Техническое описание червячного механизма

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Промышленность по переработке резиновых смесей является важной отраслью промышленного комплекса. В зависимости от производства резиновых изделий зависит развитие всех других отраслей народного хозяйства. Для того чтобы резиноперерабатывающая промышленность была на высоком уровне, необходимо обеспечение современным оборудованием - это является основой для создания гибких технологических комплексов.

Гибкие технологические комплексы (ГТК) являются материальной базой современного высокоэффективного, способного к быстрой переналадке на другой вид продукции, ресурсо- и энергосберегающего производства. Задачи полимерного машиностроения направлены на то, чтобы быстро менять номенклатуру и типоразмер выпускаемой продукции, а также обеспечение резиновой промышленности таким оборудованием, которое позволяет комплексно автоматизировать производство.

ГТК создаются на основе высокопроизводственных машин и аппаратов объединенных в линии. Участие человека в процессе производства на таких машинах минимально. Значительно возрастает роль обслуживающего персонала в наладке, ремонте и обеспечении бесперебойной работе всех механизмов ГТК.

Для поддержания работоспособности оборудования по переработке резиновых смесей необходим ремонт и техническое обслуживание.

Для бесперебойной работы оборудования нужно быстро и качественно организовать ремонт изношенных деталей, заменить вовремя изношенные поверхности узлов, заменять новыми.

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

В зависимости от размеров предприятия и его ремонтной базы, ремонт основного и вспомогательного оборудования может быть организован централизованным, децентрализованным и смешанным методом.

Централизованный метод ремонта оборудования включает выполнение всех работ по ремонту и технологическому обслуживанию оборудования силами и средствами отдела главного механика.

В масштабе треста, производственного объединения или главного управления, централизованный метод ремонта предусматривает возможность концентрации ремонта машин отдельных групп, а также изготовление запасных частей.

При централизованном методе все работы ППР выполняются силами и средствами ремонтной службы производственных цехов предприятия. Этот метод не нашел распространения на предприятиях пищевой промышленности.

По смешанному методу, ремонтные работы и техническое обслуживание осуществляется силами и средствами подчиненными главному механику и производственным цехам предприятия. Этом метод ремонта оборудования имеет наибольшее применение на предприятиях пищевой промышленности.

Прогрессивным способом организации ремонта оборудования является метод ремонта, который позволяет внедрять прогрессивный способ организации ремонта, такие как агрегатно-узловой, скоростной и серийный ремонт (бригадно-поточно-ускоренный).

При агрегатном способе ремонта, ремонтно-механические мастерские предприятия (комбината, объединения) или треста производят ремонт узлов и агрегатов обменного фонда.

Ремонт, при организации которого, прежде всего, преследуется сокращение его продолжительности, и реализуются все возможности уменьшения простоя оборудования, называется скоростным ремонтом.

Сокращение простоя оборудования в ремонте, достигается за счет следующих мероприятий:

- технической и материальной подготовки ремонтных работ, исключающий перерывы в их выполнении из-за отсутствия деталей, приспособлений и инструмента;

- применение при ремонте наиболее производительных методов и приемов выполнения слесарных работ и необходимой для этого оснастки;

- правильной организации слесарных работ;

- применение при ремонте заранее изготовленных или отремонтированных сборных единиц;

- привлечение к ремонту рабочих, хорошо знающих подлежащее ремонту оборудование, имеющих опыт в его ремонте и необходимую квалификацию;

- создание материальной и моральной заинтересованности исполнителей;

При серийном способе ремонт производится специализированными бригадами ремонтных предприятий, где имеется большая программа ремонта однотипных машин, узлов, деталей.

Данным проектом предлагается скоростной ремонт одночервячной машины, так как при этом способе сокращается время простоев оборудования и уменьшается время ремонта.

2. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

В червячных машинах основным рабочим органом является винт, вращающийся в цилиндре с минимальным зазором.

Червячные машины относятся к устройствам непрерывного действия. В них непрерывно подается исходный материал, который пластируется и разогревается, уплотняется и выдавливается через профилирующее отверстие в головке в виде профиля определенной формы, трубы или листа.

Червячные машины в зависимости от геометрических параметров червяка, имеют различное назначение. Их используют как непрерывно действующие смесительные машины (на второй стадии смешения), как машины производящие заготовки определенной формы (листы, профили, трубы) , в этом случае они называются шприц-машинами, как устройство для получения гранул материала (грануляторы), а так же для очистки резиновых смесей от посторонних включений. Кроме того, червячные машины используются в производстве регенерата.

Помещенный в загрузочную воронку материал, проталкивается к червяку силовым цилиндром для облегчения захвата его витками рабочей нарезки. При вращении червяка, материал продвигается к головке, состояние его меняется по ходу движения, часть материала перетекает в соседние витки нарезки в направлении обратном общему потоку, под действием давления, создаваемого вращением червяка. В начале, между витками, материал подвергается действию сдвиговых напряжений, деформируется, разогревается и уплотняется. Разогретый пластичный материал, выдавливается, червяком через решетку в фильтрующей головке, причем твердые включения остаются на решетке. По мере засорения решетки посторонними включениями ее сопротивление движению потока резиновой смеси увеличивается в результате производительность машины снижается. В этом случае работу на машине прекращают, головку откидывают и устанавливают в рабочее положение вторую головку. Первую в это время очищают. Вся машина собрана на прочной станине. Червяк приводится во вращение от мощного электродвигателя через редуктор, частота вращения червяка, как правило, регулируется. Для поддержания необходимого температурного режима в цилиндре машины имеются каналы, по которым циркулируется теплоноситель, подводимый через трубы. Внутри червяка также имеется канал, по которым циркулирует охлаждающая вода.

Червяк при вращении удерживается двумя опорными подшипниками. Осевое усиление воспринимается мощным упорным подшипником. Все подшипники необходимо с большой точностью устанавливать в корпусе машины, так как от этого зависит зазор междугребнями нарезки червяка и внутренней стенки цилиндра. На хвостовой части червяка крепится приводное зубчатое колесо (шестерня). Рабочая (нарезная) часть червяка отделена от хвостовой уплотнителем.

Регулирование температуры цилиндра по зонам необходимо потому, что свойства материала, перемещающегося из одной зоны в другую, значительно изменяется. Таких зон можно выделить много, так как перерабатываемый материал постоянно переходит из упругого, жесткого материала, на входе в машину, до вязкого, пластичного на выходе из головки.

Кроме прямого движения обрабатываемого материала под действием витков нарезки червяка возникает, как уже было сказано, обратный поток под действием повышенного давления в головной части цилиндра. Чем больше давление в головной части цилиндра, тем больше обратный и меньше поток и меньше производительность машины. Для обеспечения большей производительности машины головка должна иметь минимальное сопротивление. Но для лучшего формирования профиля изделий, необходимо определенное давление. Поэтому определение оптимального сопротивления головки имеет большое значение.



Кинематическая схема привода одночервячной машины.

1. Редуктор

2. Электродвигатель.

3. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

- диаметр червяка мм 125

- рабочая длина червяка мм 625

- отношение рабочей длины червяка к его диаметру 5

- регулирование оборотов червяка ступенчатое

Двигателем

- число оборотов червяка 20…..70

- обогрев цилиндра и червяка гор.вода

t - 90 C

P = 3-4 кгс/см

- охлаждение червяка, цилиндра, головки водой

P = 3-4 кгс/см

- пределы регулирования температуры С 30-140 С

- привод электродвигатель

Типа А02-92

12/8/6/7

П=490/735/980/1470 об/мин

N =15/25/30/36/ кВт

-габариты размеры: длина мм 1900

ширина мм 1550

высота мм 1300

- масса машины без шкафа управления кг 2015

-масса машины со шкафом управления кг 2310

- масса машины без головки и электродвигателя кг 1450

4. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

Это комплекс работ, выполняемых для поддержания исправности или только работоспособности оборудования при подготовке его к использованию по назначению, то есть к эксплуатации при хранении и транспортировке.

Техническое обслуживание включает небольшие по объему и сложности работы:

-протирка, чистка и смазка оборудования, проверка действия смазочных устройств и протирка партеров машины;

-наблюдение за состоянием подшипников, работой ремней, цепей, тросов, особенно в местах их соединения и крепления;

- проверка натяжения и состояния приводных ремней, цепей, тросов особенно в местах их соединения, резьбовых шпоночных и клиновых соединений, наличие и исправности защитных ограждений и заземления;

- ревизия сальников, проверка действия тормозов и приспособлений для аварийной остановки машины;

Наблюдение за выполнением правил эксплуатации оборудования, своевременное устранение мелких неисправностей и регулирование механизмов в течение смены.

4.1 НАЛАДКА

Наладка червячной машины должна производиться только после полного окончания монтажных работ. Перед проведением наладочных работ необходимо:

- назначить лицо, ответственное за проведение наладочных работ и соблюдением норм и правил техники безопасности;

- проверить наличие технической документации, инструментов, приборов и материалов, необходимых для проведения наладочных работ;

- ознакомить персонал наладчиков с технической документацией;

- обеспечить снабжение машины электроэнергией и водой.

4.2 ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ПРОВЕРОК ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОДНОЧЕРВЯЧНОЙ МАШИНЫ

ПЕРЕЧЕНЬ РАБОТ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

№строки	Что проверяет и при помощи какого инструмента, приборов и оборудования , методы проверки.	Технические требования
1.	Нагрузки на электродвигатель привода машины, контроль осуществляется при помощи приборов КИПиА	Проверка непрерывно
2.	Постоянное наличие охлаждающей воды, поступление охлаждающей воды начервяк, до начала работы на машине	Проверка непрерывно

5. РЕМОНТ

Все ремонты делятся на текущий, средний и капитальный (восстановительный):

- текущий ремонт производится во время осмотров оборудования цеховым персоналом. Он заключается в замене быстроизнашивающихся деталей, чистки и смазки машин, подтягивании уплотнений, регулировке и проверке всех систем;

- средний ремонт является основным видом ремонта, при котором машина разбирается частично, для замены износившихся узлов и деталей. Проводятся также все работы, предусмотренные текущим ремонтом.

- капитальный ремонт заключается в полной разборке оборудования с заменой износившихся его частей. Проводятся все операции предусмотренные средним и текущим ремонтами.

После капитального ремонта все параметры машины должны соответствовать параметрам новой машины, поэтому капитальный ремонт называют также восстановительным. После капитального ремонта машина вновь сдается в эксплуатацию по акту.

Червячные машины чаще всего простаивают из-за износа червяка, внутренней поверхности цилиндра, подшипников червяка, привода, систем регулирования температуры. Большинство машин должно работать до первого капитального ремонта 26000 часов.

5.1 ДЕФЕКТНАЯ ВЕДОМОСТЬ

Наименование оборудования одночервячная машина

Инвентарный номер ____________________________

№строки	Наименование работ	Технические требования	Приборы, инструменты, приспособления и материалы необходимые для работы
1.	Обтирка и чистка частей машины	-	Обтирочный материал
2.	Наблюдение за работой контрольно-измерительных приборов	-	-
3.	Наблюдение за болтовыми, шпоночными, клиновыми соединениями	Соединения должны быть жесткими, без люфтов. Болтовые соединения поджаты до отказа.

5.2 ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ ОДНОЧЕРВЯЧНЫХ МАШИН И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ

№п/п	наименование	Ед. Изм.	Кол-во	Наименование дефекта	Способ устранения
1.	Подшипник	шт	2	Износ	Замена новым
2.	Шайба	шт	2	Износ	Замена новым
3.	Шестерня	шт	1	Нет смазки	Обеспечить смазку
4.	Червяк	шт	1	Износ	Замена новым
5.	Электродвигатель	шт	1	Перегрев	Проверить правильность подключения
6.	Головка	шт	1	Износ	Замена новым
7.	Цилиндр	шт	1	Трещина	Замена новым
8.	болт	шт	2	ослабление	Затянуть до упора

5.3 ГРАФИК ППР

№п/п	Неисправность	Причина неисправности	Способы устранения неисправности
1.	Нагрев червячного подшипника	Недостаточная смазка подшипника	Залить смазку в подшипник
2.	Срезалась предохранительная шайба	Нагрузка выше допустимой	Заменить шайбу новой
3.	Шум при работе фрикционных шестерен выше допустимого (шестерни стучат)	Нет смазки	Обеспечить нормальную смазку
4.	Не срабатывает аварийное устройство	Вышел из строя конечный выключатель	Заменить конечный выключатель новым
5.	Усиливается нагрев мест установки подшипников редуктора привода	Отсутствие смазки в подшипниках	Обеспечить смазку в подшипниках
6.	Наблюдается течь масла по разъему корпуса и крышки редуктора привода	Повреждена нитка уплотнителя по периметру разъема	Очистить плоскости разъема от остатков лака, сменить нитку, залить измоченным лаком, затянуть болты
7.	Наблюдается течь масла из-под крышки подшипников редуктора привода	Износ прокладок, недостаточная затяжка болтов	Сменить прокладку, надежно затянуть болты
8.	Отказ в работе элементов эл. Оборудования: - не запускается эл. Двигатель -срабатывает защита -греется эл. Двигатель	Исчезло питание, неисправность аппаратов, ложное срабатывание реле или конечных выключателей, перегрузка механизмов	Проверить наличие напряжения, проверить состояние аппаратов их узлов, проконтролировать работу аппаратов по принципиальной схеме, а также по прилагаемым инструкциям

О - осмотр

Т - текущий ремонт

С - средний ремонт

К - капитальный ремонт

6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Червячная машина - сложный и дорогой агрегат. К работе на червячной машине допускаются только лица, имеющие соответствующую подготовку и прошедшие инструктаж по техники безопасности при эксплуатации данного агрегата.

Перед пуском машину следует тщательно осмотреть, обратив особое внимание на отсутствие посторонних предметов в загрузочной воронке и питающих устройствах. Внимательно проверить надежность и правильность крепления головки к цилиндру, исправность систем смазки и терморегулирования.

Пуск машины необходимо производить после ее разогрева в строгой последовательности, предусмотренной инструкцией по эксплуатации.

В процессе работы контролируют температуру по зонам нагрузки на упорный подшипник, потребление электроэнергии двигателем, частоту вращения червяка, давление смеси в головке машины.

При повышении давления в цилиндре, увеличении давления нагрузки на упорный подшипник, повышение температуры цилиндра и головки выше установленных пределов, машину следует немедленно остановить для выяснения причин неполадок. Во время эксплуатации машины нельзя производить какие-либо работы в зоне загрузочного окна, иначе может возникнуть опасность захвата рук или инструмента витками червяка.

Все ремонтные работы следует проводить, только прекратив питание и освободив цилиндр машины от остатков смеси путем работы на холостом ходу.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Червячная машина	К	О	О	Т	О	С	О	О	Т	О	О	К

6.1 ПУСК ЧЕРВЯЧНОЙ МАШИНЫ

Перед пуском одночервячной машины необходимо:

- провести осмотр всех устройств, узлов и деталей для выявления в них и устранения возможных неисправностей, удаления посторонних предметов

- проверить исправность аппаратуры

- подтянуть и осмотреть все болтовые, винтовые и другие резьбовые соединения

- смазать все поверхности узлов и устройств машины в соответствии с рекомендацией карты смазки

- корпуса редуктора и систему смазки машины заполнить смазкой

- проверить наличие заземления

- проверить аварийное устройство, путевые выключатели, надежность их срабатывания.

Все узлы должны работать плавно, без заедания.

7. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ РАБОТЕ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

Для обеспечения безопасных условий работы обслуживающего персонала и предохранения оборудования от разрушения и пожара необходимо предусмотреть ряд мероприятий по техники безопасности.

Основным условием безопасного ведения производственного процесса является строгое соблюдение обслуживающим персоналом норм технологического режима и производственных инструкций.

Для обеспечения нормальной работы оборудования необходимо:

- допускать к работе на машине только рабочих и ИТР, которые прошли инструктаж и сдали экзамен по ТБ и правилам технической эксплуатации

-содержать в чистоте рабочее место

- следить за исправностью заземления

- своевременно производить смазку трущихся поверхностей

- следить, чтобы в загрузочную воронку не попадали посторонние предметы

Категорически запрещается:

- работать со снятыми предохранительными кожухами

- работать с выключенной вытяжкой вентиляции

- производить мелкий ремонт во время работы машины

-пользоваться открытым огнем без специального разрешения

- при производстве ремонтных работ все электродвигатели должны быть выключены.

8. РАСЧЕТЫ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ МАШИНЫ

Расчет червяка на механическую прочность. Задачей расчета является проверка запроектированных на основании предыдущих расчетов, размеров червяка и определение минимально допустимого прогиба с целью недопущения скольжения витков червяка по внутренней поверхности цилиндра.

Расчетная схема, действующих сил на червяк:

На червяк действует сила - Р, крутящий момент Мкри равномерно распределяющаяся нагрузка - q, от собственного веса червяка.

Сила Р и qвызывают прогиб червяка. Вал червяка выполняется с отверстием для подвода охлаждающей воды.

Определение исходных данных расчета червяка производится по формулам:

Nчер- мощность червяка

n - число оборотов

Максимальное касательное напряжение на поверхность червяка:



Wp- полярный момент сопротивления в см. куб.

а - отношение диаметров червяка

Wp=

гибкость вала червяка

М - коэффициент, зависимый от закрепленного конца = 2

Z - длина червяка вала

i - радиус инерции сечения

J - момент инерции поперечного сечения



Расчет производим по 1 варианту

Нормальные напряжения вызываются осевой силой Р и распределенной нагрузкой напряжение (у первого подшипника) будут возникать в месте защемления вала

Где -максимальный сгибающий момент

подставим значение F

- удельный вес материала червяка в

- осевой момент сопротивления относительно нейтральной оси.

Подставив, получим:



Условие прочности червяка записывается по третьей теории прочности

Установим максимальный прогиб от распределенной нагрузки

Где Е- модуль упругости материала червяка

J-момент инерции поперечного сечения

Производительность червячной машины рассчитываем по упрощенной гидродинамической теории.

-давление резиновой смеси в головке

-длина наружной части червяка



Давление в головке зависит от производительности, геометрических размеров профилирующего инструмента, реологических констант перерабатывающих материалов.

D-наружный диаметр червяка;

N-число оборотов червяка;

h-глубина нарезки;

Z-длина наружной части червяка;

-давление резиновой части червяка;

-константа профилирующего инструмента;

Q-объемная производительность (расход);

n - реологический коэффициент ;

к - вязкость при температуре течения ;

Константа инструмента определяется

Для кольцевой щели

где

- длина щели

b-ширина щели

h-высота щели

n-реологический коэффициент 0.25

Эффективность вязкости

Подставляем полученные данные в уравнение производительности с учетом влияния боковых стенок:

Находим коэффициент щели, зависящий от геометрического инструмента



-реологический коэффициент

Q - объемная производительность

К- константа профилирующего инструмента

n= 0.25

-значение форм факторов

Qd_{2 -}объемная часовая производительность

Q₂ = Q

Тепловой баланс червяковой машины.

Q_н= G_мC_м(t_n- t_n) + G_bC_b (tb₂ - tb₁ ) + Q_nom + Q₃

Q_N - Q_rгде

Q_k - количество тепла, подводимое к корпусу машины (паром, жидкостью, элементами нагревателя)

G_м - количество полимерного материала поступающего в машину, в кг/г

С_м - теплоемкость полимера в Ккал (кг)

t_н - начальная температура полимера в С

t_k - конечная температура, после выхода из головки С

Q_N- количество тепла выделяющегося при потреблении мощности Nв Ккал/час

Q_k - количество тепла, подводимое к головке (паром, нагретой жидкостью, электронагревателем) Ккал/час

G_b- количество воды, поступающее на охлаждение червяка

C_b - теплоемкость воды 4,19

tb; tb₂ - начальная и конечная температура охлаждающей воды С

Q_nom- потери тепла корпусом машины и головкой в окружающую среду в Ккал/час

Q₃- количество тепла, отводимое в зоне загрузки полимера в Ккал/час

Q_k= G_м С_м(t_к- t_n)

Q_k= G_bC_b (tb₂ - tb₁ )

G_b3600 - количество воды необходимое для охлаждения

- скорость течения воды

h - площадь сечения канала

- удельный вес охлаждающей воды в кг/м³

кг/м³

tb₂ - tb₁ = 5d = 50мм

₌ ² =

G_b= 23,7

G_b = 1706 кг/час

Q_nom= F (t_k - t_b)

F- наружная поверхность корпуса и головки м²

- коэффициент теплоотдачи при свободной конвекции

t_k - температура поверхности изолированного корпуса и головки которой необходимо задаться в пределах 50

t_b - температура окружающей среды - 20

=

N_n= _{r r})

_{r r} = 5

= 0,54 ;u =

N_n= 0,54(4 )= 7,65

N_n - критерии характеризующие теплообмен

- коэффициент теплопроводности материала

F = 2

=

Q_nom= 1,23

Q_r= G_м С_м (t_н-t_k)

Ккал/час=143,5

Q₃ = Q_b= 8530

Q_k= 2870 +8530+8530+99 - 17028 - 1435 = 704

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

червячный кинематический механизм

При выполнении ремонтных работ на промышленных предприятиях необходимо стремиться к максимальной концентрации однотипных работ на определенных производственных участках ремонтных служб. Они должны создаваться и оборудоваться в полном соответствии с задачами, которые перед ними поставлены, и объемом работ, подлежащих выполнению.

Основными направлениями совершенствования ремонтной службы предприятия является:

- организация централизованного специализированного ремонта оборудования;

- организация специализированного производства запасных частей к оборудованию;

- дальнейшее совершенствование системы планово-предупредительного ремонта оборудования;

- совершенствование технической подготовки ремонта, включающий разработку типовых технологических процессов, а также материальное обеспечение ремонтных работ.

- совершенствование планирования, включающие составление планов-графиков проведения ремонтных работ

Литература

1. И.О. Андрианов «Ремонт и монтаж оборудования свеклосахарных заводов», Москва; «Пищевая промышленность» 1973г.

2. Б.В. Краснов «Ремонт и монтаж оборудования предприятий молочной промышленности», Москва; «Легкая промышленность» 1982г.

3. В.Н. Карпов «Оборудование предприятий резиновой промышленности», Москва; «Химия» 1987г.

4. Ю.Е. Лукач, Д.Д. Рябинин, Б.Н. Метлов «Валковые машины для переработки пластмасс и резиновых смесей», Москва, издательство «Машиностроение» 1967г.

5. И.А. Лазарев «Ремонт и монтаж оборудования предприятий пищевой промышленности», Москва, Москва; «Легкая промышленность» 1981г.

6. Министерство химического и нефтяного машиностроения

7. Д.В. Чернилевский « Курсовое проектирование деталей машин и механизмов», Москва, «Высшая школа» 1980г.

Размещено на Allbest.ru

...