12.04.2010 - orbk.net

Сучасні шнекові преси — Будова і принцип роботи

Поділитися:

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.

Рекомендую:

Гроші, Робота, Інтернет. Нікому не секрет, що в інтернеті можна заробляти. Дуже великі суми грошей в даний час мріє заробляти нове покоління в мережі інтернет, наслухаючись рі...
Тимчасова робота. І так нам усім потрібні гроші і всі ми шукаємо шляхи як їх заробити, але не завжди, це виходить, так як ми цього хочемо. Хтось відразу кидається на аз...

Бізнес Будова / Зразок / Прес / Принцип / Робота / Технологічний / Шнек /