Проект реконструкции участка производства резиновых смесей для выпуска автопокрышек

курсовая работа

1.4 Конструкция и работа основного оборудования

Основным смесительным оборудованием в настоящее время являются роторные закрытые смесители периодического действия, имеющие большую производительность и позволяющие полностью автоматизировать и механизировать процесс приготовления резиновых смесей. Смешение осуществляется в закрытой камере при механическом воздействии на материалы двух горизонтально расположенных роторов сложной формы, вращающихся навстречу друг другу с разной скоростью. Конструктивные и технологические особенности резиносмесителей различных типов определяются в основном формой роторов, которые, занимая около 60 % объема камеры, могут быть овальными (смесители «Бенбери»), трех- или четырехгранные (смесители типа «Вернер-Пфляйдерер») и взаимозацепляющимися кулачковыми (смесители типа «Интермикс»). Резиносмесители имеют разнообразные регистрирующие, регулирующие и управляющие приборы, узлы и агрегаты [5].

Резиносмесители с роторами овальной формы, называемые смесителями типа «Бенбери» (по фамилии изобретателя машины), получили наибольшее распространение в резиновой промышленности [6]. Устройство такого резиносмесителя показано на рисунке 1.2. На массивном основании 10 установлена смесительная камера 6, состоящая из двух половин корпуса, образующих продольную ее часть, и двух боковин, замыкающих камеру с торцов. В камере расположены два ротора 7 овальной формы, установленные на подшипниках качения, корпуса которых закреплены в боковинах (в старых машинах обычно применялись подшипники скольжения).

Рисунок 1.2 - Резиносмеситель РС 270-40

В нижней части смесительная камера имеет окно для выгрузки готовой смеси, перекрываемое нижним затвором. На рисунке показан резиносмеситель с нижним затвором 8 скользящего типа, приводимым в действие при помощи перемещающегося воздушного цилиндра 9. В настоящее время отечественные заводы и зарубежные фирмы выпускают резиносмесители с нижними затворами откидного типа, которые приводятся в действие от гидропривода. Такой затвор работает более четко, при этом сокращается время, необходимое для выгрузки смеси.

В верхней части смесительной камеры имеется окно для загрузки материала через загрузочную воронку 4. Во время работы смесителя загрузочное окно перекрывается грузом 3 верхнего затвора, который опускается и поднимается под действием поршня воздушного цилиндра. В корпусе смесителя имеются отверстия 5 для ввода мягчителей в камеру смешения. Стенки смесительной камеры 11 с внешней стороны охлаждаются водой из форсунок, закрытых снаружи кожуха- ми 12. В ряде конструкций смесительная камера имеет внутренние каналы для охлаждения. В старых конструкциях резиносмесителей по шейкам роторов были посажены приводные и фрикционные шестерни, которые передавали вращение роторам от электродвигателя через редуктор. В новых конструкциях машин все шестерни собраны в блок-редукторе, имеющем два выходных вала, соединенных с роторами шарнирными муфтами. В местах прохода шеек роторов через боковины камеры смешения установлены уплотняющие устройства, препятствующие выбиванию из камеры сажи и выжиманию наружу резиновой смеси [6].

Фирмы «Фаррел» (США) и «Фаррел-Бридж» (Великобритания) выпускают наиболее распространенные за рубежом резиносмесители типа «Бенбери». Смесители имеют закрытую систему охлаждения и откидную дверцу для выгрузки, снабжены автоматической системой регулирования теплообмена по зонам смешения, используемой для регулировки температурных условий приготовления смесей.

Ранее смесители обозначались «Бенбери-1D»; -3D; -9D; -11D; -27D (или № 1 - № 11), где числа указывали на количество заменяемых смесительных вальцев. В новом обозначении F-40; -80; -160; -270; -370 и -620 числа показывают свободный объем камеры в литрах.

Примерно аналогичной конструкции смесители типа «Бенбери» выпускаются фирмой «Боулинг» (США): 27FZCDP, 80MZCDP.

Фирма «Вернер-Пфляйдерер» (ФРГ) производит резиносмесители с овальными роторами.

Камеры имеют горизонтальный разъем и сменную внутреннюю рубашку. Это значительно облегчает замену износившейся при эксплуатации внутренней защитной рубашки. Система охлаждения распространена на все детали зоны смешения: стенки камеры и нижней откидной дверки имеют сверленые отверстия, а в верхнем прессе охлаждающая вода проходит через каналы. Роторы четырехлопастные.

Фирма выпускает лабораторные (GK2VK, GK5VK) и промышленные (GK15VK, GK160VK, GK230VK, GK260VK, GK330VK, GK650VK) смесители. Числа обозначают свободный объем камеры в литрах.

Резиносмесители с трех- и четырехгранными роторами выпускаются этой же фирмой. Смесители имеют расположенные друг над другом со смещением два трехгранных ротора и узел выгрузки в виде боковой дверцы. Охлаждающая вода подается в рубашку смесительной камеры, в полости роторов и разгрузочную дверцу. Конструкция обеспечивает свободный доступ к роторам при открытии передней разгрузочной дверцы. Это облегчает чистку и ремонт камеры и роторов.

Резиносмесители с взаимозацепляющимися цилиндрическими роторами кулачкового типа выпускаются фирмами «Френсис-Шоу» (Великобритания) и «Реликс» (Франция) под названием «Интермикс» [5].

Основным оборудованием для изготовления протекторных резиновых смесей является резиносмеситель периодического действия РС 270-30 [1].

Резиносмеситель представляет собой машину, в которую загружают точно дозированные компоненты смесей, а получают однородную массу с более или менее одинаковым содержанием каждого компонента.

Эффект перемешивания достигается силовым воздействием рабочих органов резиносмесителя на материал, в результате которого каждый компонент равномерно распределяется по всему объему, и смесь усредняется. При перемешивании смесь и рабочие органы машины нагреваются, поэтому резиносмесители снабжены системами охлаждения для облегчения лучшего смешения компонентов и предотвращения подвулканизации смеси.

В современном шинном производстве широко используется соэкструзия материалов с различными свойствами. В работе исследовался процесс течения резиновых смесей в соэкструзионных формующих головках. Были рассмотрены стратифицированные течения резиновых смесей в каналах промышленных профилирующих головок к червячным агрегатам типа «Триплекс» 120/200/120 и 120/200/150 для получения заготовок протекторов автомобильных и цельнометаллокордных шин. Проведенные теоретические исследования позволили выявить степень влияния геометрических параметров области течения и реологических свойств экструдируемых материалов на распределение гидродинамических параметров ? главным образом, значения скорости как главного параметра, определяющего конечное качество изделия [7].

Конструкция резиносмесителя периодического действия РС 270-30 представлена на рисунке 1.3.

1 - станина; 2 - смесительная камера; 3 - ротор; 4 - привод заслонки; 5 - загрузочная воронка; 6 - заслонка; 7 - воздушный цилиндр; 8 - поршень; 9 - шток верхнего затвора; 10 - верхний затвор; 11 - коллектор; 12, 17 - сливная воронка; 13 - шток нижнего затвора; 14 - нижний затвор; 15 - цилиндр нижнего затвора; 16 - система охлаждения роторов; 18 - система уплотнения роторов; 19 - боковая стенка камеры; 20 - подшипник ротора; 21 - шарнирная муфта.

Рисунок 1.3 - Резиносмеситель периодического действия РС 270-30

На станине 1 монтируется корпус резиносмесителя, основой которого является рабочая камера 2, внутри нее вращаются роторы 3, установленные в подшипниках 20. Рабочая камера имеет два окна: верхнее для загрузки компонентов, закрывающееся верхним затвором 10, и нижнее для выгрузки смеси, закрывающееся нижним затвором 12. Затворы управляются силовыми цилиндрами 7 и 13. Загрузочная воронка 5 имеет заслонку 6, управляемую цилиндром 4. Роторы оснащены системой водяного охлаждения. Рабочая камера охлаждается водой с помощью коллектора 11. Для увеличения поверхности теплообмена, наружную поверхность камеры выполняют ребристой. Роторы приводятся во вращение от электродвигателя через обычные или блок-редукторы [1].

Принцип работы резиносмесителя периодического действия заключается в том, что в закрытой камере с помощью двух вращающихся роторов некоторый объем смеси интенсивно перемешивается и периодически занимает большее или меньшее пространство. В результате воздействия роторов, перемещающих смесь в уменьшающееся пространство, смесь начинает перетекать из одной полости камеры в другую через зазоры между ротором и стенкой камеры. При соответствующем положении роторов объем смеси разделяется на части, а затем вновь объединяется.

Благодаря постоянным изменениям направления перемещения смеси в объеме и в зазорах между роторами и стенкой камеры, а также значительным изменениям по величине и направлению перемещений смеси вдоль оси роторов, в камере создаются благоприятные условия для усреднения состава смеси по всему объему, а также перетирания ее, разогрева и гомогенизации. Воздействие на смесь в камере резиносмесителя настолько интенсивно, что перемешивание длится несколько минут [1].

Предлагаются [8] смеситель для приготовления резиновых смесей и ротор к нему, относящиеся к сдвоенным смесителям и отличающиеся от известных получением более однородных смесей. В принципе это обеспечено оригинальной конструкцией лопастей предложенного ротора. На цилиндрической поверхности ротора расположены под углом 25-65 ° к оси вращения одна длинная и две короткие лопасти, причем кромки с последних располагаются заподлицо с торцами ротора. Угол наклона кромки б = 0-15 °, угол наклона кромок в = 5-20 °. Описаны подробности конструкции ротора и его работы.

Рассматриваются [9] смесители для резины, выпускаемые фирмой Charles Ross & Son Co., отличающиеся высокой эффективностью.

Смешение является очень сложным термомеханическим и одновременно химическим процессом, существенно влияющим на свойства резин, поэтому очень важно строго соблюдать установленный режим смешения, а также условия хранения, технологической «вылежки» и последующей переработки резиновых смесей в производстве, предусмотренные в регламенте [1].

Делись добром ;)