Оборудование предприятий по переработке полимеров

Устройство и принцип действия вальцев

Все типы вальцев имеют в основном одинаковый принцип действия и ряд сходных узлов и деталей.

На рисунке 2. 3 представлена схема секции вальцев с групповым левым приводом.

Основным рабочим органом являются два полых валка 1 и 2, расположенных в одной гори­зонтальной плоскости и вращающиеся в разные стороны, в подшипниках скольжения или качения, установленных в двух станинах 8 и 12. Валки изготовляются из высококачественного чугуна. Ва­лок 1 называется передним, т. к. он расположен с передней стороны рабочего места вальцев. Рабо­чая поверхность вальцев может быть гладкой или рифленой в зависимости от назначения вальцев.

Каждая из двух станин 8 а 12 сверху стянута траверсой 5 и 17 и установлена на чугунной фундаментной плите 11. Станины и траверса отливаются из чугуна. У вальцев с групповым приво­дом на фундаментной плите под каждой из станин устанавливаются трансмиссионные подшипни­ки 9, 14.

Регулировка величины зазора между валками производится при помощи специальных меха­низмов 7, снабженных предохранительными устройствами. На каждой из станин вальцев имеются указатели величины зазора б для устранения перекоса валков.

Раздвижные щитки стрелки 3 предназначены для предотвращения попадания смеси в вал­ковые подшипники, одна их половина крепится к переднему, а другая к заднему подшипникам валков.

На поперечинах станин вальцев смонтированы устройства 19 и 20 для аварийного останова вальцев. Механизм состоит из четырех стоек, между каждыми двумя из которых имеются тросики или штанги, параллельные осям валков. Один конец закреплен неподвижно, а второй соединен с конечным выключателем. При нажатии на штангу 20 происходит отключение электродвигателя, торможение и автоматический останов вальцев. Здесь штанга аварийного отключения располага­ется сверху над валками. Существует система аварийного останова, когда штанга располагается перед рабочим местом (позволяет быстрее включить механизм останова). Торможение индивиду­альных и сдвоенных вальцев производится при помощи колодочного или ленточного тормоза, вальцев с групповым приводом - при помощи синхронного электродвигателя.

На рисунке 2. 4 представлена схема тока полимерного материала в области деформации вальцев. Резиновая смесь загружается на вальцы, причем захват смеси происходит лишь при неко­торых значениях углов захватов. Углом захвата называют центральный угол, образованный лини­ей центров и радиусом вектором, проведенным из центра вращения валка к крайней точке сопри­косновения резиновой смеси с поверхностью валка (на практике он составляет 30^45°). За счет сил адгезии и трения материала о поверхности валков происходит затягивание материала в сужаю­щийся межвалковый зазор. На некотором расстоянии от поверхностей валков есть слои, направле­ние течения которых обратно направлению вращения валков. Эти слои, сталкиваясь, образуют так называемый вращающийся запас резиновой смеси - турбулентное ядро. В межвалковом зазоре в результате деформации материала, сил трения и когезионных сил происходит разогрев резиновой смеси. По выходе из межвалкового зазора резиновая смесь остается, как правило, прилипшей к по­верхности переднего валка, так как он имеет меньшую скорость вращения, более высокую темпе­ратуру.

2.1.2 Конструктивные элементы вальцев

Валки. Представляют собой два полых цилиндра с шейками (см. рис. 2. 5). Валки изготавли­вают из высококачественного чугуна с закаленной поверхностью. Шейка по рисунку 2. 5 имеет диаметр d и служит для посадки в подшипники (например, качения), а концевая часть диаметром d4 - для посадки фрикционных или приводных шестерен.

Валки вальцев имеют систему охлаждения для подачи охлаждающей воды. В настоящее вре­мя распространение имеют две системы охлаждения: с открытым сливом (см. рис. 2. 6 а) и закры­тым сливом (см. рис. 2. 6 б). Рисунок не нуждается в комментариях. Система охлаждения с откры­тым сливом предпочтительнее вследствие следующих преимуществ: обеспечивается более интен­сивное охлаждение за счет увеличенной скорости воды по охлаждаемой поверхности; простота конструкции и эксплуатации.

Станины и фундаментные плиты. Являются силовыми элементами вальцев, воспринимаю­щие различные нагрузки. Изготавливаются, как правило, из высококачественного чугуна.

Системы аварийного останова. Существует множество различных систем останова вальцев: со стержневой штангой (см. рис. 2. 3); с тросиковыми штангами; с закреплением штанги в шарни­рах-подшипниках и др. В общем случае системы аварийного останова состоят из штанг, конечных выключателей, переключателей, тормозных, блокирующих и других устройств.

Главное требование к системам аварийного останова - обеспечение минимального тормозно­го пути.

Устройство резки на полосы. Для подрезания резиновой смеси современные вальцы оснаща­ют наборами ножей. На рисунке 2. 7 показана современная система срезания резиновой смеси. Она состоит из держателя 1, стальных валов 3, на которых смонтированы держатели обоих ножей

4. Держатель одного из ножей 1 может перемещаться по валу и занимать положение, соответствующее выполняемой операции, и приводиться в действие от маховичка. Держатель вто­рого ножа напрямую соединен с резьбовым винтом, который управляет редуктором. Ход ножей отображается на панели привода, который получает сигнал от соответствующего поворотного по­тенциометра, связанного с резьбовым винтом. Все рычаги держателей непосредственно связаны с пневматическим поршнем двойного хода, перемещающего его в обоих направлениях. В положе­нии покоя рычаги держателей ножей находятся на расстоянии от переднего валка, в рабочем поло­жении включается поршень, и рычаги держателей ножей перемещаются вперед. Вследствие этого лезвия ножей соприкасаются с валком, отрезая полосу смеси. После отрезания поршень возвраща­ет рычаг

Держателя ножа в положение покоя.

Кинематические схемы привода вальцев. Привод вальцев для переработки каучуков и рези­новых смесей может осуществляться по следующим кинематическим схемам:

- групповой привод с синхронным (рис. 2. 8а) или асинхронным двигателем (рис. 2. 8б).

При групповом приводе крутящий момент от электродвигателя передается либо через

Редуктор, либо через жесткую муфту на участок трансмиссионного вала, расположенного под вальцами. Достоинства: обеспечивается более равномерная нагрузка на двигатель, т. к. пиковые нагрузки отдельных вальцев не совпадают. Недостатки: при неполадках из строя может выйти весь агрегат;

- сдвоенный привод (рис. 2. 9) - осуществляется от электродвигателя через редуктор, кото­рый имеет два выходных вала;

- индивидуальный привод (рис. 2. 10) - каждая машина приводится в движение от асин­хронного двигателя трехфазного тока через редуктор. Недостатки: мощность двигателя должна быть выше средней мощности в 1, 5^2 раза (из-за пиковых нагрузок), что приво­дит к его неэффективному использованию из-за недогруженности;

- единичный привод каждого валка. Осуществляется от электродвигателя через блок редук­тор, в котором смонтированы все приводные и передаточные шестерни. Достоинства: улучшается работа зубчатых зацеплений, позволяет плавно регулировать число оборотов и соотношение окружных скоростей вращения валков. Недостаток: высокая стоимость.