0.99 d_ИЗД . D_Д = d_ИЗД + n*y

8. 
   Уточнить производительность пресса – Q, кг/мин и рассчитать скорость опрессования .
   

где Рр – расход резины на 1 м, кг/м.К_Т – технологический коэффициент, К_Т=0,7-0,8

9. 
   Рассчитать время вулканизации резины .
   
10. 
    Рассчитать скорость прохождения изолированной жилы через вулканизационную трубу
    

где - длина вулканизационной трубы, м;

Сравнить и

Если много больше , то следует выбрать пресс с большим диаметром шнека и повторить расчет.

Если много меньше , то следует выбрать агрегат с аналогичным прессом, но с большей длиной вулканизационной трубы.

11. 
    Уточнить размеры приемного барабана /1, 5, 9/ и рассчитать длину изолированной жилы на барабане (L, м).
    

, м,

где dш – диаметр шейки барабана, мм;

d – диаметр по изоляции (экрану), мм;

l – длина шейки барабана, мм;

D1- диаметр по намотке изделия на барабане, мм;

D1=Dщ - (4-6)d

Где Dщ - диаметр щеки барабана.

На основании расчетов составить карту эскизов технологического процесса изолирования и вулканизации (см. прил. 2).

12. 
    составление технологической карты
    

2.9 Производительность экструдера

Зависит от:

1. 
   Геометрии пресса (конструкции шнека). Угол захода нарезки .
   

заходность шнека i (количество нарезок) площадь канала шнека, высота канала.

Dср. – средний диаметр шнека.

2. 
   Скоростные характеристики: количество оборотов шнека n.
   
3. 
   Теплофизические свойства материала: плотность, вязкость и др.
   

– производительность пресса;

F – площадь канала шнека;

Dср – средний диаметр шнека;

 – угол нарезки;

i – заходность шнека;

 – плотность материала;

n – количество оборотов шнека;

k – технологический коэффициент (поправка на износ шнека, недостатки конструкции) k=0,7-0,8 (для нового оборудования до 0,9)

– скорость изолирования;

P – расход материала.


Из-за наличия противотока в зазоре между шнеком и цилиндром.

, где Q – расход между соседними витками, ∆ - глубина канала,

ε – экцентриситет цилиндра и шнека, μ – вязкость материала, l – ширина гребня, ∆Р – перепад давления между соседними витками. Q = Q_{ПО ПАСПОРТУ} – Q_УТЕЧКИ
2.10 Формующая головка

1. 
   прямоточная
   

Плюс: отсутствует перегиб по направлению течения расплава, нет застойных зон, нет эксцентриситета, эпюры скоростей и давления везде одинаковые.

Минус : сложен в обслуживании

2. 
   Т – образная (прямоугольная)
   

Плюс: прост в установке и наладке(что облегчает смену формующего инструмента, фильтрующих сеток и решеток, чистку червяка и головки)

Минус: разные эпюры скоростей по поперечному сечению

3. 
   Угловые
   

Т – образная головка:

1-корпус;

2- дорно-держатель; 3- дорн;

4- матрица-держатель;

5- матрица; 6 – нагревательный элемент;

7 – заготовка; 8- готовое изделие

Дорн – для создания канала истечения материала и пространственной ориентации заготовки.

Матрица – создания канала истечения, формования изделия

От расположения дорна и матрицы, наложение:

1. 
   с обжатием (изоляция силовых кабелей)
   
2. 
   частичное обжатие (изоляция несиловых кабелей, где наличие пуст неважно)
   
3. 
   без обжатия (наложение оболочек). Носик дорна на границе матрицы либо выходит
   

Кабельные головки:

• 
  С вакуумированием (откачка воздуха из формующего инструмента)
  
• 
  Без вакуумирования
  

Способы формования:

1. 
   с вытяжкой (линейная скорость больше скорости опрессования) Плюс: частичная ориентацичя молекул→ ↑ мех.элект. характеристики.
   

d_ИЗД < d_МАТ K_ВЫТ = d_МАТ / d_ИЗД

2. 
   без вытяжки (для ПВХ, аморфных материалов где не надо кристаллизации) МИНУС:строго соблюдать тех.параметры. d_ИЗД = d_МАТ
   
3. 
   разбуханием (дефект, из- за неправильной выбранной рабочей точки)
   
4. 
   . d_ИЗД > d_МАТ
   

2.11 Параметры формующего инструмента

α и β – углы конусности дорна и матрици.

При обжатии L_Н.Д =0.

L_Д.М – регулируя им можно изменять давление канала с изменением расхода. Дает напорно-расходную характеристику.



На качество влияют:

* ↑ L_Н.М – однородные эпюры на выходе

* ↑α β - ↑ механические нагрузки → ↑ градиент давления, при больших производительностях выбирают малые углы α β

α = 25 – 50; β = 35 – 60; α отличается на 3-5⁰ от β
D_M = 0.98 – 0.99 d_ИЗД . D_Д = d_ИЗД + n*y


3.1 Полимерная изоляция (ПЭ, Полипропилен, Блоксополимер, ПВХ)

• 
  ПЭ. ( - СН₂ – СН₂ -)_n вследствие симметричности молекулы является НЕПОЛЯРНЫМ диэлектриком с малым значением диэлектрической проницаемостью (2,3) и углом диэлектрических потерь (1 – 4 *10 ^{– 4}) , почти не изменяются с увеличением частоты до 10⁷ Гц. В тоже время симметричность молекул ПЭ создает способность их легко образовывать кристаллическую структуру. Химически не стойкий элемент, требуется наружная защита.
  

• 
  ПВД (низкой плотности) в сравнении и ПНД обладает более высокой гибкостью, но более худшими электрическими параметрами. Для кабелей низкого и среднего напряжения.
  

Рабочая температура = 85 ⁰, плавления = 135-137⁰.

• 
  ПНД (высокой плотности) – менее гибок, но обладает более высокими электроизоляционными характеристиками. Используется в кабелях связи
  

Рабочая температура = 90 – 95 ⁰, плавления = 143 – 145⁰.