Материал: Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 2 Технология

диента давления в канале и ограничивают повышение произ­ водительности пресса вследствие невозможности увеличения его заходности;

— рост производительности пресса за счет увеличения его габаритов, в том числе и сечения канала винта, приводит к повышению опасности, что для новых топлив является не­ приемлемым.

Поэтому при поиске конструктивных решений был прове­ ден анализ различных вариантов прессов, лишенных приве­ денных выше недостатков. Рассматривались нетрадиционные варианты прессов: диско-винтовой, антишнековый, шнековый с канальной винтовой втулкой. Все три конструкции схема­ тично представлены на рис. 183, а их сравнительные характе­ ристики — в табл. 35.

Т а б л и ц а 3 5

Сравнительные характеристики различных конструкций формующих прессов

При сравнительном анализе прессов рассматривался ком­ плекс технологических параметров: производительность, напорность, максимальное давление, величина необратимой де­ формации (сдвиговые процессы), безопасность.

Каждый из представленных вариантов имеет определенные преимущества. Антишнековый пресс, имея рифы в отличие от обычного шнекового пресса не на втулке, а в канале, сущест­ венно выигрывает по напорности. Однако это преимущество по безопасности прессования становится недостатком с точки зрения качества продукции: уменьшение сдвиговых деформа­ ций приводит к ухудшению аутогезии. Диско-винтовой пресс в комбинации с малогабаритным пресс-инструментом превос­ ходит прочие конструкции по величине необратимой дефор-

376

Рис. 183. Конструкции формующих прессов

а — диско-винтовой; б — антишнековый; в — шнековый с винтовой втулкой

мации, что повышает качество продукции. Однако сам шнек-пресс имеет практически те же параметры, что и суще­ ствующие, а конструкция в целом усложняется.

Шнек-пресс с винтовой канальной втулкой имеет три серьезных преимущества:

—расположение под более выгодным углом каналов вин­ та и втулки в сравнении с обычным шнековым прессом по­ зволяет повысить напорность пресса и максимально развивае­ мое им давление на выходе;

—увеличение числа заходов дает возможность в тех же самых габаритах увеличить производительность в 1,5—2 раза;

—традиционное расположение рабочих органов и привода позволяет использовать существующие рабочие помещения без реконструкции, что значительно снижает капитальные затраты на техническое перевооружение заводов.

По результатам проведенного анализа за основу промыш­ ленной конструкции пресса был взят последний вариант.

При создании пресса исследования закономерностей тече­ ния массы в канале винта и расчетные методы базировались на работах по шнековым прессам. При этом, учитывая суще­ ственно отличные условия загрузки полуфабриката при нали­ чии каналов во втулке, исследования закономерностей работы загрузочной зоны были значительно углублены.

377

шнека, заполненного материалом с насыпной плотностью, при отсутствии обратного потока:

где Уусл — условная объемная производительность шнека, м3; р„ — насыпная плотность, кг/м3; D, d — соответственно на­ ружный и внутренний диаметр шнека, м; п — число оборотов, мин-1; ф — угол наклона винтовой линии.

Коэффициент к„, учитывающий обратный поток, может быть выражен отношением

^обр _@тр @реб

(4.203)

~~а, Qn

где QOQр, Q,р, 0рсб — соответственно потери производительно­ сти с обратным потоком, вследствие трения о винт и воздей­ ствия реборды винта.

Заменяя в выражении (4.200) коэффициенты и QHна полу­ ченные выше соотношения, имеем:

силы внутреннего трения тпм и внешнего трения тмм, а также угла наклона винтовой линии. Напряжения сдвига в материа­ ле складываются из трех компонент: от трения по внутренне­ му диаметру шнека, по ребордам и от давления толкающей

и глубина канала винта соответственно.

Считая поле напряжений от каждой компоненты равно­ мерным, а материал, подчиняющимся закону Ньютона, опре­ делим скорость сдвига, вызываемую действием каждого напря­

379

Линейную скорость определим как произведение скорости сдвига на расстояние от условно неподвижной поверхности.

2т„х

(4.206)

ôcosqvt ’

где у — текущая координата по глубине канала; х — текущая координата по ширине канала.

Интегрирование дает объемную потерю производительно­ сти по каждой составляющей:

n2p„Pntg(p{D2-d * ) - ^ p Hbh\\-

2cos<p

Таким образом, для расчета параметров загрузочной зоны шнек-пресса необходимо знание свойств полуфабриката, пре­ жде всего его насыпной плотности, сыпучести, удельной силы или коэффициентов внешнего трения. Остановимся на неко­ торых особенностях свойств полуфабриката, загружаемого в шнек-пресс.

Насыпная плотность колеблется в довольно широких пре­ делах в зависимости от размера и формы частиц.

Представленные в табл. 36 экспериментальные данные по­ казывают, что наиболее оптимальным является цилиндриче­ ский полуфабрикат размером 10/0 — 10. При этом насыпная плотность достигает значения 1000 кг/м3.

380