Введение к работе
Актуальность проблемы. В промышленности переработки по-, лиыеров, а также в производстве шин и РТИ экструзнойное оборудование относится к числу основных машин производства, без постоянного совершенствования которых, а также дальнейшего изучения технологии экструзии невозможно решение важнейших научно-технических задач в этих отраслях экономики.
В настоящее время с целью улучшения эксплуатационных свойств изделий, увеличения ресурса их работы, использования безотходных технологий имеет место тенденция более широкого применения жестких и высоковязких наполненных полимерных іїошозиций н в частности резиновых смесей. В силу плохой их технологичности часто не удается использовать полностью возможности перерабатьшахщего оборудования. Так, особенно при экструзии па высоких скоростях, далеко не всегда максимально возможных для той или иной червячной машины, на поверхности, выходящей из формующей головки заготовки, имеются разрывы; складки и наплывы, обусловленные в основном большими напряжениями» развивающимися в материале при его течении в оформ-ляхщих itanasax экструзионной головки, а тагасе значительным перераспределением поля скорости потока при выходе его из формующего ішнала.
Разрешения указанных проблем .вовмоааю добиться путем применения валковых головок, устанавливаемых непосредственно на выходе из экструдера и состоящих из двух основных частей: профилирующего мундштука и узла валков. Реализуемая в валковой головке схема деформирования определяет такие ее преимущества по сравнения с традиционными профилирующими экструзн-сяпьаю головками, как :
возможность экструзии вксоковязких компознциі'і;
вовкеяюоть получения профилей с тонкостенными элементами;
существенное (в 2-3 раза) увеличение производительности экструзии;
значительное уиеньнение диссшативного разогрева зкетруди-руеисго материала;
возможность компенсации разбухания экструдата;
довольно высокая точность геометрических размеров и фор-ш.а таете качественная поверхность выпускаемых изделий.
Указанные достоинства валковых головок дают основания для более широкого их применения в практике производства. В соответствии с этим актуальна разработка научно-обоснованного метода расчета технологических и конструктивных параметров
- 2 -головки на основе математического описания течения полимерных систем (аномально-вязких жидкостей) в канале сложной (реальной) формы и далее в зазоре вращающихся валков.
Цель работы: Оценка возможности интенсификации экстру-вии высоковяэких резиновых смесей путем применения валковых головок. Разработка на основе теоретических и экспериментальных исследований процесса экструзии резиновых смесей черев профилирующий канал сложной геометрической формы метода расчета конструктивных и технологических параметров валковых головок.
Научная новизна:
-
Математическая модель течения вязкой жидкости в прямолинейном канале сложной формы применительно к экструзии резиновой с^еси с использованием валковых головок.
-
Метод расчета динамики течения аномально-вязкой жидкости в слоанопрофкльном канале переменного сечения.
-
Численный анализ зависимости -гидродинамических характеристик от технологических и геометрических параметров при экструзии резиновых смесей черев профшшруащий канал сложной формы.
-
Метод определения основных конструктивных параметров валковой головки, а именно радиуса калибрующих валков и соотношения зазоров в валковой и щелевой частях головки.
Практическая ценность: практическую ценность представляет инженерная методика расчета и проектирования валковых головок, позволяющая определить рациональные конструктивные и технологические параметры головки, выбрать необходимое экструзиоиное оборудование, провести обоснованные прочностные, кинематические и энерго-силовые расчеты деталей а ув-лов.
Автор защищает:
-
Математическую модель течения вязкой жидкости в прямолинейном канале сложной формы применительно к экструвии резиновой смеси с использованием валковых головок.
-
Метод расчета гидродинамических характеристк течения аномально-вяекой жидкости в канале с переменным сечением, имеющим сложную конфигурации границ.
-
Результаты численного анализа зависимости гидродинамических характеристик от технологических параметров экстру-еии и геометрии границ области течения.
-
Методику и результаты экспериментальных исследований
- з -распределения давления и скорости течения различных резиновых смесей в канале сложной формы, а также качественных характеристик длинномерных заготовок, полученных с применением валковой головки.
G. Методику расчета и проектирования валковых головок к червячным машинам.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались па Всероссийской научно-технической конференции "Математическое моделирование технологических процессов обработки материалов давлением" в г. Перми в 1S90 г.. научно-технической конференции "Композиционные полимерные материалы. Переработка и применение в народном хозяйстве" в г. Ижевске в 1990 г., 2 научно-технической конференции "Математическое моделирование в процессах производства и переработки полимерных материалов" в г. Перми в 1990 г.. 3 научно-технической конференции "Математическое моделирование в процессах производства и переработки полимерных материалов" в г. Перми в 1992 г..научно-технической конференции "Промышленность нефтехимии Ярославского региона" в г. Чэославле в 1994 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.
, Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав і выводов, списка литературы (131 наименование) и приложений. Объем работы составляет 149 страниц, в том числе 127 страниц основного текста, 38 рисунков на 27 страницах и 8 страниц приложений.
