Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий

ЛИСТОФОРМОВОЧНАЯ МАШИНА

Асбестоцементные листы изготовляются на листоформовочных машинах. В промышленности находят применение машины двух типов: широкие, с рабочей шириной сукна 1600 мм, и узкие, с рабочей шириной сукна 1200 мм.

Широкие листоформовочные машины бывают одно-, двух-, трех - и четы­рехцилиндровые и предназначаются для формования: на одноцилиндровых — заготовок для электроизоляционных досок (типа АЦЭИД), а на остальных — заготовок для листовых изделий: шестиволновых листов типа ВО, листов типа АП, плоских прессованных и непрессованных листов и плиток. Четы­рехцилиндровая машина предназначается для производства окрашенного шифера (накладывается дополнительная окрашенная пленка).

На узких листоформовочных машинах изготовляются заготовки боль­шеразмерных листов типов ВУ-1, ВУ-5, ВПС, ВП и ВО.

Наибольшее распространение получила трехцилиндровая листоформо­вочная машина.

Принцип работы листоформовочной машины в основном сводится к сле­дующему (фиг. 170).

Водная суспензия асбестоцементной массы, непрерывно поступающая от ковшовой мешалки, подается по желобу в ванну 1. Для предупреждения осаждения асбеста и цемента в нижней части ванны установлены две лопает-

ные мешалочки 2. В ванне вращается полый цилиндр 3, обтянутый металли­ческой сеткой 4. Вода, находящаяся в асбестоцементной суспензии, отфиль­тровывается через ячейки сетки цилиндра и поступает во внутреннюю полость последнего. Торцы сетчатого цилиндра открыты и примыкают к стен­кам ванны; места примыкания уплотнены. В боковых стенках ванны имеются специальные окна, сообщающиеся со сливными патрубками. Вследствие этого уровень суспензии в ванне значительно выше уровня воды внутри сет­чатого цилиндра, чем и обеспечивается процесс фильтрации.

Отфильтрованная вода, как отмечалось, отводится из внутренней полости сетчатого цилиндра через специальные сливные окна и патрубки, в то время как частицы асбеста с обволакивающими их частицами цемента осаждаются на сетке в виде сметанообразного слоя с содержанием воды 65—70%. Этот слой снимается с сетчатого цилиндра бесконечным сукном 5 и в виде тонкой пленки располагается на его поверхности. Для частичного обезвоживания пленки и ее уплотнения предназначается отжимной вал (гауч-вал) 6. В связи с тем, что отжатая и уплотненная отжимным валом асбестоцементная пленка содержит 48—52% воды, она при дальнейшем движении сукна поступает в зону вакуумной коробки 7 для дальнейшего обезвоживания до 42— 45%.

Поскольку в вакуум-коробке путем отсоса из нее воздуха создается раз­режение до 400 мм рт. ст., наружный воздух проходит через сукно, пере­крывающее коробку сверху, и поступает во внутреннюю полость коробки, увлекая при этом часть воды из асбестоцементной пленки.

После вакуумной коробки сукно с пленкой поступает в зону форматного барабана 8, при этом пленка с сукна переходит на поверхность форматного барабана, навиваясь на нем слоями. В процессе навивания происходит уплотнение асбестоцементного слоя (наката), а также отжатие воды из слоя и сукна. Отжатие воды и уплотнение слоя осуществляются вследствие того, что сукно с пленкой проходит между форматным барабаном и опорным пресс-валом 9. Уплотнение происходит как за счет собственного веса формат­ного барабана, так и за счет специальных механизмов нагружения его. В результате отжатия содержание воды в пленке снижается до 22—30%.

После того как на форматном барабане навьется слой требуемой толщины, его разрезают и снимают с барабана в виде асбестоцементного наката.

Для очистки сукна от приставших к нему частиц асбестоцемента пред­назначается сукнобойка 10 и спринклерное орошение 11. Натяжение сукна обеспечивается устройством 12.

Движение сукна обеспечивается от пресс-вала, приводимого во вращение от электродвигателя через систему передач. Вращение сетчатого цилиндра осуществляется движущимся сукном.

На фиг. 171 представлена трехцилиндровая листоформовочная машина.

Листоформовочная машина состоит из двух частей: сеточной и прессовой. В сеточную часть входят: ванны 1 с мешалочками 2, сетчатые цилиндры 3 с отжимными валами 4, промежуточная стойка 5 с вакуумной коробкой 6, сукнобойкой 7, механизм регулирования положения сукна 8 и механизм натяжения сукна 9.

Прессовая часть состоит из станины 10, форматного барабана 11, пресс - вала 12, механизма нагружения форматного барабана 13 и подпрессовоч - ного (отжимного) валика 14.

Привод форматного барабана осуществляется от пресс-вала 12, который приводится во вращение от электродвигателя через редуктор. От пресс - вала получает также свое движение сукно, зажатое между пресс-валом и форматным барабаном. От сукна приводятся во вращение сетчатые цилин­дры. Сукнобойка приводится в действие посредством цепной передачи от выходного вала редуктора. Мешалочки 2 имеют самостоятельный привод.

Ванны сетчатых цилиндров состоят из двух торцовых литых чугунных стоек (боковин) 1 (фиг. 172) и корыта 2 из листовой стали. В торцовых стен­ках установлены патрубки 3 для стока отфильтрованной воды. К внутрен­ней поверхности торцовых стенок ванны крепятся угольники, на которые

натягивается резиновый пояс 4, уплотняющий торцы сетчатых цилиндров.

Сетчатый цилиндр состоит из оси 5, на которой смонтированы йва основ­ных диска 6 и три промежуточных 7. Между дисками при помощи стяжных

болтов 8 и распорных втулок 9 закреплены кольца 10. В прорезях колец закреплены про­дольные стальные по­лосы, служащие опо­рой для латунных се­ток 11 (подкладочной № 5 и более мелкой — фильтрующей № 60). В отдельных конструк­циях сетчатые цилиндры представляют собой два диска, обтянутые пер­форированной стальной рубашкой, поверх кото­рой натягиваются сетки.

Отжимные (гауч) валы 4, покрытые слоем резины (фиг. 171), под - Фиг. 172. Разрез по ванне сетчатого цилиндра. вешиваются на рычагах

15, устанпрленных на

раме 16, которая шарнирно укреплена на кронштейнах 17. Отжимные валы прижимают сукно к сетчатым цилиндрам под действием собствен­ного веса и дополнительных грузов. Шарнирная установка рамы позволяет после ее подъема вынуть из ванны любой цилиндр.

Сукнобойка 7 состоит из двух дисков, закрепленных на валу. Между дисками параллельно валу установлены четыре стержня, служащие билами.

Механизм 8 регулирования положения сукна предназначается для пред­упреждения возможных боковых отклонений его. В механизме предусмот­рен регулировочный валик 18, подшипники которого установлены на салаз­
ках, скользящих по направляющим. Передвижение салазок с подшипни­ками валика осуществляется при помощи винтов с маховичками. Изменяя положения валика, подтягивают ту или иную кромку сукна и этим обеспечи­вают правильность хода сукна.

Форматный барабан И опирается своими цапфами на шарикоподшип­ники, корпуса которых скользят по направляющим станины 10. Уплотне­ние листа, накатываемого на форматный барабан, осуще­ствляется главным образом да­влением форматного барабана, создаваемым его весом и весом грузов 19, передаваемым на под­шипники форматного барабана через систему рычагов, а также посредством подпрессовочного валика 14, прижимаемого к фор­матному барабану грузом через систему рычагов.

Форматный барабан снабжен механизмом подъема 20, который состоит из двух винтов, шар­нирно связанных с корпусами подшипников цапф форматного барабана, двух червячных пар и звездочек с цепью для вра­щения. Вращение звездочек передается через червяки чер­вячным колесам-гайкам, благо­даря чему осуществляется подъем (опускание) винтов.

Для предупреждения смор­щивания сукна по его ширине служит так называемый разгон­ный ролик 21. На поверхности разгонного ролика от его сере­дины к краям спирально навита толстая проволока, которая при вращении ролика обеспечивает натягивание сукна по его ши­рине.

В последнее время для обе - фиг - 173- Дополнительный пресс-вал.

спечения лучшего уплотнения

пленки и отжатия воды из нее вместо подпрессовочного валика 14 (фиг. 171) предусматривается установка на его месте второго пресс-вала. Цапфы оси дополнительного вала 1 (фиг. 173) устанавливаются в подшипниках, которые смонтированы в специальных держателях 2, шарнирно присоединенных к штангам 3. Верхние концы штанг присоединены к рамке 4, в которой свободно установлены подшипники 5, опирающиеся на шейки оси формат­ного барабана. Завертывая винты 6 и сжимая при этом пружину 7, заста­вляют рамку 4 переместиться несколько вверх, чем и обеспечивают прижа­тие дополнительного пресс-вала к форматному барабану.

Производительность листоформовочной машины в условных плитках определяется по формуле

Q = 60 ■ ~z ■ 7,34 условных плиток в час, (473)

где пб — число оборотов форматного барабана в минуту; к — число пленок в накате;

z — число листов типа ВО в одном накате (при форматном барабане диаметром 1,6 м 2 = 8);

7,34 — переводной коэффициент, учитывающий число условных плиток в одном листе типа ВО.

Выразим число оборотов форматного барабана через окружную скорость

= об/мин (474)

здесь v — окружная скорость барабана (или линейная скорость сукна)

в м/мин;

D — диаметр форматного барабана в м.

Подставим в формулу (473) вместо пе ее значение по формуле (474), полу­чим

Q = 60-^|^z ■ 7,34 условных плиток в час. (475)

Число пленок к в накате равно

s

к = - г-.

где s — толщина наката; по стандарту для листов типа ВО s = 5,5 мм; 6—толщина пленки принимается в пределах 0,9—1,1 мм.

Таким образом, формулу (475) можно записать в виде

об

Q — 60 --д8 z • 7,34 условных плиток в час. (476)

Формула (476) позволяет определить теоретическую производительность листоформовочной машины. При учете же, что при работе имеют место тех­нологические простои, при которых на лучших заводах коэффициент исполь­зования (среднегодовой) составляет 0,9, получим, что фактическая (средне­годовая) производительность Рф будет равна

= 0,9 Q условных плиток в час. (477)

Пример. Определить производительность листоформовочной машины, имеющей следующие параметры: диаметр форматного барабана 1,58 м, скорость сукна 40 м/мин, толщина пленки 1 мм, толщина наката 5,5 мм;

40 * 1

Q = 60 ——f5gT-55 • 8 • 7,34 = 5175 условных плиток в час;

Чфакт — 0,9Q ^ 4650 условных плиток в час.

Проф. П. Н. Соколов рекомендует определять производительность по весу асбестоцемента, отфильтрованного сетчатым цилиндром в единицу времени:

Lb&y - 3600 , ,.70.

Яа. ц ЮОО кг/час, (478)

где L — длина фильтрующей части цилиндра в см;

Ь — окружная скорость цилиндра в см/сек;

Д — толщина слоя (уплотненного) в см;

Y — объемный вес уплотненного и высушенного первичного слоя в г/смъ.

Расчет мощности. Мощность, потребляемая листоформовочной машиной, расходуется на преодоление сопротивлений движению сукна, вызываемых силами трения в подшипниках валов, роликов, барабанов, сетчатых цилин­дров и других элементов машины, а также силами трения качения тех же элементов о сукно.

Момент трения в подшипниках определяется по формуле

Мтр = Q

где Мт„ — момент трения;

Q — общая нагрузка на подшипники, включающая вес вала (барабана, цилиндра, ролика и т. д.), равнодействующую натя­жения сукна, вес асбестоцементной массы на сукне, нагрузку вышележащего вала и т. д.;

|i — приведенный коэффициент трения в подшипниках качения.

Величина р, принимается равной 0,02 с учетом потерь в сальниковых и лабиринтных уплотнениях; d — диаметр цапфы.

Величина потребного тягового усилия Т, приложенного цо наружному диаметру вала (барабана, цилиндра и т. д.), определится, исходя из ниже­следующего.

Момент, создаваемый тяговым усилием Т, будет равен

(480)

(481)

(482)

Тяговое усилие, необходимое для преодоления трения качения между валами (барабанами, цилиндрами, отжимными валами и т. д.), определяется, исходя из равенства моментов трения и движущих моментов для верхнего и нижнего валов.

Так, например, для системы сетчатый цилиндр — отжимной вал имеем

М'тр = 1 и М'тр = Qjh,

где М'тр — момент трения для сетчатого цилиндра в кгсм

Q4 — суммарная нагрузка на сетчатый цилиндр и отжимной вал в кг; p-j — коэффициент трения качения в см

Мтр — момент трения для отжимного вала в кгсм.

Но так как

получаем

где Ті и Т2 — тяговые усилия, которые должны быть приложены к сетча­тому цилиндру и отжимному валу для преодоления сопротивлений трения качения между ними.

Величина коэффициента трения качения в рассматриваемой системе (при учете, что отжимной вал обрезиненный) принимается по аналогии с бумагоделательными машинами равной 0,16.

Для примера рассчитаем систему сетчатый цилиндр — отжимной - вал.

Сначала определим нагрузку на подшипники сетчатого цилиндра. Эта нагрузка складывается из активного веса сетчатого цилиндра, веса ленты с асбестоцементной массой, нагрузки на сетчатый цилиндр от отжимного вала.

Суммарная нагрузка от отжимного вала с грузами в кг............................... 510

Активный вес сетчатого цилиндра в сборе в кг.............................................. 565

Вес погонного метра ленты в кг................................................................................. 8

Объемный вес пленки................................................................................................. 2

Активный вес сетчатого цилиндра равен его весу за вычетом гидростати­ческого давления, действующего снизу вверх.

Сетчатый цилиндр погружается в ванну на величину, равную примерно 0,7 его диаметра. Уровень же жидкости в сетчатом цйлиндре равен обычно 0,2 диаметра сетчатого цилиндра. Таким образом, при сетчатом цилиндре диаметром 850 мм наибольшая величина гидростатического давления будет равна (0,7—0,2) 850-1,06 = 450 мм вод. ст. (где. 1,06 — коэффициент, учитывающий объемный вес среды). При этом гидростатическое давление на участке АБ (фиг. 170), определяемом углом « = 60°, будет изменяться от 0 до 450 мм вод. ст.; на участке БВ, определяемом углом Р = 110°, оно будет постоянным (450 мм вод. ст.) и, наконец, на участке ВГ (у = 60°) оно будет уменьшаться до 0.

Соответствующие подсчеты показывают, что суммарное гидростатическое давление, действующее на сетчатый цилиндр снизу вверх, будет равно (при D = 850 мм и L = 1700 мм) 535 кг. Таким образом, при общем весе сет­чатого цилиндра (в сборе) 1100 кг активный его вес будет равен 565 кг.

Вес ленты, приходящийся на один сетчатый цилиндр при расстоянии между цилиндрами 1875 мм, приближенно будет равен 15 кг. Вес асбесто­цементной массы, приходящийся, например, на средний цилиндр при ширине пленки 1700 мм, толщине слоя 1,8 мм (две пленки), будет равен 10,8 кг.

По формуле (482) определим величины тяговых усилий для преодоления сопротивлений трения в подшипниках сетчатого цилиндра и отжимного вала.

Для сетчатого цилиндра

TC.4=Q^, (487)

где Q — нагрузка на подшипники;

Q = 510 + 565 + 15 + 10,8 = 1100,8 кг;

fj, — приведенный коэффициент трения качения (fj, = 0,02);

d — диаметр цапфы (а = 7 см);

D — диаметр сетчатого цилиндра (D = 100 см)

Тс. ч = 1100,8 - 0,02 = 1,55 кг.

Для отжимного вала

(488)

где Qi — нагрузка на подшипники отжимного вала равна суммарной на­грузке на сетчатый цилиндр за вычетом веса отжимного вала (330 кг) при среднем удельном давлении между отжимным валом и сетчатым цилиндром, равном 3,0 кг на 1 пог. см; d1 — диаметр цапфы (d1 = 5 см);

— диаметр отжимного вала (Z^ = 35 см)

Тс. в = 330 • 0,02 - А. = 0,94 кг.

По формуле (486) для определения величины тягового усилия, потреб­ного для преодоления трения качения между сетчатым цилиндром и отжим­ным валом, получаем

7 20ф± и г 2^tf (489)

Ц Uв

так как Q4 = Qe может записать:

ri + r2 = 2QIjfx1(-i - + ^-). (490)

Величина Q4 суммарной нагрузки при среднем удельном давлении между

отжимным валом и сетчатым цилиндром, равном 3 кг на 1 пог. см, составит

510 кг, Оц = 100 см, De = 35 см,

rj + 7^2.510.0,16 (ш + і) =6,26 кг.

Мощность, необходимая для преодоления сопротивления трения сетча­того цилиндра об асбестоцементную массу, может быть определена на основе формулы (499):

где L — длина цилиндра, равная 1,7 м;

D — диаметр цилиндра, равный 0,85 м.

При окружной скорости сетчатого цилиндра 40 м/мин число оборотов его будет равно

п — = 15 об! мин,

л D я-0,85 ’

откуда угловая скорость составит

со = 7^ = 1,57 сек-1

[цифровые значения остальных величин см. в формуле (499)];

N'mp = 2-10~6-109-1,573-0,855-11 = 0,0041 л. с.

Тяговое (окружное) усилие определим по известной формуле

716,2Nmv 716,2 - 0,0041

= =0’45кг-

Суммарное тяговое усилие будет равно

ТсУм = Тс. ч + в + 2 + Т’р = 9,2 кг.

Аналогично проводится поэлементный расчет мощности в местах ее потребления. Схема расчета при этом принимается следующей (фиг. 174). На схеме приведены: пресс-вал /, форматный барабан 2, натяжной ролик 3, отжимные ролики 4, вакуум-коробка 5, поддерживающий ролик 6, сетчатый цилиндр 7у мешалки <5, разгонный ролик 9, сукнобойка 10, отклоняющий ролик 11, редукторы 12 и 13, электродвигатели 14 и 15.

Задаемся величиной предварительного натяжения сукна в месте его сбегания с прессового вала (точка а на фиг. 174). Принимаем эту величину равной 350 кг. Тогда в точке б эта цифра возрастет на величину тягового усилия, необходимого для преодоления сопротивления трения в этой точке. Продолжая последовательно определение величин тяговых усилий по каж­дой из последующих позиций (в, г, д, . . н, о), находим суммарное тяговое усилие в точке о с учетом предварительного натяжения сукна.

Расчетное окружное усилие на прессовом валу будет равно разности натяжений между набегающей ветвью Т14 и сбегающей Тъ где Тх—величина предварительного натяжения сукна.

Потребная мощность на валу прессового вала будет равна

М° = ("іа75Гі)Ц л - с., (491)

где v — скорость движения сукна в м/сек.

Потребная мощность электродвигателя при к. п. д. т] = 0,9 будет равна

N0 (492)

Мэе=^йьквт-

При расчете системы прессовый вал — форматный барабан принимаются данные: диаметр пресс-вала 300 мм, диаметр цапфы пресс-вала 90 мм, диа­

метр форматного барабана 1600 мм, диаметр цапфы форматного барабана 95 мм, вес форматного барабана 3500 кг, дополнительное нажатие на формат­ный барабан до 2000 кг. Величина коэффициента трения качения между валом и барабаном принимается равной 0,07 см.

Тяговое усилие, необходимое для преодоления трения сукна о поверх­ность вакуумной коробки, определяется по формуле

Тв. к = fcFp кг, (493)

где Тв. к — тяговое усилие;

/е — коэффициент трения между сукном и плоскими бортами вакуум - коробки;

F — живое сечение вакуум-коробки (40 X 160 = 6400 см2); р — величина разрежения в вакуумной коробке (0,4 кгісм2). Определение мощности, потребной для работы мешалок. Расчет проводим сначала для одной мешалки, а затем суммируем для всех мешалок, поль­зуясь формулами, приведенными в книге Г. М. Клюева [9].

Исходные данные: длина лопасти 1900 мм, радиус круга, описываемого концом лопастей, 137,5 мм,

1. Мощность, расходуемая на преодоление сопротивления жидкой среды

_ k-2r. b(2nrnf (.q

ci ~ 4-75-603 1 ' '

♦

где b — длина лопасти (1900 мм); г — радиус лопасти (137,5 мм); п — число оборотов в минуту мешалки (140); k — коэффициент, определяемый по формуле

k = ^-. (495)

где y — удельный вес перемешиваемой среды; в нашем случае при 92% воды и 8% асбестоцементной смеси с объемным весом 1,7 получаем (приб­лиженно)

у = 0,92-1 + 0-08-1’7. ~ 1,06 = 1060 кг/м3; (496)

здесь ij> — коэффициент, учитывающий соотношение b : 2г, т. е. ширины лопасти к диаметру ее.

При

<497>

я|> = 1,25;

g — ускорение силы тяжести (9,81 м! сек2).

Следовательно,

k = - Цг = Тэдг1 ~ 67’5- (498)

Подставляя эти значения в приведенную выше формулу, получаем мощ­ность, расходуемую на преодоление сопротивления среды:

Л7 _ 67,5-2-0,1375-1,9 (6,28 0,1375- 140f

NC, ~------------------------------------------------- = 0,98 л. с.

В каждой ванне установлены две мешалки: одна с п = 140 об! мин, вто­рая сп— 125 об! мин.

Так как величина п входит в формулу в кубе, то мощность, потребляемая

п з / 240 з

~п~) = V 125 ) ~ Ра3а меньше - Следовательно, для второй мешалки мощность будет равна ■ т.7 1 0,93 П г,

Л/Сг = ^,тг = тг~0’7 л-с-

Суммарная мощность, потребная для мешалок трех ванн,

Nc = 3 (NCi + NCJ = 3 (0,98 + 0,7) = 5,03 л. с.

2 Мощность, необходимая для преодоления сопротивления трения ротора мешалки о жидкость, определяется по формуле

;р = Р0дш^(1+^-)л. с., (499)

где Р0 — коэффициент (2-Ю 6);

g — масса единицы объема жидкости в кг секУм;

q = — = 4^- = 9 кг-сек2/м; (500)

к» — угловая скорость мешалки в сек-1;

ЯП it-140 , . „ 1 rcni

“ = = (501>

D — диаметр круга, описываемого лопастями (275 мм); b — длина лопасти (1,9 м).

Следовательно,

= 2-10~6-109-14,73-0,2755 (1 + = 0,039 л. с.

Так как вторая мешалка имеет угловую скорость в 1,11 раза меньше, чем первая, то потребная мощность в 1,113 меньше:

N"mp = ^^-^^0,028 л. с. (502)

Следовательно, полная потребная мощность на преодоление трения Nmp = 3 (0,039 + 0,028) = 0,2 л. с.

3. Мощность N'u, расходуемая на преодоление сил инерции мешалки и жидкости, определяется по формуле

0,0040Л + 0,0066.,

100*

ЛV __________________ | UjUUOU^ Л ^

vv#i inn/ umax Лв Ст>

где GM — вес перемешивающего устройства мешалки в кг (~60 кг);

— вес жидкости, приводимой во вращение мешалкой;

1,25'vK;

здесь y — удельный вес жидкости (1,06);

V — объем цилиндра с диаметром D = 0,275 м и длиной I — 1,9 м. Так как во вращение практически приводится масса, имеющая объем больше объем'а цилиндра, то вводится коэффициент 1,25.

Тогда

вж = 1,25-1,06-0,785-0,275а-1,9 жР, 15т = 150 кг; vmzx — максимальная окружная скорость при п= 140 об! мин.

01 = 14,7и vmzx — /чо = 0,137 ■ 14,7 = 2 м/сек;

t — пусковой период в сек (принимаем t = Ю сек).

Подставляя все эти значения, получаем

0,004-60 + 0,006-150 0 ___ 00

Nu = ШГо-------------------------- 2^ 0,0022 л. с.

Считая все мешалки одинаково загруженными, получаем Nu = 6N= 6-0,0022^0,013 л. с.

Суммарная потребная мощность составит

NcyM = Nc+ NT + Nu = 5,03 + 0,2 + 0,013 ж 5,24 л. с.

Мощность электродвигателя при к. п. д. передачи ц — 0,8 будет равна іи _ Ncm _ 5,24 _ 4 о „т

3-д [х-1,36 0,8-1,36 4,в кет.

§ 5. РОТАЦИОННЫЕ НОЖНИЦЫ

От листоформовочной машины срезанный накат поступает на конвейер 1 (фиг. 175), подающий этот накат к ротационным ножницам.

С конвейера 1 накат по­ступает на транспортиру­ющий барабан 2, на кото­ром осуществляется про­дольное и поперечное раз-

резание наката. Разрезанный на листы накат поступает на отводящий кон­вейер 3. Все механизмы ножниц смонтированы на станине 4. В средней части станины установлен транспортирующий барабан 2, получающий вра­щение от общего привода через промежуточный вал 5 (см. кинематическую схему на фиг. 175, б).

От транспортирующего барабана через зубчатые передачи вращение пере­дается двум обрезиненным прижимным валикам 6, ножевому устройству продольной резки 7 и ножевому устройству поперечной резки 8.

На валу ножевого устройства для продольной резки установлены диско­вые ножи, которые непрерывно вращаются в направлении, противополож­ном вращению транспортирующего барабана. Лезвия дисковых ножей за­глублены в кольцевые канавки, имеющиеся на транспортирующем барабане, чем обеспечивается полное прорезание наката.

Ножевое устройство для поперечной резки 8 состоит йз вала 9, ступиц 10 и балок 11, к которым крепятся ножи 12. Ножи установлены под углом 120°

и вращаются с той же окружной скоростью, что и транспортирующий бара­бан. Длина отрезаемого ли­ста при трех ножах соста­вляет 400 мм. Если убрать два ножа, оставив только один, то получим лист дли­ной 1200 мм. Заменив сту­пицы 10 и установив два ножа (диаметрально), по­лучим листы длиной по 600 мм.

Для обеспечения совпа­дения первого поперечного реза с передним краем (вблизи от него) движуще­гося асбестоцементного на­ката и отключения ноже­вого устройства при по­стоянно включенном при­воде ножниц служит муфта включения, представлен­ная на фиг. 176.

Когда на транспорти - ФигЛ176. Муфта включения. рующем барабане резатель­

ного станка нет асбесто­цементного листа, второй (по ходу) прижимной ролик 1 находится в нижнем положении и рычаг 2, шарнирно связанный со штоком 3, упирается в собачку 4 муфты, при этом собачка поворачивается по часовой стрелке и выводит из зацепления с храповым колесом 5 поворотный сухарь 6. В этом положении приводная шестерня муфты вращается вхолостую. Для того чтобы под действием пружины 7, соединенной с собачкой 4, муфта не повер­нулась в обратном направлении (что вызывает включение муфты и поломку), служит обратный рычаг 8, упирающийся в сегмент 9 муфты. При прохожде­нии асбестоцементного листа прижимной ролик 1 приподнимается и подни­мает рычаг 2. При этом освобождается собачка 4, которая под действием пружины 7 поворачивается и вводпт сухарь 6 в зацепление с храповым коле­сом 5.

Корпус муфты и ножевое устройство поперечной резки начинают при этом вращаться вместе с приводной шестерней муфты как одно целое. Вра­щение, а следовательно, и разрезание асбестоцементного наката продол­жается до тех пор, пока под вторым прижимным роликом 1 находится асбес­тоцементный лист. Когда асбестоцементный лист пройдет, ролик опустится и собачка 4 муфты при дальнейшем вращении упрется в рычаг 2. При этом

сухарь 6 выйдет из зацепления с храповым колесом 5, и ножевое устройство поперечной резки остановится в исходном положении.

Определение мощности электродвигателя. Мощность при работе ротацион­ных ножниц затрачивается на разрезание листа в продольном и поперечном направлениях и на транспортирование его.

Мощность, необходимая для поперечной резки наката, определяется исходя из следующего. В процессе разрезания, по мере углубления ножа в толщу листа, сопротивление, встречаемое ножом, постепенно возрастает, несколько уменьшаясь в конце реза. ■

По данным института НИИСтроммаш, удельное усилие резания р = 35 кг на 1 пог. см. Принимая максимальную ширину листа L равной 170 см, полу­чим наибольшее значение усилия резания

Ртив = P-L = 35-170 = 5950 кг. (503)

Определим величину работы поперечного резания, приняв с запасом уси­лие резания равным Рнаиб:

А = S = 5950-0,01 = 59,5 кгм, (504)

где б — толщина разрезаемого листа (для плит ЦНИПС 6=10 мм). Мощность, затрачиваемая на поперечное резание листа, будет равна

^ = 7ЛЩ-Квт’ (505)

где t — продолжительность процесса резания в сек г] — к. п. д. передачи (0,85).

Время t, затрачиваемое на процесс резания, определится исходя из сле­дующего:

из треугольника АБВ и ОБВ (фиг. 177, с) получаем

АВ-cos а = АБ;

OB-cos р = ОБ.

Суммируя, получим

АВ cos а + OB cos Р = АБ + ОБ. (507)

Обозначая радиус окружности ножей через г, радиус транспортирую­щего барабана через R, толщину листа через б, получим

г cos а + (/? - f S) cos Р — г + R; (508)

из тех же треугольников, находим

БВ = г sfn а = (/? -{- б) sin Р, (509)

откуда

slnp=-^f. (510)

Подставляя цифровые значения в формулы (508) и (510), получим

197 cos а + 390 cos Р = 577; (511)

sin Р = 0,506 sin а. (512)

Выразив косинусы углов через синусы, получим

197 /1 — sin2 а + 390 У — sin2 Р = 577. (513)

Чтобы исключить радикалы, разложим подкоренные выражения в ряд по биному Ньютона и получим

Y — sin2a=l ^-sinza ^-sin4a...; (514)

Y1 — sin2 P = 1------------ - sin2 p sin4 p... (515)

Так как этот ряд весьма быстро сходится, то практически ограничимся лишь первыми двумя членами.

Подставив полученные значения в формулу (513), получим

197 (i sin2 a) + 390 (1 — sin2 р) = 577. (516)

Заменив sin Р через sin а по формуле (512), найдем

197 _ 98,5 sin2 a - f 390 — 195-0,5062 sin2 a = 577 (517)

sin2 a = 0,0676; sin a = 0,26, (518)

откуда a = 15°5

Время t, затрачиваемое на резание при числе оборотов вала ножевого устройства 26,2 в минуту, будет равно

, 60а 60-15°5' л ппсо /С1п

1 = ТШ = -2WT36CT = °>0953 се/с - <519>

Подставляя найденное значение t в формулу (505), получим

59,5

0,0953-102-0,85

Мощность, потребная для продольного резания, определится исходя из следующего.

Величина усилия резания равна

Р = рЫ, (520)

где р — удельное усилие резания (35 кг/см);

б — толщина разрезаемого листа (1 см); і — число режущих ножей (5).

Мощность, затрачиваемая на продольное резание,

= (521)

где v — скорость резания, равная скорости подачи листа транспортирую­

щим барабаном. При диаметре барабана 760 мм и числе его оборотов 13,07 в минуту получим

nDn я *0,76* 13,07 _ СГ1 , /сппч

v = - 6'0 - =----------- —---------- = 0,52 м/сек. (522)

Окончательно будем иметь

at p&iv 35*1*5*0,52 * пс /Сооч

N = І02ЇГ = ~ 102*0,85 - = 1’05 Квт■ ^

Необходимо отметить, что формулы (520)—(523) применимы при окруж­ных скоростях резания до 1 м/сек. При резании же быстроходными диско­выми ножами, при окружных скоростях порядка 45—50 м/сек, потребная мощность возрастает до 1 квт на один режущий нож (примерно в 5 раз). Происходит это вследствие появляющегося значительного трения боковых поверхностей лезвия ножа о материал. Это сопротивление трения может быть значительно снижено при условия применения ножей так называемого сабельного типа.

• Подача асбестоцементного наката от листоформовочной машины к рота­ционным ножницам производится ленточным конвейером длиной 5,55 м при ширине ленты 1,8 м. Поддерживающим устройством для ленты является металлический лист, по которому скользит лента. Принимая удельный вес у сырого листа равным 2,5 т/м3 при толщине его h = 1 см, ширине b = 1,7 ж и длине L, равной длине конвейера, найдем вес транспортируемого листа

Q = bhLy = 1,7.0,01-5,55.2,5 = 0,236 т. (524)

Вес верхней ветви ленты будет равен (при весе погонного метра, равном 22 кг) 122 кг.

Общая нагрузка Qo6uf на металлический лист, поддерживающий ленту, будет равна 358 кг.

Мощность, потребная для транспортирования,

N* = qmtJl'c" (525)

где f — коэффициент трения между лентой конвейера и металлическим листом (f = 0,2); v — скорость транспортирования (v = 0,5 м/сек); г] — к. л. д. конвейера (г] = 0,8);

.. 358*0,2-0,5 п..

102*0,8 ' = °’44 тт-

Соответственно получим для отводящего конвейера при его длине, рав­ной 7,2 м,

N4 = 0,57 квт.

20 Сапожников

Суммарная мощность Nсум будет равна 9,26 кет.

В связи с тем, что процесс поперечной резки асбестоцементного листа является периодическим, а процессы продольной резки и транспортирова­ния листа непрерывны, нагрузка электродвигателя пульсирующая (фиг. 177, б). Исходя из изложенного, принимаем отношение максимальной пиковой мощности к номинальной, равной 1,4, при учете, что средняя мощ­ность за цикл, - как показывают подсчеты, составит 3,6 кет:

■ j А'^гЛЯу 9,26

Nhomuh = —[jr = - JJ - = 6,6 кет.