Дипломный проект. ДипАЦК. 1 Техникоэкономическое обоснование объекта (производства). 2 Описание технологической схемы

• Название: 1 Техникоэкономическое обоснование объекта (производства). 2 Описание технологической схемы
• Анкор: Дипломный проект
• Дата: 04.09.2019
• Размер: 1.11 Mb.
• Имя файла: ДипАЦК.doc
• Тип: Документы; #85918
• страница: 7 из 7

§ 5. Определение производительности

листоформовочной машины

и мощности ее привода

Производительность листоформо­вочной машины может быть выраже­на количеством или массой изделий, вырабатываемых в единицу времени. В Советском Союзе для удобства пла­нирования и сравнения показателей машин производительность определя­ется в условных плитках. За условную плитку принят асбестоцементный лист размером ОДХ0,⁴Х0,0049 м. Для каж-У дого асбестоцементного изделия пие^ ются коэффициенты для перевода од-* ного изделия в условные плитки. /

Производительность Qлисто* формовочной машины в условных плитках в единицу времени


Q = nbbkkjc; п = vKstD),

(216)

(217)

179

где п — частота вращения форматного барабана, об/с; б — толщина асбесто-цементной пленки на сукне, м; Ь — ко­личество изделий, получаемых из од­ного наката, снимаемого с форматного барабана, шт.; k— переводной коэф­фициент для данного вида изделия; k_a— коэффициент использования лис-тоформовочной машины; с — толщина изделия, м; v-—скорость движения сукна, м/с; D— диаметр форматного барабана, м.

Мощность, потребляемая листофор-мовочной машиной, расходуется на преодоление сопротивлений движению сукна, вызываемых силами трения в подшипниках пресс-валов, отжимных валов, форматного барабана, сетчатых цилиндров, роликов, трения сукна о поверхности вакуум-коробок, трения сукнобойки, трения качения между отжимными валами и сетчатыми ци­линдрами, форматным барабаном, пресс-валами и т. д., силами сопротив­ления вращению сетчатых цилиндров, создаваемых асбестоцементной суспен­зией.

Момент (Н'М) трения в подшипни­ках

М = Ру, —, (218)

где Р — общая нагрузка на подшип­ники, Н; [л — приведенный коэффици­ент трения в подшипниках качения, |л = 0,02; d— диаметр цапфы, м.

Величина тягового усилия (Н), приложенного к наружному диаметру барабана,

(219)

Т = Рц — , г _D

где D— диаметр барабана, м.

Момент (Н-м), создаваемый тяго­вым усилием,

М_т= ТО/2; (220)

М_Т = М. (221)

Тяговое усилие, необходимое для преодоления трения качения между двумя валами (цилиндрами), опреде­ляется исходя из равенства моментов трения и движущих моментов для верхнего М_ви нижнего М_нвалов:

№_в = Р_вlii, (222)

М_п = Р_и \1_г, (223)

где Я_в, Ря — суммарная нагрузка на верхний и нижний валы, Н; fxi — ко-

эффициент трения качения, для систе­мы форматный барабан — пресс-вал |j,i. = 0,0007, для системы сетчатый ци­линдр — отжимной вал fii = 0,0016.

Величина движущих моментов

iW; = r_BZV2; M'_H = T_HD₂/2, (224)

но так как

(225)

имеем

(226) (227)

2Р

где Т_Е, Т_н— тяговые усилия, которые должны быть приложены к верхнему и нижним валам для преодоления со­противлений трения качения между ними.

Для определения мощности приво­да унифицированной листоформовоч-ной машины необходимо найти полное сопротивление перемещению сукна в различных точках (рис. 159) его кон­тура, которое рассчитывается методом обхода по контуру. Для этого вся линия сукна разбивается на отдельные участки и производится последова­тельное определение натяжения, пере­ходя от точки к точке. При этом ис­пользуется правило, что натяжение сукна в каждой последующей точке по его ходу равно натяжению в пре­дыдущей точке плюс сумма сопротив­лений между рассматриваемыми точ­ками. Обход по контуру обычно начи­нается с ветви, сбегающей с главного пресс-вала (точка 1). Обычно в ука­занной точке 1 задаются предвари­тельным натяжением 2000 —■ 3000 Н. В нашем случае на схеме приведены отклоняющие и натяжные ролики 2, 3, 5 — 8, 13, 14, 16, 17, сукнобойка 4, ва­куум-коробки 9, 15, системы сетчатые цилиндры — отжимные валы 10 — 12 и система форматный барабан — пресс-валы 18.

На основании вышесказанного оп­ределим общее тяговое усилие (Н) системы форматный барабан — пресс-валы

(228)

Т 4- Т ¹ 2 t^sз»

где Т₂— тяговое усилие системы фор­матный барабан — пресс-валы, необ­ходимое для преодоления сил трения в подшипниках, Н,

где q_u Я% Яг— линейные давления на форматный барабан, соответственно создаваемые пресс-валами, Н/м.

Общие усилия (Н), создаваемые давлением и силой тяжести, определя­ются графо-аналитическим способом: основным пресс-валом ■

дополнительными тресс-валамк

(233) (234)

(232)

Рис. 159. Схема к расчету листоформовочной машины

■ ^d" i форматным барабаном

(235)

и пресс вала-

ми, Н;
Da

L^4

где ц, [.ц—приведенные коэффициенты трения качения; d_ud₂, d$, d₄ — диа­метры соответственно цапф пресс-ва­лов и форматного барабана, м; D_uӘ)₂, ■Оз, Da— диаметры соответственно ос­новного пресс-вала, первого и второго дополнительного пресс-вала, формат­ного барабана, м.

Усилия, создаваемые основным пресс-валом Pi (H), первым дополни­тельным Р% (Н) и вторым дополни­тельным Р₃ (Н) валами,

РЯЬР-^?2^; Р₉ = ЯъЪ (231)

P₄ = Pi + P₂ + P₃, (236) где G_b G₂, Gz, G₄ — сила тяжести со­ответствующих узлов, Н.

Общее тяговое усилие (Н) системы сетчатый цилиндр — отжимной вал

Т, = Т,+ Т₆ + Тт + Т_&, (237) где Т$ — усилие, необходимое для преодоления сопротивления трения в подшипниках сетчатого цилиндра и отжимного вала, Н;

Т_ь = фЛ + (}Л\ (238)

здесь [х —- приведенный коэффициент трения, |i = 0,02; d_6j d₆— диаметры соответственно цапф вала сетчатого цилиндра и отжимного вала, м; D_5l D₆ — диаметры соответственно сетча­того цилиндра и отжимного вала, м; Р₅ — давление, создаваемое на под­шипники сетчатого цилиндра, Н; Qs— давление, создаваемое на подшипники отжимного вала, Н;

181

Р₅ = Уд + Gr + G₆ + G₇; (239)
n₌ т /7 ('2401

Г₉ — усилие, создаваемое отжимным валом, Н;

T₉ = q-_OL₅, (241)

q$ — линейное давление, создаваемое отжимным валом, Н/м; Ls — длина сетчатого цилиндра, м; G₅ — вес сук­на, приходящийся на один сетчатый цилиндр, Н; G₆ — вес асбестоцемент-ной пленки, приходящийся на один сетчатый цилиндр, Н; G₇ — активный вес сетчатого цилиндра, Н;

G₇ = G₈ —Р_в, (242)

G₈—вес сетчатого цилиндра Н; Р₆— сила, выталкивающая сетчатый ци­линдр, Н;

P_G = q_G $_lt(243)

cjq— среднее гидростатическое давле­ние, действующее при погружении сет­чатого цилиндра в ванну на 0,7 его диаметра, <7_б = 4000 Па; Si — площадь проекции сетчатого цилиндра, м²; £?ю — вес отжимного вала, Н, Те — усилие, необходимое для преодоления трения качения между сетчатым ци­линдром и отжимным валом, Н

-i. + J-)_f (244)

\i\ —■ коэффициент трения качения, |j,i = 0,00l6 м; TV — усилие, необходи­мое для преодоления трения скольже­ния в уплотнениях сетчатого цилинд­ра, Н

T₇ = 2f₂q₇S₂, (245)

fa — коэффициент трения между ре­зиновым кольцом и поверхностью сет­чатого цилиндра, /2 = 0,4; q₇— давле­ние уплотнительного кольца цилиндра, <7₇=1О кПа; S₂— площадь уплотне­ния, м²; Т$ — усилие, необходимое для преодоления трения сетчатого цилинд­ра о суспензию, Н

Т

(246)

р —- объемная масса суспензии, кг/м³; со — угловая скорость сетчатого ци­линдра, рад/с; R₅— радиус сетчатого цилиндра, м.

Усилие (Н), необходимое для прео­доления трения сукна о поверхности вакуумных коробок,

T₁₀= pS₃f_s, (247)

где р — разрежение в вакуум-короб­ке, Па; 5₃ — площадь (живое сечение)

поверхности вакуум-коробки, м²; /₃ — коэффициент трения сукна о поверх­ность вакуум-коробки, /з^О.ЗБ.

Усилие (Н), необходимое для прео­доления трения сукнобойки о сукно,

Г_п-Р₇/₄, (248)

где Рч — сила давления била сукно­бойки о сукно, Р₇ = 600-^900 Н; /₄ — коэффициент трения между билом сукнобойки и сукном, /4 = 0,25-^0,35. Мощность (Вт) привода основного пресс-вала

N = Wv/% (249)

где W ■— общее сопротивление пере­мещению сукна, Н; v— скорость дви­жения сукна, м/с; ц — КПД привода

W^Fu— Fi. (250)

Задавшись Т⁷! = 3000 Н и учитывая дополнительный коэффициент сопро­тивления роликов k_c = 0,05, будем иметь:

и т. д

Мощность (Вт) электродвигателя смесителя

No^iNi+Nb + NsVn. (251)

Мощность (Вт), затрачиваемая на преодоление сопротивления жидкой среды,

ЛГ₂ = 2krbv*/4, (252)

г — радиус лопасти, м; Ь — длина ло­пасти, м; k— коэффициент, определя­емый по формуле

k- рф/2, (253)

р — объемная масса суспензии, кг/м³; •ф — коэффициент, учитывающий от­ношение длины лопасти к ее диаметру, при 6/2r^8 i|j=1,26; V\ — окружная скорость кромки лопасти, м/с, v_x = =2ягп; п—частота вращения лопаст­ного вала, об/с.

Мощность (Вт), необходимая для преодоления сопротивления трения ротора смесителя о жидкость,

( J^)0²)_f (254)

со — угловая скорость вала смесите­ля, рад/с; D-! — диаметр круга, описы­ваемого наружной кромкой лопасти, м; со = 2ял; D = 2r.

Мощность (Вт), расходуемая на преодоление сил инерции смесителя и жидкости,

дг₃ = (0,03 G_n+ 0,044 G₁₃) vJt, (255)

182

G_n— вес вращающихся частей сме-. сителя, Н; (j_f2 — вес жидкости, приво­димой во вращение смесителем, Н;

G₁₂= 1,25 yV; у == pg; V= nDj ЫА.,

у — удельный вес жидкости, Н/м³; V— объем жидкости, приводимой во вращение, м³; t— время пуска смеси­теля, с.

Мощность, затрачиваемая на прео­доление сил трения в подшипниках, уплотнениях корпуса ванны и сил тре­ния в приводе, можно учесть коэффи­циентом полезного действия г) = 0Д Мощность (Вт) привода сукно­бойки

yV₄ = к₃М(а1ц, (256)

где &з — коэффициент запаса £₃.=2,0; о) — угловая скорость вала сукпобой-ки, рад/с, (д = 2пп\; п_х— частота вра­щения вала сукнобойки, об/с; г\ — КПД привода; М — суммарный кру­тящий момент на валу сукнобойки, Н ■ м

М == М_г+ М₂, (257)

Mi— момент, создаваемый силами трения сукна о била сукнобойки, Н-м; М₂ — момент, создаваемый силами трения в подшипниках, Н-м.

М_г= Р₈/#, (258

Рв — сила давления сукна на била сукнобойки, Н;-/ — коэффициент тре­ния била сукнобойки о сукно, / = 0,35; R — расстояние от оси вращения сук­нобойки до внешней кромки била, м

М = (Р ■+ G \fr (2№

G13 — вес вращающихся частей сук­нобойки, Н; fi— приведенный коэф­фициент трения для роликовых под­шипников, fi = 0,02; r — радиус цапфы вала сукнобойки, м.

Пример. Определить мощности приводов листоформовочной машины при следующих данных. Длина форматного барабана, пресс-валов и сетчатых цилиндров 1=1,7 м, лопас­тей смесителя 6=1,95 м. Диаметры основного пресс-вала Ә>i = 0,4 м, дополнительных пресс-валов £>2 = £>з = 0,26 м, форматного барабана £>₄=1,65 м, сетчатого цилиндра £>₅=1Д от­жимного вала £*б = 0,4 м. Диаметры цапф ос­новного пресс-вала di=0,l м, дополнитель­ных пресс-валов d₂=d₃=0,Q75 м, форматного барабана ^4 = 0,1 м, сетчатого цилиндра d^ = = 0,07 м, сукиобойки rf_e = 0,07. Радиусы внеш­них кромок лопастей смесителя и бил сук­нобойки r = # = 0,125 м/с. Площадь уплотнения сетчатого цилиндра 5₂ = 0,0014 м². Количест­во сетчатых цилиндров 3. Скорость движения сукна и = 0,85 м/с. Частота вращения валов лопастного смесителя п —3,27 об/с, сукнобой­ки «i = 3,5 об/с. Время пуска смесителя / = — 3 с. Объемная масса асбестоцементной сус-

пензии р=1070 кг/м³. Вес (сила тяжести) ос­новного пресс-вала Gi = 13 кН; дополнитель­ных пресс-валов G₂=G₃ = 6,0 кН; форматного барабана 6\ — 32,8 кН; сукна, приходящегося на один сетчатый цилиндр, G₅ = 70 H; асбесто-цементной пленки, приходящейся на один сет­чатый цилиндр, <3₆ = 85 Н; сетчатого цилиндра С?8 = 9,0 кН; отжимного вала G_lo = 4,5 кН; вра­щающихся частей смесителя Сц^640 Н; вра­щающихся частей сукнобойки G₁₃ = 2500 И. Сила давления сукна на била сукнобойки Ps = 90QH. Линейные давления на форматный барабан: от основного пресс-вала qi70 кН/м; первого дополнительного (/з=50 кН/м; второго дополнительного дз—25 кН/м. Линейное дав­ление отжимного вала 9s = 5,0 кН/м.

По формулам (220)—(236) определяем тяговое усилие системы форматный барабан— пресс-валы в точке 18:

/>_х = 70-1,7=Н9 кН; P_s- 50-1,7 = 85 кН;

Р₃= 25-1,7 = 42,5 кН;

<2_Х == 132 кН; Q₂= 91 кН; Q₃ = 48 кН;

Qi= 195 кН;

0,074



0,26

48)

Г 0,1 Г₂ = 0,02 132-^+(91

² [ 0,4 ^ГК

0,1 |

^ _,._7жН:

(.1,65 ^ 0,4 1

^3 = 2-0,0007
■1 1

-85

42,5 =

0,26

,1,65 0,26/ [1,65 « 1,3 кН, тогда 2*1= 1,7+ 1,3 = 3,0 кН.

По формулам (237) — (246) определяем тяговые усилия системы сетчатый цилиндр — отжимной вал в точках 10—12:

G₇=9,0 — 6,8 = 2,2 кН; Р_ь= 8500 -f 70 + 85 -|- 2200 = 10 835 Н;

P_D = 4000-1,7 = 6800 II; Q₅ = 8500 — 4500 -- 4000 Н; 10 835-0,02-0,07 4000-0,02-0,04

1,0

= 23Н; = 2-8500-0,0016 (---+—) = 95 Н;

\ 1 U J4

0,4

₇ = 2-0,4-10 000-0,0014- 112 Н; Г* = 5-1,7= 8,5 кН;

1.0

1070-1,84^-1,0⁵- 1+5

=» 10,0 Н,

68-10^а-0,5 тогда 7"₄-= 23,0 + 95,0+112,0+ 10,0=240 Н.

По формуле (247) определяем усилия в точках 9, 15, необходимые для преодоления трения сукна о поверхность вакуум-коробок.

Для первой коробки

Т'_ю- 3000-0,27-0,35 -= 280 Н.

183


М = 20,6+ 22,1 =42,7 Н-м; а = 2.3,14-3,5 = 21,98 рад/с; 2-42,7-21,98

Для второй коробки

7^0= 46000-0,27-0,35 = 4350 Н.

По формуле (248) определяем усилие в точке 4, необходимое для преодоления трения сукнобойки о сукно: Ти = 660-0,25 =165 Н.

Задаемся предварительным натяжением в точке 1 сбегания Л=3000 Н и определяем натяжение сукна в последующих точках:

Р_г= 3000 Н;

/₂ - 3000 (1 + 0,05) = 3150 Н;

/_а = 3150 (1+0,05)= 3310 Н;

/₄ = 3310 + 165 = 3475 Н;

/₅ = 3475 (1 + 0,05) = 3650 Н;

/_в = 3650(1 +0,05) = 3830 Н;

/,-3830(1 +0,05) = 4020 Н;

/₈ = 4020 (I + 0,05) = 4220 Н;

F_a- 4220 + 280 = 4500 Н; /_м = 4500 + 240 = 4740 Н; Fjx= 4740 + 240 = 4980 Н; F_i2= 4980 + 240 = 5220 Н; *а*= 5220(1 +0,05) = 5480 Н; F_u= 5480 (1 + 0,05) = 5755 Н; /„ = 5755 + 4350 = 10 105 Н; /_1в = 10 105 (1 +0,05) = 10 610 Н; /₁₇«= 10 610 (1+0,05) = 11 140 Н; /_1в = 11 140 + 3000 =14 140 Н.

Мощность привода основного пресс-вала (14 140—3000)0,85

0.8

= 11 840 Вт=11,84 кВт.

По формулам (251)—(255) определяем мощность привода смесителя:

1070-1,26
k = —— =674,1 кг/м³;

3,14-0,25^а-1,95

V- - ^: = 0,096 м³;

4

G_la= 1,25-10500-0,096= 1260 Н; 0 = 2-3,14-0,125-3,27 = 20,54 рад/с. 2-674,1-0,125-1,95-2,573

1400 Вт;

/ 5•1 95

50 Вт;

1070-20,54з.0,25⁵ 1 + —-Г-
\ 0,25

68-Ю?

0,03-640 + 0,044-1260 „

_J Х^ _{= 65 Вт}.

= 1840 Вт.

1400 + 50 + 65 0,8

По формулам (256)—(259) определяем мощность привода сукнобойки:

Mi= 660-0,25-0,125 = 20,6 Н-м; ЛГ₈= (660+ 2500) 0,02-0,35 = 22,1 Н-м;

0,85

- 2200 Вт.

§ 6. Ротационные ножницы
Энергетика.

Технология машино-аппаратостроения, ремонта и монтажа.

Автоматика и КИП.

Безопасность жизнедеятельности.

Охрана окружающей среды.

Экономическая часть.

Бизнеспланирование.

Заключение.

Резюме (краткие выводы на русском, казахском и иностранном языке).

Литература.

Приложения.

Спецификации.