Разработка и исследование процессов и оборудования для предварительного измельчения шин, подлежащих утилизации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, кандидат наук Соколов, Алексей Евгеньевич
- Специальность ВАК РФ05.17.08
- Количество страниц 275
Оглавление диссертации кандидат наук Соколов, Алексей Евгеньевич
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1.
ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗНОШЕННЫХ ШИН С ОТДЕЛЕНИЕМ МЕТАЛЛОКОРДА ОТ РЕЗИНОТЕКСТИЛЬНОЙ ОСНОВЫ
1.1 Линии переработки изношенных покрышек при низкой (криогенной) температуре
1.2 Линии переработки изношенных покрышек при нормальной
и повышенной температуре
1.3 Линии переработки изношенных покрышек при высоких температурах
1.4 Оборудование для механического измельчения изношенных шин
1.5 Выводы по главе и постановка задач исследования
ГЛАВА 2.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ШИН
2.1 Постановка задач экспериментального исследования
2.2 Исследование процесса разрезания покрышек в экваториальном направлении с помощью дисковых ножей
2.2.1 Разрезание утилизируемых шин на машине с одним дисковым
ножом
2.2.1.1 Описание экспериментальной установки
2.2.1.2 Методика проведения эксперимента
2.2.1.3 Обработка экспериментальных данных
2.2.2 Разрезание утилизируемых шин на машине с двумя дисковыми ножами
2.2.2.1 Описание экспериментальной установки
2.2.2.2 Методика проведения эксперимента
2.2.2.3 Обработка экспериментальных данных
2.2.3 Анализ полученных экспериментальных данных
2.3 Исследование процесса разрезания покрышек или их фрагментов
на части с помощью кольцевых и пластинчато-кольцевых ножей
2.3.1 Описание экспериментальной установки
2.3.2 Методика проведения эксперимента
2.3.3 Обработка экспериментальных данных
2.3.4 Определение сил трения между отрезанными частями покрышки (боковины) и боковыми поверхностями ножа
2.3.5 Анализ полученных экспериментальных данных
2.4 Исследование процесса отделения металлокорда от фрагментов утилизируемых шин методом прокатки на валковой машине
2.4.1 Описание экспериментальной установки
2.4.2 Методика проведения экспериментов
2.4.3 Обработка экспериментальных данных
2.4.4 Анализ полученных экспериментальных данных
2.5 Результаты и выводы по главе
ГЛАВА 3.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ШИН
3.1 Характеристика механических свойств материала
3.2 Математическое моделирование процессов разрезания покрышек
на фрагменты
3.2.1 Постановка задачи моделирования
3.2.2 Расчет процесса отрезания боковин от покрышки с помощью дисковых ножей
3.2.3 Исследование математической модели процесса отрезания
боковин от покрышки
3.2.4 Расчет процесса вырубки боковин и бортовых колец из покрышек
с помощью кольцевых и пластинчато-кольцевых ножей
3.2.5 Оценка сходимости теоретических и экспериментальных данных
3.2.5.1 Сравнение теоретических и экспериментальных данных
при разрезании покрышек дисковыми ножами
3.2.5.2 Сравнение теоретических и экспериментальных данных
при разрезании покрышек кольцевыми ножами
3.3 Математическое моделирование процесса прокатки армированных вулканизатов изношенных шин на валковых машинах
3.3.1 Постановка задачи моделирования
3.3.2 Расчет процесса прокатки КБПБ между гладкими валками одинаковых или разных диаметров
3.3.3 Расчет процесса прокатки КБПБ между одним валком с гладкой цилиндрической поверхностью, а другим - с винтообразными зубьями круглого сечения
3.4 Результаты и выводы по главе
ГЛАВА 4.
СОЗДАНИЕ МЕТОДИК РАСЧЕТА ОБОРУДОВАНИЯ
ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ИЗНОШЕННЫХ ШИН
4.1 Методика расчета прессового устройства для предварительного разрезания покрышек на фрагменты с помощью кольцевых
или пластинчато-кольцевых ножей
4.2 Методика расчета устройства для отрезания боковин от покрышек
с помощью дисковых ножей
4.3 Методика расчета валковой машины для отделения резины
от металлической арматуры путем непрерывной прокатки КБПБ
4.4 Результаты и выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ
Приложение А. Программа и пример расчета распорного усилия и технологической мощности при отрезании боковин от покрышки
на машине с двумя дисковыми ножами
Приложение Б. Пример расчета общего усилия для отрезания бортовых колец и КБПБ от покрышки типоразмера 195/65 R15 на машине
с кольцевым цилиндрическим ножом
Приложение В. Программа и пример решения задачи о прокатке КБПБ
между гладкими валками одинаковых или разных диаметров
Приложение Г. Программа и пример расчета напряжений сжатия в зазоре между зубьями зубчатого валка и поверхностью гладкого
валкапри прокатке
Приложение Д. Программа и пример расчета напряжений сжатия КБПБ в зазоре между винтовым зубом зубчатого валка и поверхностью гладкого
валка при прокатке
Приложение Е. Иллюстрации технического проекта машины для вырубки из покрышек бортовых колец и боковин с возможностью одновременного
разрезания оставшихся частей на куски
Приложение Ж. Иллюстрации технического проекта машины для разрезания покрышек на три части: каркасно-брекерно-протекторный браслет
и две боковины
Приложение И. Иллюстрации технического проекта полупромышленной валковой машины для непрерывной прокатки каркасно-брекерно-
протекторных браслетов от покрышек
Приложение К. Справка об использовании результатов диссертационной
работы
Приложение Л. Патентные документы, полученные по представленным
в данной работе новым способам и техническим решениям
Приложение М. Фотоматериалы по проведенным исследованиям
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Процессы и аппараты химической технологии», 05.17.08 шифр ВАК
Разработка процессов и оборудования для разрезания изношенных автопокрышек с целью их утилизации2007 год, кандидат технических наук Плотников, Роман Сергеевич
Моделирование процессов в оборудовании при утилизации изношенных автомобильных покрышек измельчением с учетом их динамических свойств2018 год, кандидат наук Козарь Дмитрий Михайлович
Дисперсные гибридные эластомерные модификаторы для битумных вяжущих2019 год, кандидат наук Гордеева Ирина Владимировна
Технология и оборудование утилизации обрезиненного кордного волокна изношенных шин2007 год, кандидат технических наук Дорж Оюунчимэг
Вибропневмосепарация измельченных продуктов резинотканевых отходов2010 год, кандидат технических наук Козлов, Александр Михайлович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование процессов и оборудования для предварительного измельчения шин, подлежащих утилизации»
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Переработка шин - одна из наиболее важных проблем из числа поставленных мировым автомобилестроением перед человечеством. Очень часто утилизация шин сводится к выбрасыванию их на свалку или закапыванию. Несложно понять, что этот способ является экологически небезопасным, так как период разложения шин в естественных условиях составляет около сотни лет. На протяжении этого периода происходит вымывание ядовитых веществ, которые попадают в почву и атмосферу, к тому же шины пожароопасны и являются идеальным местом для размножения грызунов и насекомых, а также «инкубатором» размножения разного рода инфекций [1-3].
Ежегодный объём выбрасываемых шин в России и странах ближнего зарубежья превосходит 1 миллион тонн. Эксперты утверждают, что только в Московском районе ежегодно накапливается около 90 тысяч тонн шин, вышедших из эксплуатации [4]. Нормы пробега автошин обязывают менять покрышки ориентировочно раз в 2-3 года. Это означает, что ежегодно на свалки попадают десятки тысяч тонн вторичного сырья. Этот потенциал просто напросто минует народное хозяйство как следствие нерасторопности и инертности, из-за которой принято думать, что способ утилизации покрышек - выбросить шины на свалку. При этом никто не вспоминает, что в производстве автомобильных шин используются высококачественные каучук и резина, поэтому современная промышленность должна быть ориентирована не только на добычу и производство, но и на сохранение экологии. Тем самым проблема переработки шин принимает глобальные масштабы [1].
Существующие перерабатывающие предприятия не способны справиться со всем объёмом шин, в результате чего значительные объемы вышедших из эксплуатации шин оказываются на свалках. Отчасти это происходит из-за отсутствия эффективной и рентабельной схемы их утилизации.
Вторичная переработка шин на данный момент является наиболее действенным способом, направленным на сохранение окружающей среды. Существует два основных метода переработки: химическим путем и физическим.
При химическом способе утилизации изношенные покрышки сжигаются или подвергаются высокотемпературной переработке. Этот способ получил наименьшее распространение за счет вредных выбросов сажи и токсичных газов в атмосферу, а также энергоемкости самого процесса. При химическом процессе отработанные покрышки используются как вторичный энергоресурс.
Наибольшее распространение получил физический способ, который заключается в механическом измельчении шин с целью получения резиновой крошки, имеющей широкий спектр областей применения. Резиновая крошка, или так называемая порошковая резина, используется для изготовления разного рода резинотехнических изделий (шины, подошва для обуви, шланги, гидроизоляционные материалы, спортивные покрытия и т.п.), а также в качестве резинового модификатора асфальта. Стоит отметить, что применение порошковой резины как одного из компонентов асфальтобетона позволяет повысить его эксплуатационные характеристики и увеличить срок службы дорожного покрытия в полтора-два раза [5,41].
Таким образом, актуальным является исследование процессов механического измельчения изношенных шин и разработка научно-обоснованных методов расчета и проектирования оборудования для измельчения.
Степень разработанности. Известно, что отечественные предприятия, связанные с утилизацией изношенных пневматических шин, до сих пор остаются слаборазвитыми и, по-видимому, убыточными, что обусловлено рядом причин:
- отсутствием отработанной системы сбора, транспортирования и переработки шин;
- низкой производительностью и высокой энергоемкостью перерабатывающего оборудования;
- недостаточной износостойкостью рабочих органов машин, в особенности при переработке покрышек с металлокордом в каркасе и брекере;
- отсутствием комплексного отечественного высокоэффективного и экологически безопасного перерабатывающего оборудования;
- отсутствием устойчивого рынка сбыта продуктов переработки шин: вулканизованной резины, текстиля, бортовой проволоки и металлокорда, зачастую загрязненных остатками резины.
Отмеченные недостатки в сфере утилизации шин в значительной степени связаны со слабой отечественной научно-технической базой в этой области, отсутствием координации научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию новых эффективных способов и устройств, которые бы комплексно охватывали всю цепочку технологических операций по превращению изношенных шин в полезную продукцию.
Проводимые в настоящее время в нашей стране исследования и разработки в этой области носят разрозненный характер и, в большинстве случаев, решают лишь частные задачи. Отсутствует и система анализа и отбора соответствующей научной продукции с целью продвижения ее в реальное производство, что, наряду с отсутствием финансирования проводимых поисковых НИР, ОКР, изготовления и опытной проверки предлагаемых технических решений, не способствует прогрессу в данной отрасли.
Цель и задачи работы. Цель работы - теоретическое описание процессов механического измельчения изношенных шин, а именно разрезания их на фрагменты и последующего отделения резинотекстильной составляющей от металла, создание методов расчета технологических и конструктивных параметров оборудования, а также разработка научно-обоснованных рекомендаций по его совершенствованию.
Для достижения указанной цели решались следующие основные задачи:
- создание математических моделей процессов предварительного разрезания изношенных шин на фрагменты, удобные для дальнейшей переработки с помощью дисковых и кольцевых ножей;
- создание математической модели процесса отделения резинотекстильной основы покрышки от металлокорда путем непрерывной прокатки кольцевых фрагментов на валковой машине с различной геометрической поверхностью рабочих втулок;
- проверка адекватности разработанных математических моделей экспериментальным данным, полученным на лабораторных установках;
- исследование влияния соотношения основных геометрических параметров рабочих органов измельчающего оборудования на энергосиловые характеристики процессов переработки;
- разработка способов разрезания покрышек на части и конструкций устройств для осуществления этих способов, обеспечивающих высокую производительность и необходимое качество резания;
- создание на основе проведенных исследований методик инженерного расчета измельчающего оборудования.
Научная новизна. Разработаны математические модели процессов предварительного разрезания покрышек на части и последующего отделения от метал-локорда резинотекстильной составляющей. Проведена экспериментальная проверка методов расчета оборудования по усилиям резания, распорным усилиям при прокатке и затрачиваемой мощности.
Разработаны способы и конструкции устройств для разрезания покрышек (содержащих как текстильный, так и металлический корд), характеризующиеся высокой производительностью и эффективностью, отличающиеся высокой степенью новизны, что подтверждается полученными патентами на изобретения.
Теоретическая и практическая значимость. Комплексные экспериментальные исследования и анализ работы оборудования для предварительного измельчения шин позволили выработать базовые подходы к созданию теоретических методов расчета измельчающего оборудования.
Предложены новые способы и конструкции оборудования для разрезания покрышек на части и последующего отделения резинотекстильной составляющей от металла при высокой производительности и низких энергозатратах.
Результаты исследований использованы в производственных условиях на участке предварительного измельчения покрышек предприятия по переработке изношенных шин ООО «ЭКО-ТОП».
Методы исследования. Выполнен большой объем экспериментальных исследований, новых, предлагаемых в работе, способов и устройств, и созданных на базе полученного экспериментального материала математических моделей расчета элементов перерабатывающего оборудования.
Научные положения, выносимые на защиту:
- математические модели процессов предварительного разрезания покрышек на фрагменты с помощью дисковых и кольцевых ножей;
- математическая модель процесса отделения резинотекстильной основы покрышки от металлокорда путем непрерывной прокатки кольцевых фрагментов на валковой машине с различной геометрической поверхностью рабочих втулок;
- результаты лабораторных исследований процессов предварительного измельчения изношенных шин;
- способы и устройства для предварительного измельчения изношенных шин.
Достоверность научных положений и выводов диссертации базируется на комплексном применении современных физико-механических и математических методов анализа и подтверждается совпадением теоретических и экспериментальных данных, а также работоспособностью разработанных способов и устройств.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на научных конференциях: 63-ей региональной научно-технической конференции студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием, посвященной 1000-летию Ярославля (Ярославль, 2010); 64-ой региональной научно-технической конференции студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием (Ярославль, 2011); 65-ой всероссийской научно-технической конференции студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием (Ярославль, 2012); 66-ой всероссийской научно-технической конференции студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием (Ярославль, 2013).
Публикации. По материалам проведенных исследований опубликовано 25 печатных работ, из них 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 11 тезисов докладов на конференциях различного уровня, 6 патентов Российской Федерации на изобретения.
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных результатов и выводов по работе, списка сокращений, списка использованной литературы, включающего 104 наименования, и 11 приложений. Общий объем работы - 275 страницы, в том числе 199 страниц основного текста, включающего 97 рисунков и 27 таблиц.
Личный вклад автора заключается в непосредственном участии во всех этапах проводимой работы и обсуждении результатов.
ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗНОШЕННЫХ ШИН С ОТДЕЛЕНИЕМ МЕТАЛЛОКОРДА
ОТ РЕЗИНОТЕКСТИЛЬНОЙ ОСНОВЫ
До появления на рынке пневматических шин с металлокордом в каркасе и брекере единственной металлической арматурой в покрышке была стальная бортовая проволока, которую удаляли из изношенной покрышки перед тем, как направить ее на переработку. Для удаления бортовых колец из покрышек с каркасом из текстильного корда использовали специальные борторезки [6, 7]. В ряде случаев легковые покрышки и фрагменты грузовых покрышек загружались в дробильные вальцы без удаления бортовых колец, а крупные куски отделившейся бортовой проволоки удаляли вручную с ленточного транспортера. Процесс утилизации изношенных покрышек, не содержащих металлокорда, изучен давно и подробно описан, например в [8].
С появлением пневматических шин с металлокордом в каркасе и брекере задача отделения металлической арматуры от резинотекстильной основы покрышки значительно усложнилась, а процесс их разделения оказался одним из основных и малоэффективных процессов в технологических схемах утилизации изношенных шин.
В настоящее время существует множество технологических схем переработки изношенных шин, в том числе металлокордных, отделение металла в которых реализуется по-разному [9-16]. Поэтому анализ известных способов отделения металлической арматуры от текстиля и резины крайне необходим для выбора и обоснования наиболее простого и эффективного из них.
Согласно известным обзорам методов дробления изношенных покрышек с текстильным кордом в каркасе и брекере [6, 7] металлическая арматура - стальная бортовая проволока - удалялась сначала путем отрезания бортовых частей и вывода их из технологического процесса в виде отходов (российская, американская, венгерская, швейцарская и другие схемы). В дальнейшем в американской схеме дробления операция предварительной обрезки бортов была исключена. При этом
грузовые покрышки предварительно разрезались на две половины по беговой дорожке, после чего в таком виде они подавались на дробильные вальцы. Легковые покрышки загружались в дробильные вальцы без предварительной резки. С дробильных вальцов измельченная резина поступает на ленточный транспортер, на котором вручную отбираются крупные куски бортовой проволоки, отделившейся от резины [6].
Вполне очевидно, что при выводе в отходы бортовых частей покрышек без последующей их переработки снижается выход резиновой крошки и теряется металлическая составляющая часть.
При дроблении покрышек вместе с бортовыми кольцами неизбежно увеличение нагрузок на рабочие органы машины, их износ и необходимость ручного или магнитного отбора проволоки из всего массива полученной резинотекстиль-ной крошки.
После появления на рынке пневматических шин, содержащих металлическую арматуру не только в бортах, но и брекере и каркасе, проблема ее отделения от резинотекстильной основы стала еще более актуальной, т.к. содержание металла в продуктах дробления существенно увеличилось.
Одной из причин появления большого количества различных технологических схем утилизации изношенных шин является именно необходимость отделения металлической арматуры от резины и текстиля. Обзор этих схем можно найти, например, в работе [9].
Все известные технологические линии переработки покрышек можно разделить на три основные группы:
1) Линии переработки при низкой температуре;
2) Линии переработки при нормальной и повышенной температуре;
3) Линии переработки при высокой температуре.
Рассмотрим их более подробно.
1.1 Линии переработки изношенных покрышек при низкой (криогенной) температуре
Криогенная технология измельчения покрышек основывается на одновременном использовании физических явлений, способствующих более эффективному протеканию процесса - ослабление связей между металлическим кордом и резиной за счет различия их коэффициентов термического расширения, что приводит к растрескиванию и частичному отделению резины от металла [12, 17-20].
В настоящее время для получения отрицательных температур в диапазоне от минус 60 до минус 110 °С используется жидкий азот. Специфика применения жидкого азота заключается в том, что он имеет температуру минус 196°С, что приводит к значительным энергетическим затратам при его производстве и, соответственно, повышает стоимость переработки шин. Кроме того, применение жидкого азота требует организации надежного снабжения или наличия установки по его производству. Указанные недостатки ограничили широкое применение криогенной технологии переработки, несмотря на высокую технологическую эффективность. Поэтому, более оправданным является использование турбодетандеров, с помощью которых изношенные покрышки охлаждают в процессе переработки холодным воздушным потоком. Они являются самыми эффективными в диапазоне температур от минус 60 °С до минус 110 °С и позволяют снизить себестоимость получения холода в 3-4 раза, а удельные энергозатраты - в 2-3 раза по сравнению с применением жидкого азота.
Например, известна отечественная линия [12, 17], разработанная фирмами УНЦ «Криоконсул» и ООО «Эксплотекс», в которой используется предварительное охлаждение фрагментов покрышки за счет холодного воздуха, вырабатываемого с помощью турбодетандера, и последующее разрушение материала путем взрыва заряда взрывчатого вещества (рисунок 1.1).
Работа линии предполагает следующие технологические операции: - вырезание из покрышек бортовых колец;
- сворачивание оставшейся части покрышки в спираль-катушку диаметром 20-25 см;
- изготовление из полученных катушек цилиндрического пакета длиной около одного метра и с центральным каналом, в котором размещается заряд взрывчатого вещества;
- охлаждение пакета до минус 120°С с помощью турбодетандера;
- загрузка пакета в камеру взрывоциркулятора и разрушение пакета взрывом с образованием частиц размером 0,5-5 мм;
- магнитная и вибросепарация крошки с целью отделения от нее остатков корда.
4 - цилиндрический пакет из нескольких покрышек, подвергнутых разрезанию, компактированию и охлаждению до минус 120°С, с размещенным внутри него зарядом ВВ;
5 - подъемно-транспортный механизм; 6 - взрывоциркулятор; 7 - установка очистки образующихся при взрыве газов; 8 - вытяжная труба; 9 - магнитный сепаратор; 10 - аэросепаратор; 11 - роторный диспергатор; 12 - классификатор резиновых
частиц по размерам
Рисунок 1.1- Технологическая линия взрывоциркуляционного измельчения автопокрышек «РУНА-8000» УНЦ «Криоконсул»
Не трудно догадаться, что такая технология не только взрывоопасна, но и достаточно трудо-энергоёмка (общие удельные энергозатраты составляют 200-300 кВт ч на тонну). Технология защищена патентами РФ и запатентована в ряде развитых стран.
Использование охлаждения материала покрышек до минус 80° С с помощью турбодетандера предусмотрено в другой отечественной линии - ЗАО «КамЭко-Тех» (Нижнекамск, Россия) [12, 18], причем охлаждение осуществляют не на первой стадии, а на стадии тонкого измельчения резины (рисунок 1.2). Удельные энергозатраты составляют около 400 кВт ч на тонну конечного продукта.
О
Борторезный станок
Блок грубого дробления
Модуль низкотемпературного охлаждения
Блок тонкого дробления
Бункер-накопитель
Рисунок 1.2 - Последовательность основных операций технологических линий переработки изношенных автопокрышек ЗАО «КамЭкоТех»
Подобное использование низкотемпературного воздушного охлаждения материала покрышек предусмотрено также на линии переработки изношенных шин, разработанной фирмами «Турботехмаш» и «КОНСИТ-А». Схема линии представлена на рисунке 1.3 [12, 19].
Отмечается, что оборудование линии экологично, компактно и позволяет получать крошку с размерами от 0,5 до 3,5 мм.
Модуль низкотемпературного
1 - машина для вырезки бортов, 2шт; 2 - дробилка двухвалковая ножевая; 3 - дробилка роторная ножевая; 4 - сепаратор магнитный 2шт; 5 - сепаратор воздушный; 6 - генератор
холода; 7 - холодильная камера; 8 - молотковая дробилка; 9 - отделитель текстиля; 10 - электромагнитный сепаратор; 11 - вибросито; 12 - бункер хранения готового продукта;
13 - машина фасовочная
Рисунок 1.3 - Технологическая схема низкотемпературной переработки
изношенных шин и отходов РТИ
Работа линии:
- удаляются бортовые кольца;
- измельчение в шредере на крупные куски;
- измельчение кусков в двух последовательных роторных дробилках;
- удаление металлокорда на магнитном сепараторе;
- удаление пыли и текстиля на аэросепараторе;
- охлаждение крошки в низкотемпературном модуле и дробление в молотковой дробилке;
- тонкая очистка от текстиля и металла;
- просеивание, хранение, расфасовка в мешки.
Степень очистки от металла - 0,01%, от текстиля - 0,1%. Потребляемая электроэнергия 450 кВт ч на тонну продукта. Температура охлаждения резины до: минус 80-90°С.
Также известна разработанная в Канаде линия криогенного измельчения изношенных покрышек и РТИ [21], в которой на первом этапе производится предварительное измельчение изношенных шин с помощью шредера до кусков с размерами 50 на 50 мм. Далее куски направляются в непрерывно работающий охлаждающий туннель, где охлаждаются до температуры ниже минус 120°С, а затем попадают в высокоскоростную молотковую дробилку. В молотковой дробилке куски измельчаются и, в то же время, освобождаются от волокон текстиля и стали. После измельчения холодные резиновые гранулы высушиваются и нагреваются до нормальной температуры, а затем классифицируются по размерам частиц. Технологическая схема данной линии представлена на рисунке 1.4.
8
1 - предварительный измельчитель (шредер); 2 - охлаждающий туннель; 3 - молотковая дробилка; 4 - магнитный и вибрационный сепараторы; 5 - сушилкка; 6 - классификатор; 7 - вторичный измельчитель; 8 - бункеры хранения продуктов
Рисунок 1.4 - Технологическая схема линии криогенной переработки изношенных покрышек и РТИ (Канада)
1.2 Линии переработки изношенных покрышек при нормальной
и повышенной температуре
В настоящее время такие линии наиболее распространены во многих странах (Франция, Германия, США, Тайвань, Южная Корея, Италия, Болгария, Голландия, Россия и др.) [12]. Основные технологические операции, реализуемые в этих линиях:
- грубое дробление (разрезание) шин на фрагменты;
- отслоение корда от резины и его сепарация;
- тонкое измельчение резины.
При грубом измельчении используют шредеры, ножевые или фрезерные дробилки. При отслоении корда от резины применяют молотковые или валковые дробилки, а также сепараторы. Для тонкого измельчения - мельницы тонкого помола.
Характерной особенностью процесса дробления покрышки и отслоения ме-
/
таллического корда является то, что рабочие органы перерабатывающих машин подвергаются интенсивному абразивному износу. Это существенный недостаток, который следует особо учитывать при выборе и обосновании конструкции рабочих органов машин.
Другим недостатком применяемого в этих линиях оборудования для дробления и отслаивания корда является интенсивный их разогрев и неэффективный отвод тепла от перерабатываемого материала. В частности отмечается, что на линии Тушинского машиностроительного завода [22] основной причиной, затрудняющей ее работу в непрерывном режиме, является перегрев резины на стадии отслоения ее от корда и на стадии тонкого измельчения резины в экструдерах «ЭИ-4» и «ЭИ-5» [12].
Рассмотрим ряд (отечественных) технологических схем механического измельчения (дробления) шин и отслоение металлокорда от резины.
На рисунке 1.5 представлена схема, предложенная фирмами «АРК» и ИП «Экотехника» (г. Харьков, Украина) [9].
1 - борторезный станок СШ; 2 - ленточный конвейер KJT-3; 3 - двухвалковая дробилка ДНВ-2-400; 4 - ленточный конвейер; 5 - роторная ножевая дробилка ДРН-1; 6 - ленточный
конвейер KJ1-5; 7 - магнитный барабанный сепаратор ПБСР 60/50; 8 - одноярусная вибрационная сетка НА51948; 9 - конвейер КЛ-4; 10 - циклон; 11 - аэросепаратор ABC-1;
12 - винтовой конвейер; 13 - роторный измельчитель; 14 - дисковая мельница; 15 - сепаратор вибрационный; 16- пневмосистема; 17 - вентилятор
Рисунок 1.5 - Линия по производству резиновой крошки из изношенных автомобильных покрышек с металлокордом
Линия предназначена для утилизации шин с металлическим и текстильным кордом путем многоступенчатого механического их измельчения в эластичном состоянии в резиновую крошку (0,1-1 мм) и тонкоизмельченный резиновый порошок (10-20мкм).
Технологический процесс состоит из следующих операций:
- удаление бортовых колец;
- подача покрышек в ножевую двухвалковую дробилку ДНВ-2-400 первичного измельчения кусков 12-60 мм, содержащих резину, текстиль и металлокорд;
- загрузка полученной смеси в дробилку ДРН-1 для вторичного измельчения до размера частиц 14 мм, образующих смесь резины, текстиля и ме-таллокорда;
- сепарация смеси на магнитном сепараторе барабанного типа с целью отделения металлокорда, отслоившегося от резины;
- подача фракции, прошедшей первую магнитную сепарацию, на вибрационную сетку НА51948 для рассеяния и выделения кордной составляющей;
- отбор фракции резины 14 мм и менее, прошедшей сетку, и подача её на второй магнитный сепаратор ПБСР60/50;
- возврат фракции 14 мм, не прошедшей сетку, в дробилку ДРН-1 для до-мола.
На этом цикл дробления и отделения металлокорда от резинотекстильной смеси в основном завершается. Далее осуществляются операции, связанные с отделением текстильного корда и измельчением резиновой крошки в роторных измельчителях (до фракции 3-5 мм) и затем в дисковых мельницах (до фракции 0,5-1 мм).
Анализ порядка работы предложенной авторами [9] линии показывает, что наряду с положительными моментами (экологическая чистота производства, использование в линии серийного и апробированного в промышленных условиях нестандартного оборудования, а также сравнительно невысокое энергопотребление - 0,6 кВт-ч/кг сырья) данная технология имеет существенный недостаток: вся предназначенная для измельчения масса исходного сырья подвергается переработке вплоть до фракции 14 мм в виде смеси резины, текстиля и металлокорда. Другими словами, весь металлокорд, входящий в состав покрышки, перерабатывается до мельчайших частиц (длиной не более 14 мм), что неизбежно приводит к перерасходу энергии и интенсивному износу рабочих органов обеих дробилок. Кроме того, получение металла в виде опасных и нетехнологичных иголок затрудняют его дальнейшую утилизацию.
Этот недостаток присущ и другим линиям, измельчающим покрышки с металл окордным каркасом и брекером.
Например, известные линии [23] (рисунки 1.6 и 1.7) по переработке шин в крошку ЛПШК-2000* и Л11ШК-3500** предполагают проведение следующих операций, связанных с отделением металла от резинотекстиля:
- удаление проволочных бортовых колец;
Похожие диссертационные работы по специальности «Процессы и аппараты химической технологии», 05.17.08 шифр ВАК
Создание технологии приготовления топливных гранул и разработка технологических основ их использования2014 год, кандидат наук Горр, Дмитрий Александрович
Получение сульфгидрильных сорбентов на основе измельченных вулканизатов2003 год, кандидат технических наук Самойленко, Андрей Юрьевич
Разработка научных основ процессов переработки твердого углеродсодержащего остатка пиролиза резинотехнических изделий2024 год, кандидат наук Макаревич Евгения Анатольевна
Обоснование параметров и режимов работы измельчителей сельскохозяйственного сырья на основе зубчатых передач2013 год, кандидат наук Мерзликина, Наталья Викторовна
Совершенствование конструкции и анализ работы одновалковых дробильных машин с целью повышения их производительности2020 год, кандидат наук Медведева Ксения Сергеевна
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Соколов, Алексей Евгеньевич, 2014 год
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ источников
1. Воскресенский, В. Переработка шин [Электронный ресурс] / В. Воскресенский. - Режим доступа: http://www.car-tyres.ru/article/salvaging.htm.
2. Иванов, К. С. Современные экологические проблемы утилизации отработавших автомобильных шин / К. С. Иванов, Т. Б. Сурикова // Материалы Международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России». - М. : МГТУ «МАМИ», 2010. - С. 54-58.
3. Иванов, К. С. Воздействие автомобильных шин на окружающую среду: приоритетные направления развития науки и технологий / К. С. Иванов, Т. Б. Сурикова // Доклады XI Всероссийской научно-технической конференции. - Тула : Изд-во «Инновационные технологии», 2012. - С. 26-28.
4. Старков, С. В. Анализ технологий переработки шин [Электронный ресурс] / С. В. Старков. - Режим доступа: http://www.new-garbage.com/?part=27
5. Утилизация шин [Электронный ресурс] / «4tochki». - Режим доступа: http://4tochki.ru/manual Utilizaciya shin.html
6. Колхир, К. Ф. Промышленные методы дробления изношенных покрышек с применением вальцовочных машин / К. Ф. Колхир, И. А. Шохин, С. А. Вильниц // Производство шин, РТИ и АТИ. / ЦНИИТЭ нефтехим. - 1969. - №3. - С. 18-19.
7. Колхир, К. Ф. Промышленные методы дробления изношенных покрышек с помощью дисковых мельниц и роторных машин / К. Ф. Колхир, И. А. Шохин, С. А. Вильниц // Производство шин, РТИ и АТИ. / ЦНИИТЭ нефтехим. - 1969. - №4. - С. 11-13.
8. Белозеров, Н. В. Технология резины / Н. В. Белозеров. - 2-е изд. стереот. -М. : Химия, 1967.-660 с.
9. Рашевский, Н. Д. Переработка изношенных автомобильных шин с метал-локордом / Н. Д. Рашевский, B.C. Кроник, В. А. Мороз, И. П. Неелов // Экология и промышленность России. - 2000. - №12. - С. 17-20.
10. Касаткин, M. M. Проблемы переработки амортизованных автомобильных (авиационных) шин и отходов резины / M. М. Касаткин. - М. : Изд-во «Сиг-налЪ», 2000. - 56 с.
11. Никольский, В. Г. Современные технологии переработки изношенных автопокрышек и других резинотехнических отходов. / В. Г. Никольский // Вторичные ресурсы. -2002. -№1. - С. 48-51.
12. Никольский, В. Г. Современные технологические линии переработки изношенных автопокрышек / В. Г. Никольский, JI. В. Внукова, С. А. Вольфсон, Т. В. Дударева, И. А. Красоткина // Вторичные ресурсы. - 2002. - №6. - С. 45-53.
13. Переработка изношенных шин: монография / Э. М. Соколов, Б. Н. Ола-дов, Н. И. Володин, В. А. Тимофеев [и др.]. - Тула : Тульский гос. ун-т, 1999. -134 с.
14. Макаров, В. М. Использование амортизированных шин и отходов производства резиновых изделий / В. М. Макаров, В. Ф. Дроздовский. - Л. : Химия, 1986.-248 с.
15. Дроздовский, В. Ф. Переработка и использование изношенных шин (направления, экономика, экология) / В. Ф. Дроздовский, Д. Р. Разгон // Каучук и резина. - 1995. - №2. - С. 2-8.
16. Оксиюк, О. П. Проблемы переработки автомобильных и авиационных шин [Электронный ресурс] / О. П. Оксиюк, В. Н. Жукинский. - Режим доступа: http://masters.donntu.edu.ua/201 l/feht/mironsky/library/article3 .htm
17. Технология переработки покрышек в крошку [Электронный ресурс] / ООО «ГРУППА ЭКСПЛОТЭКС»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://explotex.ru
18. Оборудование для переработки шин в крошку [Электронный ресурс] / ООО «КамЭкоТех»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://ket-nkamsk.narod.ru/index.html
19. Оборудование для завода по утилизации автомобильных покрышек [Электронный ресурс] / ООО «Турботехмаш» и ООО «Консит-А»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://www.consit.ru/rti.shtml
20. Технология переработки старых покрышек на основе технологии низких температур при однокаскадном холодильном цикле [Электронный ресурс] / «InterEnergoResurs Ltd.»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://web.viapvt.sk/pminter/recyclingru.html
21. Reschener, К. Scrap Tire Recycling. A summary of prevalent disposal and recycling methods [Электронный ресурс] / Kurt Reschener; Germany. - Режим доступа: http://www.entire-engineering.de/Scrap Tire_Recycling.pdf
22. Резиновая крошка. Изделия. Утилизация покрышек [Электронный ресурс] / ОАО «Тушинский машиностроительный завод»; Российская Федерация. -Режим доступа: http://www.oao-tm2.ru/node/22
23. Линия для переработки шин в крошку ЛПШК [Электронный ресурс] / ООО «Техноимпорт»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://www.tekhnoimport.ru/
24. Линия по переработке шин «EcoStep 1000» [Электронный ресурс] / «EcoStep»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://www.eco-step.ru/equioment/zavod/ecostep 1 ООО
25. Утилизация отходов РТИ, производство и продажа резиновой крошки, резиновые покрытия [Электронный ресурс] / ООО «Эко-Топ»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://ecotop76.ru/
26. Оборудование для переработки изношенных шин // Рециклинг оходов. -2011.-№2(32).-С. 2-4.
27. Комплекс по переработке изношенных автошин [Электронный ресурс] / ОАО «Пензенский машиностроительный завод»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://www.penzmash.rU/root/catalog/kpsh/l
28. Технологическая линия по переработке изношенных автошин: рекламный проспект / фирма ГН1И1 «КОРД-ЭКС»; Пермь.
29. Пат. 2042511 Cl Российская Федерация, МПК В29В17/00. Установка для выделения резины из изношенных автомобильных шин / Г. В. Брехов, В. Е. Галактионов, В. М. Зубков, Л. А. Останкович, В. А. Приходько, В. М. Шустер. -Опубл. 27.08.1995.
30. Пат. 2147988 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/00, В29В17/02. Установка для выделения резины из автомобильных шин / В. А. Приходько, Г. В. Брехов, В. Е. Галактионов, JI. П. Гаранин, В. М. Зубков, JI. А. Останкович. -Опубл. 27.04.2000.
31. Ценные продукты из изношенных шин // Мир шин. - 2005. - №12. - С.
57-60.
32. Сокращение затрат на утилизацию // Мир шин. - 2005. - №12. - С. 60-62.
33. Технология «озонного ножа». Новые возможности утилизации шин [Электронный ресурс] / «OK Tech»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://www.creonenergy.ru/upload/iblock/9bb/Ok tech.pdf
34. Пат. 2111859 С1 Российская федерация, МПК В29В17/00, C08J11/10. Способ переработки резинотехнических изделий / Е. В. Даньщиков, И. Н. Лучник, А. В. Рязанов, С. В. Чуйко. - Опубл. 27.05.1998.
35. Григорук, Н. Золотая россыпь на обочине дорог. В Украине запатентована уникальная технология переработки изношенных автопокрышек [Электронный ресурс] / Н. Григорук. - Режим доступа: http://www.recyclers.ru/modules/section/item.php?itemid:=148
36. Пиролизная установка утилизации «Пиротекс» [Электронный ресурс] / ООО «Технокомплекс»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://www.tkomplex.ru/ru/products/pirotex/byuers-of-pirotex/
37. Переработка автомобильных шин методом низкотемпературного пиролиза [Электронный ресурс] / Первый экологический портал. - Режим доступа: http://www.rav.com.ua/useful_know/nature/sorting/piroliz/
38. Rofiqul Islam, М. Innovation in pyrolysis technology for management of scrap tire: a Solution of energy and environment / M. Rofiqul Islam, M. Parveen, H. Ha-niu, M. R. Islam Sarker // International journal of environmental science and develop-ment.-2010.-Vol. 1.-№1.-PP. 89-96.
39. Переработка шин в топливо [Электронный ресурс] / ООО «ЭкоВторРе-сурс»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://экoвтoppecypc■pф/recvcling_of tires_p_l .html
40. Балыбердин, В. Н. Диспергаторы для высокотемпературного сдвигового измельчения полимерных материалов, резин и их композитов / В. Н. Балыбердин,
B. Г Никольский // Техника машиностроения. - 1998. - №4. - С. 94.
41. Модификатор «Унирем» [Электронный ресурс] / ООО «Уником»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://www.nk-group.ru/unirem.html
42. Никольский, В. Г. Старые покрышки в современном дорожном строительстве / В. Г. Никольский, И. А. Красотина // Строительная орбита. - 2009. -№12.-С. 50-51.
43. Кравченко, И. Б. Эластомерные материалы, содержащие тонкодисперсный эластичный наполнитель, получаемый методом высокотемпературного сдвигового измельчения: дисс. ... канд. техн. наук : 05.17.06 / Кравченко Иван Борисович.-М., 2008. - 196 с.
44. Пат. 2173634 С1 Российская Федерация, МПК В29В13/00, В29В17/00, В02С18/44, В02С19/22, В29К101:00. Способ получения порошка из полимерного материала и устройство для его осуществления / В. Н. Балыбердин, В. Г. Никольский. — Опубл. 20.09.2001.
45. Пат. 2167056 С1 Российская Федерация, МПК В29В13/00, В29В17/00, В02С18/44, В02С19/22, В29К101:00. Устройство для переработки полимерного материала / В. Н. Балыбердин, В. Г. Никольский, А. Л. Перепелов. - Опубл. 20.05.2001.
46. Никольский, В. Г. Интегральная технология переработки изношенных автопокрышек с получением активного резинового порошка / В. Г. Никольский,
C. А. Вольфсон, Т. В. Дударева, И. А. Красоткина // Наука производству. - 2002. -№3(53).-С. 13-21.
47. Пат. 2151696 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/02, Р2307/12. Способ очистки металлического корда и арматуры от полимерных материалов / Ю. С. Чекрышкин, Ю. С. Клячкин, А. А. Федоров, Р. Н. Габдрахманов. - Опубл. 27.06.2000.
48. Рубан, А. Обзор технологий измельчения резины и автомобильных покрышек [Электронный ресурс] / А. Рубан. - Режим доступа: www.energy-saving-technology.com
49. Чайкун, А. М. Экологические и экономические аспекты переработки и использования изношенных шин / А. М. Чайкун, А. А. Стец // Мир шин. - 2005. -№12.-С. 64-68.
50. Проблема изношенных шин // Мир шин. - 2005. - №4. - с. 63-64.
51. Тарасов, В. И. Оборудование для переработки изношенных шин и измельчения вулканизатов: обзорная информация / В. И. Тарасов, И. Ф. Щербаков, Н. Е. Кошелев, О. Н. Просветова. - М. : ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1983. - 40 с.
52. Оборудование для переработки шин в крошку [Электронный ресурс] / «ChengYang»; Китай. - Режим доступа: http://www.best-china.ru
53. Tire recycling equipment [Электронный ресурс] / «Engineering & Equipment Company»; USA. - Режим доступа: http://www.eaeco.com/products.htm
54. Pat. 4200949 C2 Germany, IPC B26D1/00, B29B17/02 Cutting up used tyres of any size and recovering most of rubber - by machine which rotates held and mounted tyre, applies first cutter to peel off rubber, then second cutters to remove tread and sidewalls / K. Sueme, A. Sueme. - Publ. 22.07.1993.
55. Pat. 3838492 United States of America, IPC B26D1/00, B29B11/00, B29B17/00. Method and apparatus for removing bead wires from a tire / T. Uemura. -Publ. 01.10.1974.
56. Установка для извлечения бортовых колец из покрышек УИК 13-22,5, индекс НАЦВ 6132 [Электронный ресурс] / ОАО «НИИШИНМАШ»; Российская Федерация, Ярославль. - Режим доступа: http://www.varzom.yaroslavl.ru/prod/catg_indexl l_4.htm
57. Технологическая линия SK-TRS1200 для переработки изношенных автопокрышек [Электронный ресурс] / «Sin Shen Kuang Electric & Machinery Industrial Co., LTD»; Тайвань. - Режим доступа: http://shinoecologhia.ru/res/file/obshee opisanie linii sk tr~l .pdf
58. Оборудование для переработки шин [Электронный ресурс] / ТК «Аль-фа-СПК»; Российская Федерация-Китай. - Режим доступа: http://www.alfa-poisk.com/oborudovaniya dlya pererabotki shin
59. Дробилка типа шредер двухроторная для измельчения трудноперераба-тываемых отходов [Электронный ресурс] / «Astron-C»; Китай. - Режим доступа: http://www.astron-c.ru/shredder 3 .html
60. Установки утилизации старых автомобильных покрышек на прессах «КаЫ» [Электронный ресурс] / «Amandus Kahl»; Германия. - Режим доступа: http://www.akahl.de/akahl/ru/ru_produkte/ru_recycling industrie/m altreifen recycling/
61. Четырехвалковая дробилка для измельчения шин [Электронный ресурс] / ТК «Альфа-СПК»; Российская Федерация-Китай. - Режим доступа: http://alfa-poisk.com/shop?mode=product&product_id=3 7401603
62. Ножницы для измельчения автопокрышек [Электронный ресурс] / ООО «ЮУПК»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://www.mazut.net/oborud.html
63. Пат. 2005607 Cl Российская Федерация, МПК В29В17/00. Устройство для отделения металлокорда от резины в изношенных шинах / В. Н. Ходяков, В. В. Грачев, В. М. Соболев, В. А. Шурыгин, В. Р. Богатырев, А. И. Зубков, В. Н. Лебедев, В. Э. Ренн. - Опубл. 15.01.1994.
64. Шнековый гранулятор для переработки резиновых чипсов в гранулы [Электронный ресурс] / ТК «Альфа-СПК»; Российская Федерация-Китай. - Режим доступа: http://alfa-poisk.com/shop?mode=product&product_id=48394803
65. Борисов, И. Е. РИЭШ-технология как способ получения высококачественных вторичных резин / И. Е. Борисов, Е. М. Борисов, Т. Н. Несиоловская // Каучук и резина. - 2006. - №1. - С. 32-34.
66. Пат. 2291822 С2 Российская федерация, МПК В65В25/24. Способ подготовки к транспортированию отработанных автомобильных шин/ В. А. Иванов, В. С. Малый, Л. Т. Хохлов, В. А. Кураченков. - Опубл. 20.01.2007.
67. Плотников, Р. С. Разработка процессов и оборудования для разрезания изношенных автопокрышек с целью их утилизации: дисс. ... канд. техн. наук : 05.17.08 / Плотников Роман Сергеевич. - Ярославль, 2007. - 169 с.
68. Вещев, А. А. Совершенствование технологии переработки изношенных автомобильных шин / А. А. Вещев, А. Ю. Захаров // Экология и промышленность России. -2010,-№8. -С. 16-19.
69. Пат. 2312765 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/00. Способ разрезания композиционных изделий кольцевой формы / А. А. Вещев, Р. С. Плотников, Г. М. Гончаров. - Опубл. 20.12.2007.
70. Пат. 67918 1Л Российская Федерация, МПК В29В17/02, В02С18/06, В2601/22. Устройство для разрезания покрышки / А. А. Вещев, Р. С. Плотников, Г. М. Гончаров. - Опубл. 10.11.2007.
71. Пат. 67919 Ш Российская Федерация, МПК В29В17/02, В02С18/06, В26Б1/22. Устройство для разрезания покрышки / А. А. Вещев, Р. С. Плотников, Г. М. Гончаров. - Опубл. 10.11.2007.
72. Вещев, А. А. Расчет энергосиловых характеристик процесса предварительного измельчения армированных вулканизатов / А. А. Вещев, Р. С. Плотников // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2006. - №7. - С. 3-5.
73. Счетчик электрической энергии «Меркурий 230 АЯТ» [Электронный ресурс] / ООО «НПК Инкотекс»; Российская Федерация. - Режим доступа: http://www.incotexcom.ru/m230art2.htm
74. Добровольский, В. А. Детали машин / В. А. Добровольский, К. И. За-блонский, С. Л. Мак [и др.]. - Киев : Машгиз, 1956. - 619 с.
75. Подшипники качения: справочник-каталог / Под ред. В. Н. Нарышкина и Р. В. Коросташевского. - М. : Машиностроение, 1984. - 280 с.
76. 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.
77. Феодосьев, В. И. Сопротивление материалов: учебник для ВТУЗов. / В. И. Феодосьев. - 5-е изд-е. - М. : Наука, 1970. - 544 с.
78. Вещев, А. А. Технология, оборудование и основы проектирования производства пневматических шин: учеб. пособие / А. А. Вещев. - Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2007. - 242 с.
79. Лепетов, В. А. Расчеты и конструирование резиновых изделий и технологической оснастки / В. А. Лепетов, Л. Н. Юрцев. - М. : ИСТЕК, 2009. - 420 с.
80. Бартенев, Г. М. Трение и износ полимеров / Г. М. Бартенев, В. В. Лаврентьев - Л. : Химия, 1972. - 240 с.
81. Вальцы лабораторные Лб 320-160/160 [Электронный ресурс] / Костромской завод полимерного машиностроения им. Красина; Российская Федерация. -Режим доступа: http://www.zavodkrasina.ru/katalog 1(1/2/
82. Борисов, Е. М. Исследование процессов разрушения резин и разработка эффективного способа измельчения: дисс. ... канд. техн. наук : 05.17.12 / Борисов Евгений Михайлович. - Ярославль, 1979. - 278 с.
83. Вещев, А. А. Энергосиловой расчет дисковых измельчителей для изношенных шин / А. А. Вещев, Р. С. Плотников // Каучук и резина. - 2006. - №4. - С. 20-25.
84. Вещев, А. А. Исследование энергосиловых характеристик процесса резания при утилизации изношенных металлокордных покрышек / А. А. Вещев, А. В. Проворов, Ю. А. Сартаков // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2009. -№5.-С. 44-46.
85. Вещев, А. А. Исследование процесса резания изношенных металлокордных покрышек / А. А. Вещев, А. В. Проворов, Р. С. Плотников // Каучук и резина. - 2005. - №5. - С. 38-41.
86. Вещев, А. А. Метод расчета процесса резания изношенных металлокордных покрышек / А. А. Вещев, А. В. Проворов, Р. С. Плотников // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2006. — Том 49. — Вып.1. - С. 87-91.
87. Вещев, А. А. Разработка и исследование способа и устройства для отрезания бортовых колец утилизируемых шин / А. А. Вещев, А. Е. Соколов // Промышленное производство и использование эластомеров. - 2011. - №3. — С. 42-47.
88. Вещев, А. А. Экспериментальное исследование процесса отделения ме-таллокорда от фрагментов утилизируемых шин методом непрерывной прокатки / А. А. Вещев, А. Е. Соколов, А. О. Панкратовский // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2012. - Том 55. - Вып. 12. - С. 101-105.
89. Иванова, В. М. Математическая статистика / В. М. Иванова, В. Н. Калинина, Л. А. Нашумова, И. О. Решетникова. - М. : Высшая школа, 1981. - 368 с.
90. ГОСТ 8.207-76 Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. - М. : Изд-во стандартов, 1976. - 7 с.
91. Баландин, М. С. Разработка и исследование процессов отделения металлической арматуры от тканерезиновой основы изношенных шин: дисс. ... магистра : 150400 / Баландин Михаил Сергеевич. - Ярославль, 2010. - 80 с.
92. Вещев, А. А. Экспериментальное исследование процессов отделения металлической арматуры от резинотканевого массива изношенных покрышек / А. А. Вещев, И. Ю. Труфанов, А. В. Васильев // Каучук и резина. - 2009. - №1. - С. 22-27.
93. Вещев, А. А. Исследование процесса прокатки армированных фрагментов утилизируемых шин / А. А. Вещев, М. С. Баландин // Каучук и резина. - 2011. - №4. - С. 33-37.
94. Вещев, А. А. Исследование деформационных свойств армированных вул-канизатов изношенных покрышек / А. А. Вещев, М. С. Баландин, И. А. Борисов // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2010. - Т.53. - Вып.2. - С. 108112.
95. Архипов, Н. Н. Основы конструирования и расчета типовых машин и аппаратов легкой промышленности / Н. Н. Архипов, П. С. Карпачев, М. М. Май-зель [и др.]. - М. : Машгиз, 1963. - 600 с.
96. Пат. 2460640 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/02. Нож для разрезания покрышек или их фрагментов на части / А. А. Вещев, А. Е. Соколов. -Опубл. 20.09.2012.
97. Пат. 2506159 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/02. Нож для разрезания покрышки или ее фрагментов на части / А. А. Вещев, А. Е. Соколов. — Опубл. 10.02.2014.
98. Заявка 2013121221 Российская Федерация. Нож для разрезания покрышек или их фрагментов на части / А. А. Вещев, А. Е. Соколов. - Дата регистрации 7.05.2013.
99. Заявка 2013130435 Российская Федерация. Нож для разрезания покрышек или их фрагментов на части / А. А. Вещев, А. Е. Соколов. - Дата регистрации 2.07.2013.
100. Пат. 2441753 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/00, В2601/14. Устройство для одновременного разрезания по двум или нескольким линиям реза покрышки / А. А. Вещев, А. Е. Соколов. - Опубл. 10.02.2012.
101. Пат. 2489256 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/00, В26Э1/00. Устройство для одновременного разрезания по двум или нескольким линиям реза покрышки / А. А. Вещев, А. Е. Соколов. - Опубл. 10.08.2013.
102. Пат. 2504469 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/00. Способ и устройство для переработки изношенных покрышек методом деструкции / А. А. Вещев, А. Е. Соколов, К. Г. Пеньков, Р. П. Литвинов. - Опубл. 20.01.2014.
103. Лукач, Ю. Е. Валковые машины для переработки пластмасс и резиновых смесей / Ю. Е. Лукач, Д. Д. Рябинин, Б. Н. Метлов. - М. : Машиностроение, 1967.-296 с.
104. Пат. 2473422 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/00. Способ разрезания покрышек / А. А. Вещев, А. Е. Соколов. - Опубл. 27.01.2013.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ
а) издания, рекомендованные ВАК РФ:
1. Вещев, А. А. Разработка и исследование способа и устройства для отрезания бортовых колец утилизируемых шин / А. А. Вещев, А. Е. Соколов // Промышленное производство и использование эластомеров. - 2011. - №3. - С. 42-47.
2. Соколов, А. Е. Разработка и исследование устройства для разрезания утилизируемых шин в экваториальном направлении / А. Е. Соколов, А. А. Вещев // Промышленное производство и использование эластомеров. - 2012. — №1. - С. 46-51.
3. Вещев, А. А. Экспериментальное исследование процесса отделения металло-корда от фрагментов утилизируемых шин методом непрерывной прокатки / А. А. Вещев, А. Е. Соколов, А. О. Панкратовский // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. - 2012. - Т.55. - Вып. 12. - С. 101-105.
4. Вещев, А. А. Исследование и пути совершенствования машины для разрезания утилизируемых шин / А. А. Вещев, А. Е. Соколов // Каучук и резина. - 2013. — №5.-С. 36-39.
5. Вещев, А. А. Разработка и исследование способов разрезания утилизируемых шин на машине с пластинчато-кольцевым ножом / А. А. Вещев, А. Е. Соколов, К. А. Горохов // Промышленное производство и использование эластомеров. - 2013. - №3. -С. 29-33.
6. Вещев, А. А. Расчёт энергосиловых характеристик машин для прокатки армированных фрагментов утилизируемых шин / А. А. Вещев, А. Е. Соколов // Промышленное производство и использование эластомеров. - 2014. - №1. - С. 37-41.
б) другие издания:
7. Вещев, А. А. Разработка и исследование двухдискового ножа для разрезания утилизируемых шин в окружном направлении / А. А. Вещев, А. Е. Соколов, А. С. Степанов // Научный аспект. - 2013. -№3. - С. 149-160.
8. Вещев, А. А. Энергосиловой анализ процесса отделения металлической арматуры от резинотекстильной массы утилизируемых шин методом прокатки на двухвалковой машине / А. А. Вещев, А. Е. Соколов // Новый университет. Сер. «Технические науки». - 2013. - №8-9. - С. 18-33.
9. Соколов, А. Е. Машина для разрезания изношенных покрышек, подлежащих утилизации / А. Е. Соколов // Шестьдесят третья региональная науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием, посвященная 1000-летию Ярославля. 4.1 : сб. тез. докл. -Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2010. - С. 157.
Ю.Соколов, А. Е. Методика и результаты исследования деформационных свойств армированных вулканизатов утилизируемых шин / А. Е. Соколов, А. А. Вещев // Шестьдесят четвертая региональная науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием. 4.1 : сб. тез. докл. - Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2011. - С. 220.
11. Пеньков, К. Г. Машина для разрезания утилизируемых шин с помощью дисковых ножей / К. Г. Пеньков, А. Е. Соколов, А. А. Вещев // Шестьдесят четвертая региональная науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием. Ч. 1 : сб. тез. докл. - Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2011. - С. 218.
12. Литвинов, Р. П. Машина для разрезания изношенных покрышек с помощью кольцевых цилиндрических ножей / Р. П. Литвинов, А. Е. Соколов, А. А. Вещев // Шестьдесят четвертая региональная науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием. Ч. 1 : сб. тез. докл. - Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2011. - С. 217.
13.Пеньков, К. Г. Исследование работы машины для разрезания изношенных шин / К. Г. Пеньков, А. Е. Соколов, А. А. Вещев // Шестьдесят пятая всероссийская науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием. 4.1 : сб. тез. докл. - Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2012.-С. 285.
14. Литвинов, Р. П. Исследование работы машины для отделения бортовых колец от шин, подлежащих утилизации / Р. П. Литвинов, А. Е. Соколов, А. А. Вещев // Шестьдесят пятая всероссийская науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием. Ч. 1 : сб. тез. докл. -Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2012. - С. 284.
15. Соколов, А. Е. Исследование процесса отделения металлокорда от фрагментов утилизируемых шин методом непрерывной прокатки / А. Е. Соколов, А. А. Вещев
// Шестьдесят пятая всероссийская науч.-техи. коиф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием. 4.1 : сб. тез. докл. — Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2012. - С. 287.
16. Соколов, А. Е. Исследование энергосиловых характеристик процесса разрезания на две половины по окружности изношенных покрышек с металлокорд-ным брекером / А. Е. Соколов, А. А. Вещев // Шестьдесят шестая всероссийская науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием. 4.1 : сб. тез. докл. — Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2013.-С. 164.
17. Степанов, А. С. Разработка и исследование нового способа разрезания изношенных покрышек дисковыми ножами / А. С. Степанов, А. Е. Соколов, А. А. Вещев // Шестьдесят шестая всероссийская науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием. Ч. 1 : сб. тез. докл. -Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2013. - С. 165.
18. Горохов, К. А. Совершенствование способа и устройства для разрезания изношенных покрышек с помощью кольцевого цилиндрического ножа / К. А. Горохов, А. Е. Соколов, А. А. Вещев // Шестьдесят шестая всероссийская науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием. 4.1 : сб. тез. докл. - Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2013. - С. 160.
19.Балдин, А. Ю. Исследование процесса раздельной переработки резино-металлокордных и резинотекстильных фрагментов изношенных покрышек на валковой машине / А. Ю. Балдин, А. Е. Соколов, А. А. Вещев // Шестьдесят шестая всероссийская науч.-техн. конф. студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием. 4.1 : сб. тез. докл. - Ярославль : Изд-во ЯГТУ, 2013. - С. 159.
в) патентные документы:
20. Пат. 2441753 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/00, В2601/14. Устройство для одновременного разрезания по двум или нескольким линиям реза покрышки / А. А. Вещев, А. Е. Соколов. - Опубл. 10.02.2012.
21. Пат. 2460640 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/02. Нож для разрезания покрышек или их фрагментов на части / А. А. Вещев, А. Е. Соколов. - Опубл. 20.09.2012.
22. Пат. 2473422 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/00. Способ разрезания покрышек / А. А. Вещев, А. Е. Соколов. - Опубл. 27.01.2013.
23.Пат. 2489256 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/00, В2601/00. Устройство для одновременного разрезания по двум или нескольким линиям реза покрышки / А. А. Вещев, А. Е. Соколов. - Опубл. 10.08.2013.
24. Пат. 2504469 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/00. Способ и устройство для переработки изношенных покрышек методом деструкции / А. А. Вещев, А. Е. Соколов, К. Г. Пеньков, Р. П. Литвинов. - Опубл. 20.01.2014.
25. Пат. 2506159 С1 Российская Федерация, МПК В29В17/02. Нож для разрезания покрышки или ее фрагментов на части / А. А. Вещев, А. Е. Соколов. - Опубл. 10.02.2014.
Приложение А. Программа и пример расчета распорного усилия и технологической мощности при отрезании боковин от покрышки на машине с двумя дисковыми ножами
Необходимые исходные данные:
Ввод характеристик машины
Радиус опорного ролика, м Яр := 160-10~3
_ о
Радиус ножа, м Ян := 127.5-10
_ о
Ширина кольцевой проточки опорного ролика, м Ъ := 2-10 Угол односторонней заточки ножа, град. /3н := 30
Частота вращения ножа, об/мин п1 := 25.072
Частота вращения ^ .= "¡-Ян ^ = ^ ^
опорного ролика, об/мин ' Яр
Ввод исходных данных резинокордного композита
Толщина гермослоя, м И1 := 1.4-10~3
(материал слоя - резина)
_ о
Толщина каркаса, м /?2 := 1.15-10
(материал слоя - текстильный корд 13АТЛДУ)
_ о
Толщина протектора с минибоковиной, м ИЗ := 8.5-10
(материал слоя - резина)
о
Удельная сила резания гермослоя, Н/м дуд1 := 50-10
Удельная сила резания
протектора с минибоковиной, Н/м дудЗ := 75-10
Частота нитей корда в каркасе, нитей/м ж1 := 898
Разрывное усилие нитей корда в каркасе, И Ик1 := 130
3
Угол закроя корда в каркасе, град. сш! := 3
Угол перегиба армированного материала, град. ¡Зк := 30
Расчетная часть:
(Зн • 7Г ак1 • 7Г вк-7Г (Зя := рад схк1 := —Ра° рк := ___ рад
180
180
180
Максимальная глубина погружения режущей кромки ножа в кольцевую проточку опорного ролика
Ън :=
Ь
tan{¡5u)
hn = 3.464 х 10
-3
м
Межцентровое расстояние между осями вращения ножа и ролика
А := Rh + Rp - hn
А = 284.036 х 10
-3
м
Расчет для гермослоя
Угловые координаты начала и конца линии реза выделенного слоя
фн1 := a sin
4-Rn2-{Rp + hl)2 - [А2 - Rh2 - {Rp + hí)2~\
4-A2-RH2
фн1 = 0.207 рад
фк1 := asin
4-Rh2-Rp2 - (a2 - Rh2 - Rp2)' 4-A2-Rh2
фк1 = 0.174 рад
1СД1 := Ян-{фн1 - фк1)
-3
1СД1 = 4.181 х 10 м
Q1 qydl-ЮД!
Q1 = 209.036
Н
фе1 :=
фн1 + фк1
фе1 = 0.191
Хе1 := Ян-зт{фе /)
Хе1 = 24.157 х 10 3 м
М1 = 5.0498
Н-м
М1 := 21-Хе1 Расчет для каркаса
Угловые координаты начала и конца линии реза выделенного слоя
фн2 := ¿ш>7
4-Ян2\Яр + И1 + Ь2)2 - [а2 - Ян2 - {Яр + И1 + И2)2]
4-А2-Ян2
фн2 = 0.231 рад
фк2 := ж/и
4-Ян2-(Яр + И1)2 - [а2 - Ян2 - (Яр + И!)2]
4-А2-Ян2
фк2 = 0.207 рад
1СД2 := Ян-(фн2 - фк2)
-3
1СД2 = 3.02055 х 10 м
<22 := 2-1СД2-ж1-Мк1
г Г
¿7/7
V
7Г
--ок1
V 2 у у
•с<ю(/3и) 02 = 609.08 Н
фе2 :=
фн2 + фк2
фе2 = 0.219
Хе2 := Ян-81п(фе2)
Хе2 = 27.683 х 10 3 м
Расчет для протектора и минибоковины
Угловые координаты начала и конца линии реза выделенного слоя
фнЗ := Ш1П
фкЗ := аят
, 4-Ян2(Яр + /?/ + Ъ2 + ИЗ)2 - [а2 - Ян2 - -.2 (Яр + Л/ + И2 + И з)2\
\ 4-А2-Ян2 -
= 0.364 рад
14-Ян2-{Яр + Ы + И2)2 - [а2 - Ян2 - {Яр + Ы + И2)2~]2
/ Л 4-А2-Ян2
фкЗ = 0.231 рад 1СДЗ := Кн • ( фнЗ - фкЗ)
<23 := цудЗЛСДЗ
фнЗ + фкЗ
феЗ := -
2
ХеЗ := Кн-зт(феЗ) МЗ := ()3-ХеЗ
01 + 02+23
МЕ := М1 +М2 + МЗ
1СДЗ = 17.03969 X 10 3 м <23 = 1.278 х 103 Н
феЗ = 0.298
ХеЗ = 37.378 х 10~3 м МЗ = 47.7679 Н-м
= 2.096 х 103 Н МЕ = 69.679 Н-м
Технологическая мощность резания
7Т-П1 7Т-п2
шн := - юр := -
30 30
N171 := 2-МЕ-(шн + ир)
N111 = 657.454 Вт
Приложение Б. Пример расчета общего усилия для отрезания бортовых колец
и КБПБ от покрышки типоразмера 195/65 R15 на машине с кольцевым
цилиндрическим ножом
Порядок расчета
1. Согласно ККТ (карта конструкторско-технологическая) на выбранную покрышку имеем: 1 слой обрезиненного корда марки 14ЛДУ с углом закроя а = 7° и с заворотом его на крыло; 1 слой того же корда 14ЛДУ с углом закроя а = 3° и с заворотом на крыло; 1 слой бортовой ленты из корда 232КНТС с углом закроя а — 30°. Частота нитей корда 14ЛДУ составляет 1400 нитей/м; корда марки 232КНТС 750 нитей/м. Разрывная прочность нитей корда 14ЛДУ равна 140 Н/нить, нитей корда 232КНТС 230 Н/нить.
2. Согласно ККТ внутренний диаметр бортового кольца, равный наружному диаметру шаблона для его намотки, составляет 386,43 мм; высота профиля кольца Ибк. = 7 мм.
3. Согласно экспериментальным данным наибольшее значение КНаиб для данных типоразмеров покрышек составляет 0,191 (см. табл. 3.8 гл. 3)
4. Диаметр окружности режущей кромки ножа:
DPKH=dmEK+2-hEK+(l0..A5) = 386,43 + l4 + 15*415MM.
5. Усилие отрезания бортовых колец от покрышки: Qt6 -КНаи6 -Z(/0k.N]k-cos\) =
= л-• 0,415• 0,191 • (1400• 2• 140■ cos27 +1400-2 140-cos23 + 750-230-cos230 ) =
= 225730 H = 225,73 кН.
6. Для расчета усилия отрезания КБПБ от покрышки можно также воспользоваться вышеприведенной формулой, однако при этом следует учесть, что число слоев обрезиненного корда в этой зоне каркаса меньше, поскольку здесь отсутствуют завороты на крыло и бортовая лента. При этом фактический диаметр окружности режущей кромки ножа D0PKH следует определять согласно формуле:
dÎkh =DHn -2-0БД -(10...15)мм.
Изменение фактической частоты нитей в слоях корда каркаса в зоне вырубки КБПБ должно учитываться согласно выражению:
и ^
1Фк ~ 10к
ш б к
D0
\ р к н у
где с1ШБ.к. - наружный диаметр шаблона для намотки бортового кольца, примерно равный внутреннему диаметру самого бортового кольца; £>Фр.к.н. - фактический диаметр окружности режущей кромки ножа для отрезания КБПБ от покрышки.
С учетом сказанного и в предположении, что К при этом изменяется незначительно, формула для определения усилия резания приобретает вид:
бГ = И ■ КНаи6 ■ 1(/ок -м]к- С08Ч )ашЕК _
пф
^р к н
а усилие отрезания КБПБ от покрышки равняется:
Q?au6 = rdm к v ■ КИаиб ■ S00k • N]k ■ cos\) =
= n ■ 0,38643 • 0,191 ■ (1400 • 140 • cos27° +1400 140 • cos23°) = 90096 H = 90,096 кН.
Приложение В. Программа и пример решения задачи о прокатке КБПБ между гладкими валками одинаковых или разных диаметров
Необходимые исходные данные:
Геометрические
Радиусы валков, м -переднего := 80-10~3
_ з
-заднего Я2 := 80-10
_ о
Длина бочек валков, м ¡_б := 160-10
_ о
Требуемый зазор между валками, м 5 6-10
Размеры перерабатываемого каркасно-брекерно-протекторного браслета, м
_ з
толщина Ьн := 10.5-10
_ з
ширина Ьн := 120-10
Деформационные характеристики материала КБПБ
Аналог модуля упругости при сжатии, Па Е := 128.16 -10
Показатель нелинейности в уравнении осж~Ееп п := 1.84 Аналог коэффициента Пуассона 1>Ь := 1.09
Расчет напряженно-деформированного состояния материала КБПБ
Межцентровое расстояние А
А := И1 + Я2 + 5 А = 0.166 м
Начальная угловая координата рабочей зоны зазора фн
срн := асов
(А - Ьн)2 + М2 - Р22
2 Я1\А - Ьн) Значения угла ф лежат в интервале от 0 до фн
фн = 0.238 рад
Для построения эпюры напряжений сжатия от диапазон углов ф/ разбиваем на равные участки с определенным шагом Аф
ф := —фн ,—фн + 0.001.. фн
Для упрощения расчетных формул введем некоторые коэффициенты
Относительная деформация сжатия ¿г/
М-(соз(ф) - со$(фн)) -К1 + К2(ф)
£ ' Б
Подставляя значение е(ф) в выражение &=Е*еп, строим эпюру напряжений сжатия ст
сг{ф) := Е-е(ф)П
К1 = 0.078
К2(ф) := ^Р!22 - Р!12[1^{соз(ф)^
Б := А - (31 -соз( фн) - К1
Б = 0.011
<г{<Ь) Па
0.25-0.2-0 15- 0.1- 0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
Ф,рад
Распорное усилие при прокатке Р
Рх1 :=
фн
п
[/?"/•(соз(ф) - соэ(фн)) - К1 + К2(ф)] соз(ф) бф
о
Рх2 :=
Б .
■ фн
[ЯУ (С05(ф) - сое(фн)) - К1 + К2(ф))п+1 соз(ф)
О
Р := --{Рх1 + Рх2)
-П
Р= 93.955x 10 Н
Приложение Г. Программа и пример расчета напряжений сжатия в зазоре между зубьями зубчатого валка и поверхностью гладкого валка при прокатке
Необходимые исходные данные:
Геометрические Радиусы валков, м -гладкого
-зубчатого
Длина бочек валков, м
Радиус зуба зубчатого валка, м
Угол подъёма винтовой линии зуба, град
_ з
Зазор между валками, м 8 := 6-10
Размеры перерабатываемого каркасно-брекерно-протекторного браслета, м
Яг := 80-10 3
- 3
Рз 80-10
- з
16 : = 160-10
з
г := 10-10
/3:= -- 0
толщина Ибр := 10.510
_ з
ширина Ьбр := 120■ 10
Деформационные характеристики материала КБПБ Аналог модуля упругости при сжатии, Па Е := 128.16 10
Показатель нелинейности в уравнении асж=Ееп п := 1.84 Аналог коэффициента Пуассона иЬ := 1.09
3
Порядок расчета геометрических параметров в неподвижной системе координат ху
Расчёт межцентрового расстояния А
А:=Яг + Яз+8 А = 0.166 м
Расчет начальных угловых координат фнз и фнг
фнз := асов
А2 + (Яз - г)2 - (Иг + г + /7бр)2 2А(Р?з-г)
фнз = 0.277 рад
180
фнз•-= 15.856 град
7Г
&нг := авт
(Я?з - г)-эт(фнз) Яг + г + Ьбр
фнг =0.191 рад
180
фнг■-= 10.97 град
7г
Расчет угловых координат 7н точек начала и конца касания зубчатого валка с поверхностью прокатываемого КБПБ
7н := а\ап
(Яг + Ьбр) ■ш(фнг) А - (Я?г + 1пбр) соз(фнг)_
7н = 0.21962 рад
1 ЯП
7«.— = 12.583 град
7т
Расчет минимальных зазоров т\ между поверхностями зуба зубчатого валка и гладкого валка при различных значениях фз1, взятых в диапазоне от фнз до О
Количество участков к := 10
\ := 0 ..к фзО := О
фз/ := фзО +
к
т(ф) := у]а2 + (Я?з - г)2 - 2А{Из - г) соз(ф) - Иг - г т(фз/) =
0.006 0.00605 0.00619 0.00642 0.00674 0.00715 0.00765 0.00824 0.00891 0.00967 0.0105
М
Порядок расчета геометрических параметров в подвижной системе координат х'у'
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.