Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на...

20
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ „КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ” Інженерно-хімічний факультет Кафедра хімічного, полімерного та силікатного машинобудування До захисту допущено Завідувач кафедри ________ В.І.Сівецький «_____» ___________2016 р. Дипломний проект на здобуття ступеня бакалавра зі спеціальності 6.050503 - Машинобудування на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси з модернізацією шнека екструдера» Виконав студент 4-го курсу, групи ЛП-21 (шифр групи) Євдоченко Віталій Сергійович _________ (прізвище, ім’я, по батькові) (підпис) Керівник _____________________________________________________ ____________ (посада, наукова ступінь, вчене звання, прізвище, ініціали) (підпис) Консультанти з розділів: ОХОРОНА ПРАЦІ ______________________________________________________________ МОДЕРНІЗАЦІЯ ________________________________________________________________ ТЕХНОЛОГІЯ МАШИНОБУДУВАННЯ____________________________________________ РЕЦЕНЗЕНТ _____________________________________________________________________ (посада, наукова ступінь, вчене звання, прізвище, ініціали) (підпис) Засвідчую, що у цьому дипломному проекті немає запозичень з праць інших авторів без відповідних посилань. Студент _____________ (підпис) Київ 2016 рік

Upload: others

Post on 13-Jul-2020

12 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

„КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

Інженерно-хімічний факультет

Кафедра хімічного, полімерного та силікатного машинобудування До захисту допущено

Завідувач кафедри

________ В.І.Сівецький

«_____» ___________2016 р.

Дипломний проект на здобуття ступеня бакалавра

зі спеціальності 6.050503 - Машинобудування

на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси з модернізацією шнека

екструдера»

Виконав студент 4-го курсу, групи ЛП-21 (шифр групи)

Євдоченко Віталій Сергійович _________ (прізвище, ім’я, по батькові) (підпис)

Керівник _____________________________________________________ ____________ (посада, наукова ступінь, вчене звання, прізвище, ініціали) (підпис)

Консультанти з розділів:

ОХОРОНА ПРАЦІ ______________________________________________________________

МОДЕРНІЗАЦІЯ ________________________________________________________________

ТЕХНОЛОГІЯ МАШИНОБУДУВАННЯ____________________________________________

РЕЦЕНЗЕНТ

_____________________________________________________________________ (посада, наукова ступінь, вчене звання, прізвище, ініціали) (підпис)

Засвідчую, що у цьому дипломному

проекті немає запозичень з праць

інших авторів без відповідних

посилань.

Студент _____________ (підпис)

Київ 2016 рік

Page 2: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

Національний технічний універсітет України

„Київський політехнічний інститут”

Інженерно-хімічний факультет

Кафедра _____ хімічного, полімерного і силікатного машинобудування___

Рівень вищої освіти – перший (бакалаврський)

Спеціальність __6.050503 - машинобудування __________________________

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідувач кафедри

__________________В.І..Сівецький___

(підпис) (ініціали, прізвище)

«______» ____________2016 р.

ЗАВДАННЯ

на дипломний проект студенту

______________________________________________________________________________

(П.І.Б.)

1. Тема проекту “ Агрегат для виробництва гумової полоси з модернізацією

шнека екструдера ”

________________________________________________________________________________

керівник проекту _________________________________________________________________

затверджена наказом по університету від « » ________201 р. №__________

2. Строк подання студентом проекту « » ________201 р._______

3. Вихідні дані до проекту _ __________________________________________________

____________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

___________________________________________________

4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік завдань, які потрібно розробити)

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________

Page 3: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

____________________________________________________________________________________

______________

5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень) ___ _ __

________________________________________________________________________________ __

________________________________________________________________________________ __

___________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

6. Консультанти розділів проекту

Розділ Прізвище, ініціали та посада

консультанта

Підпис, дата

завдання

видав

завдання

прийняв

ОП Асистент Ковтун А.І.

Модернізація к.т.н доцент Щербина В.Ю.

Тех. маш. Старший викладач Борщик С.О.

7. Дата видачі завдання

Календарний план

з/п

Назва етапів виконання

дипломного проекту

Строк виконання

етапів проекту Примітка

Вступ

Огляд літератури та патентів

Ескізна розробка модернізованого вузла

Розрахунок вузла модернізації

Технологія машинобудування

Розробка креслення модернізованого вузла

Розробка креслення 4-го листа

До оформлення розділу розрахунки

Лістинг програми на ЕОМ

Охорона праці

Студент ____________ ____________________ (підпис) (ініціали, прізвище)

Керівник проекту (роботи) ____________ ____________________ (підпис) (ініціали, прізвище)

Page 4: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

РЕФЕРАТ

УДК 678.057

"Агрегат для виробництва гумової полоси з модернізацією шнека

екструдера": Дипломний проект освітньо-кваліфікаційного рівня «бакалавр» за

напрямом підготовки 6.050503 «Машинобудування» (програма професійного

спрямування «Обладнання хімічних виробництв і підприємств будівельних

матеріалів») / НТУУ «КПІ» ; Керівник Сівецький В.І. - __. Виконавець. –

Євдоченко В.С. -__с.

Робота складається з вступу і семи розділів. Загальний обсяг роботи __

аркушів основного тексту, 2 додатків.

Метою роботи є модернізація шнека екструдера. Спроектована лінія

дозволить випускати гумову полосу.

У роботі спроектований прес черв'ячний МЧХ-160. Виконано необхідні

параметричні розрахунки і розрахунки на міцність.

Результати роботи були обговорені на семінарі кафедри ХПСМ.

ЭКСТРУДЕР, ШНЕК, ГУМОВА ПОЛОСА, МОДЕРНІЗАЦІЯ,

АГРЕГАТ.

Page 5: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

Реферат

УДК 678.057

"Агрегат для производства резиновой полосы с модернизацией шнека

экструдера»: Дипломный проект образовательно-квалификационного уровня

«бакалавр» по направлению подготовки 6.050503 «Машиностроение»

(программа профессионального направления «Оборудование химических

производств и предприятий строительных материалов») / НТУУ «КПИ»

Руководитель Сивецький В.И. - __. Исполнитель. -Евдоченко В.С. -__ С.

Работа состоит из введения и семи разделов. Общий объем работы __

листов основного текста, 2 приложений.

Целью работы является модернизация шнека экструдера.

Спроектированная линия позволит выпускать резиновую полосу.

В работе спроектирован пресс червячный МЧХ-160. Выполнено

необходимые параметрические расчеты и расчеты на прочность.

Результаты работы были обсуждены на семинаре кафедры ХПСМ.

ЭКСТРУДЕР, ШНЕК, РЕЗИНОВАЯ ПОЛОСА, МОДЕРНИЗАЦИЯ,

АГРЕГАТ.

Page 6: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

ABSTRACT

UDC 678,057

"The unit for the production of rubber band with the modernization of the

screw extruder": Diploma project educational qualification of "Bachelor" in the

direction of 6.050503 "Mechanical Engineering" (professional orientation program

"Equipment of chemical productions and enterprises of building materials") / NTU

"KPI"; Director Sivetskyy VI - __. Performer. -Yevdochenko V.S. -__with.

The work consists of an introduction and seven sections. The total amount of

__ pages of main text, 2 applications.

The aim is to upgrade the screw extruder. Designed line will produce rubber

bands.

The paper is designed worm press MCHH-160. Done necessary parametric

calculations and calculations of strength.

The results were discussed at a seminar chair HPSM.

EXTRUDER, SCREW, RUBBER BANDS, MODERNIZATOIN OF THE

UNIT.

Page 7: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ ТА УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ

D - діаметр черв`яка, мм;

L - довжинf черв’яка, мм;

Gм - продуктивність машини, м³/год;

N - потужність двигуна, кВт;

P - потужність нагрівників, кВт;

p - oб’ємна маса матеріалу, кг/ м³;

Тпоч - початкова температура матеріалу, С;

Ткін - температура розплаву на виході, С;

tпоч - температура води початкова, С;

tкін - температура води кінцева, С;

е - ступінь чорноти корпуса машини;

α - коефіцієнт тепловіддачі, Вт/м²*К;

F - площа зовнішньої головки, м²;

n – кількість оборотів червяка, об/хв;

E – модуль пружності, Мпа.

Page 8: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

ЗМІСТ

Вступ…………………………………………………………………………..

1. Опис технологічного процесу…………………………………………….

2. Параметричні розрахунки черв’ячного екструдера……… …………… .

2.1. Параметричний розрахунок черв’ячного екструдера……… ..

2.2. Розрахунок продуктивності черв’ячного екструдера………..

2.3. Розрахунок максимального тиску на кінці черв’яка………….

2.4. Розрахунок потужності приводу черв’ячного екструдера…

2.5. Розрахунок опору головки та її протитиску…….…….………

3. Тепловий розрахунок……………………..….................……...................

4. Розрахунок на міцність деталі черв’ячного екструдера……… ……….

5. Таблиця розглянутих патентів……………………………………………

6. Технологія машинобудування……………………………………………

7. Охорона праці……………………………………………………………..

8. Висновок…………………………………………………………………….

9. Список літератури………………………………………………................

10. Специфікації……………………………………………………………….

Агрегат для виробництва

гумової полоси з

модернізацією шнека

екструдера

НТУУ «КПІ» ІХФ

1

Листов

Лист

Лит. Євдоченко

Сівецький

Утв.

Пров.

Н. контр.

Розроб.

Дата Подп.

№ докум.

Лист

ЛП21.037245.01 – 70 ПЗ

Page 9: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

ВСТУП

Машина гумопереробна одночерв'ячна типу МЧХ–160 протекторна

призначена для переробки гумових сумішей, в’язкістю не більше 125 одиниць

по Муні на основі натурального каучуку і аналогічних їм по реологічних і

пластоеластичним властивостям гумових сумішей на основі синтетичних

каучуків і їх комбінацій з натуральним каучуком.

Машина може працювати самостійно чи входити в склад технологічних

ліній. Гума – група композиційних матеріалів, спроможних легко

деформуватися під дією невеликих навантажень і відновлювати свою форму

після дуже значних деформацій. Гумові суміші являються основним

напівфабрикатом, з якого виготовляють гумові вироби. Завдяки особливим

корисним властивостям каучуків, асортимент гумових виробів усе ширше

використовуються в народному господарстві, зокрема у виробництві

автомобільних шин, гумових технічних виробів (від звичайних гумок до

фрикційних кілець і гальмівних дисків – обумовлені високим коефіцієнтом

тертя), гумового взуття медичних виробів, іграшок та спортивних виробів.

Гумопереробні машини використовують для видавлювання розплавлених

чи пластифікованих гумових сумішей з отриманням напівфабрикатів чи

готових виробів, це пояснюється рядом їх переваг перед іншими машинами для

переробки полімерів. До таких переваг можна віднести: високу продуктивність,

оскільки час взаємодії матеріалу із робочими частинами машини порівняно

невеликий; високу якість кінцевого продукту; простоту контролю параметрів

процесу; вільний доступ до робочих частин машини.

ЛП21.037245.01 – 70 ПЗ

Лист

Дата Подп.

№ докум.

Лист Изм

Page 10: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

Патентно-літературний огляд

Задачею даного огляду є модернізація червꞌяка гумопереробної машини

мчх 160. Для рішення цієї задачі проведений огляд патентної літератури,

авторських посвідчень по переробці полімерних матеріалів. Огляд проведений

з метою аналізу існуючих конструкцій червꞌячних машин та їх базових вузлів. У

завантажувальну воронку надходить гранульований матеріал, потім він

розплавлюється, гомогенізується та поступає до профілюючої головки.

При розгляді патентів та літератури наша задача полягає в тому, щоб

зꞌясувати, модернізація якого вузла дасть нам змогу отримувати на виході

якісний матеріал з хорошою продуктивністю. Предметом пошуку є:

черв’ячний екструдер та конструкція і матеріал черв’яка. Суттєвими ознаками

апарата є: корпус (кожух), черв’як.

Існує багато технічних рішень по вдосконаленню конструкції таких видів

машин. Є багато патентів на їх основі, де наведено типові найбільш

розповсюджені технічні рішення.

Відбираємо патентну документацію для подальшого аналізу.

В [14] запропоновано вдосконалити формуючу головку. Для підвищення

якості обкладки виробів гумовою сумішшю - головка має корпус зі змонтованою

циліндричною направляючою і в вихідній зоні – дорн та мундштук, які

утворюють формуючий канал. В зоні повороту змонтований робочий елемент –

гільза. По зовнішній поверхні її розташований розсікач потоку, основний

розсікач потоку V- образної форми і два робочих розсікача.

[15] проаналізована модернізація червꞌяка. Патент відноситься до

полімерного машинобудування, а саме охоплює гумопереробну галузь. Задачею

якого є дати можливість кращому змішуванню матеріалу.

Одночерв'ячний екструдер, що містить порожнистий корпус із

завантажувальним і розвантажувальним отворами та знімною змішувальною

секцією із внутрішніми зубцями, розташований у порожнині корпусу з

ЛП21.037245.01 – 70 ПЗ

Лист

Дата Подп.

№ докум.

Лист Изм

Page 11: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

можливістю обертання черв'як, оснащений на ділянці змішувальної секції

корпусу зубчастим шпинделем, змонтовані із зачепленням із зубцями

зубчастого шпинделя та змішувальної секції корпусу планетарні зубчасті

шпинделі, а також два опорно-упорні кільця, при цьому кінцеві ділянки

планетарних зубчастих шпинделів виконані обтічної форми і встановлені з

можливістю взаємодії із зазначеними опорно-упорними кільцями, а одне з

опорно-упорних кілець виконано знімним, який відрізняється

тим, що друге опорно-упорне кільце також виконано знімним з

антифрикційного термостійкого матеріалу.

Недоліком наведених конструкцій є їх типове оформлення геометрії червꞌяка.

Для переробки гуми базова конструкція червꞌяка не забезпечує високу

гомогенізуючу ефективність і, як правило, низьку якість перероблюваного

матеріалу. Перераховані вище ознаки дають нам привід для модернізації

червꞌяка.

З наведеного аналізу можна зробити висновок, що модернізацію базової

конструкції гумопереробної машини необхідно здійснювати за рахунок

удосконалення робочого органа - червꞌяка (шнека) з метою кращого змішування,

збільшення продуктивності машини, що дасть змогу отримувати вихідний

продукт з більшою продуктивністю і кращою якістю.

Джерело [16] дає можливість встановити зносостійкий корпус екструдера.

ЧП машина має корпус з закріпленими вздовж його твірної

змішувальними елементами та змонтований вал з гвинтовою нарізкою з

розривами. На зовнішній поверхні корпуса розміщена робоча частина. На ній

встановлено пристрій фіксації змішувального елементу.

У [17] поставлена мета модернізації системи охолодження та нагріву.

Для цього пристрій має кожух, який змонтовано на корпусі машини.

Пристрій має канали для підводу та відводу теплоносіїв. Вони виконані в

вигляді теплопровідного теплостійкого електроізоляційного покриття на

стінках каналів. На покриття нанесений шар жаростійкого електропровідного

ЛП21.037245.01 – 70 ПЗ

Лист

Дата Подп.

№ докум.

Лист Изм

Page 12: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

матеріалу в високим електричним опором. Розігрівають циліндр, для цього

підводять електричний струм. Ефективність теплопередачі зумовлена малим

термічним опором та розвиненою поверхнею теплообміну.

У результаті проведеного літературно-патентного огляду, було обрано

найбільш оптимальне конструктивне рішення викладене в патенті [15].

В основу технічного рішення поставлена задача змінити конструкцію

червꞌяка таким чином, щоб усунути дані недоліки. На основі патенту

[15] ми використали ідею, яка полягає в тому, що на червꞌяк встановили

додатковий змішувальний елемент з гомогенізуючими елементами. Це дало

можливість для кращого осьового руху матеріалу, перемішування та підвищення

якості вихідного продукту.

Використання даного конструкторського рішення дозволяє швидко

оптимізувати роботу установки за рахунок скорочення тривалості досягнення

продуктом однорідної структури, плавно регулювати тиск в зоні пресування і

продуктивність екструдера.

В [18] переробка каучуку і термопластичних пластмас їх змішуванням і

гомогенізацією. Суть винаходу: екструдер має змішувальну і передавальний

зони Змішувальна зона виконана з радіально розташованими штифтами і

перерваними в зоні штифтів гребенями витків нарізки шнека У передавальному

зоні шнек виконаний з безперервним зменшенням межвиткового обсягу до

нуля і подальшим збільшенням до максимуму У корпусі виконана нарізка. має

збільшення межвиткового обсягу від нуля до максимуму з подальшим

зменшенням до нуля. В області максимуму межвиткового обсягу нарізки

корпусу розташовані з можливістю радіальної регулювання дросельні штифти

Дане рішення дозволяє підвищити продуктивність на 60 - 100% при

зберігається як суміші і використанні половинного приводного крутного

моменту

ЛП21.037245.01 – 70 ПЗ

Лист

Дата Подп.

№ докум.

Лист Изм

Page 13: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

РИС. 1 шнек екструдера

Корисна модель належить до обладнання для перероблення

високомолекулярних сполук і матеріалів з їх застосуванням, зокрема до

черв'ячних екструдерів, і може бути використана для виготовлення круглих

трубчастих виробів. У техніці перероблення високомолекулярних сполук,

зокрема термопластичних полімерів та 5 еластомерів, широкого поширення

набули черв'ячні екструдери, які вирізняються універсальністю й достатньою

продуктивністю. Так, відомий черв'ячний екструдер, що містить порожнистий

корпус, розміщений в його порожнині з можливістю обертання черв'як, що

утворює з порожниною корпуса робочий канал [Шенкель Г. Шнековые прессы

для пластмасс. Принцип действия, конструирования и эксплуатации; пер. с

нем. - Л.: Госхимиздат, 1962. - С. 32, рис. 11]. 10 Цей екструдер забезпечує

задовільне перероблення матеріалів та гомогенність розплаву, проте він має

споряджатися формувальним інструментом (екструзійною головкою), що

істотно ускладнює його конструкцію. Найближчим аналогом є черв'ячний

екструдер, що містить порожнистий корпус, розміщений у його порожнині з

можливістю обертання черв'як, що утворює з порожниною корпуса робочий 15

канал, при цьому кінцеву ділянку черв'яка виконано у вигляді круглого

циліндра, а між зазначеною ділянкою черв'яка й корпусом розміщено тіла

обертання, причому тіла обертання об'єднані сепаратором або зафіксовані

ЛП21.037245.01 – 70 ПЗ

Лист

Дата Подп.

№ докум.

Лист Изм

Page 14: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

щонайменше одним виступом, виконаним на черв'яку та/або корпусі [патент

України № 34961 U, МПК В29С 47/36, заявл. 10.04.2008, опубл. 26.08.2008]. 20

На відміну від найближчого аналога, що розглянуто, цей екструдер може

безпосередньо формувати круглі трубчасті вироби (труби, шланги), а також

забезпечує високу змішувальну здатність машини. У той же час конструкція

екструдера вирізняється значною складністю. Так, у разі фіксації тіл обертання

щонайменше одним виступом, виконаним на черв'яку та/або корпусі,

передбачає високу точність виготовлення зазначених елементів екструдера

(особливо з 25 урахуванням їх теплового розширення під час роботи

екструдера).

А в разі об'єднання тіл обертання сепаратором істотно

ускладнюється їх монтаж у робочому каналі екструдера. В основу корисної

моделі поставлено задачу вдосконалити черв'ячний екструдер, у

якому його нове конструктивне виконання забезпечує спрощення конструкції

екструдера, а також його складання й розбирання. 30 Поставлена задача

вирішується тим, що в черв'ячному екструдері, що містить порожнистий

корпус, розміщений у його порожнині з можливістю обертання черв'як, що

утворює з порожниною корпуса робочий канал, при цьому кінцеву ділянку

черв'яка виконано у вигляді круглого циліндра, а між зазначеною ділянкою

черв'яка й корпусом розміщено тіла обертання, згідно з корисною моделлю, на

кінцевій ділянці черв'яка виконано кільцеву проточку, а тіла 35 обертання

розташовано в зазначеній проточці. Виконання на кінцевій ділянці черв'яка

кільцевої проточки, а також розміщення в них тіл обертання (кульок, роликів,

голок тощо) не лише надійно фіксує їх положення відносно черв'яка, але в той

же час забезпечує їх вільне ковзання по поверхні порожнини корпуса під час

теплового розширення елементів екструдера, в разі неточності їх виготовлення

й монтажу або 40 поступового зношування. При цьому також істотно

спрощується складання й розбирання екструдера, зокрема тіл обертання в його

робочому каналі (як без сепаратора, так і за його наявності).

ЛП21.037245.01 – 70 ПЗ

Лист

Дата Подп.

№ докум.

Лист Изм

Page 15: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

Суть корисної моделі пояснюється креслениками, на яких зображено: на

Фіг. 1 - поздовжній розріз черв'ячного екструдера; на Фіг. 2 - виносний елемент

А на Фіг. 1; на Фіг. 3 - вид Б на Фіг. 45 1. Черв'ячний екструдер містить

споряджений завантажувальним бункером 1 порожнистий корпус 2,

розміщений у його порожнині з можливістю обертання черв'як 3, що утворює

з порожниною корпуса робочий канал 4, при цьому кінцеву ділянку 5 черв'яка

3 виконано у вигляді круглого циліндра, а між зазначеною ділянкою 5 черв'яка

3 і корпусом 2 розміщено тіла 50 обертання 6, які розташовано в кільцевій

проточці 7, виконаній на кінцевій ділянці 5 черв'яка 3 (Фіг. 1-3).

Ділянка 5 черв'яка 3 може мати діаметр, що дорівнює діаметру гребенів

нарізки черв'яка 3 або більший за нього (у цьому разі утворений дисково-

циліндричний елемент на кінці черв'яка 3 істотно поліпшує диспергувально-

змішувальну здатність екструдера в цілому). Екструдер працює в такий

спосіб. 55 Матеріал, що підлягає переробленню, подають у завантажувальний

бункер 1 порожнистого корпуса 2, де він захоплюється нарізкою черв'яка 3 і

далі робочим каналом 4 транспортується у напрямку до кінцевої ділянки 5

черв'яка 3. Під час обтікання утворюваним розплавом тіл обертання 6

відбувається його гомогенізація, що підвищує якість одержуваної продукції.

Зазначені тіла обертання 6 не лише сприяють гомогенізації розплаву, але й

фіксують черв'як 3 UA 98920 U 2 від прогину, а отже, й стабільність кільцевої

форми робочого каналу на виході з кінцевої ділянки 5 черв'яка 3, що забезпечує

рівнотовщинність одержуваного трубчастого виробу. Використання корисної

моделі істотно спрощує виготовлення та експлуатацію екструдера за високої

якості одержуваної продукції. 5 Черв'ячний екструдер, що містить

порожнистий корпус, розміщений у його порожнині з можливістю обертання

черв'як, що утворює з порожниною корпуса робочий канал, при цьому 10

кінцеву ділянку черв'яка виконано у вигляді круглого циліндра, а між

зазначеною ділянкою черв'яка й корпусом розміщено тіла обертання, який

відрізняється тим, що на кінцевій ділянці

ЛП21.037245.01 – 70 ПЗ

Лист

Дата Подп.

№ докум.

Лист Изм

Page 16: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

ВИСНОВКИ ПАТЕНТІВ

Провівши огляд інженерних рішень представлених в патентах [14-18] та довідковій літературі з полімерного машинобудування і проаналізувавши їх ми зупинили свій вибір на конструктивному рішенні [18]

Патент відноситься до полімерного машинобудування, а саме охоплює гумопереробну галузь. Задачею якого є дати можливість кращому змішуванню матеріалу, підвищення продуктивності екструдера і розширення його технологічних можливостей.

Поставлена задача досягається тим , що в екструдері для обробки і виробництва каучука і термопластичних мас , містить корпус з впускним і випускним отворами , привід для розміщеного в робочій камері корпуса з можливістю обертання відносно повздовжньої осі шнека , при чому екструдер має дві розміщені одна за другою змішувальну і гомогенізуючу паредавальну зони , одна з яких виконана в виді штрихової циліндричної зони з радіально вхідним в робочу камеру корпуса штіфтами і перерваними в зоні штіфтов гребенями витоків нарізки шнека , а на виході передавальної зони в корпусі встановлені виступаючі в робочу камеру корпуса дросельні штіфти . Завдяки конкретному виконанню передавальної зони і завдяки конкретному розміщенню дрюсельних штіфтів забеспечується можливість при однаковій якості змішуванню і однаковому числі обертів шнека зменшити приводну потужність екструдера до 50% і підвищити пропускну здатність матеріалу до 60-100% ,це призводить до значного зменшення витрат на передачу . Також за рахунок цього можна зменшити конструктивну довжину змішувача зони приблизно на 50% .

Даний патент допоміг розширити універсальність екструдера в здатності до обробки широкого діапазону різноманітних каучукових сумішей і термопластичних мас .

ЛП21.037244.01-70ПЗ

Лист

Дата Подп.

№ докум.

Лист Изм

Page 17: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

СПИСОК ПОСИЛАНЬ

1. Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. -Л.:

Машиностроение, 1975. - 656 с.

2. Червячные машини для переработки резиновых смесей и пластических

мас. Ю.Е. Лукач, Д.Д. Рябинин.—М.: Машиностроение, 1967.—364 с.

3. Кошарський Б.Д. Автоматичні прилади, регулятори і обчислювальні

системи.—М.: Машиностроение, 1967

4. Курсовое проектирование по технологии машиностроения /под ред.

А.Ф.Горбацевича. - Минск: Вышэйш. шк., 1975. - 287 с.

5. Методичні вказівки до виконання економічної частини дипломного

поекту для студентів хіміко-машинобудівних спеціальностей. Укл. А.Е.

Розенплентер, Т.В.Панішева—К.: КПІ.-28с.

6. Методичні вказівки до дипломного проекту по розділу „Автоматизація

промислових процесів” для студентів факультету хімічного

машинобудування. Укл. Булгаков Б.Б., Семикіна А.Ф.—К.: КПІ, 1987

7. Справочник конструктора-машиностроителя. т2. Под ред. Анурьев В.И.:

М.: Машиностроение, 1967.

8. Справочник технолога-машиностроителя. Т. I и 2 /Под ред.

А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. -

М.: Машиностроение, 1985 - 1986. - 823 с.

9. Основи охорони праці. В.Ц. Жидецький, В.С. Джигирей, О.В.

Мельников. —Львів: Афіша, 1999.

10. К. Н. Ткачук, Д. Ф. Іванчук, Р. В. Сабарно, А.Г. Степанов. Справочник по

охране труда на промышленных предприятиях—К.: Техніка,

1991.Обработка металлов резанием. Справочник технолога /Під ред.

А.Г. Монахова. - М.: Машиностроение. 1974.

13. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К., Калинин М.А. Точность обработки,

заготовки и припуски в машиностроении: Справочник. - М.: Маши-

ностроение, 1976. - 288 с.

14. Патент №1388307 (UА), МПК6 B 29 С 47/20. Формуюча головка преса

/А.І. Зинченко (UА); Білоцерковецький завод резинових виробів (UА).

Опубл. 15.04.96, Бюл.№14.

15. . Патент № 54940 (UА), МПК B29C 47/36, B29B 7/34. Черв’ячний

екструдер / Кузьміна Валерія Олексіївна (UA); Мікульонок Ігор Олегович

(UA); Швед Микола Петрович (UA). Опубл. 14.06.10

16. Патент №1407827 (SU), МПК6 B 29 С 47/22. Корпус екструдера/ Б.М.

Прудковський, В.П. Заволокин (SU),Заявка № 3285163, 1986; Опубл.

07.07.88, Бюл. № 25

17. Патент №1380989 (SU), МПК6 B 29 C47/82 Система охолодження / В. П.

Семенець, В.Л. Бародулін; Український науково-дослідний інститут по

розробці машин та обладнання по переробці пластмас та резини(UА). Заявка

№ 2771107,1986; Опубл. 15.03.88, Бюл. №10

18. Патент B29C 47/36 (2006.01) B30B 9/14 (2006.01) ЧЕРВ'ЯЧНИЙ ЕКСТРУДЕР

Винахідник(и): Мікульонок Ігор Олегович (UA) , 12.05.2015, Бюл.№ 9

ЛП21.037245.01 – 70 ПЗ

Лист

Дата Подп.

№ докум.

Лист Изм

Page 18: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

ЗМІСТ З РОЗДІЛУ «Розрахуники /РР/»

1. Розрахунки, які підтверджують працездатність та надійність конструкції

1.1. Параметричний розрахунок……………………………………………….

1.2.Геометрія черв’яка………………………………………………………….

1.3.Визначення тиску суміші в головці………………………………………..

1.4.Визначення продуктивності черв’ячної машини ………………………...

1.5.визначення потужності приводу черв’ячної машини…………………….

2. Розрахунок на міцність

2.1.Розрахунок червяка на стиск ………………………………………………

2.2.Розрахунок червяка на кручення ………………………………………….

2.3.Розрахунок червяка на жорсткість ………………………………………..

2.4.Розрахунок червяка на витривалість

…………………………………………….

2.5.Розрахунок шліцевого зєднання ………………………………………….

2.6.Розрахунок міцності болтів………………………………………………..

3. Тепловий розрахунок

3.1.Тепловий розрахунок охолодження червяка……………………………..

3.2.Тепловий розрахунок корпуса……………………………………………..

3.3. Розрахунок червяка на міцність ………………………………………….

3.4.Розрахунок корпуса………………………………………………………...

Агрегат для виробництва

гумової полоси НТУУ «КПІ» ІХФ

Листов

Лист

Лит. Євдоченко

Сівецький

Утв.

Пров.

Н. контр.

Розроб.

Дата Подп.

№ докум.

Лист

ЛП21.037244.01-70ПЗ

Page 19: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

ЗМІСТ З РОЗДІЛУ «ТЕХНОЛОГІЯ МАШИНОБУДУВАННЯ»

4. РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ВИГОТОВЛЕННЯ

МАТРИЦІ…………………………………………………………………………

1.1 Технологічний процес виготовлення деталі…………………………...

1.2 Вибір пристосування……………………………………………………

1.3 Опис конструкції і принципу роботи………………………….............

1.4 Розрахунок сил закріплення……………………………………….......

5. ОПЕРАЦІЙНА КАРТА……………………………………………………………

6. КАРТА ЕСКІЗІВ……………………………………………………………….......

7. МАРШРУТНА КАРТА…………………………………………………………

ЛІТЕРАТУРА………………………………………………………………………

Агрегат для виробництва

гумової полоси НТУУ «КПІ» ІХФ

Листов

Лист

Лит. Євдоченко

Сівецький

Утв.

Пров.

Н. контр.

Розроб.

Дата Подп.

№ докум.

Лист

ЛП21.037244.01-70ПЗ

Page 20: Дипломний проект - kpi.ua · 2020-05-07 · Дипломний проект ... на тему «Агрегат для виробництва гумової полоси

ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

В дипломному проекті здійснено проектування лінії для виробництва

гумової полоси з розробкою МЧХ-160х20 . Дипломний проект містить вступ,

призначення та область використання лінії та преса МЧХ-160х20, опис

технологічного процесу виробництва гумової полоси, технічну характеристику

преса МЧХ-160х20, опис конструкції преса, патентний огляд, відповідність

преса до вимог охорони праці. Приведено розрахунки, що підтверджують

працездатність та надійність конструкції преса МЧХ-160х20. Приведено

програму розрахунку черв’ячного екструдера. Зaпропоновaно модернізaцію

шнека екструдера , яка вирішить проблему пропускної здатності в

співвідношенні матеріалу до часу та покращить гомогенізуючу дію на сировину

. Дана модернізація дозволяє підвищити продуктивність зберігаючи якість

суміші і використанні половинного приводного обертового моменту.

Даний екструдер належить до агрегату для виготовлення гумової полоси .

Під час виробництва полімерних матеріалів виникає проблема пропускної

здатності матеріалу в звязку з застоєм та налипанням матеріалу на стінках

корпусу та на міжвитковій площині . Це призводить до проблем з

перевантаженням приводного механізму , в результаті погірщується

продуктивність . Традиційний екструдер з холодним завантаженням і шнеком зі

зрізаючою частиною не мав ніяких пристроїв для хорошої гомонізуючої дії на

сировину. В основу винаходу покладена модеренізація змішувальної і

передавальної зони, а саме зменшення міжгвитнового обьему до нуля в

передавальній зоні і в подальшому збільшенням до максимума.

ЛП21.037245.01 – 70 ПЗ

Лист

Дата Подп.

№ докум.

Лист Изм