LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Розвиток наукових основ проектування обладнання для подрібнення відходів термопластичних і гумових матеріалів легкої промисловості

термопластичних матеріалів роторні дробарки доцільно застосовувати для отриманням часток матеріалу не менше 2 мм. Для отримання більш дрібних фракцій доцільно застосовувати обладнання, що реалізує об'ємне деформування матеріалу.

Визначено, що відхилення результатів розрахунків потужності за математичною моделлю від даних експерименту при подрібненні одиничних шматків матеріалу в роторній дробарці не перевищує 8 %, а при подрібненні кількох однакових шматків матеріалу збільшується до 12...20%.

Представлено експериментально отримані залежності насипної густини сумішей фракцій подрібнених полімерних матеріалів з розмірами часток від 10 до 2 мм, які потрібні для рішення рівняння (25).

Представлено результати експериментальних досліджень процесу подрібнення матеріалів відходів гуми в екструдері. Дослідження проведені за допомогою розробленої експериментальної установки, що складається з екструдера і системи вимірювання технологічних параметрів. Екструдер має на виході головку, що обертається від окремого електроприводу, яка дозволяє вимірювати діючий на неї напірний тиск матеріалу. В результаті досліджень отримано підтвердження адекватності аналітичної моделі подрібнення гум в екструдері реальному процесу. На рис. 21, 22 представлено графіки залежностей напірного тиску від температури циліндра і питомих енерговитрат на утворення поверхні часток гуми при подрібненні в екструдері від ступеня стискання матеріалу в головці, які отримані в результатіі експерименту і за аналітичною моделлю.























Рис. 21. Графіки залежності напірного тиску, що створюється в екструдері від температури циліндру, при різних значеннях довжини заповнення каналу гумою: - експериментально отримані значення


Рис. 22. Залежність питомих енерговитрат на утворення поверхні часток гуми при подрібненні в екструдері від ступеня стискання матеріалу в головці при різних температурах матеріального циліндра




Визначено: максимальна продуктивність екструдера при подрібненні гуми досягається при температурі матеріального циліндра 390...405оК; значення граничних конструктивних і технологічних параметрів при яких процес подрібнення гуми відбувається без перевищення допустимої температури її розігріву, яка становить 400...410оК; максимальне прирощення питомої площі вільної поверхні гуми досягається при температурі матеріального циліндра 340...390оК, а при подальшому зростанні температури - зменшується до 390...400оК, потім знову зростає; відхилення значень питомих енерговитрат на подрібнення гуми в екструдері, що розраховані за математичної моделлю від експериментальних не перевищує 15 %.

Встановлено: близько 90% витрачуваної енергії припадає на обертання черв'яка; потужність обертання черв'яка в більшій мірі залежить від початкових розмірів часток гуми ніж потужність обертання головки; руйнування гуми відбувається поступово по всій довжині каналу черв'яка; при поміщенні одразу після подрібнення порошку гуми в ємність його температура підвищується в результаті хімічної взаємодії з киснем повітря (в результаті може відбуватись деструкція і навіть загоряння гуми); зростання при 400оК пов'язано з прискоренням процесу руйнування гуми внаслідок процесу термодеструкції і проводити подрібнення в такому тепловому режимі недоцільно; для досягнення максимального технологічного ефекту подрібнення гуми на основі бутілкаучуку необхідно температуру матеріального циліндру підтримувати на рівні 370...375оК; визначення раціональних конструктивних і технологічних параметрів екструдерів для подрібнення гумових відходів можна здійснювати за допомогою математичної моделі на основі рівнянь (27), (28), якщо відомі рівняння виду (19), (22).

Сьомий розділ присвячено практичному використанню результатів виконаних досліджень. Представлено методологічні основи синтезу, проектування обладнання і розробки технологічних процесів для подрібнення відходів полімерних матеріалів, а також результати впровадження виконаних досліджень у виробництво.

Показано на прикладах, що аналіз структурних схем подрібнювачів (табл. 1) дозволяє здійснювати синтез механічних пристроїв для подрібнення відходів матеріалів з різними геометричними і фізико-механічними властивостями.

Показано, що вихідними даними для розробки технологічного процесу переробки відходів полімерних матеріалів повинні бути наступні відомості: дані про фізико-механічні і хімічні властивості полімерного матеріалу; геометричні розміри і швидкість утворення відходів; вимоги до кінцевого продукту (розмір часток, стан поверхні).

Визначені науково обґрунтовані критерії вибору раціональної стадійності процесу подрібнення і виду обладнання для їх реалізації. Необхідність такого розрахунку обумовлена раціональним вибором або проектуванням обладнання, яке б забезпечило процес подрібнення з потрібною продуктивністю і якістю при мінімальних капіталовкладеннях і енерговитратах. На основі математичної моделі подрібнення в роторних дробарках отримано залежності діаметру ротору дробарки від початкових розмірів відходів матеріалів представлено на рис. 25. Отримана залежність може бути використана як номограма для визначення діаметру ротору дробарки для подрібнення матеріалу з середнім розміром а0, при конструктивній схемі дробарки, в якої добуток кількості ножів ротору і корпусу =2.






















Рис.25. Номограма для попереднього визначення діаметру ротора дробарки для подрібнення матеріалу з середнім початковим розміром а0


При виборі дробарки з іншим добутком , діаметр ротору визначається за формулою

. (29)

Продуктивність дробарки з ротором такого діаметру при різних швидкостях його обертання розраховується за математичною моделлю. Після чого розглядаються варіанти дробарок при різній кількості ножів, продуктивності при визначених діаметрах і різній швидкості обертання. Якщо при визначеному діаметрі ротора продуктивність і потужність приводу дробарки нас не задовольняє (є завеликою для умов підприємства), то приймається рішення про розділення процесу подрібнення на дві стадії. Для цього рекомендується вибрати з таблиці 1 структурну схему нижчого порядку. Наприклад, прийняти для попереднього розділення матеріалу подрібнення за структурною схемою 1 (табл. 1). Такій схемі може відповідати