Методика расчета основных параметров транспортно-прессующего устройства

Скорость движения ковра определится выражением

V =

Q 60 mnb δ_пл

где m – число суток работы пресса в год; n - число часов работы в сутки; b - ширина получаемой плиты

(м); δ пл - толщина получаемой плиты (м), равная

ρ _н ° пл ° 0       .

ρ пл

С учётом формулы (1) рабочая длина прессующего устройства L определится следующим выражением

L ^Тп V ,                       (2)

где τ n - время прессования является функцией конечной толщины плиты δ пл ^{и τ} ( T ^, ρ пл ) - удельного

времени прессования, зависящего от температуры прессования Т и конечной плотности древесно-

стружечной плиты ^ρпл

^Тп = ° пл ^Т(Т ,Р пл )

Удельное время прессования определяется на основании наших расчетов или из справочной литературы. В частности, при температуре прессования Т=200^оС и конечной плотности древесностружечной плиты ^ρпл = 650 кг/м³ удельное время прессования составляет τ = 0,15 мин/мм [5, 6, 18].

Минимальный диаметр приводных и прессующих барабанов транспортно-прессующего устройства определяется из условия прочности ковра [1]

5„71 + K ТР

D m,n = 2

2 I Р

пл

—

ТР

ρ

н

—

где K ТР =0,2-0,3 - коэффициент трения древесностружечного ковра о прессующую ленту [2].

В зависимости от конструктивных соображений величину диаметра можно рекомендовать

увеличить, что позволит снизить напряжения в стальной ленте. Величину давления прессования (отпора стружечного брикета) σ ( t ) на участке сжатия рекомендуется определять по формуле [1]

°(t ) =

R       E ( to t sin to t + cos to t ) +

5 0 ( to² t 2 - 1 ) _+ E 2 ton ( sin to t + to n cos to t ) _

-

ER cos α δ 0

+ R E +

E ₂ to n + E

5 o I

1 — to² 1 p ² J

- t e ⁿ ,

0 пл где R =:--радиус барабана;

1 - cos a

. 11+к 2   - тр

угол между линией, соединяющей точку начала сжатия ковра с центром вальца и вертикалью (рис. 1); ω – угловая частота вращения барабана, t – время

сжатия древесно-стружечного ковра; t р -        ^-

E 1 + E 2 время релаксации; η – коэффициент вязкости;

E ₁ E ₂

E E ₊ e^ длительный модуль упругости. Значения реологических коэффициентов E , E 2 , t p можно получить по результатам обработки экспериментальных данных [7-14].

С целью определения величины усилий в стальной лейте в характерных точках контура производим тяговый расчет ленточного пресса, что необходимо для проверки прочности ленты, определения оптимальной толщины ленты и диаметра роликов, расчета мощности привода. Этот расчет можно выполнить в соответствии с методикой расчета ленточного конвейера. Упрощенная схема изменения давления прессования в зависимости от времени прессования, а также усилий в ленте показана на рис. 2. Расчет начинают с точки сбегания ленты с приводного барабана (точка А ). Далее в направлении движения ленты точка B соответствует окончанию прямолинейного горизонтального участка холостой ветви. Точка C ограничивает закругленный участок обхвата барабана лентой, точка C’ - начало запрессовки древесностружечного ковра, точка D - конец запрессовки и начало закругленного участка обхвата приводного барабана лентой. Усилие в каждой последующей точке ленты S i равно усилию в предыдущей точке S i -1 плюс сопротивление движению на рассматриваемом участке W i …( i -1)

S i - S i - 1 + W ...( i - 1)

В табл. 1 приведены расчетные формулы для определения натяжения ленты в точках контура и сопротивления на участках.

Рис. 1. Схема процесса сжатия древесностружечного ковра

Рис. 2. Расчетная схема для проведения тягового расчета

Таблица 1. Натяжение ленты в точках контура и сопротивление на участках

№ точек и участков на расчетной схеме	Расчетная формула
точка A	S a - S c6
участок A-B	W a - в - 0
точка B	S b - S a + W a - в
участок B-C	WB c - K c Sb - 0,05 S„ + ° Db sin a 0 BC      BC B          A          8
точка C	1 S c - S B + W B - C - 1,05 S A + 8° max Db sin « о
участок C-D	a Lbk W c - D -    2 пр
точка D	11 Sd - S c + W c - D - 1,05 S A + - ^ max Db sin « 0 + T° Lbk пр 82

где K ' в - с - коэффициент сопротивления криволинейного участка: при 90 o <  а <  180 o K ' в - с = ^0,05 ; к пр - приведенный к окружности ролика коэффициент сопротивления движению ленты, равный

2μ пр dp,

где ц - коэффициент трения качения ленты по ролику ц=0,05 мм, d p - диаметр ролика, L - расстояние между барабанами; S нб - набегающее усилие; S сб -сбегающее усилие, равное

KзM сб е1 - F ,

где К з -1,1 - коэффициент запаса сцепления ленты с барабаном; f =0,15 - коэффициент трения ленты по поверхности барабана; а =3,14 - угол обхвата лентой барабана; F =1,05; 8 О max ^ ^ «0 2 ^^ ^ пр ^.

По формуле Эйлера [15]

fα KcМefα нб сб e         fa       ’ eJ - F

Усилие натяжения, соответственно, равно

G = S сб + S _Н б

.

Наиболее напряженной будет точка D , в которой наибольшие напряжения от растягивающих усилий в ленте сложатся с напряжениями изгиба на барабане [16, 17]. Из условия минимума напряжений в этой точке определим толщину стальной ленты.

S нб    hE 1

с =   +

bh D

где h - толщина ленты.

Для этого возьмём первую производную по h от выражения (10) и приравняем полученный результат нулю с'=

- ^ + E¹- = 0 bh ² D

,

откуда толщина ленты равна h =

^S нб ^D bE ₁

где E 1 - модуль упругости стальной ленты.

Из условия равенства напряжений в точках C и D получим

S ^ ₊ qd p ² = 5 нб ₊ hE.

bh 2 h ² bh D ,        (13)

где q - распределение напряжений в области прижимных роликов (рис. 2).

Напряжения в точке С складываются из напряжений от растяжения ленты в этой точке и напряжений от изгиба ленты, от давления прессования и усилий на ролики. Из уравнения (13) диаметр роликов d p равен

( S_H6 S_c   hE, ) 2 h ²

d„ = I —нб- —- + —^L I--- ^p ( bh bh D ) q

При проведении данного расчета диаметр роликов dp, а, следовательно, и величина сопротив- ления могут задаваться исходя из конструктивных соображений. В случае, если расчетное значение диаметра роликов из условия прочности будет значительно отличаться от принятого их значения из конструктивных соображений, расчет тяговых усилий следует повторить, задавшись новым значением указанной величины.

Характер изменения максимальных растягивающих напряжений в ленте за полный цикл можно оценить по следующим формулам:

с

S сб

с

= S сб ₊ E 1 h bh D •

^С с

s c ₊ qd p ²

bh 2 h ^{2 ;}

^C D =

s нб ₊ E 1 h bh D

,

Результаты расчёта представлены на графике (рис. 3).

Рис. 3. График изменения напряжений в ленте за один ее оборот

Выводы: представленную в данной работе методику расчета основных конструктивных параметров устройства для непрерывного производства древесностружечных плит можно применять при разработке новых прессов аналогичной конструкции.