Отвод трубы и протяжка ее через выше сказанные устройства осуществляется тянущим устройством гусеничного типа. За тянущим устройством устанавливается намоточное устройство. Намотка труб в бухты выполняется на барабан намоточного устройства. Скорость намотки плавно регулируется. Отрезка труб в конце намотки на барабан производится вручную ножом.

2.2 Описание оборудования

В состав экструзионной линии по производству полиэтиленовых гладких труб типа ЛГПТ 90x30-50/75 входит:

1. Экструдер с червячным прессом ЧП 90x30.

2. Загрузчик ЗГВ-500.

3. Сушилка СГ-300.

4. Головка трубная ГТ 50/75

5. Калибратор.

6. Ванны охлаждения.

7. Толщиномер.

8. Маркиратор.

9. Тянущее устройство.

10. Машина намоточная.

11. Регулятор скорости.

12. Шкаф управления.

2.3 Краткая характеристика оборудования

2.3.1 Экструдер с червячным прессом ЧП 90x30

Отечественная промышленность выпускает одночервячные и двухчервячные прессы, применяемые самостоятельно и в агрегатах, предназначенных для переработки полимерных материалов в изделия.

Червячный пресс состоит из следующих основных узлов: червяка; материального цилиндра (с запрессованной гильзой и терморегуляторами); редуктора, обеспечивающего широкий диапазон регулирования оборотов шнека; электропривода; загрузочной воронки; шкафов с автоматическими приборами контроля и управления температуры; шкафов с автоматикой управления электроприводом; пульта управления (для установки и контроля числа оборотов червяка).

Экструдер с червячным прессом предназначен для непрерывной переработки гранулированных термопластов в однородный расплав и равномерного выдавливания его через формирующую головку.

Рисунок 2.2 Шнек экструдера.

Технические характеристики:

Диаметр червяка равен - 90 мм.

Отношение рабочей длины червяка к его диаметру - 30

Частота вращения червяка (регулируемая) - (0,98+9,84) или (9,4+94) об/мин.

Производительность пресса по полиэтилену низкого давления при Р = 10 МПа не менее 320 кг/ч.

Привод пресса осуществляется электродвигателем постоянного тока через редуктор Ц2У-355Н-16-13.

Обогрев корпуса пресса и загрузочной воронки - электрическими нагревателями сопротивления. Мощность нагревателя 19,4 кВт.

Количество обогреваемых зон корпуса равно 6.

Диапазон автоматического регулирования температуры - (5О-35О)°С.

Гранулированный термопласт в загрузочной воронке экструдера захватывается червяком и перемещается вдоль корпуса. В результате теплового воздействия нагревателей, расположенных на корпусе пресса, механического воздействия червяка и фактора времени, материал пластифицируется, уплотняется и гомогенизируется по мере продвижения к профилирующей головке.

Проходя непрерывно через профилирующую головку, расплав принимает форму изделия и поступает в калибрующее устройство.

Корпус экструдера, где происходят основные процессы переработки термопластов, состоит из тонкостенной трубы с запрессованной внутрь ее гильзой с азотированной рабочей поверхностью. Корпус имеет 6 зон обогрева нагревателями сопротивления. Охлаждение зон корпуса осуществляется от шести независимых вентиляторов. Для режимов работы зон предусмотрены отверстия для установки термопар. Зоны корпуса разделены между собой перегородками.

Загрузочная воронка предназначена для загрузки материала в пресс и начала процесса переработки материала. Воронка загрузочная состоит из корпуса и вставной гильзы. На гильзе выполнена винтовая нарезка, которая в комплексе с корпусом создает полость охлаждения. Температура поверхности гильзы загрузочной воронки контролируется термопарой. Рабочая температура гильзы -не более 100°С, которая регулируется изменением расхода охлаждающей воды.

2.3.2 Загрузчик ЗГВ - 500

Предназначен для автоматической загрузки гранулированного полиэтилена в сушилку. Загрузчик состоит из бункера, циклона и агрегата воздуховсасывающего ЛВП-4. Бункер устанавливается на полу и служит для засыпки в него гранул. В бункере имеется заборное устройство, представляющее собой две соосные грубы. Циклон устанавливается на бункер сушилки и служит для отделения гранул от потока воздуха. Для этого в циклоне имеется фильтр, служащий также для предварительной очистки воздуха от пыли. Управление загрузкой осуществляется автоматически от пульта управления экструдера.

2.3.3 Сушилка СГ-300

Предназначена для нагрева гранулированных термопластов до температуры 120 °С и удаления влаги. Состоит из устройства для нагрева гранул и элементов управления и регулирования температуры. Управление сушилкой осуществляется с пульта управления экструзионной линии.

Устройство для нагрева гранул состоит из бункера, калорифера, вентилятора, распределителя и крышки.

В бункер подсушки подаются гранулы. Подогретый в калорифере до заданной температуры воздух вентилятором нагнетается в нижнюю часть бункера, проходит через распределитель и слой гранул, осушает и подогревает их до требуемой температуры и выбрасывается в атмосферу или поступает в калорифер.

Система теплового контроля и регулирования обеспечивает поддержание заданной температуры воздуха поступающего в бункер сушилки.

Термопара, установленная на выходе из вентилятора измеряет температуру горячего воздуха и подает сигнал на регулирующий прибор, установленный в шкафу контроля и регулирования.

2.3.4 Головка трубная ГТ-50/75

Головка для формования труб имеет сборную конструкцию и состоит из двух базовых групп элементов: мундштука и дорна. Цилиндрические элементы мундштука и дорна формуют соответственно внешнюю и внутреннюю поверхность трубы. Сборная конструкция облегчает изготовление, монтаж и переналадку инструмента, так как головка может состоять из базовых и сменных элементов. Конечные элементы мундштука и дорна формируют заданный диаметр трубы. Для предотвращения резких скачков давления, ускорения протекания расплава и улучшения показателей его гомогенизации в конструкцию головки часто вводят специальный элемент - распределитель. В зависимости от материала расплава используют разные типы распределителей -спиральные или радиальные. Спиральные распределители представляют собой сердечник, на цилиндрической поверхности которого прорезано несколько спиральных канавок, постепенно сходящих на нет. Эти спиральные канавки заставляют расплав разделиться на два потока. Первый поток продолжает двигаться поступательно, второй поток закручивается по спиралям. Радиальный распределитель представляет собой диск с окошками, образованными радиальными направляющими перегородками. В рассматриваемой экструзионной линии трубная головка предназначена для формирования заготовок труб диаметром 50, 63, 75 мм из ПЭНД.

Обогрев головки производится электрическими обогревателями сопротивления.

Количество зон обогрева - 2.

Максимальная температура нагрева корпуса головки - 57()°С.

На головке установлены датчики давления и температуры расплава, а также предусмотрены каналы 6 для сообщения внутренней полости изготавливаемых труб с воздухом.

Регулировка толщины трубной заготовки и равномерность выхода массы по периметру формирующего зазора производится с помощью регулировочных винтов.

2.3.5 Калибратор

Предназначен для образования на поверхности заготовки охлажденного затвердевшего слоя, который к моменту выхода заготовки из калибрующего устройства обеспечивает сохранение трубой необходимой формы и размеров при прохождении через охлаждающие ванны.

Выходящая из головки пластичная и горячая труба поступает в стальную калибрующую гильзу, вставленную в вакуумную камеру с разбрызгивающими форсунками. Внутренняя поверхность калибрующей гильзы полированная и имеет поперечные кольцевые проточки с отверстиями для отвода воздуха. В корпусе гильзы имеются каналы водяного охлаждения. За счет разницы давления снаружи и внутри цилиндрическая поверхность трубы прижимается к калибрующей поверхности )ильзы, таким образом, происходит уплотнение наружной поверхности и ее охлаждение. Калибровочные гильзы могут оснащаться водно-капельными завесами для первичного охлаждения трубы. Выходя из калибровочной гильзы, труба попадает в вакуумную камеру с набором диафрагм-держателей. Вдоль всей камеры осуществляется разбрызгивание волы для охлаждения трубы. Выходная втулка для герметизации камеры имеет резиновое уплотнительное кольцо. За счет смены втулки, гильзы и системы диафрагм можно калибровать трубы разного диаметра.

Мощность электродвигателя насоса- 1,5 кВт.

2.3.6 Охлаждающая ванна

Предназначена для охлаждения труб орошением водой и обдува их на выходе для удаления влаги.

Охлаждение в зависимости от выбранного технологического процесса может быть струйным или струйно-погружным. В первом случае труба проходит через камеру, где на нее из форсунок с большой скоростью разбрызгивается вода, и далее сразу следует тянущее устройство. Во втором случае труба проходит через двухсекционную ванну, одна часть которой полностью заполнена водой, а во второй осуществляется разбрызгивание воды из форсунок.

Длина охлаждающей зоны - 3500 мм.

Мощность электродвигателя насоса- 1,5 кВт.

Корпус представляет собой сварную конструкцию. Внутри корпуса смонтированы 4 трубопровода с форсунками для охлаждения труб орошением водой. На выходе из корпуса предусмотрен отсек для установки в нем обдува. Обдув представляет собой камеру, в которую из сети подается сжатый воздух. Внутри гильзы камеры проходит труба, которая обдувается струями воздуха, выходящими из 40 отверстий диаметром 1,5 мм. Для циркуляции воды в системе установлен центробежный насос.

2.3.7 Толщиномер

Толщиномер - прибор, который служит для замера толщины стенки.

Действие прибора основано на индуктивном методе, при котором измерительная головка реагирует на металл вводимый в активную зону головки. В измеряющую трубу вводится рефлектор. Подпружиненные металлические детали рефлектора плотно прилегают к внутренней поверхности трубы. Прибор фиксирует расстояние между измерительной головкой и деталями рефлектора.

Толщиномер замеряет толщину стенки для труб диаметром до 500 мм.

2.3.8 Маркиратор

Маркиратор предназначен для нанесения шрифта (маркировки) непосредственно на трубы.

Маркировка:                                                             ПНД 63с литьевая

                                                                             ГОСТ 18599-830898

- значок, обозначающий АО «Казаньоргсинтез»;

ПНД - полиэтилен низкого давления;

63 - диаметр трубы;

С - средняя;

0898 - месяц и год изготовления.

Обогрев маркиратора - электрический, нагревателями сопротивления.Мощность нагревателя -1,5 кВт.

Маркиратор представляет собой колесо, на поверхности которого

расположен разогретый шрифт, входящий в контакт с трубой.

2.3.9 Тянущее устройство

Для протягивания трубы через систему калибраторов необходимо создать тяговое усилие и обеспечить регулируемую скорость движения грубы. Эту задачу выполняет гусеничное тянущее устройство. Рабочим органом этой установки являются две или несколько гусениц, которые синхронно вращаются, заключив между собой трубу. Двухгусеничные тянущие устройства используются преимущественно для протягивания труб от малого до среднего диаметра (от 20 до 250 мм). Многогусеничньте устройства необходимы для работы с тонкостенными трубами или трубами больших диаметров. Прижим гусениц к профилю осуществляется пневмоцилиндрамис регулировкой усилия прижима. Скорость тянущего устройства регулируется бесступенчато. Нижняя гусеница имеет привод регулировки по высоте, чтобы подстраиваться под определенный диапазон диаметров трубы. Для предотвращения боковых или вертикальных перемещений тянущее устройство имеет опорные валики, которые регулируются в зависимости от размеров трубы.

Чтобы избежать опасных усилий в передаточных парах кинематики, каждая из гусениц оснащена дифференциальной муфтой, которая также обеспечивает равномерное и синхронное движение всех гусениц.

Количество гусениц - 2 шт.

Мощность привода - 4,2 кВт.

2.3.10 Длиномер

Длинномер представляет собой колесо, входящее в контакт с трубой. При повороте колеса на один оборот труба проходит 0,5 м. К колесу прикреплен флажок, который, проходя за каждый оборот через паз бесконтактного переключателя, выдает импульс на реле счетчика импульсов.

2.3.11 Машина намоточная

Предназначена для намотки труб в бухты с наружным диаметром не более 2000 мм и шириной не более 400 мм.

Скорость наматывания - не более 25 м/мин.

Мощность привода - 1,7 кВт.

Состоит из двух бухтовых головок, вращаемых электродвигателем постоянного тока, через клиноременную передачу. Момент передается на редуктор связанный цепной передачей с валом привода.

На валу привода смонтированы две свободно вращающиеся звездочки, которые связаны с валом через электромагнитные муфты. При включении соответствующей электромагнитной муфты приводится во вращение соответствующая бухтовая головка.

3. Система управления электроприводом и требования ней

Комплект управления привода червячного пресса линии для производства труб на базе ТПЧ-320/460 укомплектован релейно-контакторной, пускорегулирующей и сигнализирующей аппаратурой, приборами контроля и измерения нагрузки частоты вращения.

Комплект содержит полный состав электрооборудования для контроля и управления приводом червячного пресса с электродвигателями постоянного тока на напряжение U=440В и на токи I= 250/320А.

Схемой предусмотрено управление приводом постоянного тока, приводом вентилятора охлаждения электродвигателя постоянного тока, а так же технологические блокировки линий и перегрева пресса.

Комплект управления является законченным изделием и устанавливается у механизма (пульт управления) или в другом месте [3]. Нормальная работа системы управления обеспечивается в закрытых условиях при соблюдении следующих условий:

а) высота над уровнем моря – до 1000м;

б) температура окружающей среды – 1/+40 С;

в) относительная влажность воздуха – не более 80%;

г) окружающая среда невзрывоопасна, не содержащая пыли, агрессивных паров и газов в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.

Регулируемый электропривод выполнен по системе тиристорный преобразователь – двигатель (ТП-Д). Регулирование скорости двигателя производится изменением напряжения на якоре двигателя при постоянном токе возбуждения [4].

Для автоматического поддержания постоянства скорости привода применена жесткая обратная связь по скорости. В качестве датчика скорости используется тахогенератор типа ТС-1, напряжение пропорциональное скорости двигателя включено встречно с задающим напряжением , снимаемым с датчика скорости.

Результирующий сигнал поступает на вход промежуточного усилителя тиристорного агрегата. Система автоматического регулирования обеспечивает поддержание скорости с точностью +/-2% при изменении момента нагрузки на валу двигателя от 0,5Мн до 1Мн и изменении напряжения сети в пределах (0,95+1,1) UH в диапазоне регулирования скорости 1:10.

4 Расчёт мощности и выбор электродвигателя

4.1 Выбор электродвигателя

При рассмотрении работы двигателя, приводящего в действие производственный механизм, необходимо выявить соответствие механических свойств электродвигателя характеристике производственного механизма.

Экструдер должен иметь жесткую механическую характеристику. Такой механической характеристикой обладают двигатели постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ НВ) и асинхронные двигатели (в пределах рабочего участка механической характеристики). Наиболее широкое применение в промышленности при разработке регулируемых ЭП нашли ДПТ НВ. Это обусловлено их высокими регулировочными и пусковыми характеристиками, а также хорошими показателями качества переходных процессов.

Правильный выбор двигателя имеет большое значение, поскольку оказывает определяющее влияние на первоначальные затраты, стоимость эксплуатационных расходов, обеспечение всех технологических режимов работы и необходимых динамических и статических характеристик. Мощность электродвигателя выбирается, исходя из необходимости обеспечения заданной работы ЭП при соблюдении нормального теплового режима и допустимой механической перегрузки двигателя.

Расчет мощности электродвигателя для привода червячного пресса будем вести исходя из следующих данных [5]:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9