Область застосування, призначення і класифікація пресових агрегатів

Аналітичні і експериментальні дослідження привели до створення цілого ряду конструкцій, що дозволяють у тім чи іншому ступені поліпшувати якісну і кількісну роботу преса.

 

 

Класифікація формуючої частини преса приведена на рис. 2. 9, а основні конструктивні рішення формуючої частини приведені на рис. 2. 10... 2. 24.

Заслуговує на увагу конструкція універсальної формуючої головки шнекового преса, приведена на рис. 2. 25, що дозволяє знайти оптимальне співвідношення довжин перехідної голівки і мундштука в залежності від фізико-механічних властивостей глиномаси і експлуатаційних параметрів преса.

Як відомо, рух керамічної маси в шнековому пресі можна представити як результат взаємодії трьох основних потоків, що формуються в його каналах (рис. 2. 26) :

- «прямого» потоку Qпрям., викликаного штовхаючою здатністю фронтальної поверхні лопатей шнека;

- умовно існуючого «зворотнього» потоку Qзв., викликаного градієнтом тиску. «зворотній» потік виявляється в стримуючому впливі на «прямий» потік виникаючим тиском у голівці преса;

- потік «витоку» Qуг. через кільцевий канал по периметрі лопати в протилежному транспортуванню керамічної маси напрямку.

Розглянувши схему руху глиномаси в каналах шнека, неважко помітити, що найбільша ефективність процесу формування бруса (продуктивність) можлива при мінімальних значеннях потоку «витоку» і «зворотнього» потоку. Рішення зменшення потоку «витоку» реалізувалося в наступній конструкції.

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 2. 27 представлений корпус шнекового преса з регульованими сорочками (авторське посвідчення №946945), що дозволяють забезпечувати номінальний кільцевий зазор між крайками шнека і рубашкою, величина якого повинна складати не більш 5 мм.

Підтримка в процесі експлуатації постійного мінімального зазору, внаслідок значного гідродинамічного опору між крайками шнека і сорочкою, не дозволяє глиномасі утворювати потік «втечі».

Застосування шнекового преса, що працює на основі принципу витискання маси (рис. 2. 28), дозволяє домогтися зменшення зворотнього потоку до мінімуму. Перекриття каналу шнека засувкою у вигляді ротора перекриття дозволяє формувати глиняний брус об'ємним витисканням маси, при цьому продуктивність преса перестає залежати від реологічених властивостей маси.

 

 

 

Незважаючи на значне удосконалення конструкцій шнекових пресів, за останні роки в Україні і за кордоном, вони зберегли основні недоліки, до яких у першу чергу відносяться: свилеобутворення, підвищені втрати енергії на формування, великий знос робочих органів, нагрів маси від тертя всередині циліндра, різні швидкості шарів у поперечному перерізі глиняного бруса низький коефіцієнт корисної дії.

Прагнення уникнути недоліків, властивих формуванню на шнекових пресах, реалізувалося в розробці безшнекових конструкцій формувальних машин. Відомі конструкції безшнекових пресів, для пластичного формування глиномас, можна умовно розділити на роторні і преси з нескінченними стрічками.

У 1972 році західногерманська фірма Ricterwerke виготовила Europress, у якому шнек замінюється ротором з кільцеподібними жолобами, з яких глиномасса витягається гребінкою і спрямовується у формуючу голівку, матеріал практично без переміщення в пазах транспортується до зони преса, що ущільнює. Ущільнення маси починається безпосередньо перед ножами, що зрізують. На рис. 2. 29 представлена конструкція роторного преса.

 

 

Европрес має ККД подачі 70... 80%. Це досягається за рахунок того, що в Европресса практично відсутні зворотні потоки в каналах ротора.

Дослідними інститутами створені експериментальні установки роторних безшнекових пресів. Існують позитивні відгуки про роботу цих машин по формуванню пластичних глин.

Інститутом ВнДістром був запропонований дослідно-експериментальний зразок стрічкового роторного преса з діаметром ротора 600 мм і потужністю встановленого електродвигуна 90 квт. Частота обертання ротора складала 6 об/хв., що відповідало продуктивності 10 т/ч; тиск пресування досягав 0, 4 МПа.

Основним недоліком роторних пресів є порівняно низький питомий тиск пресування в камері стиску, обумовлене недостатньою силою зчеплення стінок камери ротора з масою, що формується, тому що транспортуюча здатність і тиск тут створюються силами тертя об стінки кільцевих проточок ротора, що мають по всій довжині постійний перетин. При цьому одна з поверхонь має нерухому стінку, що чинить значний опір переміщенню маси уздовж камери. Отже, роторні преси переважніше застосовувати для формування мас, у яких висока вологість (18... 25%), що є їхнім істотним недоліком.

У роторних, як і в шнекових пресах, функції транспортування глиномаси і її формування розділені; для формування також використовується мундштук, тому цілком позбутися від свилеобутворення у виробах при використанні цих машин, імовірно, неможливо. В той же час протирух глиномаси в жолобах роторних пресів мінімальне або відсутнє зовсім, що безсумнівно зменшує енерговитрати на транспортування глиномаси і дозволяє при необхідності значно збільшити продуктивність машини без великого збільшення потужності привода.

Дуже перспективними є преси з нескінченними стрічками. Перший прес такої конструкції (рис. 2. 30), розроблений в Україні і багато років експлуатується на Котельском цегельному заводі, містив чотири формуючих стрічкових транспортери – два горизонтальних і два бокових, утворюючих у перетині прямокутник зі сторонами, рівними на виході розмірам цегли. Цей прес мав продуктивність біля чотирьох і більш тис. штук цегли в годину при питомій витраті енергії 1, 8... 2, 5 кВт на тис. штук цегли. У шнекового преса цей показник дорівнює 17... 20 кВт на тисячу штук цегли.

Патент ФРН № 923172 на пристосування до пресів з нескінченними стрічками (рис. 2. 31, 2. 32), які створюють потрібний тиск на стрічку, що рухається, завдяки чому поліпшуються умови формування бруса при транспортуванні формувальної маси. Відомий проект преса з нескінченними стрічками західногерманської фірми “Rieterwerke” (рис. 2. 33).

   

 

Відмінною рисою пресів з нескінченними летами є поєднання процесів транспортування і формування в одному робочому каналі замінного перетину, утвореному поверхнями, що нескінченно рухаються.

В нашій країні ведуться великі роботи з розробки та випробування безшнекових пресів. Запропоновано і розроблено кілька варіантів конструкцій безшнекових пресів з нескінченними стрічками, що утворюють камеру змінного перетину зі стінками, що рухаються, і необхідність, яка виключає встановлення голівки і мундштука для одержання бруса заданого перетину. На рис. 2. 34 приведена принципова схема безшнекового преса по авторському свідоцтву № 588117.

 

 

Пресс складається з приводного формуючого валка з кільцевою канавкою, ширина якої відповідає ширині бруса, що формується, барабана 6 і роликів 10, що охоплюються притискними стрічками 8, їхня ширина при цьому відповідає ширині кільцевих канавок валка 1 так само, як і ширина роликів 10. Ролики 10 і стрічка 8 введені в кільцеві канавки валка 1 і утворюють камери ущільнення змінного перетину, розміри яких на вході більше, ніж розміри на виході. Розмір на виході відповідає ширині бруса, що формується. Стрічка 8 має підтримуючий пристрій, ролики 7 і ролик 9 регулювання натягу стрічки. Пресс обладнаний живильним пристроєм 5 і валком, що подає, 3, знімними ножами – верхніми 12 і нижніми 11 і вбудований в корпус 2, верхня частина якого утворює вакуум-камеру і має патрубок 4 для з'єднання з вакуум-насосом.

Стрічковий прес працює в такий спосіб: пластична маса живильним пристроєм 5 і валком 3 спрямовується в простір, утворений кільцевими канавками формуючого валка 1 і притискною стрічкою 8, подається в камери ущільнення у вигляді готових брусків заданого перетину, спрямовується знімними ножами 11 і 12 на транспортер, що відводить. Швидкість руху стрічки 8 приймається рівній коловій швидкості внутрішнього діаметра кільцевої виточки валка 1.

Таким чином, у безшнековому пресі при русі маси в просторі між обертовим валком і стрічкою, що рухається, відбувається її ущільнення і прокат з одержанням необхідних розмірів бруса. Якість ущільнення бруса забезпечується відповідним вибором довжини камери ущільнення: діаметром валка 1 і розмірами вхідного і вихідного перетину.

Основні переваги пропонованого безшнекового стрічкового преса наступні: істотне збільшення продуктивності і зниження енергоємності процесів формування при значному поліпшенні виробів. Однак розглянута схема безшнекового стрічкового преса має і недоліки. Основні з них:

• складність створення конструкції, що забезпечує необхідне ущільнення зазорів між гнучкою стрічкою і стінками кільцевої проточки барабана;
• наявність знімних нерухомих ножів веде до деякого збільшення енерговитрат і швидкому абразивному їх зносу;
• відносно мала довжина камери пресування, утворена дугою. відповідної куту 90°, очевидно, не дозволить створити питомий тиск, необхідний для пресування жорстких мас без попереднього ущільнення матеріалу (підпресовкою).