Машина трубоформовочная СМА-274

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Анализ конструкции и принципа действия трубоформовочной машины СМА-274

Трубоформовочная машина состоит из двух основных частей - сеточной и устройства для формования труб (прессовой части). На рисунке 2.1 показана трубоформовочная машина для изготовления труб длиной 4 м.

Асбестоцементная масса из ковшовой мешалки поступает через распределительную коробку 1 в желоб 2. Вода, потребная для частичного разжижения массы, поступает из второй распределительной коробки 3. Подача массы и воды регулируется автоматически. Отверстия в днищах распределительных коробок перекрываются клапанами, которые подвешены к концам двуплечих рычагов 4. Вторые концы двуплечих рычагов соединены тросами с третьим двуплечим рычагом 5, ко второму концу которого подвешен поплавок, погруженный в бак 6, сообщающийся с ванной сетчатого цилиндра. При увеличении расхода массы уровень ее в ванне сетчатого цилиндра понижается. Это вызывает также снижение уровня в баке, вследствие чего поплавок, опускаясь, поворачивает рычаг 5, тросы натягиваются, поворачивают рычаги 4, поднимая при этом клапаны распределительных коробок 1 и 3. Проходные отверстия в днище распределительных коробок увеличиваются, питание массой и водой повышается.

При подъеме же уровня массы в ванне поплавок в баке 6 всплывает, обеспечивая через систему рычагов и тросов перекрытие клапанами выходных отверстий распределительных коробок, что вызывает снижение количества подаваемой асбестоцементной массы и воды.

Ванна 7 сетчатого цилиндра трубоформовочной машины, в отличие от ванн листоформовочной машины, имеет дополнительную мешалку 8, которая обеспечивает равномерное распределение массы в ванне. Из мешалки через порог масса переливается в ванну, при этом во избежание смыва пленки, отфильтрованной на сетчатом цилиндре, по длине ванны устанавливается перегородка (не доходящая до дна), которая направляет поступающую массу в нижнюю часть ванны, где смонтированы две мешалочки 9.

Сетчатый цилиндр 10 конструктивно мало, чем отличается от цилиндров листоформовочных машин.

Обрезиненный отжимной вал 11 трубоформовочной машины выполняет те же функции, что и у листоформовочной машины.

Подшипники отжимного вала подвешиваются на рычагах 12, шарнирно закрепленных на станине машины. Регулирование силы прижатия прижимного вала осуществляется при помощи грузов 13. Подъем прижимного вала для смены сетчатого цилиндра обеспечивается механизмом, состоящим из электродвигателя 14, который через редуктор 15 приводит во вращение два вала с насаженными на концах барабанами лебедки 16. Барабаны лебедки, вращаясь, наматывают на себя трос 17, чем обеспечивается подъем рычагов с прижимным валом.

Привод мешалочек осуществляется от электродвигателя 18 через клиноременную передачу, промежуточный вал и цепные передачи 19. Сетчатый цилиндр приводится во вращение движущимся рабочим сукном 20.

Отсасывание влаги из асбестоцементной пленки и из сукна осуществляется при помощи вакуум-коробок 21, 22 и 23. Разрежение в вакуум-коробках для рабочей ветви принимается в 250 мм рт. ст., а для холостой -200 мм рт. ст.

Пройдя вакуум-коробку и регулировочный валик 24, рабочее сукно с асбестоцементной пленкой подходит к форматной скалке 25.

Рассматриваемая трубоформовочная машина (модель СМА-274) предназначается для изготовления труб на давление до 10 кг/см², диаметром от 125 до 1000 мм, при толщине стенок от 10 до 50 мм и длине до 4 м. Для навивки труб различных диаметров требуется соответствующий набор форматных скалок.

Форматная скалка вращается на опорном валу 26, который приводится от электродвигателя через систему передач (подробнее см. ниже).

Передав пленку на форматную скалку, рабочее сукно затем последовательно обходит натяжные валки 27, вакуум-коробку 23, сукнобойку и отжимные валки 28. Отжимные валки обеспечивают; отжатие воды из сукна вместе с этим служат вспомогательным тяговым устройством. Для рабочего сукна, приводимого в движение от опорного вала 26. Далее сукно, пройдя направляющие валки, поступает к сетчатому цилиндру.

Асбестоцементная пленка, навиваемая на скалку, уплотняется прессующими валиками «экипажа давления» 29. Верхнее сукно 30, проходя между прессующими валиками экипажа давления и форматной скалкой, на своем пути далее проходит систему отклоняющих и натяжных роликов, отжимные валки 31, натяжной ролик 32 и вновь возвращается к прессующим валикам.

После окончания процесса навивки трубы происходит съем скалки с трубой. Для этого сначала при помощи механизма 33 поднимают экипаж давления, освобождая скалку, а затем, используя механизм 34 подъема и поворота скалок, выводят скалку из машины и укладывают на одну из двух съемных тележек 35, расположенных сбоку и впереди машины. Съемные тележки служат для стягивания навитых труб с форматных скалок. Тележки передвигаются по рельсовым путям и имеют домкраты 36 для регулирования установки дележек по высоте.

Машина работает попеременно на двух скалках, которые устанавливаются на осях, закрепляемых одним концом в буксе механизма поворота. Во время вывода одной скалки с другой стороны заводится вторая скалка. Во время снятия трубы с одной скалки на второй происходит навивка трубы. «Экипаж давления» (рисунок 2.1) имеет раму из швеллеров 1, к концам которых прикреплены ползуны 2, перемещающиеся по вертикальным направляющим 3, являющимся хвостовиками винтов 13. Между швеллерами монтируются гидравлические цилиндры 4.



К штокам 5 поршней гидравлических цилиндров крепятся обоймы 6. Все обоймы связаны общей траверсой 7. Каждая обойма имеет по три ролика 8, которые опираются на прессующие валики 9. Подъем и опускание экипажа давления осуществляются от двух масляных ротаторов 10, через соединительный вал 11, конические зубчатые передачи 12 и винты 13, представляющие одно целое с направляющими 3. Конические колеса, сидящие на винтах, являются одновременно и гайками.

Как отмечалось, для исключения перехода асбестоцементной пленки с форматной скалки на прессующие валики 9 давление на стенку трубы передается через верхнее сукно.

Сила нажатия прессующих валиков регулируется путем изменения давления масла в гидроцилиндрах 4. Сила нажатия складывается из веса деталей «экипажа давления» и давления, создаваемого гидроцилиндрами. Давление масла в гидроцилиндрах, в зависимости от диаметра изготовляемой трубы и толщины слоя, навитого на форматную скалку, изменяется в пределах от 0 до 9 кг/см². При максимальном давлении масла в цилиндрах (9 кг/см²) сила нажатия составляет 10950 кг, при отсутствии давления в гидроцилиндрах - 3000 кг, т.е. равна весу деталей «экипажа давления». Давление на опорный вал, а следовательно, и на низ трубы равно сумме усилий, создаваемых «экипажем давления» и весом форматной скалки.

Давление масла в гидроцилиндрах изменяется автоматически под действием специального регулятора давления, по мере увеличения толщины стенки формуемой трубы.

Машина имеет указатель толщины стенки навиваемой трубы, состоящий из циферблата 14 и двух стрелок, показывающих толщину стенок по концам труб. Оси стрелок (одна из осей полая) связаны цепными передачами 15 с валами 16. Валы 16, в свою очередь, при помощи цепных передач и тросов связаны с грузами 17 и с концами прессующего валика. По мере увеличения толщины стенки трубы прессующий валик поднимается, вследствие чего грузы 17 опускаются, поворачивая при этом валы 16. Вместе с этим при помощи цепных передач 15 обеспечивается соответствующий поворот стрелок указателя толщины стенок навиваемых труб.

Привод машины осуществляется от электродвигателя 37 (рисунок 2.1) через редуктор 38, многодисковую фрикционную муфту 39, которая позволяет, не выключая электродвигателя, периодически останавливать машину для снятия навитой трубы. Включение и выключение муфты производится при помощи гидравлического цилиндра 40. Опорный вал 26 приводится во вращение от приводного вала через зубчатую цилиндрическую передачу 41. Рабочее сукно приводится в движение от опорного вала. От приводного вала через вторую зубчатую пару приводится во вращение вал 42, от которого через зубчатую цилиндрическую передачу 43 приводится во вращение нижний отжимной валок 28. От отжимных валков рабочее сукно получает дополнительное тяговое усилие.

Верхнее сукно получает движение от звездочки 44 через цепную передачу 45 и набор зубчатых колес 46 «экипажа давления».

Для лучшего натяжения сукна, прессующие валики, от которых приводится в движение верхнее сукно, имеют несколько большую окружную скорость, чем отжимные валки 28. В действительности же окружные скорости выравниваются вследствие проскальзывания фрикциона 47, сидящего на валу отжимного валка 28.

2. Проведение патентных исследований и анализ их результатов с целью выявления тенденций развития трубоформовочных машин

2.1 Область техники

Трубоформовочные машины предназначены для формования асбестоцементных труб диаметром от 100 до 500 мм и длиной от 3 до 5 м [5].

Значение процесса изготовления асбестоцементных изделий в экономике страны весьма большое. Это становиться очевидным, если учесть, что асбестоцементная промышленность является одной из ведущих отраслей производства строительных материалов.

Процесс формования асбестоцементных изделий - это ряд технологических операций, в результате которых из асбестоцементной смеси получают не затвердевший полуфабрикат асбестоцементных изделий в виде листов или труб.

От формования зависит качество и дальнейшие технологические процессы, происходящие при производстве асбестоцементных изделий.

2.2 Уровень техники

В производстве асбестоцементных труб получили распространения только трубоформовочные машины, других аналогов не существует.

Помимо четырёх метровых трубоформовочных машин существуют другие виды трубоформовочных машин:

трёхметровые трубоформовочных машин изготавливающие трубы диаметром 100, 150, 200, 235 мм;

пятиметровые трубоформовочных машин изготавливающие трубы диаметром 200-500 мм.

Трубоформовочные машины изложенных выше типоразмеров используются при производстве асбестоцементных труб.

2.3 Патентный поиск

1. Сетчатый цилиндр авторское свидетельство под номером 727434, классификационный индекс В 28 В 1/52

Изобретение может быть использовано в производстве асбестоцементных изделий и относится к конструкциям сетчатых цилиндров для осаждения из суспензии слоя асбестоцемента.

Известны сетчатые цилиндры, содержащие вал с закрепленным на нем каркасом, обтянутым цилиндрической сеткой [1] и [2].

Однако у известных сетчатых цилиндров - низкая производительность, обусловленная недостаточной интенсивностью отвода фильтрата.

Цель изобретения - увеличение производительности цилиндра и качества

изделий за счет интенсификации удаления фильтрата из полости цилиндра.

Достигается эта цель тем, что в предлагаемом сетчатом цилиндре, содержащем вал с закрепленным на нем каркасом, обтянутым цилиндрической сеткой, каркас выполнен в виде спиралей, направленных в противоположные стороны от среднего сечения цилиндра.

Цилиндр содержит вал 1 с закрепленными на нем торцовыми ободами 2, соединенными между собой стержнями 3, на которых укреплен каркас, выполненный в виде спиралей 4, направленных в противоположные стороны от среднего сечения цилиндра. Каркас обтянут сеткой 5.



Рисунок. 2.2. Сетчатый цилиндр, в разрезе

Сетчатый цилиндр работает следующим образом.

В процессе вращения цилиндра в заполненной асбестоцементной массой ванне (на чертеже не показана) на сетке 5 непрерывно отфильтровывается первичный асбестоцементный слой (пленка). Поступающий при этом внутрь цилиндра фильтрат подается вдоль спиралей 4, расположенных по винтовым образующим цилиндра и направленным в противоположные от его среднего сечения стороны к концам цилиндра, и удаляется через его торцовые окна.

Благодаря наличию в сетчатом цилиндре спиралей 4, интенсивность удаления фильтрата при вращении цилиндра значительно возрастает, что способствует снижению его уровня внутри цилиндра. Последнее обусловливает увеличение гидростатического давления на наружной поверхности сетчатого цилиндра и, следовательно, увеличение толщины отфильтровываемого на сетке 5 асбестоцементного слоя и повышение производительности цилиндра.

Применение сетчатого цилиндра со спиральным каркасом обусловливает также увеличение степени ориентации волокон асбеста в продольном (вдоль оси цилиндра) направлении, которое способствует повышению прочности формуемых изделий.

2. Устройство для формования пленки из суспензии волокнистого материала авторское свидетельство под номером SU 1423394 А2, классификационный индекс В 28 В 1/52.

Изобретение относится к сеточной части формовочных машин для изготовления асбестоцементных изделий, картона и других рулонных материалов. Целью изобретения является повышение производительности и качества изделий. Устройство для формирования пленки из суспензии волокнистого материала состоит из емкостей 1 для суспензии, которые смонтированы на раме 2. Емкости 1 разделены на зоны продольными перегородками 3, которые закреплены на раме 2 посредством штоков 4 с возможностью вертикального перемещения. Нижний край продольных перегородок 2 образует с фильтрационной лентой щель регулируемой ширины. 1 ил.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления асбестоцементных изделий и других волокнистых рулонных материалов.

Цель изобретения повышение производительности и качества изделий.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, поперечный разрез.

Устройство состоит из емкостей 1 для суспензии, которые смонтированы на раме 2. Емкость 1 разделена на зоны продольными перегородками 3, которые закреплены на раме 2 посредством штоков 4 с возможностью вертикального перемещения. Нижний край продольных перегородок 3 образует с фильтрационной лентой 5 щель А регулируемой ширины. Бесконечная фильтрационная лента 5 огибает шкивы 6, находящиеся на концах вала 7 с радиальными лопастями 8, и образует боковую поверхность емкостей 1, под которыми она заминается с помощью валов 9 и 10. К наружной поверхности емкости 1 примыкают вакуумная коробка 11 и желоб 12 для сбора фильтрата.

Устройство работает следующим образом.

Емкости 1 заполняются асбестоцементной суспензией. Процесс образования многослойной первичной асбестоцементной пленки начинается при погружении фильтрационной ленты 5 в асбестоцементную суспензию, образовавшийся в первой зоне на фильтрационной ленте асбестоцементный

первый слой проходит в щель А под перегородкой 3 и вследствие резкого сужения вовлеченного в движение потока претерпевает гидродинамическое заглаживание поверхности. При дальнейшем движении ленты 5 в следующих зонах емкости происходит наложение на первый слой последующих слоев и их заглаживание под перегородками 3.

Предлагаемое устройство благодаря наличию продольных перегородок в емкости обеспечивает получение в изделии заданного числа первичных асбестоцементных пленок при повышении производительности, получение разнослойных пленок, а также позволяет осуществить процесс фильтрации на подложку при подаче в первую зону емкости суспензии с повышенной цементоудерживающей способностью и рационально распределять волокна по толщине изделия за счет регулирования в период формования изделия подачи в зоны емкости суспензий с различным содержанием волокна, в том числе и коротковолокнистого. Кроме того, устройство создает возможность увеличить диаметр емкости, резко интенсифицировать процесс фильтрации и создать формовочные машины для асбестоцементных изделий с одной емкостью для суспензии.

Рисунок 2.3. Устройство для формования пленки из суспензии волокнистого материала

3. Установка для изготовления асбестоцементных изделий авторское свидетельство под номером SU 1523353 А1, классификационный индекс В 28 В 1/52.

Изобретение, относится к производству асбестоцементных изделий и в частности к изготовлению листовых изделий и труб. Цель изобретения. увеличение срока службы фильтрующей сетки и повышение качества формуемых изделий за счет повышения срока службы фильтрующей сетки и повышение качества формуемых изделии за счет эффективности очистки фильтрующей сетки. Установка содержит ванну 1 с сетчатым цилиндром 2.В верхней части цилиндра размещен отжимной вал 3, прижимающий бесконечную суконную ленту 4. На ванне смонтирована промывочная трубка 8. Очистной ролик 13 закреп лен на рычагах 15, шарнирно установленных на корпусе ванны. Очистной ролик 13 размещен на сетчатом цилиндре 2 между промывочной трубкой 8 и поверхностью суспензии 9. Узел прижима 16 соединяет посредством подпружиненного рычага 17 ось очистного ролика и сетчатого цилиндра. Над очистным роликом и сетчатым цилиндром размещена откидная крышка с вогнутой поверхностью. Очистной ролик может быть выполнен с эластичным покрытием. Изобретение позволяет увеличить срок службы фильтрующей сетки и повысить качество асбестоцементных изделий.

Рисунок 2.4 Модернизируемый узел

Изобретение относится к производству асбестоцементных изделий, в частности к изготовлению листовых изделий и труб. Целью изобретения является Увеличение срока службы фильтрующей сетки и повышение качества формуемых изделий за счет повышения эффективности очистку фильтрующей сетки.

На рисунке. 2.4 представлена схема листоформовочной машины, поперечный разрез ванны с сетчатым цилиндром; на рисунке 2.5 узел 1 на рисунке. 2.4

Установка содержит ванну 1 с установленными в ней сетчатым цилиндром 2. В верхней части цилиндра размещен отжимной вал 3, прижимающий бесконечную суконную ленту 4, под которой размещена вакуум-коробка 5. Суконная лента 4 сопри касается с форматным барабаном 6 к которому она прижимается опорным валом 7. На ванне 1 смонтирована промывочная трубка 8. Асбестоцементная суспензия 9 поступает непрерывно в ванну 1, которая снабжена двумя мешалками 10. Расположенный в ванне 1 сетчатый полый цилиндр 2 обтянут металлическими сетками; фильтрующей 11 с мелкими ячейками и подкладочной 12 с крупными ячейкам. Между промывочной трубкой 8 и асбестоцементной суспензией 9 установлен очистной ролик 13, выполненный с эластичными покрытием 14, например, резиной, соприкасающейся с сетчатым цилиндром 2. Очистной ролик 13 укреплен на подвижных рычагах 15, шарнирно установленных на корпусе ванны, Узел 16 прижима включает рычаг 17 с резьбой и гайку 18, соединенную через пружину 19 с зажимом 20, связанным с ванной 1. Узел 16 прижима связывает ось очистного ролика 13 с осью цилиндра 2 и соответственно, с ванной 1, и регулирует силы прижатия ролика 13 к сетчатому цилиндру 2. Над очистным роликом 3 и промывочной трубкой 8 расположен, откидная крышка 21 с вогнутой в сторону сетчатого цилиндра 2 поверхностью, закрепленная на ванне 1 с возможностью поворота вокруг оси 22. Между очистным роликом 13 и асбестоцементной суспензией 9 на ванне 1 смонтирована дополнительная промывочная трубка 23, которая, как и трубка 8, снабжена быстродействующими замками, что совместно с откидной крышкой и роликом 13 дает возможность проведения ремонтных и регламентных работ с сетчатым цилиндром 2 при смене сеток 11 и 12.

Установка работает следующим образом.

Асбестоцементную суспензию подают в ванну 1 в таком количестве, чтобы сетчатый цилиндр 2 был погружен в неё на 3/4 своего диаметра. Вода, содержащаяся в асбестоцементной суспензии 9, проходит во внутреннюю полость цилиндра 2 через сетки 11 и 12 и сливается через торцы, примыкающие к стенкам ванны 1. Так как скорость истечения воды из цилиндра 2 значительно выше скорости заполнения его водой через сетки 11 и 12, уровень суспензии 9 в ванне 1 выше уровня воды внутри цилиндра 2. Возникающее вследствие этого гидростатическое давление на наружной поверхности цилиндра 2 обеспечивает фильтрацию асбестоцементной суспензии 9 на сетке 11. Частицы асбестоцемента при фильтрации воды задерживаются верхней сеткой 11 цилиндра и образуют на ней первичный асбестоцементный слой - пленку. Сверху цилиндра 2 перемещается бесконечная 15 суконная лента 4, приводимая в движение опорным валом 7. Сукно прижимается к фильтрующей сетке 11 цилиндра 2 отжимным валом 3, при этом первичная пленка с сетчатого цилиндра 2 непрерывно снимается прижатой к нему поверхностью сукна 4. В результате такого процесса фильтрующая сетка 11 местами забивается асбестоцементной массой, особенно при переходе первичной пленки с сетчатого цилиндра 2 на сукно 4.

Для очистки фильтрующей сетки 11 предусмотрено использование очистного ролика 13 совместно с промывочными трубка ми 8 и 23. При этом в результате затекания воды поступающей из трубок 8 и 23 в клиновой зазор между очистным роликом 13 и сетчатым цилиндром 2, создается гидродинамический удар, в десятки раз превышающий давление в струях, вытекающих из трубок 8 и 23. Однако это не приводит к разрушению ячеек фильтрующей сетки, так как импульс давления по величине мал, потому что процесс носит волновой характер (нагрузка-разгрузка) и постоянная времени затухания амплитуды давления составляет порядка десятков микросекунд, но импульс этот достаточен для эффективной очистки сетки 11. Узел прижима соединяет через рычаг 17 ось очистного ролика с осью сетчатого цилиндра и, соответственно, с ванной и позволяет регулировать силу прижима очистного ролика к поверхности цилиндра.

Покрытие внешней поверхности ролика, эластичным слоем способствует лучшему сцеплению его с сетчатым цилиндром при накатывании их друг на друга и увеличивает эксплуатационную стойкость очистного ролика за счет устранения кавитационной эрозии и уменьшения коррозии. Кроме того, над очистным роликами промывочной трубкой расположена откидная крышка с вогнутой в сторону сетчатого цилиндра поверхностью, которая позволяет дополнительно направлять поток жидкости, разбрасываемый очистным роликом, на поверхность сетчатого цилиндра и служит для защиты первичной пленки на суконной ленте от случайных брызг, возникающих при взаимодействии ролика с сетчатым цилиндром.

Использование в установке для очистки сетчатого цилиндра формовочной машины очистного ролика совместно с промывочными трубками и узлом прижима повышает эффективность очистки фильтрующей сетки, что приводит к увеличению срока службы фильтрующей сетки и повышению качества асбестоцементных изделий. Конструкция проста и неметаллоемкая, причем в качестве очистного ролика могут быть использованы запасные водозадерживающие ролики, поверхность которых необходимо предварительно покрыть эластичным слоем. Увеличение срока службы фильтрующей сетки приводит к уменьшению расходов на нее, соответственно, к увеличению производительности формовочных машин за счет уменьшения регламентных и ремонтных работ. Таким образом, улучшение качества асбестоцементной пленки позволит повысить качество листовых изделий и труб.



Рисунок 2.5 Схема листоформовочная поперечный разрез ванны с сетчатым цилиндром

Установкака для изготовления асбестоцемеитных изделий, содержащая ванну с асбестоцементной суспензией, частично погруженный в неё сетчатый цилиндр с фильтрующей и подкладочными сетками, отжимной валок с бесконечной суконной лентой и промывочную трубу, смонтированную на ванне, отличающуюся тем, что, с целью увеличения сроки службы фильтрующей сетки и
повышения качества формуемых изделий за счет повышения эффективности очистки фильтрующей сетки, она снабжена очистным роликом с эластичным покрытием, закрепленные на рычагах, шарнирно установленных на корпусе ванны, и размещенным на сетчатом цилиндре между промывочной трубкой и поверхностью суспензии и размещенной над очистным роликом и промывочной трубкой откидной крышкой, поверхность которой обращенная к сетчатому цилиндру, выполнена вогнутой.

Установка, отличающаяся тем, что очистной ролик снабжен узлом прижима, соединяющим ось ролика с ванной.

3. Установка, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной промывочной трубкой, размещенной между очистным роликом и поверхностью суспензии.

4. Ванна сетчатых цилиндров машины для формования асбестоцементных изделий авторское свидетельство под номером SU 1498618 А1, классификационный индекс В 28 В 1/52.

Ванна сетчатых цилиндров машины для формования ac6ecтоцементных изделий может быть использована в промышленности строительных материалов. Целью изобретения является повышение производительности и качества изделий. Ванна состоит из секций 1, 2, 3, 4, в которых установлены сетчатые цилиндры 5 и лопастные мешалки 6. В ванне имеются приемный и переливной лотки 7 и 8 соответственно и вертикальные разделительные перегородки 9, над которыми параллельно образующим сетчатых цилиндров установлены приводные балки 10 с прикрепленными к ним рабочими лопатками 11 и 12, образующими гребенчатые мешалки. Совместным вращением лопастных мешалок 6 и возвратно-поступательным перемещением рабочих лопаток 11 и 12 обеспечивается однородность концентрации суспензии на всех участках ванны.

Рисунок 2.6 Ванна сетчатых цилиндров с установленными гребёнчатыми мешалками

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в машинах для формования асбестоцементных изделий

Целью изобретения является повышение производительности и качества изделий.

На рисунке 2.6 изображена ванна сетчатых цилиндров, продольный разрез; на рисунке 2.7 - вид А на фиг. 1; на рисунке 2.8 - вид Б на рисунке 2.6.

Ванна состоит из секций 1 - 4, в которых установлены сетчатые цилиндры 5 и лопастные мешалки 6. В месте поступления асбестоцементной суспензии в ванну имеется приемный лоток 7, а в месте ее слива - переливной лоток 8. В проемах между приемным лотком 7 и секцией 1, а также в проемах между секциями на корпусе ванны жестко закреплены вертикальные разделительные перегородки 9 параллельно образующим сетчатых цилиндров и объемлющие их два ряда вертикально установленных и жестко закрепленных на общих приводных балках 10 рабочих лопаток 11 и 12, образующих гребенчатые мешалки.

Устройство работает следующей еэразом.

Асбестоцементная суспензии подается в приемный лоток 7. Здесь она смешивается движением рабочих лопаток 11 и затем поступает под перегородику 9 и далее в зону фильтрации сетчатого цилиндра 5. Вращением сетчатых цилиндров 5 и лопастных мешалок 6 суспензия гонится через секции в сторону, противоположную ее поступлению в ванну, где переливается через лоток 8, сливаясь в рециркуляционную систему (не показана). Асбестоцементные слои, образованные на сетчатых цилиндрах 5 при фильтровании через них суспензии, снимаются с цилиндров рабочим полотном. Совместным вращением лопастных мешалок 6 и возвратно-поступательным перемещением рабочих лопаток 11 и 12 гребенчатых мешалок обеспечивается однородность концентрации на всех участках ванны, в результате чего улучшается качество, структуры формуемого на цилиндрах 5 асбестоцемента.



Рисунок 2.7 Вид А

Использование изобретения позволит повысить производительность путем улучшения условий формования при повышении однородности структуры асбестоцементной суспензии, улучшить качество продукции за счет увеличения прочности формуемого слоя на сетчатом цилиндре и прочностных показателей свежесформованного асбестоцемента.



Рисунок 2.8 Вид Б

Формула изобретения

Ванна сетчатых цилиндров машины для формования асбестоцементных изделий, содержащая корпус с вертикальными разделительными перегородками, сетчатые цилиндры, лопастные мешалки и гребенчатые мешалки в виде установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения параллельно образующим сетчатых цилиндров приводных балок с прикрепленными к ним рабочими лопатками, расположенными с одной стороны разделительных перегородок в зонах входа сетчатых цилиндров, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и качеств аизделий, каждая гребенчатая мешалка снабжена прикрепленным к подвижной балке вторым рядом рабочих лопаток, расположенных по другую сторону разделительных перегородок в зонах выхода смежных сетчатых цилиндров.

Ванна отличающаяся тем, что рабочие лопатки выполнены в виде вертикальных металлических стержней с закрепленными на их свободных концах пластинами из эластичного материала.

3. Сущность модернизации

Сущность модернизации трубоформовочной машины заключается в том, что разработка, проектирование, изготовление и внедрение в производство нового высокоэффективного оборудования прогресс довольно длительный, требующий больших капитальных затрат, поэтому модернизация действующего на предприятиях асбестоцементной промышленности оборудования, предусматривающие выполнение намеченных планов выпуска продукции, по затратам обойдется значительно ниже, а это на данном этапе главное.

Как известно, производительность и качество продукции на трубоформовочных машинах находится в прямой зависимости, прежде всего от режима сеточной части - концентрации суспензии, длины рабочей части сетчатого цилиндра, интенсивности перемешивания суспензии в ванне, а также производительности фильтрования, зависящей от скорости сукна.

На первый план выдвигается задача выравнивания концентрации по длине ванны в связи с тем, что эта длина несколько раз больше, чем на листоформовочных машинах. При средних концентрациях 8-9% и особенно 10-11% перемешивающие устройства не обеспечивают равномерность концентрации по длине ванны, и она колеблется. Эти явления приводят к значительным колебаниям единичной массы (на площади сетки 1 см²) слоя по длине навиваемой трубы до 25%. На участке навиваемой трубы, имеющей повышенную толщину слоя и их структура при формировании нарушается. В результате чего и прочность по длине трубы изменятся в широких пределах, что значительно снижается качество труб.

Качество асбестоцементного слоя труб находится в прямой зависимости равномерного распределения асбестоцементной суспензии, передаваемой на форматную скалку при всех остальных равных условиях (распушка асбеста, качество цемента, режима вакуумирования - обезвоживания пленки, ее прессования и т.д.). Чем равномерней распределение волокон в сформованной трубе, тем выше качество асбестоцементных труб.

Для решения данной задачи нами были проведены патентные исследования, в результате которых были обнаружены несколько авторских свидетельств, но только одно из них полностью удовлетворяет всем условиям поставленной задачи это авторское свидетельство SU 1498618 A1.

В данном авторском свидетельстве предлагается в ванне сетчатых цилиндров машины для формования асбестоцементных изделий установить гребёнчатые мешалки в виде установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения параллельно образующим сетчатых цилиндров приводных балок с прикреплёнными к ним рабочими лопатками, расположенными с одной стороны разделительных перегородок в зонах входа сетчатых цилиндров, отличающихся тем что, с повышения производительности и качества изделий, каждая гребёнчатая мешалка снабжена прикреплённым к подвижной балке вторым рядом рабочих лопаток, расположенных по другую сторону разделительных перегородок в зонах выхода смежных сетчатых цилиндров. Рабочие лопатки выполнены в виде вертикальных металлических стержней с закреплёнными на их свободных концах пластинами из эластичного материала.

Использование данного изобретения позволит повысить производительность путём улучшения условий формования при повышении однородности структуры асбестоцементной суспензии, улучшить качество продукции за счёт увеличения прочности формуемого слоя на сетчатом цилиндре и прочностных показателей свежесформованного асбестоцемента.

4. Расчет основных параметров трубоформовочной машины

4.1 Расчёт производительность трубоформовочной машины

Данные для расчета:

Трубоформовочная машина имеет два сетчатых цилиндра диаметром 1000 мм, рабочая длина фильтрующей части цилиндра Вц=4050 мм, коэффициент погружения цилиндра в ванну Кп=0,7, скорость движения сукна Vc=36 м/мин (60 см/с), концентрацию суспензии в первой ванне а = 0,04 г./см, а во второй а = 0,045 г./см температуру суспензии tc = 35°С.

Асбестоцементная суспензия содержит 84.1% цемента и 15.9% асбеста Полиеновского месторождения, в том числе по маркам: П-3-50-50% и П-5-65-10%.

Цемент отвечает требованиям ГОСТа.

Требуется определить производительность 4-метровой трубоформовочной машины при выпуске труб ВТ-9 условным проходом 200 мм.

Фильтрационные характеристики суспензии по лабораторным данным: Кт = 16,4*10⁶, Вф= 1,93 при а = 0,045 г./см³; Рср = 24,7 г/см²: t = 20°С. Коэффициент сжимаемости S = 0,44.

Определяем продолжительность фильтрования на сетчатом цилиндре по формуле [6]:

t=L/Vc (2.1)

где L - длина сеточной части цилиндра, погруженная в суспензию, равна 198 см;

Vc - скорость сукна равна 75 см/с.

t=198/60=3,3 c

Определяем коэффициент сопротивления фильтрации первого сетчатого цилиндра и второго, соответственно при а = 0,04 г. см и а = 0,045 г./см³, по формуле [1];

(2.2)

где Кт - коэффициент сопротивления фильтрации при а = 1 г/см³;

а - концентрация суспензии, г/см³

Кс1=16,4*10⁶/0,045^1,25=916,2*10⁶ см³/г²

Кс2=16,4*10⁶/0,04^1,25=792,3*10⁶ см³/г²

Определяем постоянную уравнения фильтрования по формуле [6]

(2.3)

где - динамический коэффициент вязкости, равный 7,05*10^-6 г*с/см²;

Рср - среднее гидравлическое давление, равное 40 г./см²;

S - коэффициент сжимаемости слоя, (см. выше).

Тогда для первого цилиндра:

Аф1=916,2*10⁶*7,05*10⁶*0,04²*40^0,46/40= 1,41 с/см³

Аф2=792,3*10⁶*7,05*10⁶*0,045²*40^0,46/40= 1,54 с/см³

Вторую постоянную уравнения фильтрования - сопротивление фильтрата, вычислим по уравнению [6]

(2.4)

где Вф, P1 - по лабораторным данным;

P1, - по характерным данным при работе сетчатого цилиндра [1]

Определяем объем фильтрата по формуле [1]

(2.5)

тогда:

для первого сетчатого цилиндра

для второго сетчатого цилиндра

Вычисляем толщину слоя по формуле [1]

(2.6)

где Кг - коэффициент гидратации, Кr = 1,11 [6];

КУ - коэффициент улавливания по фильтрату, KУ =0,6.

тогда:

на первом сетчатом цилиндре

на втором сетчатом цилиндре

(для получения труб с объемным весом уо= 1,8 г/см³ толщина пленки на цилиндрах соответственно 0,016 и 0,018).

Толщина слоя (пленки) на сукне машины составит:

или:

суммарная толщина слоя с двух сетчатых цилиндров будет равна:

(2.8)

а при объемном весе труб = 1,8 - =0,034 см.

Определяем секундный съем по формуле [3]

(2.9)

тогда:

для первого сетчатого цилиндра

Gс1=0.975*1.11*0.6*0.04*1.042*60*405=657,7 г/с

для второго сетчатого цилиндра

Gс2=0.975*1.11*0.6*0.045*1.0165*60*405=721,8 г/с

где:

Кн=395/405=0,975

где 395 - длина готовых труб, см;

405 - длина фильтрующей части сетчатого цилиндра, см.

Gс.общ=Gс1+Gс2=657,7+721,8=1379,5 г/см=1,3795 кг/см (2.10)

Определяем массу одной трубы, рассчитанной на рабочее давление 0,9 Мпа (ВТ-9) условным проходом 200 мм [6].

По ГОСТ 539-80 наружный диаметр трубы DH = 11,2 см, внутренний Dв=9,6 cм

Масса трубы при средней плотности у0 = 1,7 г/см³ и длине после обрезки 400 см.

тогда:

Gтр=п/4 ((Dн+0.4) - Dв)*Lт*yо=3,14/4 ((11,2+0,4)² - 9,6)*400*1,7=66,7 кг (2.11)

где Lt - длина асбестоцементной трубы после обрезки, см

Определяем продолжительность навивания одной трубы по формуле

tн=Gтр/Gс.общ=66700/13795,5=48,4 с (2.12)

Вспомогательное время на подъем экипажа давления, снятия скалки с навитой трубы, заводка новой скалки, опускание экипажа давления равным 30 с.

Тогда общее время, затраченное на выпуск одной трубы, определяем:

tтр=tн+tв=48,4+27=75,4 с (2.13)

Определяем производительность трубоформовочной машины по формуле [3]

Пг=3600*Lt*KП/tтр (2.14)

где Кп - переводной коэффициент, зависящий от диаметра и класса труб,

Кп= 1,145 [3]

тогда

Пг=3600*3950*1,145/75,4=215,9 усл. м/ч

4.2 Расчет мощности привода лопастной мешалки ванны сетчатого цилиндра

Суммарная потребная мощность мешалки определяется по формуле [6]

Р = Р₁ + Р2 - Р3 (2.15)

где Р₁ - мощность, расходуемая на преодоление сопротивления суспензии, Вт;

Р2 - мощность, необходимая на преодоление сопротивления трения ротора мешалки о суспензию, Вт;

Р3 - мощность, расходуемая на преодоление сил инерции мешалки и суспензии, Вт.

(2.16)

где К - коэффициент, кг/м³;

(2.17)

где - объемная масса суспензии 4,5% концентрации, кг/м³

= 1031,5 кг/м³ [6];

Коэффициент, учитывающий отношение диаметра лопасти к её длине,

Принимаем равным 1 если

тогда:

D - диаметр лопастей, м; D = 0,265 м;

I - длина лопастей, м; 1= 6,04 м;

v - окружная скорость кромки лопастей, м/с;

v= П*D*n (2.18)

где n - наибольшая частота вращения лопастного вала (мешалки), об/с;

тогда:

v=3,14*0,265*3,666=3,057 м/с

тогда

(2.19)

где - угловая скорость вала мешалки, рад/с;

(2.20)

тогда:

 (2.21)

где GBp.г - вес вращающихся частей смесителя (мешалки), Н; GBp.г = 455 кг= =4450 Н;

(2.22)

где yv;, - удельный вес суспензии, Н/м³;

(2.23)

U - объем жидкости, приводимой во вращение. м³;

(2.24)

t - пусковой период, t = 3 с.



Рисунок 1.4 Кинематическая схема мешалки ванны

Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в подшипниках, уплотненных корпуса ванны и сил трения в приводе с учетом = 0,9:

(2.25)

4.3 Расчет мощности привода сукнобойки

Мощность привода сукнобойки определяем из формулы[6]

(2.26)

где М - суммарный крутящий момент на валу сукнобойки, Н*м;

- угловая скорость вала сукнобойки, рад/с;

- коэффициент полезного действия сукнобойки;

 (2.27)

где - коэффициент полезного действия зубчатой. пары редуктора,

=0,98;

- коэффициент полезного действия пары подшипников качения,

=0.99;

Частота вращения четырехбильной сукнобойки, об/мин, из расхода 14 ударов билами по сукну на 1 м длины и максимальной скорости сукна Vc=55 м/мин.

(2.28)

(2.29)

(2.30)

где M1 - момент, создаваемый силами трения сукна о била сукнобойки. Н*м.

М2 - момент, создаваемый силами трения в подшипниках. Н*м;

(2.31)

(2.32)

где Рс - сила натяжения сукна в зоне сукнобойки, Н;

(2.33)

где Sc - натяжение сукна в зоне сукнобойки, Н;

(2.34)

где В-наибольшая ширина сукна, м; В = 5,5 м,

S - удельное напряжение сукна, Н/м; S = 1550…2500;

- величина углового отклонения сукна;

;

тогда

f - коэффициент трения била сукнобойки о сукно, f=0.35

R - расстояние от оси вращения сукнобойки до внешней крошки била, м;

R=0,185 м;

G - вес вращающихся частей трения для подшипников качения

r - радиус цапфы, м; r = 0,04 м;

Тогда

(2.35)

С учетом коэффициента динамичности

С целью унификации для привода сукнобойки и приводов пятилопастных мешалок ванны сетчатых цилиндров принят индивидуальный мотор - редуктор с вариатором, тип 210.25.13.21, мощностью 7,3 кВт. Завод изготовитель: Одесский завод «Стройгидравлика».

4.4 Расчет ширины живого сечения вакуум-коробки высокого вакуума

Определяем ширину живого сечения вакуум коробки по формуле [6]

(2.36)

где ус - наибольшая скорость движения сукна в соответствии с технической характеристикой машины, Vc = 55 м/мин = 92 см/с;

- вязкость воды при температуре первичного слоя t=25°C; = 8,85 г.с/см;

Кв - коэффициент сопротивления вакуум обезвоживанию в обычных производственных условиях, 1/см²; Кв = 380 1/ см²;

ра.ц. - масса сухого асбестоцемента, приходящегося на 1 см² площади сукна.

(2.37)

где - объемная масса асбестоцемента, для расчета принята равной 1,7 г /см ³

- толщина первого слоя асбестоцемента, см; = 0,034 см.

р - разряжение в полости вакуум коробки принята в соответствии с

технической характеристикой машины, см. вод. ст.; р=460 мм. рт. ст.= 625 см. вод. ст.;

Св - коэффициент, зависящий от влажности первичного асбестоцементного слоя до вакуум коробки (65%) и средней влажности после первой вакуум - коробки (48%), Св = 2,8.

Тогда

Вв.к=92*8,85*380*0,052*2,8/628=3,75 см