Змішувальні вальці
Вальці - найпростіший змішувач для високов'язких матеріалів; вони були вперше застосовані для приготування гумових сумішей Едвіна Шаффе в 1835 р. На вальцях перемішування матеріалу здійснюється в зазорі між двома паралельно розташованими, що обертаються назустріч один одному. порожнистими циліндрами (валками). Вальці поділяють по діаметру валків на лабораторні - з діаметром валків менше. 225 мм (часткою їх є мікровальці з діаметром валків 40-80 мм) і виробничі - с. діаметром валків від 300 до 800 мм. Основні розміри вальців, що випускаються в СРСР, уніфіковані відповідно до рекомендацій РЕВ (табл. 4.2).
Принципова схема звичайних двовалкових вальців представлена на рис. 4.11. На фундаментній плиті 4 встановлені
Мал. 4.11. Принципова схема двовалкових вальців. Пояснення у тексті. Мал. 4.12. Обмежувальні стрілки вальців:
'J, 5 -розсувні половини; 2 - передній валок; 3 - задній валок; 4 - сталева план-жа, закріплена на передній стрілці.
Таблиця 4.2. Технічна характеристика вальців, що застосовуються в
Діаметр валків, мм
Чиї частини валків, мм
Вальці-450 лабораторні - ВПО-225Х450 ні*
Вальці-630 підігріву - ВП-315Х630
Вальці змішувально - ВП-660Х1500 догрівальні
Вальці змішувально - ВП-660Х2130 догрівальні 660X2130
Вальці для прес-по - ВПП-660Х2130 660 660
* Є привід постійного струму на кожному валку. Примітка. Поверхня валків – гладка.
Дві станини 2, в отворах яких у підшипниках 5 і 7 укріплені валки 1. На кінці заднього валка консольно закріплена приводна шестерня 6. Підлягають змішуванню компоненти полімер, пластифікатори, подрібнені тверді інгредієнти (тальк,технічний вуглець, крейда, азбест та ін.) - завантажуються в зазор, в якому за рахунок інтенсивної деформації зсуву, що супроводжується сильними тепловиділеннями, відбувається змішання. Валки 1 зазвичай виготовляють із кокільного чавуну. Робоча поверхня відбілюється на глибину 15-18 мм; при цьому твердість поверхні за Брінеллем повинна становити НВ = 300-450. Зовнішня поверхня валків шліфується до чистоти 7—9. На поверхні валків дробильних вальців під кутом 7-11 ° фрезеруються рифлення глибиною 4,5-6 мм і шириною 4,5-15 мм; краї валків залишають гладкими.
Рошків смішно-по - догрівальні 660Х Х2130
Валки вальців роблять порожнистими. У них подається гарячий теплоносій, якою може використовуватися нар, нагріте масло, перегріта вода. Валки вальців, призначених для переробки термочутливих матеріалів, забезпечують системою інтенсивного теплообміну — свердлені або фрезеровані канали, розташовані безпосередньо біля поверхні валка, в яких з великою швидкістю циркулює рідина, що охолоджує. Валки лабораторних вальців зазвичай постачають системою електрообігріву. Залежно від призначення вальців швидкість валків може бути однаковою чи різною. В останньому випадку швидкість обертання заднього валка U2 вища, ніж
Окружна швидкість валків, м/мії
Габаритні розміри вальців, мм
5740 3865 3078 33 ТОВ
Переднього Uі. Відношення окружних швидкостей валків називається фрикцією.
Для регулювання зазору між валками підшипники переднього валка 5 можуть переміщатися за допомогою регулювальних гвинтів 3 в отворах станини 2. Від зміщення підшипники вгору утримуються траверсами 8, які кріпляться до станини болтами. Для правильної установки зазору регулюючі гвинти мають вказівнішкалами. На вальцях з великим діаметром і довжиною валків привід регулювальних гвинтів здійснюється від спеціальних електродвигунів. На вальцях малого розміру та вальцях старих конструкцій обертання гвинтів проводиться вручну.
При вальцуванні полімерного матеріалу в зазорі між валками виникають розпірні зусилля, які пропорційні ефективної в'язкості матеріалу, що вальцюється і можуть становити в розрахунку на 1 см довжини валка від 3,5 до 11 кН. 'Для запобігання поломці валків на кінцях гвинтів, що регулюють, встановлені запобіжні шайби, що зрізаються при перевантаженні.
Валки вальців зазвичай встановлюються у підшипниках ковзання. Мастило підшипників циркуляційне (від спеціального насоса або від лубрикатора). Для відведення тепла корпус підшипника на виробничих вальцях забезпечений сорочкою, що охолоджується водою.
Для запобігання попаданню матеріалу, що вальцюється в
Мал. 4.13. Груповий привід вальців:
1 - електродвигун; 2 - редуктор; 3-велика шестерня; 4-" мала шестерня; 5 - фрикційні шестерні; 6 - валки-.
Підшипники на кінцях валків встановлюють профільні пластини 10 (звані «обмежувальними стрілками»), кожна з яких складається з двох половин, укріплених відповідно на підшипнику переднього та заднього валків. На одній із половин стрілки встановлена сталева планка, що перекриває зазор, що утворюється між стрілками при розсуванні валків (рис. 4.12).
Найчастіше привід здійснюється від електродвигуна змінного струму. Привід може бути груповим та індивідуальним. Специфічна особливість роботи приводу вальців полягає у широкому діапазоні зміни споживаної вальцями потужності. При груповому приводі кілька (зазвичай двоє) вальців наводяться від одного потужногосинхронного електродвигуна, з'єднаного з провідним валом через редуктор (рис. 4.13). Груповий привід дозволяє знизити настановну потужність і сприяє збільшенню cos іф агрегату. У разі індивідуального приводу (рис. 4.14) використовують електродвигун, перекидальний момент якого розраховується по мак-
Мал. 4.14. Індивідуальний привід вальців:
І – передній валок; 2 - задній валок; 3 - фрикційні шестерні; 4 - ніж, що зрізає; 5- намотувальний барабан; 6- приводні шестерні; 7-редуктор; 8 - гальмівний пристрій; 9 - електродвигун; 10 - механізм регулювання зазору між валками; 11 - підшипники.
Симальне навантаження. Це вимагає приблизно півторакратного запасу порівняно із середнім значенням потужності, яка споживається протягом робочого циклу. Завищення настановної потужності призводить до зменшення cos ф агрегату. Тому на великих підприємствах індивідуальний привід майже не застосовується.
Привід, що регулюється, забезпечує можливість зміни «кружної швидкості обертання валків (від 6,3 до 25 м/хв) і фрикції (від 1:1 до 1:4); він застосовується лише на лабораторних вальцях.
Верхня межа окружної швидкості обертання переднього валка обумовлена вимогами техніки безпеки; окружна швидкість переднього валка може становити не більше 38 м/хв, швидкість заднього валка, як правило, вище.
Для миттєвої зупинки вальців у разі попадання в них одягу або руки робітника служить пристрій, що називається аварійним зупиненням (див. рис. 4.11), який складається з коромисла, з'єднаного з аварійним вимикачем, і троса або ланцюга 9, протягнутого вздовж переднього та заднього валків на такій висоті, щоб оператор, який обслуговує вальці, міг привести його в дію з будь-якого місця. Час зупинки вальців принезавантажених валках не повинно перевищувати 1,5-2,0 с. Валки завантажених вальців зупиняються майже миттєво. При індивідуальному приводі аварійний зупинка відключає двигун приводу і приводить в дію колодкове гальмо, встановлене на валу двигуна. При груповому приводі аварійна зупинка відключає сполучну муфту. У цьому випадку керування муфтою зазвичай здійснюється механічно.
На вальцях старих конструкцій оператор для покращення однорідності змішування вручну періодично підрізав шар матеріалу, що обволікає передній валок, скручував його в рулон і знову спрямовував у зазор. Сучасні вальці забезпечені ножем для механічного підрізання, укріпленому на супорті, який здійснює зворотно-поступальне переміщення по встановленому вздовж валка ходовому гвинту. Іноді на вальцях передбачають додатковий привід для поперечного переміщення ножа, який у цьому випадку здійснює складний рух, що імітує операції, що виробляються вальцівником: ніж підводиться до поверхні валка, вистоює протягом деякого часу і підрізає смугу маси; потім він просувається вздовж валка і відходить від нього (у цей момент зрізана маса знову затягується в зазор).
На деяких моделях лабораторних вальців, застосовуваних Для дослідних цілей, встановлюється спеціальна контрольно-вимірювальна апаратура, призначена для вимірювання параметрів вальцювального режиму. Вимірювання розпірних зусиль проводиться за допомогою месдоз, що встановлюються на кінцях гвинтів, що регулюють зазор. Температура матеріалу, що вальцюється, заміряється вбудованою у валок термопарою. Швидкість
Мал. 4.15. Схема процесу вальцювання.
Обертання переднього та заднього валків визначається за показаннями тахометра (встановлюється тільки на вальці зрегульованою швидкістю обертання валків).