2) Показатели эффективности работы машины и способы ее повышения
Показателем
работы экструдера является его
эффективность- отношение производительности
Q
к потребляемой мощности N.
Т.о. эффективность – это КПД.
Обычно для одночервячных экструдеров кпд в пределах 0,4 – 0,6.
Повышения эффективности работы экструдеров можем достичь след. способами:
- снижение потребляемой мощности, при постоянной производительности (за счет усовершенствования привода);
- увеличение производительности, за счет установки более совершенных устройств принудительной запитки экструдера.
3) Производительность, возможности ее регулирования и повышения
Производительность экструдеров в большинстве определяется по эмпирическим зависимостям. Q = f (Г, μ, ρ, t, n…)
Производительность зависит от:
- геометрических параметров рабочей камеры (глубина нарезки витков червяка, шаг витков, угол наклона, конструкция формующего устройства и др.);
- физических свойств обрабатываемого материала (плотность, вязкость, температура, агрегатное состояние);
- числа оборотов червяка;
- степени заполнения рабочего объема и др.
Для повышения производительности зона загрузки выполняется с большим объемом винтового канала червяка, а также используются устройства для принудительной запитки экструдера.
Число оборотов червяка можно регулировать:
- в случае эл. двигателя постоянного тока – при помощи выпрямителей;
- в случае эл. двигателя переменного тока – бесступенчатыми вариаторами.
На состояние материала можно влиять подводом/отводом тепла в рабочей камере.
4) Энергетические затраты на проведение процесса, направление их снижения
Вся энергия червячных машин тратится на разогрев материала. При этом имеются потери (в окружающую среду, потери в приводе, потери с теплоносителем). Полезной считается энергия на увеличение теплосодержания. Для получения пластмасс рассматривают два вида подвода энергии. В случае А (с подводом тепла) кпд выше, однако в случае Б (без подвода тепла) конструкция цилиндра проще и при определенных условиях может саморегулироваться.
5) Оптимальная скорость движения рабочих органов
Оптимальное число оборотов червяка выбирают в зависимости от диаметра червяка, его длины, обрабатываемого материала и профиля формуемого изделия. Число оборотов червяка обычно находится в пределах 6 – 250 об/мин.
6) Кинематическая схема привода
И
зобразим
кинематическую схему привода для
конструкции, приведенной в первом
вопросе.
1 – эл. двигатель, 2 – муфта, 3 – подшипник шариковый радиальный, 4 – редуктор, 5 – подшипник шариковый радиально – упорный, 6 – червяк.
В общем случае компоновка кинематической схемы привода состоит из стадий:
1. определение общего передаточного числа (nдв / nраб.орг);
2. разбивка передат. числа на ступени
3. выбор редуктора, передач
4. условное обозначение на схеме
5. упрощение (оптимизация схемы)
7) Обоснование выбора подшипников и конструкционных материалов
Корпуса червячных машин выполняют из чугунного литья (СЧ 12-28) или стального литья (35Л). Гильзы выполняют из сталей марок 38ХМЮА, 40Х. для крепежных деталей рекомендуется применять углеродистую сталь марок 20, 30, 40.
Материалы червяков должны: хорошо работать на кручение и изгиб, иметь высокую твердость поверхности, быть коррозионноустойчивыми к агрессивным средам, иметь малый коэф. трения с перерабатываемым материалом, хорошо поддаваться термической обработке, изготавливают из сталей (4Х13, 40Х и т.д.). Упрочнение поверхности производится путем плазменной закалки, азотирования, нанесения на пов-ть твердого хрома. Используется нанесение на поверхность твердых сплавов.
На червяках монтируются шариковые упорные и радиально-упорные подшипники (для восприятия осевых и радиальных нагрузок), в сочетании с радиальными подшипниками (воспринимающими только радиальные силы). В червячных машинах применяются игольчатые подшипники (с целью уменьшения габаритов).