Исследование стратифицированного течения резиновых смесей в дуплексных головках для выпуска заготовок кольцевого профиля тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, кандидат наук Юрыгин, Павел Петрович

• Юрыгин, Павел Петрович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Юрыгин, Павел Петрович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА АГРЕГИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ КОЛЬЦЕВОГО ПРОФИЛЯ

1.1 Виды длинномерных комбинированных изделий кольцевого профиля

из полимерных материалов

1.2 Основные способы производства многослойных полимерных изделий

с кольцевым поперечным сечением

1.3 Оборудование для изготовления агрегированной продукции методом соэкструзии

1.3.1 Особенности конструктивного исполнения формующей оснастки кольцевых экструзионных головок

1.3.2 Существующие конструкции мультиплексных кольцевых головок

1.4 Реологические уравнения состояния расплавов полимеров

1.5 Современные подходы к описанию процесса стратифицированного течения полимеров в мультиплексных головках

1.5.1 Аналитический подход к решению задачи течения вязкоупругих жидкостей в червячных головках

1.5.2 Численное моделирование совместного течения полимерных материалов

1.6 Результаты и выводы по главе, постановка задач исследования

ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СОЭКСТРУЗИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ В КОЛЬЦЕВЫХ КАНАЛАХ ЭКСТРУЗИОННЫХ ГОЛОВОК И ОБЛАСТИ СО СВОБОДНОЙ

ПОВЕРХНОСТЬЮ

2.1 Формулировка цели и задач теоретического исследования

2.2 Математическая модель стратифицированного течения двух вязкоупругих жидкостей в каналах экструзионной головки и области

со свободной поверхностью

2.2.1 Система уравнений математической модели

2.2.2 Граничные условия

2.3 Численное решение задачи описания гидродинамики несмешиваемого течения полимерных материалов

2.3.1 Решение уравнений математической модели методом конечных элементов

2.3.2 Определение положения материалов при совместном течении

2.3.3 Метод расчета процесса соэкструзии двух резиновых смесей в каналах экструзионной головки и области со свободной поверхностью

2.4 Численное моделирование процесса соэкструзии резиновых смесей

в каналах существующих кабельных головок

2.4.1 Обсуждение результатов моделирования течения резиновых смесей в кольцевых каналах существующих экструзионных головок

2.4.2 Особенности формообразования двухслойного потока резиновых смесей на выходе из фильеры

2.5 Результаты и выводы по главе

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СОЭКСТРУЗИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК ИЗ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ

3.1 Постановка цели и задач экспериментального исследования

3.2 Определение реологических характеристик резиновых смесей

3.2.1 Построение кривых течения резиновых смесей

3.2.2 Определение релаксационных характеристик резиновых смесей

3.3 Устройство и принцип действия установки для соэкструзии резиновых смесей

3.3.1 Конструкция и принцип действия установки

3.3.2 Средства контроля и измерения основных параметров процесса

3.3.3 Методика проведения экспериментального исследования

3.4 Результаты экспериментального исследования особенностей процесса соэкструзии резиновых смесей

3.4.1 Результаты исследования деформационных параметров

3.4.2 Результаты исследования энергосиловых и гидродинамических параметров

3.5 Оценка точности измерения экспериментальных данных

3.6 Анализ сходимости результатов экспериментальных и теоретических исследований

3.6.1 Сравнение результирующих гидродинамических картин течения

3.6.2 Сравнение результирующих деформационных картин течения

3.6.3 Сравнение результатов определения энергосиловых параметров установки

3.7 Результаты и выводы по главе

ГЛАВА 4 РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА СОЭКСТРУЗИИ КАБЕЛЬНОЙ ИЗОЛЯЦИИ

ИЗ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ

4.1 Цель и задачи практического применения результатов исследования

4.2 Разработка рекомендаций к проектированию мультиплексных червячных агрегатов для экструзии резиновых смесей

4.2.1 Влияние геометрических параметров кольцевых головок

на характеристики совместного потока дублируемых материалов

4.2.2 Влияние режимных параметров процесса соэкструзии

на характеристики совместного потока дублируемых материалов

4.2.3 Влияние реологических свойств резиновых смесей

на характеристики совместного потока дублируемых материалов

4.3 Определение рациональных параметров процесса соэкструзии

в кабельной головке существующей конструкции

4.4 Метод расчета и проектирования экструзионных агрегатов для выпуска агрегированных изделий кольцевого профиля

4.5 Результаты по главе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

Приложение А

Приложение Б

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование стратифицированного течения резиновых смесей в дуплексных головках для выпуска заготовок кольцевого профиля»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Значительную долю производственных объемов кабельной и резинотехнической отраслей составляют длинномерные цилиндрические изделия из резиновых смесей. Они отличаются многообразием конструктивного и материального исполнения, а также совмещением широкого набора эксплуатационных характеристик (прочность, сопротивление износу, эластичность, стойкость к излому, а также воздействию химических и атмосферных факторов, высокие электроизоляционные показатели и др.). Примерами могут служить кабельная изоляция, медицинские и хозяйственные шланги, рукава, трубки, жгуты, имеющие как промышленное, так и бытовое применение. При этом сочетание в одном материале всех требуемых регламентом свойств часто либо экономически нецелесообразно, либо физически невозможно в силу их взаимоисключающей природы. Поэтому более перспективным способом производства подобной продукции является агрегирование в единое изделие нескольких полимерных слоев, каждый из которых имеет строго определенное назначение. Такой подход сопровождается активным совершенствованием технологических процессов и соответствующего производственного оборудования.

В современной промышленности переработки полимерных материалов все большее распространение получает такой метод получения длинномерных агрегированных изделий, как мультиплексная экструзия. Данный подход заключается в формовании двух и более материалов в единой головке, в которую они нагнетаются разными экструдерами. Прохождение материалами области совместного деформирования на выходе из головки обеспечивает высокое качество стыка отдельных слоев и, как следствие, качество агрегированного изделия в целом.

При стратифицированном (совместном) течении нескольких вязкоупругих жидкостей в мультиплексной экструзионной головке особенно важной задачей является исследование процесса размерообразования потока не только в формующих каналах, но и после выхода из них (в области со свободной поверхностью). Так, заметный вклад в деформационную картину течения вносит релаксация

напряжений, накопленных в процессе переработки, что вызывает явление пост-экструзионного разбухания. Итоговое качество изготавливаемой продукции определяется множеством факторов, среди которых соотношение теплофизических и релаксационных свойств материалов, режимные параметры процесса, а также геометрические характеристики формующего инструмента.

На сегодняшний день накопленные эмпирические данные по формованию многослойных цилиндрических заготовок являются главным руководством при проектировании экструзионного оборудования. В этой связи очевидна актуальность теоретических исследований по выявлению особенностей формирования гидродинамики совместного потока полимерных сред в каналах мультиплексных головок, способных также открыть новые пути повышения качества агрегированного экструдата.

Работы в данном направлении ведутся как зарубежными, так и отечественными исследователями. Следует отметить труды таких ученых, как Ч. Д. Хан, В. Микаэли, К. Раувендааль, Г. Баракос, Д. Дули, Е. Митсулис, М. Т. Мартин, В. И. Янков и др. Предлагаются различные подходы к численному моделированию течения вязкоупругих жидкостей в модельных каналах [1-3], уделяется внимание вопросам создания научно-обоснованных подходов к оптимизации режимных параметров и конструкций соэкструзионного оборудования [4, 5], а также активно разрабатываются способы автоматизированного управления технологическими процессами производства [6]. Однако, проблема размерообразования потока резиновых смесей в мультиплексных головках существующих конструкций с учетом деформирования материалов как в формующих каналах, так и в области со свободной поверхностью, остается мало изученной, что и обуславливает цель и актуальность настоящей диссертационной работы.

Исследование выполнено на кафедре «Технологические машины и оборудование» Ярославского государственного технического университета в соответствии с тематическими планами научно-исследовательских работ, проводимых по заданию Министерства образования и науки РФ, по теме «Разработка методов расчета на основе моделей динамических процессов в сложных средах с нелиней-

ными эффектами» на 2012 г. (№ 01201275357) и по теме «Моделирование процессов переработки дисперсных и композитных материалов в условиях нестационарных режимов для энергосберегающих технологий» на 2013 г. (№ 01201354184).

Цель и задачи диссертационной работы. Цель работы заключается в изучении особенностей процесса стратифицированного течения резиновых смесей в дуплексных экструзионных головках для выпуска заготовок кольцевого профиля, а также создании рекомендаций по расчету и проектированию соэкструзионного оборудования.

Для достижения обозначенной цели поставлены и решены следующие задачи:

- разработка математической модели трехмерного стратифицированного течения резиновых смесей в цилиндрических каналах экструзионных головок и области со свободной поверхностью;

- создание метода расчета и осуществление численного моделирования процесса соэкструзии резиновых смесей в дуплексных кольцевых головках с целью выявления закономерностей формирования гидродинамических, деформационных и энергетических картин течения;

- проверка адекватности математической модели и метода расчета реальному процессу соэкструзии на экспериментальной установке для дублирования цилиндрических заготовок из резиновых смесей;

- создание рекомендаций для определения рациональных параметров процесса соэкструзии применительно к производству кабельной изоляции с точки зрения размерного качества изделия;

- разработка обобщенного метода расчета и проектирования соэкструзион-ных агрегатов с учетом процесса размерообразования экструдата как в каналах формующей головки, так и после выхода из нее (область со свободной поверхностью).

Научная новизна. Разработана математическая модель и предложен метод расчета трехмерного стратифицированного неизотермического течения двух вяз-

коупругих жидкостей в формующих каналах экструзионных головок и области со свободной поверхностью.

Исследованы закономерности формирования гидродинамических, деформационных и энергетических характеристик течения резиновых смесей в дуплексных каналах существующих кабельных головок, на основе которых выявлены основные причины отклонения размерных параметров заготовок от заданных технологическим регламентом значений и отмечены способы наиболее эффективного воздействия на них.

Сформулированы практические рекомендации для определения наиболее рациональных геометрических параметров экструзионных кабельных головок, режимных параметров процесса и реологических свойств полимерных материалов.

Практическая значимость. Предложенные метод расчета и рекомендации могут быть использованы для проектирования соэкструзионного оборудования и создания технологических регламентов процесса с целью повышения размерного качества длинномерной агрегированной продукции, что подтверждается применением результатов исследования в производстве на ООО «Нексанс-Рус» (г. Углич).

Методология и методы исследования. Математическое моделирование процесса соэкструзии основывалось на классических уравнениях гидродинамики, дополненных реологическим уравнением состояния вязкоупругих жидкостей. Численная реализация метода расчета осуществлялась с использованием современных программно-вычислительных комплексов. Адекватность предложенных математической модели и метода расчета проверялась экспериментальным путем на созданной лабораторной установке.

Научные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель трехмерного стратифицированного неизотермического течения двух вязкоупругих жидкостей в цилиндрическом канале и области со свободной поверхностью;

- метод расчета процесса соэкструзии резиновых смесей в кольцевых головках экструзионных агрегатов;

- результаты численного исследования особенностей формирования двухслойного потока резиновых смесей в расчетных областях реально существующих конструкций кабельных экструзионных головок;

- результаты экспериментальных исследований гидродинамических и деформационных характеристик стратифицированного течения резиновых смесей;

- рекомендации для определения рациональных параметров процесса соэкстру-зии кабельной изоляции с точки зрения размерного качества изделия, а также обобщенный метод расчета и проектирования экструзионных агрегатов. Апробация работы. Основные результаты исследования докладывались на

XXIII и XXVI Международных научных конференциях: математические методы в технике и технологиях (Саратов, 2010, 2013), 15-16 Международных научно-практических конференциях студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (Томск, 2009-2010), 5-ой Международной научно-технической конференции «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования» (Вологда, 2009), 62-66 Региональных и Всероссийских научно-технических конференциях студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием (Ярославль, 2009-2013).

Публикации. По материалам проведенных исследований опубликовано 20 работ, в том числе 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 7 статей в сборниках материалов международных конференций и 6 тезисов докладов в сборниках материалов конференций различного уровня.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных результатов и выводов по работе, списка использованной литературы, включающего 154 наименования, списка публикаций и двух приложений. Общий объем работы составляет 164 страницы, в том числе 137 страниц основного текста, включающего 66 рисунков, 8 таблиц.

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии во всех этапах проводимой исследовательской работы.

ГЛАВА 1

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОЦЕССОВ

ПРОИЗВОДСТВА АГРЕГИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

КОЛЬЦЕВОГО ПРОФИЛЯ

1.1 Виды длинномерных комбинированных изделий кольцевого профиля

из полимерных материалов

Увеличение темпов роста производства изделий из полимеров сопровождается постоянным повышением требований к качеству выпускаемой продукции. В современных условиях соответствовать им в полной мере могут лишь агрегированные изделия, которые, широко используются в самых разнообразных областях химической промышленности: шинное производство, выпуск резинотехнических изделий, создание профилей из полимеров и термопластов, изготовление пленок, армирование кабельных жил и т.д. Обособленной следует считать отрасль, связанную с производством агрегированных изделий кольцевого профиля из полимерных материалов, к которым можно отнести кабели, провода, шнуры, шланги, жгуты, трубки, стержни и рукава. Для понимания особенностей технологии процесса производства и конструктивного исполнения оборудования для изготовления цилиндрических длинномерных изделий, прежде всего, необходимо рассмотреть номенклатуру и назначение подобной продукции.

Кабельные изделия обычно содержат одну или более токопроводящих жил из меди, алюминия, стали или сплавов низкого и высокого сопротивления, которые покрыты изоляционными и защитными оболочками. Структура кабельной продукции (количество, расположение проводников и изолирующих слоев) сильно варьируется в зависимости от области применения, условий эксплуатации.

На рисунке 1.1а показана типичная конструкция силового кабеля высокого напряжения с многослойной полимерной изоляцией. Поверх проводника накладывается полупроводящий экран для выравнивания скачка напряженности элек-

трического поля, материалами изготовления которого являются бумага или полимерные материалы. Далее следует слой изоляции, который способен выдерживать воздействие электрического поля. С целью получения одинакового температурного коэффициента расширения изоляции и экрана данные слои выполняются из одного материала. Затем накладывается изоляционный экран, позволяющий получить плавное изменение напряженности электрического поля между изоляцией и последующим слоем поясной металлической оболочки. В качестве внешнего экрана используется оболочка из пластмасс или резиновых смесей, защищающих кабель от механических, климатических и химических воздействий [7].

наружный слой

я - кабель высокого напряжения; б - шланг топливный армированный Рисунок 1.1- Многослойные изделия кольцевого профиля

Применение многослойной изоляции обуславливается необходимостью придания одному изделию порой совершенно противоположных свойств, как например хорошей гибкости и стойкости к излому. Поэтому созданию монолитного изделия из универсального дорогостоящего полимерного материала, сочета-

ющего в себе все свойства, предпочитают агрегированное исполнение. В таком случае каждый слой выполняет определенную четко заданную функцию. Немаловажным обстоятельством, определяющим качество профиля в целом, является состояние стыка слоев и форма их граничной поверхности. Для уменьшения вероятности возникновения электрического пробоя полностью должны исключаться воздушные прослойки за счет максимально плотного прижатия внутренних изоляционных слоев к токоведущей жиле.

Рассматривая вопрос материального исполнения изоляции токопроводящей жилы, отметим, что на протяжении многих лет использовалась обмотка пропитанной бумажной лентой. Последнее имело ряд весомых недостатков. К таковым можно отнести высокую повреждаемость изделий, низкую нагрузочную способность, ограничения по возможности монтажа и др. Решением обозначенных проблем стало применение изоляции из резиновых смесей, повысившей эксплуатационные характеристики кабельных изделий (гибкость, устойчивость к воздействию химически агрессивных сред, высоких температур) и упростившей технологию изготовления за счет внедрения процесса экструзии, существенно сокращающей стадийность производства. Изоляция проводников из резиновых смесей используется сегодня при выпуске силовых, рентгеновских, шахтных, судовых кабелей и т.д. [8].

Также большая часть кабельных изделий выпускается с изоляцией из термопластов (поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен и др.) и термопластичных эластомеров (олефиновые, стирольные, виниловые и др.) [9]. Данные материалы обладают высокими диэлектрическими характеристиками, прочностью, невысоким удельным весом. Последнее позволяет значительно облегчить конструкцию кабелей и упростить монтаж по сравнению с изоляцией резиновыми смесями. К недостаткам ряда подобных материалов стоит отнести ползучесть и скачкообразное ухудшение механических свойств изоляции под воздействием температур, близких к температурам плавления.

Многолетним опытом производственной практики кабельной промышленности доказана целесообразность использования резиновых смесей для обкладки проводников. Это обусловлено технологичностью и низкой стоимостью смесей, спо-

собностью придавать изделию надежность и долговечность за счет хорошей гибкости, сопротивления износу и задирам, возможности работы при больших тяжениях.

Другим видом длинномерных комбинированных изделий кольцевого профиля являются шланги (см. рисунок 1.1 б). Их типовая структура представлена несколькими слоями резины с текстильным каркасом, что придает изделию требуемые прочность и заданный ресурс по времени работы. Шланги широко применяются для подачи воды, абразивных материалов (песка) и химических продуктов. Для транспортировки алкоголя, кислот, нефтепродуктов и солевых растворов используются двухслойные напорные шланги из резины на основе синтетического каучука с армированием металлической или тканевой спиралью, за счет чего удается совместить такие свойства, как маслобензостойкость, стойкость к износу и химическому воздействию, высокая эластичность и др. [10].

Резиновые рукава используются для соединения частей трубопроводов, оборудования, транспортировки различных сред, снятия вибрационных нагрузок и температурных деформаций. Рукав состоит из нескольких слоев синтетических резин, внутреннего армирующего экрана корда (для придания прочности) и присоединительной арматуры различного исполнения (фланец, гайка, штуцер и др.). Применение многослойной структуры рукавов объясняется постановкой следующих требований: износостойкость, нейтральность к химически агрессивным средам, способность работы при высоких перепадах давления [11].

Анализ производственных данных подтверждает существование довольно широкой номенклатуры агрегированной продукции кольцевого профиля, где в качестве основного материала используются высоконаполненные резиновые смеси. Проблема обеспечения размерного качества изделий данного вида требует детального изучения с целью получения представления об основах процесса совместного формования, которые могут быть учтены при проектировании профилирующего инструмента. Рассмотрим далее сущность наиболее распространенных процессов производства длинномерных профилей, а также особенности конструкций формующего оборудования, реализующих данные процессы.

1.2 Основные способы производства многослойных полимерных изделий с кольцевым поперечным сечением

В современной промышленности переработки полимеров наиболее перспективными способами производства погонажных многослойных изделий кольцевого профиля являются послойная экструзия (ламинирование) и соэкструзия.

Основу первого метода составляет процесс экструзии, сущность которого заключается в непрерывном продавливании пластифицированных полимеров через узкие отверстия под действием усилия пресса [12]. Помимо резиновых смесей этот процесс также широко применим для обработки таких материалов, как полиэтилен, полипропилен, полиамиды с последующим получением самых разнообразных изделий: труб, шлангов, листов, пленок, уплотнителей, кабельной изоляции, волокон, специальных профилей и т.д.

Экструзия обеспечивает высокую производительность и непрерывность процесса, что дает возможность выпускать длинномерную продукцию, совмещать переработку полимеров с другими технологическими операциями (например, совмещение изолирования и наложения оболочки с волочением и отжигом проволоки для токопроводящей жилы кабеля), а также открывает широкие возможности для автоматизации поточных линий.

Так, производство многослойных изделий возможно за счет использования последовательного расположения экструзионных агрегатов (симплексная экструзия, рисунок 1.2 а). Такой способ позволяет при сравнительно невысокой стоимости оборудования и простоте управления технологией процесса производства достичь высоких эксплуатационных характеристик выпускаемых изделий.

В последнее же время для изготовлении длинномерной агрегированной продукции все большую популярность получает процесс соэкструзии (рисунок 1.2 б). Суть процесса заключается в одновременном формовании двух и более полимерных материалов с разными реологическими характеристиками в одной общей формующей головке. По сравнению с последовательной симплексной экструзией уменьшается стадийность производства и значительно улучшается качество стыка слоев, что гарантирует большую прочность соединения и уменьшает вероятность поверхностного огрубления экструдата.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

а — симплексная экструзия; б - дуплексная экструзия 1 - отдающее устройство; 2 - токопроводящая жила; 3 — тяговое устройство; 4 - прямильное устройство; 5 - устройство подогрева; 6,7 — экструдеры; 8 - вулканизационная труба; 9 - охлаждающее устройство; 10 - измеритель диаметра; 11 - измеритель эксцентриситета; 12 - прибор для испытания токопроводящих свойств;

13 - приемное устройство; 14 - мультиплексная головка Рисунок 1.2 - Схемы экструзионных линий для производства кабельной изоляции

Недостатками рассмотренных процессов являются проблематичность переработки высоковязких полимерных материалов, большое влияние на размерооб-разование постэкструзионного разбухания, что в отдельных случаях затрудняет достижение наилучшего качества производимой продукции [13, 14]. Однако, несмотря на обозначенные недостатки, экструзионные линии являются одними из широко распространенных и наиболее перспективных видов оборудования для переработки полимеров.

1.3 Оборудование для изготовления агрегированной продукции

методом соэкструзии

Основными рабочими аппаратами соэкструзионных линий являются червячные машины или экструдеры [15], которые можно классифицировать на агрегаты непрерывного и периодического действия в зависимости от способа подачи перерабатываемого материала. При этом к первым относятся червячные (шнеко-вые) экструдеры, где материал движется в винтовом зазоре между вращающимся шнеком и неподвижными стенками рабочего цилиндра, а также дисковые (барабанные) экструдеры, рабочим органом которых является диск со спиральной нарезкой, вращающийся также относительно неподвижной камеры. Ко второму классу относятся экструдеры с возвратно-поступательным движением плунжера, применяющихся для экструзионно-раздувного формования и литья под давлением [16].

Наиболее распространенным способом получения длинномерных изделий с кольцевым профилем является экструзия на агрегатах червячного типа [17]. Принципиальную схему подобного оборудования рассмотрим на примере шнеко-вого экструдера для наложения кабельной изоляции на проводник (рисунок 1.3).

Принцип работы агрегата заключается в следующем: полимерный материал для накладываемой изоляции подается в загрузочную воронку 1, откуда захватывается нарезкой червяка 2 и перемещается по материальному цилиндру 3. После прохождения фильтрующей сетки 6 и достижения формующего канала червячной головки 8, состоящей из дорна 9 и матрицы 10, материал накладывается на токо-

\

проводящую жилу 12. Вращение червяка осуществляется за счет электродвигателя 15 и системы приводных шестерен 16. Также важными частями являются системы нагрева 5 и охлаждения 14 для создания требуемого температурного режима в ходе работы установки.

1

Зона I

Зона II

Зона III

1 -

12

- загрузочная воронка; 2 - червяк; 3 - материальный цилиндр; 4 - корпус; 5 - нагреватели; 6 — сетки; 7 - решетка; 8 - червячная головка; 9 - дорн;

10 — матрица; 11 - накладываемый слой изоляции или оболочки; - токопроводящая жила; 13 — насадка червяка; 14 — система охлаждения; 15 - электродвигатель; 16 - система приводных шестерен

Рисунок 1.3 — Принципиальная схема червячного экструдера

Основным рабочим органом червячной машины является шнек, конструкция которого определяется технологическим назначением и типом перерабатываемого полимерного материала. Основными геометрическими параметрами является количество заходов нарезки (/), глубина нарезки (h), диаметр червяка (D), отношение длины нарезной части к диаметру {LID) и др. Так, отношение LID для экструдеров перерабатывающих резиновые смеси находится в пределах 4-12, в то время как для пластмасс этот параметр значительно выше. Более подробно различные конструкции шнеков рассмотрены в работах [18-20].

В процессе продвижения полимера в зазоре между шнеком и материальным цилиндром можно выделить несколько зон:

- I зона предназначена для транспортировки материала из загрузочной воронки в материальный цилиндр;

- во II зоне (зоне пластикации) происходит нагрев экструдируемого материала за счет передачи тепла от нагревателя через стенки материального цилиндра, его перемешивание и гомогенизация;

- попадая в III зону (зону дозирования), полимер дополнительно гомогенизируется и подается в формующую оснастку.

Последовательное прохождение материалом перечисленных зон обеспечивает его продавливание через оформляющие каналы экструзионной головки.

Для производства комбинированных изделий из полимерных материалов несколько экструдеров объединяются между собой мультиплексной формующей головкой (рисунок 1.4) в червячные агрегаты [21].

а, б-У-образная компоновка; в, г — Т-образная компоновка; 1,2- экструдеры для внутреннего и наружного слоев; 3 - мультиплексная головка;

4 - токопроводящая жила

Рисунок 1.4 - Варианты агрегатирования экструдеров общей формующей головкой при наложении двух слоев кабельной изоляции на токопроводяшую жилу

Данное оборудование отличается многообразием вариантов конструктивного исполнения в зависимости от вида производимой продукции и количества накладываемых слоев. При этом для производства изделий, требующих одновременного наложения от 2 до 5 слоев полимерных материалов, используются агрегаты типа «Дуплекс», «Триплекс», «Квадруплекс» и «Квинтуплекс». Для кабель-

ной промышленности и других отраслей, выпускающих продукцию кольцевого профиля, основными производителями оборудования являются такие фирмы, как «General Cable», «Troester», «Maillefer Extrusion», «Cortinovis», «Niehoff» и прочие производители.

На производительность экструзионного агрегата и качество выпускаемой продукции кольцевого профиля существенное влияние оказывает формующая оснастка (дорн, матрица), в каналах которой происходит непосредственное формирование расплава полимера в слой изоляции или оболочки. Кроме того, большое значение имеют такие конструктивные и технологические параметры, как геометрические размеры червяка и цилиндра, соотношения частот вращения шнеков и скорости вытяжки заготовки, температурные режимы в материальных цилиндрах и головке и др. При этом подбор всей совокупности характеристик для выпуска определенной продукции на одном и том же оборудовании должен быть осуществлен индивидуально, с учетом всех особенностей изделия [22].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Юрыгин, Павел Петрович, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Dooley, J. Viscoelastic flow effects in multilayer polymer extrusion : Ph. D. Thesis / Dooley Joseph. - Eindhoven University of Technology, Eindhoven, 2002. -134 p.

2. Huntington, B. A. Distortion of interfaces in a multilayer polymer co-extrusion feedblock / B. A. Huntington, E. Chaberts, S. Rahal, J. Patz, J. Silva, P. Harris, J. Maia, R. T. Bonnecaze // Intern, polymer processing. - 2013. - XXVIII. -1. 3. -P. 1-7.

3. Gupta, M. Viscoelastic simulation of bi-layer coextrusion in a square die: an analysis of viscous encapsulation [Электронный ресурс] / M. Gupta // Plastics engineering. - 2013. — Режим доступа: http://www.exdiv-spe.com/files/POTMdec2013.pdf.

4. Анасова, Т. А. Разработка и совершенствование конструкций многослойных экструзионных головок : дис. ... канд. техн. наук : 05.04.09 / Анасова Татьяна Александровна. - Уфа, 1997. - 120 с.

5. Гуданов, И. С. Метод расчета соэкструзии резиновых смесей и мультиплексных формующих головок : дис. ... канд. техн. наук : 05.17.08 / Гуданов Илья Сергеевич. - Ярославль, 2009. - 185 с.

6. Казаков, А. В. Управление процессом формования многослойной полимерной изоляции при производстве кабелей среднего напряжения : дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 / Казаков Алексей Владимирович. - Пермь, 2011. - 95 с.

7. Балашов, А. И. Кабели и провода. Основы кабельной техники / А. И. Балашов, М. А. Боев, А. С. Воронцов и др.; под редакцией И. Б. Пешкова. - М. : Энергоатомиздат, 2009. - 470 с.

8. Worzyk, Т. Submarine power cables: Design, Installation, Repair, Environmental Aspects / T. Worzyk. - Springer, 2009. - 313 p.

9. Крыжановский, В. К. Производство изделий из полимерных материалов: учебное пособие / В. К. Крыжановский, М. Л. Кербер, В. В. Бурлов, А. Д. Пани-матченко. - СПб. : Профессия, 2004. - 464 с.

10. Мартин, Дж. M. Производство и применение резинотехнических изделий / Дж. М. Мартин, У. К. Смит. - СПб. : Профессия, 2006. - 480 с.

11. Аверко-Антонович, Ю. О. Технология резиновых изделий: учебное пособие для вузов / Ю. О. Аверко-Антонович, Р. Я. Омельченко, Н. А. Охотна, Ю. Р. Эбич; под редакцией П. А. Кирпичникова. - JI. : Химия, 1991. - 352 с.

12. Брагинский, В. А. Экструзия / В. А. Брагинский. - JI. : Химия, 1984. -

240 с.

13. Володин, В. П. Разбухание экструдата на выходе из прямоугольных и кольцевых каналов / В. П. Володин, Н. Б. Афанасьева // Пласт, массы. - 1985. - № И.-С. 39-41.

14. Соколов, М. В. Проектирование экструзионных машин с учетом качества резинотехнических изделий : монография / М. В. Соколов, А. С. Клинков, П. С. Беляев, В. Г. Однолько. - М. : Машиностроение, 2007. — 292 с.

15. Рябинин, Д. Д. Червячные машины для переработки пластических масс и резиновых смесей / Д. Д. Рябинин, Ю. Е. Лукач. - М. : Машиностроение, 1965. -364 с.

16. Раувендааль, К. Экструзия полимеров : научное издание / К. Раувенда-аль; при участии П. Дж. Грэманна; пер. с англ. 4-го изд. М. А. Смирнова; под ред. А. Я. Малкина. - СПб. : Профессия, 2006. - 762 с.

17. Бекин, Н. Г. Оборудование заводов резиновой промышленности / Н. Г. Бекин, Н. П. Шанин. - Л. : Химия, 1978. - 400 с.

18. Басов, Н. И. Расчет и конструирование оборудования для производства и переработки полимерных материалов / Н. И. Басов, Ю. В. Казанков, В. А. Любар-тович. - М. : Химия, 1986. - 488 с.

19. Giles, H. F. Jr. Extrusion: The definitive processing guide and handbook / H. F. Giles Jr., E. M. Mount III, J. R. Wagner Jr. - Elseveir Science, 2004 - 560 p.

20. Jonson, P. S. Development in extrusion science and technology / P. S Jonson // Rubber Chemistry and Technology. - 1981. -1. 56. - P. 575-593.

21. Тадмор, 3. Теоретические основы переработки полимеров / 3. Тадмор, К. Гогос; пер. с анг. под ред. Р. В. Торнера. - М. : Химия, 1984. - 632 с.

22. Ломов, А. А. Интенсификация процессов экструзии и повышение качества длинномерных заготовок в производстве резинотехнических изделий : дис. ... д-ра техн. наук : 05.17.08 / Ломов Александр Анатольевич. - Ярославль, 2003. -314 с.

23. Григорьян, А. Г. Производство кабелей и проводов с применением пластмасс и резин / А. Г. Григорьян, Д. Н. Дикерман, И. Б. Пешков; под редакцией И. Б. Пешкова. — М.: Энергоатомиздат, 1992. - 304 с.

24. Микаэли, В. Экструзионные головки для пластмасс и резины : конструкции и технические расчеты / В. Микаэли; пер. с англ. яз. под ред. В. П. Володина. - СПб. : Профессия, 2007. - 472 с.

25. Bogaerds, А. С. В. Stability analysis of viscoelastic flows: Ph. D. Thesis / Ar-jen С. B. Bogaerds. - Eindhoven University of Technology, Eindhoven, 2002. - 141 p.

26. Раувендааль, К. Выявление и устранение проблем в экструзии / К. Раувендааль, М. Д. Пилар Норьега Е.; пер. с англ. под ред. В. П. Володина. - СПб. : Профессия, 2008. - 328 с.

27. Fischer, P. New spiral mandrel dies [Электронный ресурс] / P. Fischer, J. Wortberg // SKZ conference «Innovations in Extrusion». - 1998. - Режим доступа: http://www.eta-kunststofftechnologie.de/pdf-Dateien/Downloads/98_EN_New-Spiral-Mandrel-Dies.pdf.

28. Sikora, J. W. Design of extrusion heads / J. Sikora. - Lublin : Biblioteka Politechniki Lubelskiej, 2008. - 64 p.

29. Леонов, В. M. Основы кабельной техники : учебник для студ. высш. учеб. заведений / В. М. Леонов, И. Б. Пешков, И. Б. Рязанов, С. Д. Холодный; под ред. И. Б. Пешкова. - М. : Издательский центр «Академия», 2006. - 432 с.

30. Григорьян, А. Г. Технология производства кабелей и проводов с применением пластмасс и резин : учебное пособие для вузов / А. Г. Григорьян, Д. Н. Дикерман, И. Б. Пешков; под ред. И.Б. Пешкова. - М. : Машиностроение, 2011. — 368 с.

31. Панов, А. А. Разработка конструкций и метода расчета многоручьевых экструзионных головок : дис. ... канд. техн. наук : 05.02.13 / Панов Александр Александрович. - Уфа, 2002. - 165 с.

32. Панов, А. А. Многоручьевые экструзионные головки и методы интенсификации процессов экструзии / А. А. Панов. - Уфа : Гилем, 2009. - 188 с.

33. Каплун, Я. Б. Формующее оборудование экструдеров / Я. Б. Каплун, В. С. Ким. -М. : Машиностроение, 1969. - 160 с.

34. Виноградов, Г. В. Реология полимеров / Г. В. Виноградов, А. Я. Малкин. - М. : Химия, 1977. - 440 с.

35. Бернхардт, Э. Переработка термопластичных материалов / Э. Бернхардт. -М. : Химия, 1965. - 767 с.

36. Бекин, Н. Г. Валковые машины для переработки резиновых смесей (основы теории работы). - Ярославль : ЯПИ, 1969. - 80 с.

37. Шварц, А. И. Литьевое формование резиновых технических изделий / А. И. Шварц, Г. С. Кангаров. - М. : Химия, 1975. - 360 с.

38. Кристенсен Р. Введение в теорию вязкоупругости / Р. Кристенсен; пер. с англ. М. И. Рейтмана; под ред. Г. С. Шапиро. - М. : Мир, 1974. - 228 с.

39. Хан, Ч. Д. Реология в процессах переработки полимеров / Ч. Д. Хан. -М. : Химия, 1979.-366 с.

40. Tanner, R. I. Engineering rheology / R. I. Tanner. - Oxford : Oxford University Press, 2000. - 592 p.

41. Bush, M. B. A boundary element investigation of extrudate swell / M. B. Bush, R. I. Tanner, N. Phan-Thien // J. Non-Newtonian Fluid Mech. - 1985. - V. 18. -I. 2.-P. 143-162.

42. Елюхина, И. В. Исследование неньютоновских свойств высокотемпературных жидкостей / И. В. Елюхина. - Челябинск : Изд-во ЮУрГУ, 2006. - 140 с.

43. Kostic, М. Heat transfer and hydrodynamics of water and viscoelastic fluid flow in a rectangular duct: Ph. D. Thesis / Kostic Milivoje. - University of Illinois, Chicago, 1984.-247 p.

44. Малкин, А. Я. Реология: концепции, методы, приложения / А. Я. Мал-кин, А. И. Исаев. - СПб. : Профессия, 2007. - 560 с.

45. Малкин, А. Я. Современное состояние реологии полимеров: достижения и проблемы / А. Я. Малкин // Высокомолекулярные соединения. - 2009. - Т. 51. -С. 106-136.

46. Barakos, G. Viscoelastic simulations of stratified bicomponent extrusion through slit dies / G. Barakos, E. Mitsoulis // Intern. Polymer Processing XI. - 1996. — P. 147-153.

47. Wagner, M. H. Analysis of time-dependent non-linear stress-growth data for shear and elongational flow of a low-density branched polyethylene melt / M. H. Wagner//Rheologica Acta 15. - 1976. - P. 136-142.

48. Аль-Рваш, A. M. Математическое моделирование течения вязкоупругой жидкости в канале вискозиметра с падающим грузом : дис. ... канд. техн. наук : 01.02.05, 05.13.18 /Амер Махмуд Аль-Рваш. - Казань, 2006. - 122 с.

49. White, J. L. Principles of polymer engineering rheology / J. L. White. -Wiley-IEEE, 1990. - 326 p.

50. Siginer, D. A. Advances in the flow and rheology of non-Newtonian fluids : in 10 t. / D. A. Siginer, D. De Kee, R. P. Chhabra. - Elsevier Science, 1999. - T. 8. -1514 p.

51. Larson, R. G. Structure and Rheology of Complex Fluids / R. G. Larson. -New York : Oxford Press, 1999. - 387 p.

52. McLeish, Т. С. B. Molecular constitutive equations for a class of branched polymers : the pom-pom polymer / Т. С. B. McLeish, R. G. Larson // J. Rheol. - 1998. -V. 42.-P. 81-110.

53. Verbeeten, W. M. H. Differential constitutive equations for polymer melt: the extended Pom-Pom model / W. M. H. Verbeeten, G. W. M. Peters // J. Rheol. - 2001. -V.45.-P. 821-841.

54. Aguayo, J. P. The Numerical prediction of viscoelastic flows using the PomPom model and high order finite volume schemes / J. P. Aguayo, P. M. Phillips, T. N.

Phillips, В. A. Snigerev, H. R. Tamaddon-Jahromi, M. F. Webster // Proc. XIV Int. Congr. of Rheology. - 2004. - P. 586-611.

55. Deville, M. O. Mathematical modeling for complex fluids and flows / M. O. Deville, Т. B. Gatski. - Springer, 2012. - 294 p.

56. Юрыгин, П. П. Обзор вязкоупругих реологических моделей течения полимеров / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, Г. М. Гончаров, А. А. Ломов, Ю. Б. Лаврентьев // Научно технический вестник Поволжья, 2012. - № 6. - С. 444-451.

57. Dealy, J. М. Melt rheology and its role in plastics processing : theory and application / J. M. Dealy, K. F. Wissbrun. - New York : Springer, 1990. - 663 p.

58. Шрамм, Г. Основы практической реологии и реометрии / Г. Шрамм. -М. : КолосС, 2003.-312 с.

59. Завгородний, В. К. Оборудование для переработки пластмасс : справ, пособие по расчету и конструированию / В. К. Завгородний. - М. : Машиностроение, 1976.-407 с.

60. Lodge, A. S. Elastic liquids / A. S. Lodge // Academic press, New York. -1964.-P. 243-244.

61. Казаченко, Т. А. Устойчивость поверхности раздела при движении двух вязкоупругих жидкостей в вертикальном цилиндрическом канале : дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.02.05 / Казаченко Татьяна Анатольевна. - Пермь, 1998. - 103 с.

62. Немытков, В. А. Машины и аппараты резиновой промышленности : учебное пособие / В. А. Немытков. - 2-е издание, переработанное. - Ярославль, 1983.-84 с.

63. Jiang, W. Y. Inertialess instability of a two-layer liquid film flow / W. Y. Jiang, B. Helenbrook, S. P. Lin // Physincs of Fluids. - 2004. - V. 6. - P. 652-663.

64. Роуч, П. Вычислительная гидродинамика / П. Роуч. - М.: Мир, 1980. -

612 с.

65. Муравлева, Е. А. Численные методы на основе вариационных неравенств для вязкопластической среды Бингама : дис. ... канд. физ.-мат. наук : 01.01.07 / Муравлева Екатерина Анатольевна. - Москва, 2010.-174 с.

66. Халаф, X. А. Нелинейные явления при течении неньютоновской жидкости в плоских ступенчатых симметричных каналах : дис. ... канд. техн. наук : 01.02.05, 05.13.18 / Халаф Али Хуссам. - Казань, 2012.- 132 с.

67. Снигерев, Б. А. Исследование неньютоновского эффекта при обтекании цилиндра ползущим потоком упруговязкой жидкости в плоском канале / Б. А. Снигерев // Вестник Самарского гос. ун-та. - 2009. - Т. 8. - С. 125-136.

68. Снигерев, Б. А. Математическое моделирование течения жидкости FENE-P из экструзионной головки / Б. А. Снигерев, А. Г. Кутузов, Г. Н. Лутфул-лина // VII Междунар. конф. «Нефтехимия-2005». - 2005. - С. 218-219.

69. Гарифуллин, Ф. А. Численное моделирование обтекания цилиндра потоком упруговязкой жидкости Олдройда-Б / Ф. А. Гарифуллин, Б. А. Снигерев, Ф. X. Тазюков // VII Междунар. конф. «Нефтехимия-2005». - 2005. - С. 219-221.

70. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. - М. : Мир, 1975.-271 с.

71. Мареев, В. В. Основы методов конечных разностей : учебное издание / В. В. Мареев, Е. Н. Станкова. - СПб.: Изд-во С.-Петербургского ун-та, 2012. - 64 с.

72. Смирнов, Е. М. Метод конечных объемов в приложении к задачам гидрогазодинамики и теплообмена в областях сложной геометрии / Е. М. Смирнов, Д. К. Зайцев // Научно-технические ведомости, Издательство Политехнического университета, Санкт-Петербург. - 2004. - № 2. - С. 70-81.

73. Бенерджи, П. Метод граничных элементов в прикладных науках / П. Бе-нерджи, Р. Баттерфилд. - М. : Мир, 1984. - 494 с.

74. Попонин, В. С. Метод спектральных элементов на неструктурированной сетке в вычислительной механике: учебное пособие / В. С. Попонин. - Томск : Томский государственный университет, 2009. - 46 с.

75. Patera А. Т. A spectral element method for fluid dynamics. Laminar flow in a channel expansion / A. T. Patera // Journal of Computational Physics. - 1984. - V. 54. -P. 468-488.

76. Pauli, L. Simulating die swell in the context of profile extrusion : master's thesis / L. Pauli. - RWTH Aachen University, 2011. - 65 p.

77. Самарский, А. А. Введение в численные методы / А. А. Самарский. - М. .•Наука, 1982.-272 с.

78. Терлыч, А. Е. Адаптивная система управления процессом экструзии при производстве кабельной продукции / А. Е. Терлыч, Н. М. Труфанова, А. Г. Щербинин // Информационные управляющие системы: Сб. науч. тр. - Пермь : Пермский ЦНТИ, 2006. - С. 280-284.

79. Бульхин, А. К. Моделирование технологических процессов в реальном масштабе времени с помощью программ для ЭВМ / А. К. Бульхин, В. Ф. Ключников, С. А. Кижаев // Кабели и провода. - 2010. - № 1. - С. 12-13.

80. Oldroyd, J. G. On the formulation of rheological equation of state / J. G Ol-droyd // Proceedings of the Royal Society. - 1950. - V. A200. - P. 523-541.

81. Астарита, Дж. Основы гидромеханики неньютоновских жидкостей / Дж. Астарита, Дж. Маруччи. -М. : Мир, 1978. - 309 с.

82. Леонов, А. И. Об описании реологического поведения упруго-вязких сред при больших упругих деформациях : Препринт № 34 / А. И. Леонов. - М. : ИПМ АН СССР, 1973. - 63 с.

83. Ким, В. С. Теория и практика экструзии полимеров / В. С. Ким. - М. : Химия, КолосС, 2005. - 568 с.

84. Торнер, Р. В. Теоретические основы переработки полимеров / Р. В. Тор-нер. -М. : Химия, 1977.-464 с.

85. Sunwoo, К. В. Three-dimensional numerical simulation of nonisothermal co-extrusion process with generalized Newtonian fluids / К. B. Sunwoo, S. J. Park, S. J. Lee, К. H. Ahn, S. J. Lee // Korea-Australia Rheology Journal. - 2000. - V. 12. -1. 3/4. -P. 165-173.

86. Mitsoulis, E. Extrudate swell in double-layer flows / E. Mitsoulis // J. Rheol. - 1986. -V. 30.-P. 23—44.

87. Олдер, Б. Вычислительные методы в гидродинамике / Б.. Олдер, С. Фернбах, М. Ротенберг; пер. с англ. В. П. Коробейникова, П. И. Чушкина; под ред. С. С. Григоряна, Ю. Д. Шмыглевского. - М. : Мир, 1967. - 385 с.

88. Пейре, Р. Вычислительные методы в задачах механики жидкости / Р. Пейре, Т. Д. Тейлор. - JI. : Гидрометеоиздат, 1986. - 352 с.

89. Самарский, А. А. Численные методы : учеб. пособие для вузов / А. А. Самарский, А. В. Гулин. - М. : Наука, 1989. - 432 с.

90. Березин, И. К. Методы расчет течений неньютоновских жидкостей со свободными поверхностями в технологии формования полимеров и дисперсных систем : дис. ... д-ра техн. наук : 01.02.05 / Березин Игорь Константинович. — Ижевск, 1995.-279 с.

91. Crochet, M. J. Numerical simulation of non-newtonian flow / M. J. Crochet, A. R. Davies, K. Walters. - Amsterdam : Elsevier, 1984. - 352 p.

92. Amoreira, L. J. Comparison of different formulations for the numerical calculation of unsteady incompressible viscoelastic fluid flow / L. J. Amoreira, P. J. Oliveira // Advances in Applied Mathematics and Mechanics. - 2010. - V. 2. - I. 4. - P. 483502.

93.Янков, В. И. Течение полимеров в отверстиях фильер: теория, расчет, практика / В. И. Янков, И. О. Глот, H. М. Труфанова, Н. В. Шакиров. - Ижевск : Регулярная и хаотическая динамика, 2010.-368 с.

94. Кутузов, А. Г. Гидродинамические и тепловые процессы в рабочих органах машин по переработке реологически сложных сред : дис. ... д-ра техн. наук : 05.02.02, 01.02.05 / Кутузов Александр Григорьевич. - Казань, 2009. - 321 с.

95. Carvalho, D. M. A numerical technique for solving the Maxwell model for free surface flows / D. M. Carvalho, M. F. Tome, J. A. Cuminato, A. Castelo, V. G. Ferreira // Tend. Mat. Apl. Comput. - 2004. - V. 5. -1. 2. - P. 195-204.

96. Коннор, Дж. Метод конечных элементов в механике жидкости / Дж. Коннор, К. Бреббиа. - JI. : Судостроение, 1979. - 264 с

97. Флетчер, К. Численные методы на основе метода Галеркина / К. Флет-чер. - М. : Мир, 1988. - 353 с.

98. Reddy, J. N. The finite element method in heat transfer and fluid dynamics: Third edition / J. N. Reddy, D. K. Gartling. - CRC Press, 2010. - 524 p.

99. Полежаев, В. И. Математическое моделирование конвективного тепломассообмена на основе уравнений Навье-Стокса / В. И. Полежаев, А. В. Бунэ, Н. А. Верезуб. - М. : Наука, 1987. - 258 с.

100. Снигерев, Б. А. Неизотермическое ползущее течение вязкоупругой жидкости со свободной поверхностью при формовании волокон / Б. А. Снигерев, Ф. X. Тазюков // Вестник Удмуртского университета. - 2010. - № 2. - С. 101-108.

101. Chen, F. A survey of interface tracking methods in multi-phase fluid visualization [Электронный ресурс] / F. Chen, H. Hagen // Visualization of Large and Unstructured Data Sets. - 2010. - Режим доступа: http://drops.dagstuhl.de/opus/volltexte/2011/309 l/pdf/2.pdf.

102. Crochet, M. J. Finite element analysis of die swell of a highly elastic fluid / M. J. Crochet, R. Keunings // J. Non-Newtonian Fluid Mech. - 1982. - V. 10. - P. 339356.

103. Херт, С. Произвольный лагранжево-эйлеров численный метод / С. Херт // Материалы международной конференции «Численные методы в механике жидкостей». - 1973. - С. 156-164.

104. Donea, J. Arbitrary Lagrangian-Eulerian methods [Электронный ресурс] / J. Donea, A. Huerta, J.-Ph. Ponthot, A. Rodriguez-Ferran // Encyclopedia of Computational Mechanics. - 2004. Режим доступа: http://eu.wiley.com/legacy/wileychi/ecm/pdfs/Volume_l_Chapter_14.pdf.

105. Ganvir, V. Prediction of extrudate swell in polymer melt extrusion using an Arbitrary Lafrangian Eulerian (ALE) based finite element method / V. Ganvir, A. Lele, R. Thaokar, B. P. Gauthan // J. Non-Newtonian Fluid Mech. - 2009. - V. 156. - I. 1-2. -P. 21-28.

106. Бадаева, H. В. Метод расчет подвулканизации резиновых смесей в процессе течения в диссипативных головках экструдеров : дис. ... канд. техн. наук : 05.17.08 / Бадаева Наталья Валентиновна. - Ярославль. — 2004. - 159 с.

107. Sikora, J. W. Design of extrusion heads [Электронный ресурс] / J. W. Si-kora // Lublin Univercity of Technology. - 2008. - Режим доступа: http://bc.pollub.p1/Content/l 0 l/Design+of+Extrusion+Heads.pdf.

108. Беспрозванных, А. В. Поверхностные дефекты и способы их устранения при экструдировании полимерных оболочек волоконно-оптических кабелей / А. В. Беспрозванных, И. А. Морозов // Вестник НТУ «ХПИ». - 2013. - № 1. - С. 28-37.

109. Привезенцев, В. А. Основы кабельной техники / В. А. Привезенцев, И. И. Гроднев, С. Д. Холодный, И. Б. Рязанов; под ред. В. А. Привезенцева. - М. : Энергия, 1975.-472 с.

110. Akita, О. Analysis on the stratified multi-phase flow of polymer melts in wire coating / O. Akita, K. Ito // Rheology, Sprinter US. - 1980. - V. 3. - P. 137-142.

111. Кравченко, И. В. Особенности структурирования слоистых и дисперсных систем несовместимых полимеров при сдвиговом течении. Численное моделирование : дис. ... канд. физ.-мат. наук : 02.00.06 / Кравченко Игорь Витальевич. - Черноголовка. - 2010. - 180 с.

112. Choi, Y. J. Simulation of the extrusion of particle filled viscoelastic fluids [Электронный ресурс] / Y. J. Choi, M. A. Hulsen, H. E. H. Meijer // Polymer technology. - 2012. - Режим доступа: http://mate.tue.nl/mate/pdfs/12372.pdf.

113. Кутузова, M. А. Влияние эффекта пристенного скольжения на течение упруговязкой жидкости в канале формующего инструмента : дис. ... канд. техн. наук : 01.02.05 / Кутузова Марина Александровна. - Казань. - 2006. - 138 с.

114. Inn, Y. W. Visual observation of development of sharkskin melt fracture in polybutadien extrusion / Y. W. Inn, R. J. Fischer, M. T. Shaw // Rheologica Acta. -1998.-V. 37.-P. 573-582.

115. Venet, C. Stress distribution around capillary die exit: an interpretation of the onset of sharkskin defect / C. Venet, B. Vergnes // J. Non-Newtonian Fluid Mech. -2000.-V. 93.-P. 117-132.

116. Trogdon, S. A. The stick-slip problem for a round jet. Large surface tension / S. A. Trogdon, D. D. Joseph // Rheologica Acta. - 1980. - V. 19 - P. 404-420.

117. Richardson, S. A stick-slip problem related to the motion of a free jet at low Reynolds number / S. Richardson // Proc. Camb. Phil. Soc. - 1970. - V. 67. - P. 477.

118. Снигерев, Б. А. О форме выходящей струи при выдавливании вязко-упругой жидкости из плоского щелевого канала / Б. А. Снигерев, К. М. Алиев, Ф. X. Тазюков // Вестник СамГУ - Естественнонаучная серия. - 2009. - № 6 (72). -130-138.

119. Бартенев, Г. М. Физика полимеров / Г. М. Бартенев, С. Я. Френкель. — Л.: Химия, 1990.-433 с.

120. Ферри, Д. Вязкоупругие свойства полимеров / Д. Ферри; пер. с англ. под ред. В. Е. Гуля. - М. : Изд-во иностр. лит-ры, 1963. - 536 с.

121. Малкин, А. Я. Изменение релаксационного спектра при течении полимеров / А. Я. Малкин // Успехи реологии полимеров. - 1970. - С. 171-180.

122. Торнер, Р. В. Методика расчета реологических и релаксационных показателей расплавов полимерных материалов по данным капиллярной вискозиметрии / Р. В. Торнер, Г. М. Данилова-Волковская // Пластические массы. - 2002. -№ 5. - С. 46-48.

123. Торнер, Р. В. Основные параметры релаксационных спектров полимеров и расчет на их основе эффективной вязкости стационарного течения / Р. В. Торнер, Л. Ф. Гудкова // Докл. АН СССР. - 1968. - Т. 178. - № 3. - С. 653-656.

124. Торнер, Р. В. Кривые течения и релаксационный спектр дивинилсти-рольных каучуков / Р. В. Торнер, Л. Ф. Гудкова, Г. В. Добролюбов // Механика полимеров. - 1967. - №. 1. - С. 177.

125. Аверко-Антонович, И. Ю. Методы исследования структуры и свойств полимеров / И. Ю. Аверко-Антонович, Р. Т. Бикмуллин. - Казань : КГТУ, 2002. -604 с.

126. Немытков, В. А. Математическое моделирование технических систем отрасли. Лабораторный практикум: учебно-методическое пособие / В. А. Немытков, И. С. Гуданов. - Ярославль: Яросл. гос. техн. ун-т, 2010. - 94 с.

127. Мак-Келви, Д. М. Переработка полимеров / Д. М. Мак-Келви; пер. с англ. Ю. В. Зеленеева. - М. : Химия, 1965. - 442 с.

128. Гудкова, JI. Ф. Исследование реологических свойств каучуков и резиновых смесей и метод расчета производительности шприц-машин : дис. канд. техн. наук / Гудкова Л. Ф. - М., 1966. - 165 с.

129. Гончаров, Г. М. Исследование процесса эластического восстановления резиновых смесей при листовании на валковых машинах : дис. ... канд. техн. наук : 05.176 / Гончаров Григорий Михайлович. - Ярославль, 1972. - 162 с.

130. Виноградов, Г. В. Реология полимеров. Об универсальности темпера-турно-инвариантной характеристики вязкости полимеров в конденсированном состоянии / Г. В. Виноградов, А. Я. Малкин, Н. В. Прозоровская, В. А. Каргин // Докл. АН СССР. - 1964. - Т. 154. - № 4. - С. 890-893.

131. Виноградов, Г. В. Воздействие вибраций на полимеры / Г. В. Виноградов, Ю. Г. Яновский, А. И. Исаев // Успехи реологии полимеров. - 1970. — С. 79-97.

132. Счетчик электрической энергии «Меркурий 230 ART» [Электронный ресурс] / «Инкотекс»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://www.incotexcom.ru/m230art.htm.

133. Снигерев, Б. А. Математическое моделирование неизотермической экструзии полимерной жидкости из ступенчатой формующей насадки / Б. А. Снигерев // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки.-2011.-№ 1 (17).-С. 196-202.

134. Савченко, В. Г. Расчет влияния геометрии каналов технологического инструмента кабельной головки на возникновение вихревых потоков при наложении изоляции / В. Г. Савченко, А. В. Казаков, H. М. Труфанова // Наука и техника. -2010. -№ 2. - С. 11-13.

135. Leblanc, J. L. Factors affecting the extrudate swell and melt fracture phenomena of rubber compounds / J. L. Leblanc // Rubber chemistry and technology. -1981. - V. 54. -1. 5. - P. 905-929.

136. Поздеев, А. А. Послефильерное разбухание струи / А. А. Поздеев, H. В. Шакиров // 4 Межд. симп. по хим. волокнам. — 1986. - С. 28-33.

137. Володин, В. П. Разбухание экструдата на выходе из прямоугольных и кольцевых каналов / В. П. Володин, Н. Б. Афанасьев // Пластические массы. -1985.-№ 11.-С. 39-41.

138. Снигерев, Б. А. Гидродинамика и теплообмен неньютоновских сред при формовании изделий из полимерных материалов : дис. ... д-ра техн. наук : 01.02.05 / Снигерев Борис Александрович. - Казань, 2011. — 321 с.

139. Оборудование для резинотехнической промышленности и технологии под заказ [Электронный ресурс] / Рекламный проспект «Rubicon Gummitechnik und Maschinenbau GmbH». - 16 с. Режим доступа: http://www.rubber-extruder.com/downloads/rubicon_prospekt_ru.pdf.

140. ГОСТ 8.207-76 Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. — Введ. 77-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1976.-7 с.

141. Добровольский, В. А. Детали машин / В. А. Добровольский, К.И. За-блонский, С. Л. Мак. - Киев : Машгиз, 1956. - 619 с.

142. Юдин, В. А. Теория механизмов и машин : учебное пособие для ВТУЗов. / В. А. Юдин, Л. В. Петрокас. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1977.-527 с.

143. Подшипники качения: справочник-каталог / Под ред. В.Н. Нарышкина, Р.В. Коросташевского. -М.: Машиностроение, 1984. -280 с.

144. Красовский, В. Н. Примеры и задачи по технологии переработки эластомеров / В. Н. Красовский, А. М. Воскресенский, В. М. Харчевников. - Л. : Химия, 1984.-240 с.

145. Басов, Н. И. Расчет и конструирование формующего инструмента для изготовления изделий из полимерных материалов: Учебник для вузов / Н. И. Басов, В. А. Брагинский, Ю. В. Казанков. - М. : Химия, 1991. — 352 с.

146. Соколов, М. В. Методология расчета оборудования для производства длинномерных резинотехнических заготовок заданного качества / М. В. Соколов, А. С. Клинков, П. С. Беляев, В. К. Скуратов, В. Г. Однолько. -М. : Машиностроение, 2009.-352 с.

147. Залунаев, М. Ю. Метод расчет процесса экструзии резиновых смесей и оптимизация геометрии профилирующих каналов : дис. ... канд. техн. наук : 05.17.08 / Залунаев Михаил Юрьевич. - Ярославль, 2001. - 128 с.

148. Лукомская, А. И. Тепловые основы вулканизации резиновых смесей / А. И. Лукомская, П. Ф. Баденков, Л. М. Кеперша. - М.: Химия, 1972. - 358 с.

149. Лукомская, А. И. Расчеты и прогнозирование режимов вулканизации резиновых смесей / А. И. Лукомская, П. Ф. Баденков, Л. М. Кеперша. - М. : Химия, 1978.-280 с.

150. Бадаева, Н. В. Метод прогнозирования подвулканизации резиновой смеси при экструзии через диссипативную головку / Н. В. Бадаева, А. А. Ломов, Г. М. Гончаров // Каучук и резина. - 1995. - № 3. - С. 25-27.

151. Снигерев, Б. А. Ползущее течение вязкоупругой жидкости со свободной поверхностью в условиях неизотермичности / Б. А. Снигерев, К. М. Алиев, Ф. X. Тазюков // Изв. Сарат. Ун-та. Нов. Сер. Сер. Математика. Механика. Информатика.-2011.-Т. 11.-№3(1)-С. 89-94.

152. Дородникова, И. М. Моделирование течения резиновых смесей при экструзии в условиях сложного сдвига : дис. ... канд. техн. наук : 05.17.12 / Дородникова Ирина Михайловна. - Волгоград, 1992. - 128 с.

153. Бекин, Н. Г. Расчет технологических параметров и оборудования для переработки резиновых смесей в изделия / Н. Г. Бекин. - Л. : Химия, 1987. - 272 с.

154. Соколов, М. В. Автоматизированное проектирование и расчет шнеко-вых машин / М. В. Соколов, А. С. Клинков, О. В. Ефремов, П. С. Беляев, В. Г. Од-нолько. - М.: Издательство Машиностроение - 1, 2004. - 248 с.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

I. В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Гуданов, И. С. Определение энергосиловых параметров процесса соэкс-трузии трубчатых профилей из резиновых смесей / И. С. Гуданов, П. П. Юрыгин, Г. М. Гончаров, А. А. Ломов // Известия вузов. Химия и химическая технология. -Иваново, 2012. - Т. 55, вып. 5. - С. 116-118.

2. Гончаров, Г. М. Численное изучение процесса размерообразования при соэкструзии трубчатых изделий из резиновых смесей / Г. М. Гончаров, И. С. Гуданов, Ю. Б. Лаврентьев, А. А. Ломов, П. П. Юрыгин // Известия вузов. Химия и химическая технология. - Иваново, 2013. - Т. 56, вып. 12. - С. 82-85.

3. Юрыгин, П. П. Обзор вязкоупругих реологических моделей течения полимеров / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, Г. М. Гончаров, А. А. Ломов, Ю. Б. Лаврентьев // Научно-технический вестник Поволжья. - Казань. - 2012. - № 6. - С. 444-450.

4. Юрыгин, П. П. Математическое моделирование соэкструзии длинномерных кольцевых изделий из резиновых смесей / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, Г. М. Гончаров, А. А. Ломов // Научно-технический вестник Поволжья. - Казань. -2013. -№ 2. - С. 267-271.

5. Юрыгин, П. П. Метод численного расчета стратифицированного течения вязкоупругих жидкостей в цилиндрических каналах / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, Г. М. Гончаров, А. А. Ломов // Научно-технический вестник Поволжья. — Казань. - 2013. - № 2. - С. 272-277.

6. Юрыгин, П. П. Экспериментальное исследование слоистого течения вязкоупругих жидкостей в цилиндрических каналах экструзионной головки / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, Г. М. Гончаров, А. А. Ломов, Ю. Б. Лаврентьев // Научно-технический вестник Поволжья. - Казань. - 2014. - № 1. - С. 190-195.

7. Юрыгин, П. П. Экспериментальное исследование особенностей процесса совместного течения двух резиновых смесей в цилиндрических каналах / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, Г. М. Гончаров, А. А. Ломов, Ю. Б. Лаврентьев // Про-

мышленное производство и использование эластомеров. - Москва. - 2013. - № 4. -С. 37-40.

И. В других изданиях:

8. Юрыгин, П. П. Исследование влияния геометрии области стратификации мультиплексных головок на качество агрегированных изделий из резиновых смесей / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, Ю. Б. Лаврентьев // 15-ая Международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии». - Томск. - 2009. - Т. 1 - С. 350-351.

9. Гуданов, И. С. Особенности расчета энергетических параметров стратифицированного течения аномально-вязких сред / И. С. Гуданов, П. П. Юрыгин, Г. М. Гончаров // 16-ая Международная научно-практическая конференция студентов и молодых ученых «Современные техника и технологии». - Томск. - 2010. -Т. 1-С. 314-315.

10. Юрыгин, П. П. Лабораторное изучение динамики совместного деформирования резиновых смесей / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, Г. М. Гончаров // 5-ая Международная научно-техническая конференция «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования». - Вологда. - 2009. - Т. 2 - С. 251254.

11. Юрыгин, П. П. Изучение влияния геометрии модельных дублирующих каналов на качество агрегированных профилей из резиновых смесей / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, Ю. Б. Лаврентьев // 5-ая Международная научно-техническая конференция «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования». - Вологда. - 2009. - Т. 2 - С. 254-258.

12. Гуданов, И. С. Об эффективности использования полунеявных схем к расчету соэкструзии резиновых смесей / И. С. Гуданов, П. П. Юрыгин, Г. М. Гончаров // XXIII Международная научная конференция: Математические методы в технике и технологиях. - Саратов. - 2010. - Т. 1. - С. 89-92.

13. Гуданов, И. С. Численное моделирование бикомпонентного потока в кольцевом канале переменного сечения / И. С. Гуданов, П. П. Юрыгин, А. А. Ломов, Г. М. Гончаров // XXVI Международная научная конференция: Математические методы в технике и технологиях. - Саратов. - 2013. - Т. 3. - С. 63-67.

14. Юрыгин, П. П. Особенности численной реализации математической модели течения полимеров в кабельных головках / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, А. А. Ломов, Г. М. Гончаров // XXVI Международная научная конференция: Математические методы в технике и технологиях. — Саратов. — 2013. — Т. 3. — С. 69-72.

15. Юрыгин, П. П. Исследование влияния геометрии формующих каналов на гидродинамику соэкструзии резиновых смесей / 62-я региональная научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием: тез. докл. - Ярославль. - 2009. - С. 97.

16. Юрыгин, П. П. Экспериментальное исследование процесса стратифицированного течения резиновых смесей / 63-я региональная научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием: тез. докл. -Ярославль. - 2011. - Ч. 1. - С. 158.

17. Юрыгин, П. П. Исследование процесса течения вязкоупругих сред в сложнопрофильном формующем канале / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, Г. М. Гончаров // 64-я региональная научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием: тез. докл. - Ярославль. - 2011. - Ч. 1. - С. 222.

18. Юрыгин, П. П. Исследование соэкструзии резиновых смесей при течении в цилиндрических каналах / П.П. Юрыгин, И.С. Гуданов, Г.М. Гончаров // 65-я всероссийская научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием: тез. докл. -Ярославль. - 2012. - Ч. 1. - С. 289.

19. Юрыгин, П. П. Математическая модель многослойного течения резиновых смесей в цилиндрических каналах / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, Г. М. Гончаров // 66-я всероссийская научно-техническая конференция студентов, маги-

странтов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием: электрон, сб. тез. докл. — Ярославль. - 2013. - С. 167.

20. Юрыгин, П. П. Численное исследование размерообразования вязкоупру-гих жидкостей при соэкструзии / П. П. Юрыгин, И. С. Гуданов, Г. М. Гончаров // 66-я всероссийская научно-техническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием: электрон, сб. тез. докл. - Ярославль. - 2013. - С. 168.