Прессовая головка ленточного пресса для керамических изделий

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„113165

Зс59 В 28 В 3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 КРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ гъ

1 ( (21) 3563786/29-33 (22) 24.01.83 (46) 30.12.84. Бюл. Р 48 (72) N.Ä. Герасимов, А.И, Ладаткин, А.В. Туренко, С.Г..Силенок .и Г.Н. Малиновский (71) Ферганский политехнический институт (53) 666.3.022(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР У 103834, кл. В 28 В 3/26, 1955.

2. Авторское свидетельство СССР

У 107140, кл. В 28 В 3/26, 1955 ,:(прототип). (54)(57) ПРЕССОВАЛ ГОЛОВКА ЛЕНТОЧНОГО ПРЕССА ДЛЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, включающая корпус, переходную вставку с круглым входным и прямоугольным вы ходным отверстиями, -расположенными на расстоянии друг от друга, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения расхода мощности привода пресса, внутренняя поверхность переходной вставки образована сопряженными друг с другом коническими поверхностями и поверхностью косого геликоида, причем образующие конических и геликоидных поверхностей расположены к плоскости входного отверстия под углом 459, а длина проекций этих образующих колеблется в пределах

D-В D — Н

2 2 j где D — - диаметр входного отверстия;

 — длина выходного отверстия;

Н вЂ” щирина выходного отверстия; о» вЂ” длина проекции образующих.

1131650

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления глиняного кирпича на ленточных шнековых и роторных прессах. 5

Известна формующая головка ленточного шнекового пресса в виде цилиндра с резьбой по внутренней поверхности стенок для ввинчивания в полость головки мундштука (1) . 10

Недостатками такой конструкции являются повышенный расход энергии на продавливание глиномассы через формующий орган и невысокая производительность пресса. При работе прес- 15 са в головке у стенок мундштука образуется пробка материала, так назы-,. ваемая "мертвая зона", в которой

1 материал не движется и образует естественный канал течения, для основ- 20 ного принудительного потока формуе- ) мой глиномассы, а коэффициент внутреннего трения, "глина по глине" больше коэффициента внешнего трения

"глина по стали" на 10-407 в зависи- 25 мости от свойств глиномассы. Учитывая, что основная часть мощности привода пресса расходуется на продавливание глиномассы через формующий орган, то потеря мощности элек- 30 тродвигателя составляет 5-207.

С другой стороны, производительность пресса определяется из зависимости

35 Ую где „/И вЂ” эффективная вязкость глиномассы; д(> падение давления глиномассы 0 в формующем органе;

К вЂ” коэффициент сопротивления формующего органа.

Коэффициент сопротивления формующего органа равен 45

К Кг+ Км где К„ — коэффициент сопротивления головки; 50

Км — коэффициент сопротивления мундштука.

Коэффициент сопротивления головки Кр зависит от геометрических пара- метров и вида граничного трения.

- Чем больше числовое значение коэффициента сопротивления головки, тем меньше производительность пресса.

Наиболее близкой к изобретению является головка ленточного пресса, содержащая корпус с переходной вставкой и мундштуком с круглым входным и прямоугольным выходным отверстиями, расположенными на расстоянии А.

В этой головке трение глиномассы осуществляется по стальной вставке Г27 °

Недостатки прототипа связаны с геометрическими параметрами внутренней поверхности вставки. Внутренняя поверхность вставки представляет собой поверхность, переходящую от окружности на входе к прямоугольнику на выходе.

Начальная скорость всех частиц глиномассы, расположенных по окружности входного сечения вставки, с координатами — /R — h R/ {где R pa диус выпорной лопасти,, одинакова, однако, путь сбегания этих частиц к выходному прямоугольнику отверстия различный.

Так как в продольном сечении в устройстве по прототипу образующие имеют вид ломаной линии, то части1цы материала проходят точки перегиба, замедляют свое движение, меняют направление движения, за счет этого периферийные слои отстают от центральных. Это явление приводит к относительному скольжению внешних . слоев по внутренним, увеличение сло-. истости структуры. т.е. к свилеобра- зованию и снижению качества изделий.

Слоистость структуры увеличивается и за счет конструкции устройства, имеющего в поперечных сечениях сложные фигуры с попарно симметричными прямолинейными участками (длина, которых увеличивается к выходному отверстию вставки) и, кроме того, имеющего дуги окружностей с наименьшей кривизйой, находящиеся напротив углов выходного отверстия вставки, куда интенсивно устремляется масса, так как частицы стремятся занять положение устойчивого равновесия.

Таким образом, в каждом сечении головки {продольном и поперечном) наблюдается относительное смещение частиц глиномассы, снижающее качество изделий за счет свилеобразования и других пороков пластического формования, развивающихся от относительного смещения слоев глиномассы в прессовой головке.

1131650

D — В D — Н

2 2

l,/ с.—

40 где D — диаметр входного отверстия;

 — длина выходного отверстия;

Н вЂ” ширина выходного отверстия ; с(. — длина проекции образующих.

При движении частиц материала вдоль прямолинейных образующих обеспечивается равномерное их перемещение без относительного смещения друг относительно друга. За равные промежутки времени частицы глиномассы, расположенные в пристенных слоях, по диаметру входного отверстия переходной вставки проходят равные отрезки пути, поэтому взаимное перемещение частиц в продольных сечениях вставки отсутствует.

При работе пресса значительная часть мощности (до 407) расходуется на прессование глиномассы и продавливание ее в прессовой головке.

Мощность, расходуемая в головке пресса, определяется работой сил трения при движении глиномассы по стенкам переходной вставки и движении слоев глиномассы относительно друг друга. Работа сил трения глиномассы 10 на стенках переходной вставки тем . больше, чем больше длина головки.

Поэтому выбор длины головки должен быть обоснован условием наименьшей работы сил трения. Недостатком прес- 15 совой головки по прототипу является повышенньпr расход мощности на проталкивание в ней глиномассы из-за увеличенной по сравнению с оптимальной длиной головки. 20

Цель изобретения — снижение расхода мощности привода пресса.

Поставленная цель достигается тем, что в прессовой головке ленточного пресса для керамических изде- 25 лий, включающей корпус, переходную вставку с круглым входным и прямоугольным выходным отверстием, расположенными на расстоянии друг от друга, внутренняя поверхность пере- 30 ходной вставки образована сопряженными друг с другом коническими поверхностями и поверхностью косого геликоида, причем образующие конических и геликоидных поверхностей расположены к плоскости входного отверс35 тия под углом 45, а длина проекций

I этих образующих колеблется в пределах

В поперечном сечении переходной вставки получены замкнутые образующие одного порядка (дуги окружности радиусами от R = R„ o R = R где

R — текущие радиусы дуг окружностей;

Rq — радиус окружности входного отверстия вставки). Так как дуги окружностей выходного отверстия выражаются в прямые линии, (радиус К с стремится к бесконечности), то перемещение частиц в поперечном сечении осуществляется лишь к центру сечения.

Таким образом в головке происходит прессование частиц глиномассы лишь за счет заполнения пустот между частицами под действием нормальных напряжений без относительного их перемещения, обусловленного касательными напряжениями.

Оптимальная длина прессовой головки выбирается из следующих условий.

Частицы глиномассы, находящиеся на расстоянии R< от центра входного отверстия переходной вставки и расположенные у стенки переходной вставки, перемещаются к выходному отверстию, где они располагаются на расстоянии В/2 или Н/2 (В и Н длина и ширина выходного отверстия вставки);

При движении частиц глиномассы вдоль стенок вставки на них действует боковое давление

/ гце Р; переменное давление вдоль головки;

Р, максимальное давление в плоскости входного отверстия, уменьшающееся к выходному отверстию до О.

Работа сил трения на стенках переходной вставки составляет

p„ f cx

А = о где f — коэффициент трения глины по стали; х — текущая координата, совпадающая с направлением длины головки д — угол наклона образующей. . Если кривая образующей переходной вставки в поперечном сечении описывается уравнением у = Й(х), где у — текущая координата образующей, расстояние от оси головки до образующей, 1131650

1(.7 = Е (1+ Йх. . ()= - +у

10 — Fy (ху) = О, (решение уравнения приводит к результату у=х, т.е. работа сил трения на стенках переходной вставки минимальна, если образующие линии в продольном сечении прямые линии, располоо женные под углом 45

На фиг. 1 и 2 изображена прессо вая головка; на фиг. 3 — сечение А-А 20 на фиг. 1; на фиг. 4 — изометрия, предлагаемой прессовой головки..

Прессовая головка ленточного пресса содержит цилиндрический или конический корпус 1 с фланцами 2, переходную вставку 3 и мундштук 4.

Переходная вставка выполнена так, что она представляет собой поверхность, образованную прямой, движу- щуюся параллельно себе без скольженияМ

IIo окружности входного и прямоугольнику выходного отверстий, так, что в о любой момент сохраняется угол 45 между прямой-образующей и плоскостью входного сечения вставки. В резуль- 3 тате такого движения образующая поверхность вставки представляет собой чередование плавно переходящих друг в друга ее частей: попарно симметричных частей конической поверхности, 40 соединенных между собой четырьмя частями поверхности косого геликоида с осью вращения, выходящей из верши(ны угла выходного отверстия длиной

D - H D - В

g 4 .перпендикулярно плоскости основания. Образующая косо-, фо геликоида, являющаяся образующей вставки, наклонена к оси под углом

45 так, что одновременно выполняется условие наклона образующих под углом 45 к плоскости входного сечения вставки.

Для описания работы устройства выделим следующие элементы переходной вставки: h - общая длина;

2 4 2 — половина отверстия на длине головки h — - h (4S D-H D-В происходит движение ! материала вдоль прямолинейных образующих с одноосным сжатием частиц глиномассы, направленным по нормаS0 лям от сферических стенок во внутрь поперечных сечений. На всей длине головки при течении массы отсутствуют касательные напряжения, ведущие к срыву и сдвигу слоев глиномассы относительно друг друга.

Как показали аналитические расчеты ленточного шнекового пресса с предлагаемой прессовой головкой по сравто из множества кривых существует единственная, при,которой функционал работы принимает минимальное значение, т.е.

Уравнение Эйлера имеет вид длины при В = 2Н, если В 4 2Н, то

D- В

h = (= 2 э S — поперечное сечение вставки, расположенное на расстояD- В нии h(=

2 от входного, Прессовая головка ленточного пресса работает следующим образом.

Переработанная глиномасса в прессе поступает в выходное (круглое) сечение переходной вставки 3, расположенной внутри корпуса 1 головки, а сформованный в ней брус колеблется в мундштуке.

Учитывая, что все образующие <. вставки прямые линии, расположенные под углом 45 к плоскости входного отверстия, то все частицы материала, начавшие движение от входного отверстия, двигаясь по прямолинейным траекториям, одновременно достигнут сечения вставки (S), находящегося на расстоянии от входного отверстия, равном

D — В

В каждом поперечном сечении вставки, расположенном между входным отверстием и сечением S, частицы глиномассы получают. двухосное сжатие, результатирующая которого направлена по нормали к образующей (от нее во внутрь сечения).

Глиномасса поступает в сечение S, далее она движется в клиновом канале между двумя боковыми параллельными стенками и двумя выпуклыми сферическими стенками, радиус которых стремится к бесконечности, вырождая дуги выпуклой поверхности в прямые линии выходного отверстия.

В канале от сечения S до выходного

1131650

A-A

4 сг2. 2

Фие. 3 Составитель A. Потапова

Редактор Т. Парфенова Техред С.йовжий Корректор b1. Максимишинец

Заказ 9693/9 Тираж 571 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

tt It

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и нению с базовыми машинами CMK-133 и

CM-28A, совпадающими с прототипом, имеющими аналогичные прессовые головки, расход мощности На продавленивание глиномассы через головку снижает" ся. 30-40Х.