Оборудование заводов по переработке пластмасс

Поверочный расчет экструдера

При поверочном расчете экструдера исследуются технические возможности машины применительно к переработке одного ма­териала (или группы материалов) в однотипные или различ­ные изделия. При этом предполагается, что все основные харак­теристики экструдера, перерабатываемого материала и парамет­ры технологического режима заданы. Ниже приводятся исход­ные сведения, необходимые для поверочного расчета экстру­дера:

Документ или технологический параметр

Чертежи червяка Чертежи головки

Характеристика материала, реологи­ческие свойства в диапазоне гради­ентов. скорости и температуры, охва­тывающем рабочий интервал Зависимость плотности от температу­ры и давления

Зависимость теплоемкости и коэф­фициента теплопроводности от тем­пературы

Гранулометрический состав, насып­ная плотность, коэффициенты внеш­него трения и их зависимость от температуры и давления

Назначение

Определение геометрических ко­эффициентов

Определение коэффициента сопро­тивления и индекса разнотолщин-

Ности

Расчет характеристик червяка и головки

Определение осевого усилия и мощности привода Определение температуры разо­грева

Расчет производительности зоны питания

Характеристика технологического ре­жима: заданные скорость вращения червяка, температурный режим и производительность

Характеристика экструдируемого из­делия, профиль поперечного сечения

Допускаемые отклонения по разме­рам

Определение констант, характери­зующих свойства материала при условиях переработки

Проверка на индекс разнотол - щенности

Расчет необходимой точности под­держания температур

В ходе поверочного расчета проверяются основные парамет­ры процесса. Для этого строятся внешние характеристики чер­вяка при различных значениях скорости вращения (обычно в пределах рабочего диапазона выбираются три-четыре значения скорости вращения).

Серьезным затруднением, возникающим при отыскании об­щего решения для уравнений экструдера и головки, является не­явный характер функциональной зависимости между давлением на выходе из червяка и температурой. Это означает, что каждой точке внешней характеристики червяка соответствует не только свое значение давления, но и свое значение температуры рас­плава. Наиболее удобный прием, служащий для нахождения общего решения, состоит в использовании графоаналитического метода. При этом удобнее представлять внешнюю характери­стику в логарифмических координатах в виде зависимости lgQ = =f(gP), так как характеристика головки, описываемая выра­жением вида

Q = Кг' [R (Т) Рг/10]1

Изображается в этих координатах прямой линией, угловой ко­эффициент которой равен п. Изменение температуры расплава приводит к параллельному смещению характеристики головки на величину lgi?(7). Поэтому задача выбора соответствующей прямой решается параллельным смещением характеристики го­ловки вдоль характеристики червяка до точки, в которой зна­чения температуры расплава для обеих характеристик совпада­ют (рис. 5.34).

Для выявления требований к точности системы регулирова­ния температуры головки на итоговом графике наносится допу­стимый интервал колебаний производительности и рассчитыва­ются допустимые изменения R(T), при которых колебания про­изводительности еще не выходят за установленные пределы. За­тем по величине допустимых колебаний производительности рас­считывается предельно возможный интервал изменения темпе­ратуры. Далее определяются осевое усилие и мощность, необ-

Lg Р

Рис. 5.34. Графоаналитический метод нахождения рабочей точки.

Кривая — внешняя характеристика червяка. Числа на кривой — значения R(T) в соот­ветствующих точках. Наклонные прямые — характеристики головки при разных значе­ниях температуры, определяемых значениями R(T).

Рис. 5.35. Номограмма для предварительного определения диаметра червяка по заданным значениям объемной производительности и среднего градиента

Скорости (y=nDN/h0, h0-—глубина канала в зоне дозирования).

Ходимые для привода червяка. Данные, полученные в результа­те поверочного расчета, могут быть использованы для прочност­ного расчета отдельных узлов и деталей машин.