Пресс-валковый экструдер для формования техногенных порошкообразных материалов

• Автор: Севостьянов, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 250 с. : ил.

1 .СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 .Анализ способов утилизации техногенных порошкообразных

материалов
1.2.Перспективные технологические комплексы и технологии для переработки техногенных материалов

1.3.Способы гранулирования техногенных порошкообразных материалов

и характеристика используемых агрегатов

1.4.Направления конструктивно-технологического совершенствования агрегатов для экструдирования материалов

1.5.Анализ методик расчета прессовых агрегатов для экструдирования материалов

Еб.Цель и задачи исследований

1.7.Выводы

2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЭКСТРУДИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

2.1.Исследование условий экструдирования материалов в пресс-матрице
2.2.Реологическая модель экструдирования материалов
2.3.Исследования условий движения шихты в зоне формования
2.4.Анализ условий деформирования шихты упругими формующими элементами
2.5.Расчет конструктивно-технологических и энерго-силовых параметров пресс-валкового экструдера
2.5.1.Скорость обжатия шихты
2.5.2.Условия захвата материала и геометрические параметры валков
2.5.3.Скорость экструдирования гранул
2.5.4.Производительность и потребляемая мощность агрегата

2.6.Расчет потребляемой мощности и удельных энергозатрат технологического модуля для производства экструдированных гранул
2.7.Вывод ы
3.РАЗРАБОТКА ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ
ЭКСТРУДИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДИКИ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1.Мето дики определения физико-механических характеристик исследуемых материалов и разработка экспериментальных установок
3.2 Методика определения реологических характеристик исследуемых
материалов
3.3.Разработка пресс-валковых агрегатов для экструдирования техногенных
порошкообразных материалов
3.3.1 .Многоцелевой гранулятор - экструдер
3.3.2.Пресс-валковый экструдер
3.4.Технологический модуль для переработки техногенных порошкообразных материалов
3.5.Оценка точности измерений при экспериментальных исследованиях
3.6.Выводы
4.ЭКСПЕРИМЕНТАЛБНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕОЛОЕИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК И ПРОЦЕССА ЭКСТРУДИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ С
РАЗЛИЧНЫМИ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
4.1 .Изучение физико-механических характеристик исследуемых
материалов
4.2.Исследования реологических характеристик материалов с различными
физико-механическими свойствами
4.2.1.Реометрическое определение оптимальной формовочной влажности и
пластической прочности структуры материалов

4.2.2.Экспериментальные исследования и анализ процесса сдвигового
деформирования материалов
4.2.3.Определение реологических констант при сдвиговых деформациях
материалов
4.2.4.Анализ структурно-механических характеристик исследуемых
материалов
4.3.Использование реометрических параметров при конструктивнотехнологическом совершенствовании пресс-валковых экструдеров
4.4.Экспериментальные исследования процесса экструдирования материалов в
пресс-валковом экструдере
4.5.Выводы
5.РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ И АГРЕГАТОВ ДЛЯ ЭКСТРУДИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ И ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКЦИИ
РАЗЛИЧНОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
5.1.Разработка технологического комплекса для экструдирования
техногенных материалов
5.1.1 .Технологический комплекс для производства теплоизоляционных
смесей и поризованных заполнителей
5.1.2.Технологический комплекс для производства фибропористых заполнителей
5.1.3.Технологический комплекс для экструдирования органо-минеральных удобрений
5.2.0пытно-промышленные испытания технологического комплекса для
экструдирования техногенных порошкообразных материалов
5.3.Опытно-промышленные исследования по изготовлению конструкционнотеплоизоляционных изделий
5.4.Технологический регламент на процессы экструдирования материалов с различными физико-механическими свойствами

2.2 Реологическая модель экструдирования материалов
Процесс экструдирования различных техногенных материалов (пылеуноса сушильных и обжиговых агрегатов, перлитосодержащих пылевидных частиц и др.) в пресс-валковых экструдерах, не смотря на внешнюю простоту процесса, является сложным физико-механическим процессом, во многом зависящим от реологических характеристик исследуемого материала, конструктивнотехнологических параметров перерабатывающей машины и режимов ее работы.
В этой связи при разработке и создании новой машины необходимо учитывать основные закономерности процесса физико-механического деформирования материала, его специфические особенности, которые должны быть учтены в дальнейшем при проектировании агрегата.
Основополагающие теоретические принципы формирования структуры пластичных масс с учетом их реологических особенностей разработаны академиком П.А.Ребиндером, его последователями [89] и изложены в новой области науки - физико - химической механике материалов.
При пластическом формовании строительных материалов и их производных, состоящих из твердой, жидкой и газообразной фаз, большое значение имеет последовательность технологических операций (обезвоздушивание, уплотнение, пластическое деформирование, снятие напряжений и др.). Для вязко-пластичных материалов, у которых силы когезии частиц превышают адгезию к рабочим поверхностям, важное значение также имеют факторы: величина давления и скорость деформации материала, при превышении критических значений которых наблюдается разрушение структуры, причем процесс при этом является необратимым.
Учитывая наличие в формуемом материале газообразной фазы, процесс уплотнения шихты целесообразно рассматривать с помощью кривых уплотнения
зависимости степени плотности шихты Е от давления формования Ро (рис. 2.2.).