Метод расчета подвулканизации резиновых смесей в процессе течения в диссипативных головках экструдеров

• Автор: Бадаева, Наталья Валентиновна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 159 с. : ил.

Введение.
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ РЕЗИНОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ МЕТОДОМ ЭКСТРУЗИИ.
1.1 Непрерывные методы получения длинномерных вулканизованных изделий из резиновых смесей
1.1.1 Основные способы непрерывной вулканизации длинномерных резиновых технических изделий.

1.1.2 Способы интенсификации процесса вулканизации.

1.2 Теоретическая и экспериментальная оценка степени вулканизации.

1.2.1 Показатели степени вулканизации резиновых смесей.

1.2.2 Экспериментальная оценка степени вулканизации

1.2.2.1 Химические методы определения степени вулканизации.

1.2.2.2 Физикохимические методы определения степени вулканизации

1.2.2.3 Механические специальные методы определения степени вулканизации

1.3 Математическое моделирование сложносдвигового течения в кольцевом цилиндрическом канале.
1.4 Оптимизация процесса диссипативного разогрева резиновых смесей при профилировании в сдвиговых головках.
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ АНОМАЛЬНОВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ В КОЛЬЦЕВОМ КАНАЛЕ СДВИГОВОЙ ГОЛОВКИ ПРИ ЭКСТРУЗИИ.
2.1 Формулировка задачи теоретического исследования.
2.2 Уравнения математической модели.
2.2.1 Математическая модель двумерного течения вязкой жидкости
в кольцевом канале диссипативной головки.
2.2.2 Математическая модель теплообмена при течении аномальновязкой жидкости в сдвиговой головке
2.2.3 Математическое описание процесса подвулканизации в зоне деформации диссипативной головки
2.3 Метод и алгоритм решения математической модели.
2.4 Анализ результатов расчета.
2.5 Результаты и выводы по главе.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ СДВИГОВОЙ ГОЛОВКИ.
3.1 Формулировка задачи экспериментального исследования
3.2 Исследование процесса неизотермического винтового течения материала в диссипативной головке к экструдеру
3.2.1 Описание экспериментальной установки
3.2.1.1 Устройство и принцип действия
3.2.1.2 Средства измерения и контроля
3.2.2 Методика проведения эксперимента по определению температуры и энергосиловых характеристик процесса диссип
3.2.3 Результаты экспериментальных исследований.
3.2.3.1 Исследование влияния конструктивных параметров головки на температуру заготовки на выходе из зоны диссипации.
3.2.3.2 Влияние частоты вращения цилиндра диссипативной головки на температуру заготовки.
3.2.3.3 Исследование зависимости энергосиловых характеристик процесса от режимов переработки и геометрических параметров головки
3.2.4 Оценка сходимости теоретических и экспериментальных
данных.
3.2.4.1 Обработка результатов наблюдений и оценка погрешности результатов измерений
3.2.4.2 Сопоставительный анализ теоретических и экспериментальных результатов.
3.3 Проверка метода оценки степени подвулканизации экструдируемых заготовок с помощью модифицированного критерия Бейли.
3.3.1 Описание экспериментальной установки
3.3.2 Методика проведения экспериментальных исследований
3.3.3 Определение вулканизационных характеристик экструдируемых заготовок.
3.3.3.1 Обработка полученных кинетических кривых вулканизации
3.3.3.2 Анализ результатов.
3.4 Результаты и выводы по главе.
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МОДЕЛИ В ПРИКЛАДНЫХ РАСЧЕТАХ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ЭКСТРУЗИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ
4.1 Расчет полезной мощности привода вращения цилиндра диссипативной головки
4.2 Оптимизация процесса диссипативного разогрева резиновых смесей, склонных к подвулканизации
4.2.1 Постановка задачи оптимизации.
4.2.2 Определение пределов варьированья управляющими параметрами процесса диссипативного разогрева
4.2.3 Метод расчета оптимальных параметров экструзионного оборудования для получения длинномерных заготовок заданного профиля с использованием диссипативных головок
4.3 Особенности построения совмещенной характеристики червяч
ной машины с диссипативной головкой
4.4 Практические рекомендации по конструированию и эксплуатации диссипативных головок к экструдерам
4.5 Методика проектирования сдвиговых головок к червячным машинам при экструзии резиновых смесей, склонных к подвулканизации.
4.6 Результаты и выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА


Каландрование непрерывный процесс формования, при котором масса размягченного и разогретого материала формуется в зазорах приводных валков, подвергаясь при этом воздействию растягивающих, сжимающих, сдвиговых сил и повышенных температур 1,2,4,. Данным методом получают такие изделия, как пленки, тонкие листы, тонкие профили, осуществляют промазку и обкладку тканей. Специфика процесса и вид выпускаемой продукции не позволяют производить последующую операцию изготовления РТИ вулканизацию последовательно и синхронно с их формованием, так как сформованная заготовка подвергается термической обработке, после которой выдерживается определенное время для завершения в листе релаксационных процессов. При каландровании жестких, высоконаполненных резиновых смесей на основе каучуков СКН, СКЭПТ, создаваемые внутренние напряжения уменьшают возможную производительность каландровых агрегатов ,. В последние годы все больше используется комбинированный метод профилирования, сочетающий в себе и экструзию и каландрование. Устройства, реализующие этот метод, называются валковыми головками ,. Существует множество конструкций двухвалковых головок, различающихся как по назначению, так и по устройству ,. Экструзия непрерывный процесс формования длинномерных изделий, заключающийся в придании материалу требуемой формы в результате продавливания его через профилирующий инструмент. В зависимости от профиля поперечного сечения получаемых заготовок подбирается вид и типоразмер червячной машины и специальная конструкция головки. Так для выпуска трубных заготовок головка оснащается специальным дорном , который содержит каналы для подвода эмульсии, препятствующей слипанию экструдата. Для нанесения изоляции на электропровода, головка выполняется Гобразной формы ,. Эктрузия является основным методом в производстве длинномерных неформовых изделий, т. Кроме того, производство непрерывных экструдируемых изделий подразумевает и их непрерывную вулканизацию. Заготовки, полученные экструзией, как правило не подвергаются вылежке, а сразу направляются на вулканизацию с целью энергосбережения на нагреве до температуры вулканизации. Вулканизация заготовки сразу после профилирования вызвана еще и тем, что заготовка имеет приблизительно одинаковую температуру по толщине, что обеспечивает сохранение формы изделия при вулканизации. Описанный процесс с достаточной степенью универсальности может быть представлено схемой, приведенной на рисунке 1. Непрерывная вулканизация является очень важным этапом технологического процесса изготовления длинномерных профильных изделий, но в то же время очень длительным, затратным и экологически вредным. В этой связи рассмотрим основные способы непрерывной вулканизации длинномерных РТИ и пути ее интенсификации. Рисунок 1. Рисунок 1. СВЧ. Вулканизация в среде жидкого теплоносителя характеризуется тем, что профиль непрерывно протягивается через слой горячего раствора или расплава солей, залитых в ванну, с помощью гибкой ленты, одновременно выполняющей функцию погружного устройства рисунок 1. Длина области вулканизации определяется скоростью экструзии, теплофизическими и вулканизационными свойствами резиновой смеси и теплоносителя. Данный способ вулканизации обладает существенными недостатками. К их числу можно отнести возможность деформации профиля малой жесткости и сложного сечения, трудность удаления с изделий остатков солей, большие производственные площади. Так как в качестве теплоносителя используются такие соли как ЮЮз , , Ж2, то актуальны вопросы обеспечения пожаробезопасности и, что особенно важно в настоящее время, экологической безопасности производства. Однако, тем не менее, вулканизация в растворах расплавах солей наиболее распространена на предприятиях, вероятно, вследствие высокой производительности, простоте конструктивного оформления и невысокой стоимости теплоносителя. По сравнению с рассмотренным способом вулканизация в среде газообразного теплоносителя осуществляется в камерах, выполненных в виде тоннеля, по которым циркулирует нагреваемый в калорифере горячий воздух рисунок 1. Рисунок 1. Рисунок 1.