Электронный научно-практический журнал «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» ФЕВРАЛЬ 2018
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Электронный научно-практический журнал «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» ФЕВРАЛЬ 2018
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 62-97/-98

Уральский государственный лесотехнический университет

РАСЧЕТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЯГОВЫХ УСИЛИЙ, ДЕЙСТВУЮЩИХ В СУШИЛЬНОЙ ЧАСТИ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ

Сиваков В.П.

Микушина В.Н.



Бумажное полотно для окончательного обезвоживания после прессовой части поступает на сушильную часть бумагоделательной машины. Сушильная часть обычно состоит из двух рядов сушильных цилиндров (СЦ), которые расположены в шахматном порядке. Количество сушильных цилиндров зависит от скорости машины и вида бумаги [1]. Сушильная часть разбита на группы, каждая состоит из нескольких цилиндров, охватываемых одним сукном. Разбивка на группы производится по сукну и по приводу [2].

Привод сушильной части должен обеспечивать не только сохранение установленного соотношения скоростей между цилиндрами, но и возможность изменения в известных пределах этих соотношений в зависимости от изменений параметров технологического режима производства [3].

Расчет тяговых сил, действующих на СЦ и сетковедущие валы, расчет характеристик СЦ и сетковедущих валов производим с использованием чертежей и технической документации.

1. Масса корпуса СЦ на один метр длины:

где - плотность СЦ-30;

dн=1,5 м, dв=1,46 м - наружный и внутренний диаметры цилиндра соответственно; l1 = 1 м - длина цилиндра. 2. Масса торцовой крышки:

где - толщина крышки, м.

3. Масса цапфы по (1):



где - плотность стали 20;

- длина цапфы, м; dc =0,28 - усредненный наружный диаметр цапфы, м; dв2 =0,2 - внутренний диаметр цапфы, м.

4. Масса зубчатого колеса:

m4=735 - из расчета по чертежам.

5. Масса конденсата в СЦ: по данным Курова.

6. Общая масса СЦ:

где L - длина СЦ, равная ширине сушильной сетки, L=3,62, м.

Нагрузка на СЦ от натяжения сетки. Равнодействующая сила от натяжения сетки, действующая на СЦ (по вертикальной оси):

где - среднее линейное технологическое натяжение сетки;

- ширина сетки, м;

- угол натяжения сетки относительно вертикальной оси, находится в пределах

0°…15°, - половина угла обхвата сеткой СЦ; при по формуле (5) имеем:

Общую нагрузку на подшипники СЦ определяем по формуле:



СЦ верхнего ряда нагружаются сеткой, тогда

СЦ нижнего ряда вылегчиваются

Далее рассчитаем тяговое усилие для наиболее нагруженного СЦ верхнего ряда [4].

Момент трения в подшипниках СЦ:

где - приведенный коэффициент трения в подшипниках скольжения; - диаметр цапфы вала в подшипнике скольжения, м.

Движущий (вращающий момент) приложенный к наружному диаметру СЦ:

Поскольку

, откуда тяговое усилие

Тяговое усилие для преодоления трения шабера о цилиндр: 

где - линейное давление между шабером и СЦ, ;

- коэффициент трения шабера о цилиндр;

- величина соприкосновения шабера с цилиндром, м.

Тяговое усилие для преодоления трения в сальниках:

где - диаметр сушильного цилиндра, см;

- удельное давление в сальниковых уплотнениях СЦ, ;

- площадь соприкосновения уплотнения с вращающейся поверхностью цапфы СЦ, см2;

- коэффициент трения между уплотнением и вращающейся поверхностью цапфы цилиндра.

Площадь соприкосновения определяем приблизительно по формуле:

где - диаметр цапфы, вращающейся под сальниковым уплотнением, см; тяговой сушильный цилиндр вал

- ширина сальникового уплотнения, см.

Общее тяговое усилие, необходимое для преодоления трения при вращении СЦ сеткой:

где 2 - число СЦ, охватываемых сеткой.

Масса СВВ.

7. Масса корпуса вала на один метр длины:

где dн и dв - наружный и внутренний диаметры соответственно.

8. Масса торцовой крышки: mc2=21 кг - по данным чертежей.

9. Масса цапфы вала: mc3=29 кг - по данным чертежей.

Общая масса сетковедущего вала:

Нагрузка на СВВ от натяжения сетки. Равнодействующая сила зависит от схемы обхвата СЦ и СВВ сеткой (рис.1).

Рисунок 1 - Схема расположения сетки на валах и цилиндрах: 1,2,3 - сукноведущие валы.

Из схемы видно, что три СВВ, обеспечивающие проводку сетки по СЦ, вылегчиваются. Силы от натяжения сетки направлены против силы тяжести валов [5]. Равнодействующую силу натяжения сетки на этих валах определяем по формуле (5):



где - угол определен по схеме.

Сила тяжести массы валов определяется по формуле:

Поскольку Трс1 и Тст направлены противоположно, то общая сила нагружения этих валов определяется по формуле:

Отметим, что То1 направлена против силы тяжести, тела качения нагружают кольца в подшипниках в верхней части, а болты крепления корпуса подшипника нагружены растягивающей силой.

Равнодействующую силу натяжения сушильной сетки на валу определяем по формуле:

где - см. рис.1.

При начальном натяжении сила в набегающей ветви сетки равна силе сбегающей ветви.

Fсн= Fсс= gc·c =2·360=720 кгс.

Сила от натяжения сушильной сетки и силы тяжести сетковедущего вала определяем по формуле:



где - см. рис.1.

Равнодействующая сила от натяжения сушильной сетки на вал 3 (рис.1) и силы тяжести определяем по формуле:

Тяговая сила для преодоления трения в подшипниках сетковедущих валов определяем по формуле:

где - коэффициент трения для роликоподшипников;

- диаметр цапфы вала в подшипнике, м;

- наружный диаметр сетковедущих валов, м.

Рассматриваем СЦ верхней сушильной сетки, имеющие шестеренный привод, как приводной шкив. Тяговая сила приводного шкива для вращения сетки определяется по формуле:

Линейное натяжение сушильной сетки определяем по формуле:



где L=3,62 - ширина сушильной сетки.

Запас прочности сушильной сетки по линейному натяжению:

- для хлопчатобумажных сеток; - для синтетических сеток.

Мощность электродвигателя привода сушильной группы определяется по формуле:

где 2 - число сеток в сушильной группе;

- тяговая сила одной сетки, Н;

- скорость секции сушильной части, м/мин;

-

увеличение тягового усилия при повышении скорости, при - коэффициент максимума, учитывает увеличение тягового усилия по сравнению со средним его значением;

- КПД привода. При редукторно-шахматном приводе:

Электронный научно-практический журнал «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» ФЕВРАЛЬ 2018
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Электронный научно-практический журнал «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» ФЕВРАЛЬ 2018
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

где - КПД редуктора,

- КПД открытой зубчатой передачи.

При шестеренно-сеточном приводе:



Тяговая сила приводного СЦ нижней сушильной сетки, а также линейное натяжение нижней сушильной сетки незначительно отличается от верхних, вследствие вылегчивания нижних СЦ. Расчет этих характеристик не приводится.

На основании проведенных расчетов можно сделать вывод, что нагрузка на электродвигатель сушильной группы снижается приблизительно на 4%. Улучшаются условия обслуживания и удаления брака из сушильной части.



Список литературы

1. Акулов Б. В. Производство бумаги и картона : учебное пособие / Б. В. Акулов, С. Г. Ермаков. - Пермь: Изд-во ПГТУ, 2010.

2. Мазарский С. М., Оборудование целлюлозно-бумажного производства, М.: Лесная промышленность, 1968, с.301

3. Технология целлюлозно-бумажного производства: Справочные материалы. В 3-х т. - Т.1, Часть 1. Сырье и производство полуфабрикатов. - СПб.: ЛТА, 2002. - 432 с.

4. Технология целлюлозно-бумажного производства: справочные материалы / Всерос. научно-исслед. ин-т целлюлозно-бумаж. пром-сти (ВНИИБ); [редкол.: П. С. Осипов [и др.]: в 3 т. - СПб.: Политехника, 2002.

5. Фляте Д.М. Свойства бумаги: учебное пособие / Д.М. Фляте. - Изд. 5-е, стер. - СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2012. - 384 с. 2012



Аннотация

В работе авторами произведены расчеты тяговых усилий, действующих на сушильные цилиндры и сетковедущие валы для обоснования выбора привода сушильной части бумагоделательной машины. На основании произведенных расчетов сделан вывод об изменении нагрузки на электродвигатель.

Ключевые слова: сушильный цилиндр, привод, нагрузка, сила.

In the work the authors computed the traction forces acting on the drying cylinders and netting shafts to justify the choice of the drive of the dryer part of the paper machine. Based on the calculations performed, a conclusion was made about the change in the load on the electric motor.

Keywords: drying cylinder, drive, load, force.

Размещено на Allbest.ru

...