WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

3.1. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ Техническая характеристика должна включать в соответствии с номенклатурным справочником следующие позиции: тип и назначение ножевого измельчителя; производительность; количество ножей;

размер ножей: длину, диаметр; рабочую поверхность; частоту вращения ротора; максимальный зазор между ножами; механизм регулирования зазора между ножами; тип и характеристику привода, в том числе тип электродвигателя, его мощность, скорость вращения выходного вала и тип, характеристику передачи; габаритные размеры; вес.

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА 1. Краткие сведения по типам и конструкциям оборудования для измельчения, их конструктивные особенности, назначение, параметрические расчеты (схемы, эскизы, расчетные формулы по литературе). Раздел выполняется в процессе подготовки к лабораторной работе по рекомендуемой литературе.

2. Измерение и расчет параметров ножевого измельчителя.

3. Определение гранулометрического состава полученного измельченного полимерного материала.

4. Экспериментальные данные в виде табл. 1.1 и выводы по проведенной работе.

5. Составление технической характеристики.

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Дайте классификацию оборудования для измельчения отходов термопластов.

2. Опишите конструкцию ножевых измельчителей, применяемых при переработке отходов полимеров.

3. Как осуществляется регулировка зазора между ножами 4. Какие конструкции аварийных устройств вы знаете 5. Опишите технологию изготовления ножей измельчителя.

6. Какие параметры измельчителя варьируются в процессе переработки отходов термопластичных полимерных материалов 7. Какие параметры оказывают влияние на производительность ножевого измельчителя Лабораторная работа ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕРМОПЛАСТОВ НА ВАЛЬЦАХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ Цель работы: ознакомление с конструкцией и принципом работы вальцов непрерывного действия для производства и переработки полимерных материалов, технологией вторичной переработки отходов пленочных термопластичных полимерных материалов; составление кинематической и расчетной схем, технической характеристики валкового оборудования; определение производительности и энергозатрат на гранулирование термопластов.

Оборудование и материалы: экспериментальная валковая установка на базе лабораторных вальцов Лб200 80/80, пленочные отходы из термопластичных полимерных материалов.

1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА По литературным источникам [4, с. 68 – 191] ознакомиться с назначением, принципом действия, классификацией и особенностями конструкции вальцов. Изучить теорию процесса деформирования полимерных материалов в межвалковом зазоре, существующие экспериментальные способы и методы расчета параметров валковых машин [4, с. 5 – 51], [5, с. 4 – 20, с. 34 – 36].

Изучить существующие методы утилизации отходов полимерных материалов [6 – 8].

2. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ 1. В лаборатории на рабочем месте ознакомиться с конструкцией лабораторной установки.

Составить кинематическую схему, описать принцип действия, назначение, особенности работы.

2. Ознакомиться с технологическим процессом вторичной переработки отходов пленочных полимерных материалов, получить экспериментальные образцы при различных режимах работы валковой установки (при варьировании величины зазора, частоты вращения валков, количества материала на валках, температуры валков и др.) по указанию преподавателя.

3. Определить показатель текучести расплава полученного вторичного полимерного материала.

4. Определить физико-механические свойства полученных гранул (предел текучести при растяжении, относительное удлинение и предел прочности при разрыве).

5. По соответствующим зависимостям [4], [5] определить основные параметры валковых машин:

величину распорного усилия, производительность, мощность привода.

6. Составить техническую характеристику экспериментальной валковой установки.

2.1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ВАЛКОВОЙ УСТАНОВКИ Экспериментальная валковая установка представляет собой машину, основными рабочими органами которой являются два полых валка 1, расположенных в горизонтальной плоскости и вращающихся навстречу друг другу с разными окружными скоростями (рис. 2.1). Валки вальцов монтируются в подшипниках скольжения или качения 13 и установлены в корпусах на станинах 2, 14. Передача вращающего момента осуществляется от вала электродвигателя постоянного тока 15 через редуктор 16, приводные 5 и фрикционные шестерни 8. В привод вальцов встроен ленточный или колодочный тормоз 6. Приводные и фрикционные шестерни заключены в кожухи 7, нижняя часть которых представляет собой масляные ванны для смазки пар.

Каждая из двух станин 2, 14 сверху стянута поперечиной 10 и установлена на фундаментной плите 11. Корпуса подшипников заднего загрузка 10 1 отбор Рис. 2.1. Общий вид экспериментальной валковой установки:

1 – валок; 2, 14 – станины; 3 – аварийное устройство; 4 – устройство для подвода теплоносителя; 5 – приводные шестерни; 6 – ленточный тормоз; 7 – кожух;

8 – фрикционная передача; 9 – механизм регулировки зазора; 10 – поперечина;

11 – фундаментная плита; 12 – ограничительные стрелы; 13 – подшипник;

15 – электродвигатель постоянного тока; 16 – редуктор; 17 – загрузочный бункер; 18 – отборочно-гранулирующее устройство валка закреплены в станинах неподвижно. Корпуса подшипников переднего валка установлены так, что имеют возможность перемещаться в станинах с целью регулировки зазора между валками 1. Механизм регулировки зазора 9 позволяет перемещать подшипники переднего валка по направляющим станины и фиксировать их в заданном положении. Регулировка зазора производится при помощи пары винт–гайка, расположенных по обе стороны переднего (рабочего) валка.

На каждой из станин вальцов, со стороны рабочего валка, имеются указатели величины зазора между валками.

Механизмы регулировки зазора снабжены предохранительными устройствами. Для поддержания заданного температурного режима обработки материала валки вальцов снабжаются устройствами для подвода теплоносителя (хладоагента) 4.

С целью предотвращения попадания обрабатываемого материала в подшипники валков устанавливают ограничительные стрелы 12. Ограничительные стрелы состоят из двух половин, одна крепится к переднему, а другая – к заднему корпусам подшипников валков. Обеспечение безопасности обслуживающего персонала достигается установкой на вальцах аварийного устройства 3. В изучаемой конструкции вальцов применено элект- родинамическое торможение. Для смазки поверхностей трущихся пар вальцы снабжены системой смазки. Для обеспечения непрерывной переработки отходов вальцы снабжены загрузочным бункером 17 и отборочно-гранулирующим устройством 18, которое выполнено трех различных видов (рис. 2.2 – рис. 2.4).

A–А A A-A A 1 21 3 A A РИС. 2.2. НИЖНЕЕ ОТБОРОЧНО-ГРАНУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО:

1 – передний валок; 2 – задний валок; 3 – фильера; 4 – башмак Расплав полимера из зазора между валками поступает в канал плоскощелевого типа между передним валком 1 и башмаком 4 отборочно-гранулирующего устройства, далее расплав продавливается через канал башмака круглого сечения, и окончательное оформление заданного поперечного сечения стренга осуществляется в сменной фильере 2 (рис. 2.2). Фильеры выполнены следующих диаметров 4, 5, 6 мм.

7 8 9 10 11 7 8 9 10 2 6 Рис. 2.3. Боковое отборочно-гранулирующее устройство:

1 – крышка; 2 – фильера сменная; 3 – опорная пята; 4 – стакан; 5, 6 – уголок;

7 – экструзионная приставка; 8 – шток; 9 – винт; 10 – пружина;

11 – передний валок Крышка, шток и демпфирующая пружина обеспечивают необходимое давление прижима экструзионной приставки к поверхности валка (рис. 2.3).

A 3 2 5 A Рис. 2.4. Шнековое отборочно-гранулирующее устройство:

1 – шнековое отборочно-гранулирующее устройство; 2 – цилиндр; 3 – шнек;

4 – формующая головка; 5 – загрузочное окно; 6 – нож; 7 – расплав полимера При достижении отборочного устройства смесь срезается режущей кромкой ножа 6 и направляется в винтовой канал шнека 3, который выполняет функцию транспортирования массы и создания заданного давления перед формующей головкой 4, где профилируется заданное сечение стренга 7 (рис. 2.4).

Экспериментальная валковая установка оснащена амперметром для измерения тока нагрузки электродвигателя, возникающего в процессе вальцевания; тензометрическим датчиком для измерения распорного усилия между валками;

контактным термоэлектрическим термометром ТПК-1 для измерения температуры вальцуемой смеси и поверхности валков;

теристорным частотным преобразователем для задания нужной частоты вращения валков и шнека в шнековом отборочногранулирующем устройстве.

2.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПЛЕНОЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Разработанный технологический процесс (рис. 2.5) вторичной переработки пленочных отходов термопластов по непрерывной технологии осуществляется следующим образом: отходы с содержанием посторонних примесей не более 5 % поступают на участок сортировки отходов 1, в процессе которой из них удаляют случайные инородные включения и выбраковывают сильно загрязненные куски. Отходы полимеров 3 непрерывно загружаются через загрузочный бункер, с левой стороны вальцов, на рабочие поверхности валков 2. На вальцах происходит плавление отходов, удаление летучих компонентов, пластикация, возможно модифицирование 1 2 3 4 56 1 2 3 4 5 6 Рис. 2.5. Схема технологического процесса вторичной переработки пленочных отходов термопластов:

1 – участок сортировки отходов; 2 – вальцы; 3 – отходы полимеров;

4 – отборочно-гранулирующее устройство; 5 – тянущее устройство;

6 – нож; 7 – емкость для гранул различными добавками и окрашивание расплава. Для гранулирования вальцуемого материала расплав полимера продавливается через отборочно-гранулирующее устройство 4, установленное с правой стороны вальцов на рабочей поверхности валка, с образованием прутков (стренгов) заданного поперечного сечения. Полученные стренги сохраняют свой размер за счет установки тянущего устройства 5, далее они режутся ножом 6, после чего полученные гранулы собираются в емкости 7. По данной технологии могут перерабатываться не только пленочные отходы термопластов производственного и общественного потребления, но и различные технологические отходы термопластов.

В процессе вторичной переработки отходов полимеров на вальцах в расплав можно добавлять различные модифицирующие добавки и красители. Целью модификации гранулята является экранирование функциональных групп и активных центров химическими или физико-химическими способами и создание однородного по структуре материала с воспроизводимыми свойствами.

Методы модификации вторичного полимерного сырья можно разделить на химические (сшивание, введение различных добавок, главным образом органического происхождения, обработка кремнийорганическими жидкостями и др.) и физикомеханические (наполнение минеральными и органическими наполнителями).

В процессе лабораторной работы необходимо при варьировании технологических (величина минимального зазора между валками, частота вращения валков и шнека, количество материала на валках, температура валков и др.) и конструктивных (различные отборочно-гранулирующие устройства, длина рабочей зоны валков, диаметр фильер) параметров определить время пребывания полимерного материала на вальцах, температуру расплава полимера, физикомеханические и технологические свойства полученного гранулята (предел текучести при растяжении, относительное удлинение и предел прочности при разрыве, показатель текучести расплава, производительность). В процессе эксперимента также определяются энергозатраты на получение гранулята и величина распорных усилий.

2.3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 1. Включить питание термостата, который обеспечивает нагрев валков валковой установки.

2. Установить величину фрикции между валками f = 1:1,2.

3. Включить питание валковой установки.

4. Установить величину минимального зазора между валками 2h0 = 1 мм.

5. Смонтировать нижнее отборочно-гранулирующее устройство.

6. Установить фильеру с диаметром dф = 4 мм.

7. Включить электродвигатель валковой установки и установить частоту вращения переднего валка u = 15 об/мин.

8. При достижении заданной температуры поверхности валков (например, при переработке отходов полиэтилена низкой плотности – 125…130 °С) непрерывно загружать с левой (правой) стороны вальцов отходы полимерного материала.

9. Количество материала на валках в процессе переработки должно быть постоянным, что контролируется по величине "запаса" (координаты Xк и Xн всегда постоянны).

10. После выхода на заданный, установившийся режим переработки по амперметру зарегистрировать величину тока нагрузки электродвигателя Iн.

11. Измерение мощности потребляемой электродвигателем валковой установки на процесс переработки отходов проводить с помощью вольтамперной характеристики: Nэкс = Iн U, где U – напряжение питания электродвигателя, U = 220 В.

12. Получить экспериментальные образцы и с помощью секундомера и весов определить производительность процесса.

13. Полностью очистить поверхность валков от полимерного материала.

14. Установить частоту вращения переднего валка u = 20 об/мин.

15. Выполнить действия по пунктам 8 – 14 при u = 20 об/мин.

16. Установить частоту вращения переднего валка u = 25 об/мин.

17. Выполнить действия по пунктам 8 – 14 при u = 25 об/мин.

18. Установить фильеру с диаметром dф = 5 мм.

19. Выполнить действия по пунктам 7 – 18 для фильеры с диаметром dф = 5 мм.

20. Установить фильеру с диаметром dф = 6 мм.

21. Выполнить действия по пунктам 7 – 18 для фильеры с диаметром dф = 6 мм.

22. Установить величину минимального зазора между валками 2h0 = = 1,5 мм.

23. Выполнить действия по пунктам 5 – 22 для 2h0 = 1,5 мм.

24. Установить величину минимального зазора между валками 2h0 = = 2 мм.

25. Выполнить действия по пунктам 5 – 22 для 2h0 = 2 мм.

26. Смонтировать боковое отборочно-гранулирующее устройство.

27. Выполнить действия по пунктам 4, 6 – 26, т.е. те же эксперименты, как при использовании нижнего отборочно-гранулирующего устройства.

28. Смонтировать шнековое отборочно-гранулирующее устройство.

29. Установить частоту вращения шнека a = 20 об/мин.

30. Выполнить действия по пунктам 4, 6 – 26, т.е. те же эксперименты, как при использовании нижнего и бокового отборочно-гранулирующих устройств.

31. Установить частоту вращения шнека a = 35 об/мин.

32. Выполнить действия по пунктам 4, 6 – 26, т.е. те же эксперименты, как при частоте вращения a = 20 об/мин.

33. Установить частоту вращения шнека a = 50 об/мин.

34. Выполнить действия по пунктам 4, 6 – 26, т.е. те же эксперименты, как при частотах вращения шнека a = 20 об/мин и a = 35 об/мин.

35. Установить величину фрикции между валками f = 1:1.

36. Выполнить действия по пунктам 4, 6 – 35, т.е. те же эксперименты, как при фрикции между валками f = 1:1,2.

37. Установить величину фрикции между валками f = 1:1,36.

38. Выполнить действия по пунктам 4, 6 – 35, т.е. те же эксперименты, как при фрикции между валками f = 1:1,2 и f = 1:1.

39. Отключить питание термостата и валковой установки.

40. Полученные результаты экспериментальных данных заносятся в таблицы. (Пример – табл.

2.1).

41. Полученный вторичный полимерный материал подвергается экспресс-контролю по определению показателя текучести расплава, предела текучести при растяжении, относительного удлинения и предела прочности при разрыве. Методика определения этих показателей дана в разделе 2.3 лабораторной работы 1.

42. Полученные результаты заносятся в таблицы, и строятся графические зависимости Nт = f (u), G = f (u), Fp = f (u), I = f (u), т и р = f (u), = f (u) по заданию преподавателя.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.