Процессы движения формуемой массы в винтовом канале шнекового пресса

• Автор: Апачанов, Антон Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВОПРОСАМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, РАБОТЫ И ТЕОРИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ШНЕКОВЫХ ПРЕССОВ
1Л. Анализ условий работы и конструкций шнековых прессов
1.2. Анализ физических свойств глиняных масс, формуемых шнековыми прессами
1.3. Обзор литературных источников по теории проектирования шнековых машин
1.4. Задачи исследования Выводы
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ДВИЖЕНИЯ ГЛИНЯНОЙ МАССЫ В ВИНТОВОМ КАНАЛЕ ШНЕКОВОГО ПРЕССА
2.1. Закономерности движения глиняной массы в винтовом канале пресса
2.2. Обоснование возможности появления в материале поверхности скольжения
2.3. Поверхность скольжения в глиняной массе в винтовом канале пресса
2.4. Минимизация площади вогнутой поверхности
2.5. Исследование влияния давления прессования и количества витков шнековой лопасти на форму поверхности скольжения в формуемой массе
2.6. Исследование влияния профиля лопастного вала на эффективность работы шнекового пресса
Выводы
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДВИЖЕНИЯ ГЛИНЯНОЙ МАССЫ В ВИНТОВОМ КАНАЛЕ ПРЕССА И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ШНЕКОВЫХ ПРЕССОВ
3.1. Критериальный анализ и составление целевой функции
3.2. Факторный анализ, обоснование и построение модели процесса подачи материала напорным шнековым модулем
3.3. Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ
4.1. Задачи экспериментальных исследований и производственных испытаний
4.2. Методика проведения экспериментальных исследований
4.3. Описание экспериментальной установки, применяемого оборудования и средств контроля
4.4. План проведения эксперимента

4.5. Экспериментальное исследование зависимости потребляемой
мощности, производительности и удельных энергозатрат от частоты вращения шнека, величины запирающего давления и формы шнековой лопасти
4.6. Промышленное внедрение результатов работы
Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Акт внедрения ООО «Шахтинский кирпичный завод»
Акт внедрения ОАО «РОСТОВНЕРУД»
Акт производственных испытаний ОАО «РОСТОВНЕРУД»
Протокол производственных испытаний ОАО «РОСТОВНЕРУД»
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Керамический кирпич — древнейший и всегда востребованный строительный материал, созданный человеком -широко распространён и сегодня. По данным статистики [1] в Российской Федерации в 2007 году произведено 5 580 млн. условных кирпичей глиняного (керамического) кирпича, отгрузка составила 4 677 млн. условных кирпичей. До 80% от общего числа предприятий-производителей керамического кирпича работает по способу пластического формования с использованием природного сырья, при котором основной операцией является формование, осуществляемое на ленточных шнековых прессах. Шнековые прессы наряду с такими достоинствами, как простота конструкции, непрерывность формования, герметичность, возможность создания высокого давления в формуемой массе, имеют существенный недостаток — глиняная масса налипает на шнек и совершает вращательное движение в направлении окружной скорости шнека, не имея осевого перемещения в направлении головки пресса, что снижает производительность машины и повышает энергозатраты.
В этом контексте возникает задача повышения эффективности работы шнековых прессов путем расчета и выбора оптимальных значений конструктивных и режимных параметров их рабочих органов. Решение данной задачи возможно только на основе адекватного математического описания физических процессов, протекающих в формуемой массе под воздействием рабочих органов пресса как на поверхностях контактов с ними, так и внутри формуемой глиняной массы.
Цель работы. Повышение эффективности работы шнекового пресса путем выбора рациональных геометрических параметров лопастного вала посредством разработанного метода, учитывающего процессы движения формуемой массы при различных давлениях прессования и различных свойствах глиняных масс.

тов формуемой массы с рабочими органами машины. Необходимо учитывать процессы, протекающие внутри массива формуемой массы, которые во многом определяют качественный и количественный характер ее движения.
1.3. Обзор литературных источников по теории проектировании шнековых машин
В условиях многократного увеличения производительности и единичной мощности шнековых прессов назрела необходимость в разработке теоретических методов расчета механических и технологических параметров машин с учётом не только усилий в узлах машин, но и физической картины процессов в формуемой керамической массе.
Работы [39-42] посвящены общим вопросам конструирования шнековых прессов для формования керамического кирпича пластическим способом.
В работах Мартынова В.Д. и Туренко A.B. [28, 33] глиняная масса в шнековом прессе рассматривается как среда Бингама. Здесь же отмечается, что реальная картина движения массы в шнековой полости достаточно сложна. Скорость слоев материала по мере удаления от ступицы возрастает, достигая максимума на кромке шнековой лопасти, а также зависит от давления на выходе из шнека, которое определяется сопротивлением движению массы в формующих элементах. Поступательное движение глиняной массы в цилиндре пресса возникает вследствие толкания фронтальной поверхностью лопасти шнека. За один оборот шнека она перемещается на расстояние, равное шагу шнека. Распределение скорости по глубине канала шнека весьма неравномерно - слои, прилегающие к цилиндру пресса, имеют наибольшую скорость по кратчайшему направлению к головке