Для интенсификации обезвоживания бумаги на прессах во II фазе необходимо поддерживать высокое удельное давление и высокую пористость сукна в сжатом состоянии.

На выходной стороне зоны контакта прессовых валов (фаза III) давление в сукне и бумаги постепенно уменьшается. Восстанавливается толщина полотна бумаги, сукна и упругой облицовки вала. С прекращением давления градиент гидравлического давления падает до нуля и теоретически возможно возникновение частичного вакуума, при этом в твердой структуре (волокнах) все еще могут действовать напряжения сжатия.

Работами ряда исследователей установлено, что в III фазе перемещается влага из сукна в бумагу.

Методы интенсификации процесса:

1 Достижение максимально возможной сухости:

а) использование башмачного пресса;

б) использование пресса с гибкой деформируемой оболочкой;

2 Подогрев бумажного полотна;

3 Совмещения процессов прессования и сушки;

4 Совершенствование технологии отвода воды удаляемой из полотна в прессовом захвате;

5 Конденционирование и очистка прессовых сукон.

3 Выбор чистообрезной ширины бумагоделательной машины. Расчет рабочей скорости и скорости машины по приводу. Расчет скорости прессов

Принимаем чистообрезную ширину бумагоделательной машины равной 6720мм. Ширина полотна в прессовой части больше на 4-11% ширины на накате из-за усадки полотна при сушке. После наката с двух сторон отрезают полоски по 25мм и получают чистообрезную ширину бумаги. Таким образом ширина в прессовой части составит:

Расчет рабочей скорости

Где Q – производительность, Q=300000 кг/сутки;

В – обрезная ширина, В=6,72 м.;

q – масса м² бумаги, q=70 гр/м²;

к₁ – число часов работы в сутки, к₁=23ч.;

к₂ – коэффициент использования рабочего хода машины учитывая холостой ход, к₂=0,96;

к₃ – коэффициент выхода товарной продукции, к₃=0,95.

Скорость машины по приводу.

Срок службы машины 30 лет, за это время она может несколько раз модернизироваться, что позволяет поднять ее скорость на 15–20 % поэтому некоторые узлы на стадии проектирования рассчитывают на приводную скорость.

Скорость машины по приводу согласно ГОСТ 26-08-76 принимаем равной 770м/мин

Расчет скорости прессов.

Скорость прессовой части будет равна, если за рабочую скорость машины положить скорость первого сушильного цилиндра:

4 Выбор конструкции и размеров валов

Выбираем конструкцию прессовой части, состоящую из трех отдельно стоящих прессов. Первый пресс состоит из гранитного вала (D=1050мм) и желобчатого (D=830мм). Второй и третий прессы - отсасывающие, в которых гранитный вал как у первого, а отсасывающие D=1150мм.

Данная прессовая часть имеет простую конструкцию, высокую степень взаимозаменяемости, обладает компактностью.

5 Расчет обезвоживания в прессовой части

Расчет сухости на сдвоенном прессе по опытным данным.

Сухость бумаги после прессования определяется по формуле:

где С_к – сухость бумаги после прессования, %;

А – коэффициент, характеризующий конструкцию пресса;

α₀ – коэффициент вида бумаги;

m₀ – коэффициент, зависящий от марки сукна, массы 1м² бумаги и скорости машины;

μ_ср– среднее удельное давление между валами;

с_с– сухость сукна перед прессом;

с_н– сухость бумаги перед прессом

q – масса 1 м² бумаги;

β – коэффициент массы 1 м² бумаги;

V– скорость машины, м/мин

ШР – степень помола массы, °ШР;

γ, θ, ω, ε, Ψ– опытные коэффициенты

Значение коэффициента А для 1-го пресса(желобчатый вал):

t – шаг между канавками;

b – ширина канавки.

Для отсасывающих прессов:

где Н – вакуум в отсасывающей камере (соответственно для 2,3 прессов: 400, 500 мм рт.ст.;

В – ширина отсасывающей камеры, В=125мм.

Для желобчатого вала ширина площадки контакта:

мм

δ_с=4мм – толщина сукна перед зоной прессования;

δ_min=3мм – толщина сукна в зоне прессования;

R₁, R₂ – радиусы валов, см.

Среднее удельное давление между валами для 1-го пресса:

Среднее удельное давление между валами для остальных прессов может быть рассчитано по формуле:

где q – линейное давление

D – диаметр обрезиненного вала, D=1150мм.

Т – твердость обрезиненного покрытия в единицах по прибору ТШМ-2, Т=20 ед.

Значения величины и результаты расчетов сведены в таблицу.

	1	2	3
Линейное давление, кг/см	70	80	90
Удельное давление, кг/см²	5,14	14,9	16,3
Степень помола, ⁰ШР	50	50	50
Масса 1 м², г, q	70	70	70
Скорость валов, м/мин	542	542	542
Сухость сукна, %	50	50	50
A	0,924	1,441	1,447
A₀	0,86	0,73	0,73
m₀	14,7	21	21
Γ	0,147	0,123	0,123
Θ	0,07	0,07	0,07
Ω	0,131	0,127	0,127
Β	0,1	0,026	0,026
Ε	0,067	0,059	0,059
Ψ	0,145	0,145	0,145
Сухость бумаги на входе, %	19	24,7	31,2
Сухость бумаги на выходе, %	24,7	31,2	37,9

6 Расчет гранитного вала пресса

Данные для расчета:

1. Линейное давление между гранитным и желобчатым валом 70

2. Линейное давление между гранитным

3. и первым отсасывающим валом q₂, кН/м 80

4. Линейное давление между гранитным

5. и вторым отсасывающим валом q₃ кН 90

6. Длинна рабочей части вала b, м … 7,31

7. Расстояния между осями опор l, м…7,5

8. Масса вала (ориентировочно) G, 60000

Давление желобчатого вала

Q₂=q₁^.b=70^.7,31=511,7кН

Давление первого отсасывающего вала на гранитный.

Q₂=q₂^.b=80^.7,31=584,8кН

Давление второго отсасывающего вала на гранитный.

Q₂=q₃^.b=90^.7,31=657,9кН

Горизонтальная составляющая веса гранитного вала

R_г=G^.tg45°= 600^.1,0=600кН

Величина равнодействующей из сил многоугольника

R=702,17кН

Гранитный вал рассчитывается на прочность и жесткость при соблюдении следующих условий:

1. Сила трения между шайбами и гранитным валом должна быть больше силы, смещения сердечника относительно цилиндра.;

2. По плоскости соприкосновения с цилиндром шайба не должна отходить от него под действием изгибающего момента (условие не раскрытия стыка).

Гранит является анизотропным материалом, имеющий низкий предел прочности при растяжении (10-40 МПа), поэтому при работе в гранитном блоке не должны возникать растяжения или изгибы более 2-3 МПа, то есть должно соблюдаться следующее условие:

где σ_сж – напряжение сжатия в гранитном блоке то усилия прижатия шайб;

σ_F – напряжение от изгиба, обусловленное действием изгибающего момента.

Напряжения сжатия будут равны

где D и d – наружный и внутренние диаметры гранитного блока;

Т₀ – расчетное усилие сжатие гранитного блока шайбами, равное:

Т – сила прижима шайб к граниту, определяемая из условия отсутствия смещения гранитного блока относительно шайб (первое условие).

где ƒ – коэффициент трения между гранитом и шайбами, равный 0,15;

Изгибающие напряжения в гранитном блоке

где М – изгибающий момент посередине пролета вала:

W – момент сопротивления сечения гранитного блока.

Момент сопротивления стального сердечника и бетонной заливки между сердечником и гранитом не учитывают в следствии его малости.

После подстановки выражений для М и W в формулу имеем:

Прессовая часть бумагоделательной машины с разработкой гранитного вала для производства офсетной (стр. 2 из 3)

4 Выбор конструкции и размеров валов

5 Расчет обезвоживания в прессовой части