Дипломная работа (ВКР) — колледж, техникум на тему Исследование работы резиносмесителя с целью подбора оптимальных сплавов для изготовления ротора при одностадийном способе изготовления резиновых смесей.

Содержание:

Введение. 5

1 Современное состояние роторных
резиносмесителей. 7

1.1 Классификация
резиносмесителей. 7

1.2 Конструкция роторного резиносмесителя. 10

1.3 Роторы резиносмесителя. 14

1.4 Обзор рынка резиносмесителей. 20

2. Одностадийный способ изготовления резиновых смесей. 23

3. Математическая модель работы резиносмесителя. 27

4. Система для определения технического состояния ротора. 32

5. Процесс изготовления роторов для резиносмесителей. 35

6. Выбор оптимального материала для ротора. 36

7. Расчет на прочность и жесткость роторов
резиносмесителей. 42

8 Экономическая часть. 55

8.1 Определение капитальных затрат. 55

8.2 Определение
себестоимости ротора. 61

8.3 Технико-экономические показатели. 67

9 Технологическое обслуживание
и восстановление роторов. 69

10 Техника безопасности при работе с
резиносмесителем. 71

10.1 Техника безопасности. 71

10.2 Охрана окружающей среды.. 74

10.3 Пожарная безопасность. 76

Заключение. 79

Список литературы   81

Введение:

От каждой отрасли для народного хозяйства требуются изделия определенной
номенклатуры и высокого качества, причем затраты на их производство должны быть
как можно ниже. Чтобы удовлетворять этим требованиям, предприятие должно располагать
высокоэффективной технологией и современным автоматизированным оборудованием, способным
к быстрой перестройке на производство другого вида продукции.

Прогресс в резиноперерабатывающей отрасли в свою очередь зависит
от обеспечения ее современным оборудованием, которое является основой для создания
технологических комплексов, обеспечивающих современное высокоэффективное, способное
к быстрой переналадке на другой вид продукции ресурсо- и энергосберегающее производство.
На обеспечение резиновой промышленности таким оборудованием, позволяющим комплексно
автоматизировать производство и в тоже время быстро менять номенклатуру и типоразмер
выпускаемой продукции, и направлены усилия полимерного машиностроения.

Совершенствования оборудования резиновой промышленности осуществляется
с учетом повышения качества продукции, интенсификации технологических процессов,
оптимального проектирования и управления машинами и автоматизированными системами
отрасли.

Специальные резиносмесители предназначены для смешения компонентов
в определенной пропорции, при этом необходимо контролировать качество смешиваемых
компонентов и готовой продукции.

При одностадийном смешении технологи
строго соблюдают установленный порядок введения ингредиентов, температурный режим
и следят за положением верхнего затвора в камере смесителя. Режим смешения разрабатывается
опытным путем технологами совместно с работниками лаборатории, которые устанавливают
уровень контрольных показателей. Для каждого типа смеси устанавливается индивидуальный
режим смешения, однако при изготовлении любых смесей в основном следует соблюдать
определенную последовательность введения ингредиентов.

Роторы резиносмесителей работают в тяжелых условиях и подвержены
сильному износу. Их состояние должно систематически контролироваться, а изношенные
поверхности должны восстанавливаться. Необходимо постоянно наблюдать за уплотнительными
устройствами на узлах прохода шейки ротора через стенку камеры смешения, так как
фрикционные или сальниковые уплотнения плохо переносят высокие давления в камере,
изнашиваются и нуждаются в частой чистке и восстановлении. Износ происходит в следствии
абразивного износа в перьях резиносмесителя, т.к резиновая смесь включает абразив
шунгит. Расстояние между перьями ротора увеличивается, что вызывает «завары». В
свою очередь износ в области шеек происходит ввиду уменьшения размера от постоянного
воздействия ударных нагрузок подшипников.

Кроме того, необходимо контролировать процесс изготовления ротора
и подбирать сплав таким образом, чтобы учесть особенности работы ротора в условиях

Заключение:

В данной работе рассмотрены особенности конструкции ротора резиносмесителя
РС-250-40. Изучены особенности работы резиносмесителей и процесс изготовления роторов
с целью выбора оптимального сплава для изготовления ротора, в качестве которого
выбран сплав 20Х23Н18.

Рассмотрен одностадийный способ производства резиновых смесей, в которых
применяется резиносмеситель РС-250-40.

Изучена математическая модель работы резиносмесителя, в результате чего
выявлено, что управление частотой вращения роторов по полученному расчетному реализованному
закону при приготовлении резиновых смесей заданного качества сокращает продолжительность
цикла смешения на 10%, а также позволяет снизить энергозатраты на 3,5%.

Рассмотрен процесс изготовления роторов для резиносмесителей.

Проведен расчет на прочность и жесткость роторов резиносмесителей из стандартного
и выбранного материалов.

Изучены особенности работы резиносмесителей и процесс изготовления роторов
с целью выбора оптимального сплава для изготовления ротора, в качестве которого
выбран сплав 20Х23Н18.

Проведена оценка технико-экономических показателей применения выбранного
материала, определены капитальные затраты и себестоимость изготовления ротора из
стандартного материала и выбранного в работе. Также проведен расчет эффективности
применения аппарата в производстве, при котором срок окупаемости составил 8 месяцев.

В данной работе рассмотрены особенности конструкции ротора резиносмесителя
РС-250-40. Также проведены расчеты ротора на прочность и жесткость из различных
материалов, при этом выбранный вариант материала оказался наиболее лучшим.

Для надежной эксплуатации резиносмесителей необходимо своевременное обслуживание
роторов и других частей резиносмесителя. Единственный метод, которым восстанавливают
перья и шейки ротора резиносмесителя – это метод наплавки. Перья ремонтируются с
помощью сталинита. Шейки восстанавливают при помощи элекродов УОНИ13/55, МР и АНО-21.

Необходимо своевременное обслуживание роторов и других частей
резиносмесителя, которые рассмотрены в разделе 9.

В разделе экономической части, определены капитальные затраты
и себестоимость изготовления ротора из стандартного материала и выбранного в работе.
Также проведен расчет эффективности применения аппарата в производстве, при котором
срок окупаемости сотсавил 8 месяцев.

Фрагмент текста работы:

1 Современное
состояние роторных резиносмесителей

1.1 Классификация резиносмесителей Как и все устройства, резиносмесители классифицируются по нескольким признакам.
Схема классификации представлена на рисунке 1.1. Резиносмесители по принципу действия По способу охлаждения По форме поперечного сечения роторов периодического действия непрерывного действия Открытого типа Закрытого типа овальные трехгранные цилиндрические четырехгранные Рисунок 1.1 – Классификация резиносмесителей Различают резиносмесители периодического и непрерывного действия. К резиносмесителям
периодического действия относятся машины, у которых загрузка компонентов и выгрузка
готовой смеси происходят периодически. Резиносмесителями непрерывного действия называют
машины, у которых загрузка материала и выгрузка готовой смеси происходят непрерывно.

Резиносмесители периодического действия отличаются друг от друга размерами
и объемом одновременно загружаемого материала, формой рабочей части роторов, частотой
их вращения, мощностью привода и давлением на обрабатываемый материал в камере смешения.

Наиболее часто встречающиеся разделения резиносмесителей
по способу охлаждения (с открытым охлаждением смесительной камеры, ко второй — с
закрытым охлаждением) и в зависимости от формы поперечного сечения роторов (с овальными,
трехгранными и цилиндрическими валками). В работе рассмотривается резиносмеситель
периодического действия с роторами овальной формы, общий вид которого представлен
на рисунке 1.2.

Резиносмесители
разделяются на резиносмесители с тангенциальными роторами — бенбери  и со взанмозацепляющимися (взаимопроникающими)
роторами — ннтермикс.

Отмечены
принципиальные различия между смесителями этих двух типов: в резиносмесителях с
тангенциальными роторами резка материала осуществляется на участке между ротором
и кожухом, т.е. по тангенциальному принципу, а в резиносмесителях со взаимозацепляющимися
роторами резка осуществляется между двумя роторами, т.е. по взаимопроникающему принципу.

Одной
из основных черт взаимопроникающего ротора в отличие от тангенциального является
то, что при этой конфигурации смешение частично осуществляется между лопастью ротора
и корпусом соседнего ротора, что близко к резке, которая типична для валковых смесителей.
Разница скоростей в зоне ламинирования, благодаря которой обеспечивается дисперсия
ингредиентов, достигается при равенстве угловых скоростей за счет разности радиусов
между лопастью одного ротора и корпусом другого ротора. Такое же явление разности
тангенциальных скоростей, как правило, имеется и при работе вальцов за счет фрикций. 1 — фундаментная
плита; 2 — смесительная камера с
водяной рубашкой; 3 — загрузочная воронка; 4 — верхний затвор; 5 — вытяжной колпак; 6— нижний затвор; 7— ротор;
8 — синхронный электродвигатель;
9 — муфта; 10 — блок-редуктор; 11 — шарнирная муфта;
12— лабиринтное уплотнение; 13, 14— трубопроводы системы охлаждения,  15 подшипник качения; 16- плита

Рисунок 1.2 —
Резиносмеситель 250-40 с закрытой системой охлаждения смесительной камеры Использование взаимопроникающих
роторов придает камере смешивания конфигурацию, обладающую выигрышным соотношением
поверхности и объема. Это означает, что по сравнению с тангенциальными системами
такие системы при равном внутреннем объеме смесителя обладают большей поверхностью
для теплообмена.