LABOLATORIUM MASZYN I URZĄDZEŃ TECHNOLOGICZNYCH
Rok akademicki 2003/2004
Ćw. Nr 1
„Analiza porównawcza konstrukcji wybranych maszyn do scalania materiałów drobnoziarnistych.”
Specjalność: Urządzenia technologiczne
Środa godz: 15 - 1630
Oleksy Konrad
Musiał Dominik
Wąs Grzegorz
Muszyński Wiktor
I. Cel ćwiczenia:
Analiza porównawcza konstrukcji wybranych maszyn do scalania materiałów drobnoziarnistych
II. Opis ćwiczenia:
Na ćwiczeniu laboratoryjnym nr 1 z przedmiotu Maszyny i Urządzenia Technologiczne zapoznaliśmy się z budową, zasadą i celem działania następujących maszyn:
- prasa walcowa
- brykieciarka walcowa
- granulator talerzowy
- prasa ślimakowa
III. Opis maszyn, z którymi zapoznaliśmy się na zajęciach:
1. Prasa walcowa
a) krótka charakterystyka pras walcowych:
się w sposób ciągły między dwoma synchronicznie i przeciwbieżnie obracającymi się walcami. Biorąc pod uwagę liczbę walców roboczych rozróżniamy prasy jednowalcowe, dwuwalcowe i czterowalcowe. Z uwagi na kształt produktu końcowego prasy walcowej może być ona budowana z walcami gładkimi, z walcami z wpustami zewnętrznymi lub z walcami z wgłębieniami formującymi o różnym kształcie.
b) schemat prasy:
1- motoreduktor
2- sprzęgło kołnierzowe podatne
3- reduktor – klatka walców zębatych sprzędło cierne
4- sprzęgło cierne
5- sprzęgło Oldhama
6- klatka walców roboczych
7- nieprzesuwny walec formujący
8- przesuwny walec formujący
9- siłownik hydrauliczny
10- zasilacz ślimakowy
c) opis działania:
Moc podawana jest z napędu głównego, czyli z motoreduktora (1) – jest to silnik napędu głównego współpracujący bezpośrednio z przekładnią redukującą obroty (cały układ znajduje się w jednej obudowie). Wał wychodzący z motoreduktora połączony jest za pomocą sprzęgła kołnierzowego podatnego (2) z wałem wejściowym do klatki walców zębatych (3), w której na 1 stopniu przełożenia następuje redukcja mocy, a na drugim stopniu zmienia się kierunek obrotów. Wały wychodzące z reduktora są połączone z klatką walców roboczych (6), za pomocą sprzęgła Oldhama (5), oraz ciernego(4) które pozycjonuje wały. W klatce walców roboczych (6) znajdują się dwa gładkie walce robocze (kompaktor). Jeden walec jest nieprzesuwny (7), a drugi walec jest przesuwny (8). Walcem przesuwnym współpracują siłowniki hydrauliczne (9), które tworzą układ hydraulicznego podparcia walca. Materiał podawany jest w przestrzeń między dwoma walcami poprzez zasilacz ślimakowy (10). Między walcami roboczymi znajduje się śruba ustalająca, która zapobiega zatchnięciu się walców, ustalając szczelinę między nimi.
2. Brykieciarka walcowa:
Prasa walcowa (brykieciarka) jest to urządzenie służące do scalania materiału sypkiego do postaci brykietów.
Cel stosowania pras walcowych w warunkach przemysłowych.
- scalanie drobnoziarnistych materiałów przemysłowych (odpadów)
- umożliwienie zastosowania danego materiału drobnoziarnistego w danej technologii np.: rudę miedzi po wydobyciu silnie rozdrabniamy (do ziarnistości <0.1 mm) następnie ją wzbogacamy metodą flotacji selektywnej i otrzymujemy koncentrat. Koncentrat ten brykietuje się. Forma kawałkowa jest niezbędna do tego aby stworzyć przestrzenie na przepływ powietrza i gazów przez warstwę wsadu.
- scalanie podziarna karbidu; takie brykiety można stosować jako pełnowartościowy materiał do produkcji acetylenu w wytwornicach
- podniesienie efektywności ekonomicznej różnych procesów technologicznych np.: scalanie kompozytu szklarskiego aby zapobiec rozwarstwianiu, segregacji komponentów transportowanych na przenośniku taśmowym; zapobiega się również pyleniu.
- umożliwienie transportu materiałów pylistych i uekonomicznienie tego transportu np.: brykietowanie wiórów wstęgowych pozwala zmniejszyć ich objętość nawet ośmiokrotnie.
b) schemat brykieciarki:
1- silnik
2- przekładnia pasowa
3- reduktor
4- sprzęgło zębate
5- klatka walców roboczych
6- walce robocze
7- przekładnia zębata otwarta
8- zasilacz
Moc podawana jest z silnika (1) poprzez przekładnie pasową (2), która zabezpiecza silnik przed przeciążeniem, tłumi drgania, następnie występuje reduktor(3), na który następuje spadek prędkości obrotowej i wzrost mocy, która jest poprzez sprzęgło zębate (4) przekazywana na walce robocze (6), znajdujące się w klatce walców roboczych (5). Moc z reduktora jest przekazywana na jeden walec a następnie poprzez przekładnię zębatą otwartą na drugi. Materiał podawany jest w szczelinę między walcami z zasilacza (8).
3. Granulator talerzowy:
W procesie grudkowania wszystkie mechanizmy wiążące występujące w czasie tworzenia się „surowych” grudek wymagają zbliżenia sąsiadujących ze sobą ziarn. Osiąga się to drogą intensywnego mieszania oraz obtaczania. W większości obecnie stosowanych urządzeń (talerze do grudkowania i bębny) realizowane są równocześnie dwie operacje - mieszania i obtaczania. Znana jest również grupa urządzeń, w których pozytywne efekty uzyskuje się wyłącznie przez zastosowanie operacji mieszania.
W przypadku urządzeń z talerzami pochylonymi zmiana kształtu sciany bocznej powoduje zwiększenie drogi obtaczania grudki, której długość ma zasadniczy wpływ na jakość otrzymywanego produktu.
Przebieg procesu granulacji na granulatorze talerzowym przeprowadzony jest w sposób ciągły:
· zasypywanie wsadu do granulatora następuje z podajnika na przykład taśmowego lub wibracyjnego - wsad najczęściej ma postać proszku lub pyłu,
· dodawanie lepiszcza w postaci płynu lub zawiesiny,
· mieszanie na talerzu,
· wysypywanie gotowych granul na podajnik odbiorczy.
b) schemat granulatora talerzowego:
1- dysze zraszające
2- talerz
3- motoreduktor
4- korpus
5- rynna zsypowa
6- przekładnia pasowa
7- zgarniaki
8- podajnik
Moc podawana z motoreduktora(3) jest poprzez przekładnie pasową (6) na wał napędzający talerz (2). Talerz w czasie pracy jest czyszczony przez zgarniaki (7). Materiał granulowany podczas procesu jest zraszany za pomocą dysz zraszających (1). Materiał dostarczany jest do urządzenia przez podajnik (8), a gotowy jest odprowadzany rynną zsypową (5).
4. Prasa ślimakowa:
a) krótka charakterystyka prasy ślimakowej:
Prasa jest używana do brykietowania materiałów pochodzenia roślinnego. Zaprezentowane urządzenie na zajęciach jest wersją prototypową. Ma ono na celu zagęszczać i spajać materiał pochodzenie roślinnego jak np. trociny drzewne czy liście.
b) opis działania:
Moc z silnika podawana jest poprzez przekładnie pasową na narzędzie robocze jakim jest ślimak. Materiał jest dostarczany bezpośrednio z zbiornika buforowego, w którym znajduje się mieszadło poprzez podajnik ślimakowy na narzędzie robocze. Następnie jest on wtłoczony do komory zagęszczania w którym następuje samoczynne jego podgrzanie do temperatury około 160 [0C]. Po wyjściu materiału z komory zagęszczacza jest on poprzez tuleję rozprężania podawany na prowadnice, gdzie zostaje ochłodzony i zachowuje ostateczny kształt.
IV Wnioski:
Zaprezentowane na ćwiczeniach laboratoryjnych maszyny do scalania materiałów drobnoziarnistych, są urządzeniami o dość prostej konstrukcji, jednak działają efektywnie pozwalając przede wszystkim na recykling wszelakiego rodzaju materiałów. Wszystkie te maszyny składają się z 3 podstawowych zespołów:
- zespół napędzający (silnik, wszelkiego rodzaju sprzęgła i przekładnie)
- zespół roboczy (narzędzia robocze i ich ułożyskowanie)
- zespół podawania materiału
Wszystkie te urządzenia mają tą zaletę że są sterowane poprzez falownik co pozwala na kontrolowanie prędkości i jakości procesów.
a) Prasa walcowa – urządzenie pozwalające na otrzymywanie brykietów z różnego z wszelakiego rodzaju materiałów jak np. materiały pochodzenia kamiennego, czy metalicznego. Niewątpliwą zaletą tego urządzenia są jego niewielki wymiary gabarytowe, ciche działanie możliwość ustawienia rozstawu walców oraz , że posiada ono układ hydraulicznego podparcia walców, który pozwala utrzymać stałą siłę nacisku wywieraną przez walce na materiał przy jednoczesnym zabezpieczeniu urządzenia przed zniszczeniem wskutek nadmiernego oporu materiału obrabianego na rozdrobnienie. Wadą tego urządzenia jest to, istnieje trudność z wymianą walców roboczych, a co za tym idzie ze zmianą kształtu otrzymywanych brykietów.
b) Brykieciarka walcowa.- urządzenie pozwalające otrzymywać brykiety materiałów nie tylko, z twardszych materiałów niż prasa walcowa. Jednak ma dość dużo wad, wynikających z ograniczeń konstrukcyjnych jak np. brak możliwości regulowania rozstawu walców roboczych. Istnieje ogromna trudność z wymianą tych walców. Ponadto brykieciarka ma duże gabaryty.
c) Granulator talerzowy – urządzenie o prostej konstrukcji, lecz bardzo efektywne w działaniu, jest to urządzenie niezastąpione w produkcji wszelkiego rodzaju granul. Jedyne ograniczenia to są związane z tym że, przy zwiększaniu wydajności należy zwiększać gabaryty granulatora, a przede wszystkim stawać większe talerze i rynny zsypowe których wymiana jest uciążliwa.
d) Prasa ślimakowa – urządzenie co prawda prototypowe lecz mogące mieć spore zastosowanie w przemyśle(zwłaszcza w tartakach). Urządzenie jest niewielkich rozmiarów, jak na ten typ urządzeń i łatwe w obsłudze.
Reasumując, wyżej wymienione urządzenia stanowią zaledwie nikłą część z rodziny maszyn do scalania materiałów drobnoziarnistych, lecz znakomicie obrazują zasadę i cel działania takich urządzeń, których eksploatacja może przynosić zyski nie tylko te materialne, ale i zysk w postaci efektywniejszej ochrony środowiska.
agh_mibm