Определение основных параметров сеточной части

Скорость сеточной части определяется из следующего выражения;

где В_п – ширина полотна в сеточной части, м

Ширина полотна в сеточной части определяется из выражения;

где В _обр. – ширина полотна после продольно-резательного станка, мм;

К – ширина обрезаемых кромок на продольно-резательном станке, мм (на отечественных бумаго– картоноделательных машинах ширина отрезаемых кромок на продольно - резательных станках составляет 25 мм);

А – ширина отсекаемой кромки перед гауч-валом, мм (ширина отсекаемых кромок перед гауч-валом колеблется от 30 до 100 мм до получения ширины щели ящика кратной 50 мм);

ε – поперечная усадка картонно - бумажного полотна в сушильной части машины, % (в зависимости от состава суспензии поперечная усадка колеблется в пределах от 2 до 9 %).

Ширина сетки определяется из следующего выражения;

В_с = В_п. +100 мм (8)

Длина сеточного стола современных плоскосеточных бумагоделательных и картоноделательных машин может быть определена по формуле;

L = 0,8nt +L₁ + L₂ + L₃ +L₃ +L₄, (9)

где n- число гидропланок на сеточном столе;

t – максимальный шаг между гидропланками, м;

L₁ - длина стола, занимаемая «мокрыми» и отсасывающими ящиками, м;

L₂ – длина стола, занимаемая формующим ящиком, м;

L₃ – длина стола, занимаемая другими элементами конструкции (устройствами передающими полотно с верхнего сеточного стола на нижний, поддерживающими валиками, опорами поперечных балок под напорный ящик верхнего сеточного стола), м;

L₄ – длина стола, занимаемая отсечками кромочными и заправочными, м

Согласно рекомендациям ЦНИИбуммаша для машин вырабатывающих массовые виды продукции приняты длины сеточных столов 13; 17; 19; 22; 24; 30 м

Для современных машин, имеющих в сеточной части несколько столов или укомплектованные плоским сеточным столом и верхним формующим устройством длины столов окончательно определяются после расчёта обезвоживания и конструкторской проработки.

Обезвоживающие элементы и их количество с достаточной точностью при разработке проекта можно выбрать исходя из предложенных таблиц 2 и 3 для массовых видов продукции.

В таблице 2 представлены зависимости между скоростью машины

и числом гидропланок: а – бумага газетная; б - бумага писчая, типографская № 3;в - бумага мешочная; г – бумага типографская писчая (№1 и №2), бумага – основа для покрытий, бумага для гофрирования, картон; д – бумага тонкая, высокосортные виды бумаг. Таблица 2

Таблица 3

В таблице 3 указано необходимое количество обезвоживающих элементов в зависимости от вырабатываемой продукции и скорости машины.

Таблица 4

В таблице 4 показан график зависимости шага гидропланок в начале сеточного стола в зависимости от скорости машины

3. Расчёты, подтверждающие работоспособность отдельных узлов сеточной части машины

К расчётам, подтверждающим работоспособность отдельных узлов сеточной части относятся расчёты на прочность, на жёсткость и для валов расчёт на критическую скорость.

3.1. Расчёт валов сеточной части на прочность

3.1.1. Расчёт рубашек трубчатых валов

Расчёт валов на прочность заключается в определении напряжений, возникающих от различного вида нагрузок и сравнение их с допускаемыми

Из условия прочности рубашки сетковедущего вала имеем:

(10)

где [n_σi] – допускаемый запас прочности в опасном сечении по пределу выносливости на изгиб.

Допускаемый запас прочности для пластических сталей легированных и углеродистых – 1,3;

- для высокопрочных сталей с пониженными пластическими свойствами и высокопрочных чугунов – 1,3÷ 1,5;

- для стального литья – 1,5 ÷ 2,5;

- для сплавов из цветных металлов – 1,5 ÷ 2,0;

- для литья из цветных металлов – 2,0 ÷ 2,5

[σ_-1]_D – допускаемый предел выносливости рубашки вала в ослабленном сечении [5];

[σ_-1]_D = (11)

(k_σ)_D – коэффициент концентрации напряжений

(12)

k_σ^п – коэффициент учитывающий нарезание резьбы под обрезиновку - 1,96 (если имеет место облицовка);

ε_σ – масштабный фактор зависит от толщины рубашки вала ≤ 1;

- для легированных сталей при толщине стенок от 15до 40мм масштабный фактор изменяется от 0, 95 до 0,5;

- для углеродистых сталей при толщине стенок от 15 до 40 мм масштабный фактор изменяется от 0,95 до 0,87 мм;

- для чугунов и цветных металлов при толщине стенок от 15 до 40мм масштабный фактор изменяется от 0,9 до 0,65мм;

- для легированных сталей при диаметре от 200 до 500мм (для цапф) масштабный фактор изменяется от 0,67 до 0,6;

- для углеродистых сталей при диаметре от 200 до 500мм (для цапф) масштабный фактор изменяется от 0, 72 до 0,68;

- для чугунов и цветных металлов при диаметре от 200 до 500мм (для цапф) масштабный фактор изменяется от 0, 62 до 0,57

ε_N – коэффициент долговечности ≥ 1 определяется из выражения;

= m , (13)

где N₀ – заданное число циклов нагружения – 10⁷,

N_L – фактическое число циклов нагружения

N_L = 60·n·L, (14)

где n – число оборотов;

L – время работы в часах;

m – показатель степени – 6 ÷ 9

При N_L ≥ N₀ ε_N = 1,0

При определении коэффициента концентрации напряжений, для расчёта на прочность рубашки вала по пределу выносливости в зоне запрессовки патрона, необходимо учесть на этом участке дополнительный источник концентрации напряжений от посадки с натягом. Тогда формула для определения коэффициента концентрации запишется следующим образом [4]:

(15)

где – коэффициент, учитывающий концентрацию напряжений при циклически изменяющихся нагрузках при передаче усилий через прессовую посадку, 1,5 ÷ 2,2.

3.1.2. Расчёт на прочность цапф приводных валов

Допускаемые напряжения в цапфах при расчёте по пределу выносливости на изгиб, с симметричным циклом изменения напряжений определяются аналогично допускаемым напряжениям в рубашке вала, но с учётом состояния поверхности.

[σ_-1]_ц = , (16)

Откуда

(17)

где ε_β – коэффициент учитывающий состояние поверхности

Для сталей с σ_в =400 ÷ 800 МПа при тонком шлифовании

ε_β = 0,98 ÷ 0,65;

k_σ – эффективный коэффициент концентрации напряжений

Значения некоторых коэффициентов приведены в таблицах 5,6,7,8[1]

Таблица5

Таблица 6

Таблица 7

Таблица 8

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении К_σ и К_τ для галтелей

Таблица 9

Условием прочности цапф приводных валов является;

n_i ≥ [n_i], (18)

где n_i – суммарный коэффициент запаса прочности [2];

, (19)

где n_σi – коэффициент запаса прочности на изгиб [2];

, (20)

n_τi – коэффициент запаса прочности на кручение [2];

, (21)

Допускаемое напряжение в цапфах от постоянного момента кручения (приводные цапфы) определяется по следующей формуле [2];

[τ_кр.]_ц = , (22)

где τ_-1 – предел выносливости материала при кручении;

(k_τ)_ц – коэффициент концентрации напряжений в цапфе с учётом масштабного фактора, коэффициента долговечности и состояния поверхности [2],

, (23)

k_τ – коэффициент эффективной концентрации напряжений при кручении

При отсутствии табличных значений этого коэффициента можно воспользоваться следующей формулой [2]:

k_τ = 1+ (0,6 ÷0,8) (k_σ - 1) (24)

Остальные значения коэффициентов можно использовать из предыдущего раздела.

Расчёт не приводных трубчатых валов сеточной части не требует определения коэффициента запаса прочности на кручение.

Основные значения допускаемого коэффициента запаса прочности использовать из предыдущего раздела.