diplom (708732), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Для обеспечения бесперебойной работы станка устанавливается накопитель. На накопитель укладываются рулоны, снимаемые с наката машины.

3. Технологические расчеты

3.1. Определение скорости картоноделательной машины по приводу

По заданной производительности выбрать ширину машины и рассчитать рабочую скорость машины Vр:

где: Q – производительность машины, кг/сут, Q = 350000 кг/сут

b – ширина полотна на накате, м, b = 4,2 м

q – масса 1 м², г/м², q = 300 г/м²

k₁ – коэффициент загрузки работы машины в течение суток (число часов фактической работы, обычно k₁ = 22,523), ч, k₁ =22,5

k₂ – коэффициент использования рабочего хода машины (учет холостых ходов k₂ = 0,950,98), k₂ = 0,95

k₃ – коэффициент выхода нетто товарной продукции из брутто всей машинной продукции (учет оборотного брака, k₃ = 0,880,98), , k₃ = 0,88

Рассчитать скорость машины по приводу:

Скорость по приводу уточняется согласно табл. 2 [ 3 ] и принимается, как правило, равной ближайшему большему значению.

3.2. Механизм продольной резки

На продольно-резательных станках применяют два метода резки: по принципу ножниц и под давлением. При резке по принципу ножниц бумага проходит между режущими кромками двух ножей: чашечного и дискового. При резке по методу давления бумажное полотно охватывает ножевой вал, на который надеты стальные закаленные кольца высокой твердости. К нему сверху прижимаются пружинами дисковые ножи, осуществляющие резку бумаги. Количество ножей на единицу больше количества рулонов, так как по краям устанавливаются дополнительные ножи для обрезания кромок.

Наибольшее распространение получил метод резки по принципу ножниц, обеспечивающий более чистый и гладкий рез и большую износоустойчивость ножей.

При резании по принципу ножниц установка ножей показана на рис. 3.2.1

Рис. 3.2.1 Установка дисковых ножей

1 – дисковый нож; 2 – чашечный нож; 3 - бумага

Угол взаимного наклона ножей изменяется от 2₂ к 2₁. В свою очередь, эти углы равны (при условии равенства радиусов верхнего и нижнего ножей).

где h – перекрытие ножей, 0.0014 м

r – радиус ножей, 0.315 м

 - толщина бумажного полотна, 0.001 м

В расчетах принимают средний угол наклона ножей 2_ср

Величину перекрытия ножей h принимают такой, чтобы средний угол наклона 2_ср не превышал 15⁰. В противном случае появляющиеся в месте встречи ножей сила вытеснения материала может превысить силу трения бумаги о ножи, что приведет к опасности разрыва кромок полотна и его обрыву.

3.3. Определение скорости ПРС

Скорость продольно-резательного станка определяется, как минимум, тремя факторами.

В первую очередь, при определении скорости ПРС необходимо исходить из производительности (скорости) бумагоделательной машины. Как правило, БДМ обслуживает один станок. Тогда необходимая (минимальная) скорость продольно-резательного станка

где: V_м – скорость БДМ по приводу, м/мин, V_м = 350 м/мин;

t_всп – длительность вспомогательных операций (установка и съем рулонов, заправка и склейка при обрывах и т.п.), обычно составляет 6  8 мин, t_всп = 6 мин;

S – длина намотанной бумаги, м;

д лину бумаги в рулоне можно вычислить по формуле

где: D – наружный диаметр рулона на накате БДМ, 2.2 м;

D_т – диаметр тамбурного вала, 0.42 м [ 5 ];

б – толщина бумажного полотна, 0.001 м [ 6 ].

 - коэффициент запаса,  = 1,15.

Второй и третий факторы ограничивают максимальную скорость станка.

При вращении рулона в его наружном витке от действия центробежных сил возникают растягивающие напряжения, которые при достижении некоторой критической скорости V_пр могут превысить допускаемые напряжения на разрыв. Взяв за характеристику прочности картона его разрывную длину в машинном направлении, можно определить критическую скорость, обусловленную центробежными силами

где L – разрывная длина картона в продольном направлении, 6000 м

g – ускорение силы тяжести, g=9.81 м/с².

В расчетах необходимо принимать, что напряжения в картоне не должны превосходить 20% предела его прочности. Тогда допускаемая скорость наматывания

С учетом будущей модернизации КДМ, для дальнейших расчетов, принимаем скорость проектируемого станка равной V_ст = 2200 м/мин. = 36.7 м/с.,

4. Конструктивные расчеты

4.1. Исходные данные для расчетов:

• обрезная ширина бумажного полотна, м – 4.2

• скорость станка max, м/мин – 2200

• скорость станка min, м/мин – 945

• скорость заправочная, м/мин – 25

• скорость рабочая, м/мин – 2200

• диаметр несущих валов, м – 0.59

• диаметр цапф несущих валов, м – 0.14

• диаметр прижимного вала, м – 0.24

• диаметр цапф прижимного вала, м – 0.08

• коэффициент трения качения в подшипниках – 0.02

• максимальный диаметр наматываемого рулона, м – 1.5

• максимальный диаметр разматываемого рулона, м – 2.2

• коэффициент отношения линейной скорости прижимного вала и скорости полотна – 1.02

• коэффициент трения рулона по несущим валам – 0.1

4.2. Расчет мощности, потребляемой продольно-резательным станком.

В продольно-резательных станках приводными являются несущие валы, а при скорости свыше 1000 м/мин привод имеют еще бумаговедущие, прижимный и ножевой валы для компенсации добавочных динамических натяжений в бумажном полотне при разгоне станка.

Мощность, потребляемую станком определяют по формуле:

где V_cт - скорость станка

Т – сумма тяговых усилий для преодоления сил трения в узлах станка

где Т₁ – тяговое усилие для преодоления трения в подшипниках несущих валов;

Т₂ – тяговое усилие для преодоления трения в подшипниках прижимного вала;

Т₃ – тяговое усилие для преодоления трения качения между рулоном и несущим валом;

Т₄ – тяговое усилие для преодоления трения между рулоном и прижимным валом;

Т₅ – тяговое усилие для преодоления трения в подшипниках тамбурного вала;

Т₆ – тяговое усилие для наматывания бумаги;

Т₇ – тяговое усилие для размотки бумаги (усилие натяжения полотна);

Т₈ – тяговое усилие для преодоления трения в подшипниках бумаговедущего вала;

где f – коэффициент трения в подшипниках, f = 0,02

d – диаметр цапфы несущего вала, м

D – диаметр несущего вала, м

Q_o – общая нагрузка на несущий вал, Н

где Q – нагрузка на несущий вал от веса рулона:

где G_рул – вес наматываемого рулона, Н

где b – обрезная ширина, 4.2 м

 - объемный вес намотанного полотна, равный 550 кг/м³

D_рул – диаметр наматываемого рулона, равный 1.5 м

 - угол между вертикалью и линией соединения центров вала и рулона, = 20⁰

P_д – динамическая нагрузка от возможного эксцентриситета наматываемого рулона

где В_о – обрезная ширина, 4.2 м

 - объемный вес намотанной бумаги равный 550 кг/м³

V_cт – скорость станка, 2200 м/мин = 36.7 м/с

g – ускорение свободного падения, 9.81 м/с²

e – добавочная нагрузка от возможного эксцентриситета рулона, принимают равным 0.003  0.005, 0.005

G_в – вес несущего вала, 1.4 10⁴ Н

где f – коэффициент трения качения в подшипниках

d – диаметр цапфы прижимного вала, 0.08 м

D – диаметр прижимного вала, 0.24 м

Q – нагрузка на подшипники прижимного вала, Н

где q – линейное давление между прижимным валом и рулоном, равное 4000 Н/м [1];

b – длина рабочей части вала, 2.1 м

Поскольку прижимной вал состоит из двух секций, то имеем две пары подшипников, поэтому Т₂ = 112 Н, т.е. в два раза больше, полученного при расчете результата.

где R – коэффициент трения качения рулона бумаги по прижимному валу, равный 2

D_пр – диаметр прижимного вала, мм

D_г – диаметр гильз, мм

Q – давление между валом и рулоном, 16800 Нм

где R – коэффициент трения качения рулона бумаги по прижимному валу, равный 2

D_н.в – диаметр несущего вала, 590 мм;

D_р – диаметр наматываемого рулона, 1500 мм;

Q – нагрузка на несущий вал от наматываемого рулона;

где q – линейное натяжение равное 20 кг/м = 200 Н

b – ширина наматываемого рулона, 4.2 м

где f – коэффициент трения качения в подшипниках, 0.02

d – диаметр тамбурного вала, 0.42 м

D – диаметр разматываемого рулона, 2.2 м

Q – нагрузка на тамбурный вал, Н

где G_бум – вес разматываемого бумажного полотна, 8.6 10⁴ Н

G_т.в. – вес тамбурного вала, Н

где  – плотность стали,

b – длина рабочей части вала, м

D_н – наружный диаметр тамбурного вала, м

D_вн – внутренний диаметр тамбурного вала, м

где q – линейное натяжение полотна, 20 кг/м = 200 Н/м

b – ширина разматываемого рулона

где f – коэффициент трения качения в подшипниках

d – диаметр цапф бумаговедущего вала, м

Характеристики

Список файлов реферата