Wulkanizacja wyrobów gumowych w formach

z „Technologii Gumy”

Wulkanizacja wyrobów grubościennych

Wulkanizacja wyrobów grubościennych zachodzi w zmiennych temperaturach, a im większa jest ich grubość, tym dłuższy jest czas ogrzewania. Stopień wulkanizacji gumy w zmiennych temperaturach ocenia się zwykle na podstawie równoważnego czasu wulkanizacji – warunkowego czasu trwania wulkanizacji w stałej temperaturze – który należy przeznaczyć, aby otrzymać gumę o tych samych właściwościach w zmiennych temperaturach rzeczywistego procesu wulkanizacji.

Podczas wulkanizacji temperatury na powierzchni i w środku wyrobów grubościennych nie są takie same. Jeśli czas trwania procesu zostanie zdeterminowany warunkami niezbędnymi do zapewnienia określonego stopnia strukturyzacji w środku produktu, wówczas warstwy wierzchnie, zwłaszcza przy efektywnym przekazywaniu ciepła, ulegną silnej nadwulkanizacji. Im wyższa temperatura wulkanizacji i im większa grubość produktów, tym większa jest nadwulkanizacja produktów z powierzchni, ponieważ szybkość nagrzewania produktów nieznacznie wzrasta wraz ze wzrostem temperatury chłodziwa, a szybkość wulkanizacji jest bardzo duża . Aby zmniejszyć niejednorodność właściwości podczas wulkanizacji wyrobów grubościennych, nie należy ich wulkanizować w bardzo wysokich temperaturach. Również podczas procesu nagrzewania nie należy osiągać całkowitej wulkanizacji przedmiotu obrabianego na całej jego grubości. Aby zmniejszyć niejednorodność ogrzewania, należy prowadzić ogrzewanie etapowe lub wstępnie podgrzać mieszankę gumową. Do wytwarzania wyrobów wielowarstwowych otrzymywanych poprzez składanie z różnych części stosuje się mieszanki gumowe o różnej kinetyce wulkanizacji. Mieszanki gumowe przeznaczone do produkcji części wewnętrznych muszą charakteryzować się wysokim współczynnikiem wulkanizacji.

Wybierając sposób wulkanizacji należy wziąć pod uwagę wpływ głównych czynników technologicznych na ten proces, tj. właściwości ośrodka, temperatura i ciśnienie.

Środek wulkanizacyjny

Wyroby gumowe wulkanizuje się w formach metalowych lub bezpośrednio w środowisku chłodziwa. Przy wyborze chłodziw należy znać nie tylko ich właściwości termofizyczne, ale także wpływ na właściwości wyrobów gumowych w kontakcie z nimi.

Przy wyborze medium wulkanizacyjnego brane są pod uwagę również rodzaj produktu, skład mieszanki gumowej, zastosowany sprzęt, specyfika procesu i inne czynniki.

Temperatura

Większość produktów wulkanizuje się w temperaturze 140-170 ºС, a w niektórych przypadkach – 190-220 ºС. Stosując wysokie temperatury, możliwe staje się skrócenie czasu wulkanizacji produktów, a w konsekwencji zwiększenie produktywności sprzętu. Jednakże w przypadku wyrobów grubościennych, wraz ze wzrostem temperatury, należy uwzględnić możliwość nadmiernej wulkanizacji wyrobów z powierzchni, a także nierównomierność ich wulkanizacji na całej grubości. Intensyfikując procesy wulkanizacji należy pamiętać, że czasami wraz ze wzrostem temperatury właściwości (jakość) gumy ulegają pogorszeniu.

Ciśnienie

Wulkanizację gumowych wyrobów technicznych można prowadzić pod nadciśnieniem i bez ciśnienia. Większość wyrobów gumowych wulkanizuje się pod ciśnieniem. Poprawia to wygląd oraz właściwości fizyko-mechaniczne wulkanizatów, a przede wszystkim eliminuje ich porowatość, która jest przyczyną przedwczesnego niszczenia wyrobów w trakcie eksploatacji.

Aby uzyskać produkty wysokiej jakości, mieszanki gumowe należy wulkanizować pod ciśnieniem przekraczającym ciśnienie wewnętrzne panujące w mieszance gumowej.

Aby zapobiec powstawaniu porowatości, do mieszanek gumowych wprowadza się substancje pochłaniające wodę i gazy (gips i tlenek wapnia), które pochłaniają zawartą w mieszance wilgoć, tworząc w miarę stabilne związki chemiczne. Znaczące zmniejszenie powstawania porów obserwuje się w przypadku wstępnego odpowietrzenia mieszanek gumowych podczas procesu formowania w maszynach ślimakowych z odsysaniem próżniowym. Próżniowe mieszanki gumowe można wulkanizować bez ciśnienia.

Podczas wulkanizacji wyrobów z tkaniny gumowej ciśnienie ma duży wpływ na głębokość wnikania mieszanki gumowej w tkaninę; Wraz ze wzrostem głębokości penetracji wzrasta odporność produktu na wielokrotne zginanie. Głębokość wnikania mieszanki gumowej w tkaninę zależy od jej zdolności do rozprzestrzeniania się po podgrzaniu, co z kolei zależy od właściwości oryginalnej gumy i składników tworzących mieszankę.

Wybierając sposób wulkanizacji należy wziąć pod uwagę wpływ głównych czynników technologicznych na ten proces, tj. właściwości ośrodka, temperatura i ciśnienie.

1.3.1 Środowisko. Ponieważ wyroby gumowe wulkanizowane są nie tylko w postaci metalicznej, ale także bezpośrednio w środowisku chłodziwa, przy wyborze tego ostatniego należy znać nie tylko jego właściwości termofizyczne, ale także wpływ na właściwości wyrobów gumowych w kontakcie z nim. Zatem podczas wulkanizacji w środowisku gorącego powietrza tlen powoduje utlenianie gumy, co znacznie pogarsza jej właściwości. Podczas wulkanizacji w środowisku nasyconej pary wodnej, w wyniku kondensacji pary na powierzchni produktu, zmieniają się warunki wymiany ciepła, dlatego możliwa jest nierównomierna wulkanizacja produktu.

Przy wyborze medium wulkanizacyjnego brane są pod uwagę również rodzaj produktu, skład mieszanki gumowej, zastosowany sprzęt, specyfika procesu i inne czynniki.

1.3.2 Temperatura. Zasadniczo temperatura wulkanizacji wyrobów gumowych wynosi 140 – 170°C, w niektórych przypadkach – 190 – 260°C. Wraz ze wzrostem temperatury czas trwania wulkanizacji ulega skróceniu, natomiast w przypadku wyrobów grubościennych wzrasta możliwość nadmiernej wulkanizacji wyrobów z powierzchni i nierównomierności wulkanizacji na całej grubości. Prowadzi to do pogorszenia jakości produktu.

Intensyfikując procesy wulkanizacji należy pamiętać, że czasami wraz ze wzrostem temperatury właściwości (jakość) gumy ulegają pogorszeniu. Zatem kauczuki na bazie kauczuków naturalnych i izoprenowych w temperaturach wulkanizacji powyżej 140°C charakteryzują się gwałtownym pogorszeniem właściwości mechanicznych. Wraz ze wzrostem temperatury wulkanizacji wyrobów z gumowanej tkaniny obserwuje się pogorszenie jakości gumowanej tkaniny, a także spadek siły jej połączenia z gumą.

Podczas wulkanizacji temperatury na powierzchni i w środku wyrobów grubościennych nie są takie same. Jeśli czas trwania procesu zostanie zdeterminowany warunkami niezbędnymi do zapewnienia określonego stopnia strukturyzowania w środku produktu, wówczas warstwy powierzchniowe zostaną silnie nawulkanizowane. Aby zmniejszyć niejednorodność właściwości podczas wulkanizacji wyrobów grubościennych, nie należy ich wulkanizować w bardzo wysokich temperaturach. Przy określaniu czasu trwania wulkanizacji takich produktów należy wziąć pod uwagę, że strukturowanie trwa jeszcze przez pewien czas po zakończeniu ogrzewania pod wpływem pochłoniętego ciepła. Dlatego podczas procesu nagrzewania nie należy osiągać całkowitej wulkanizacji przedmiotu obrabianego na grubość. Aby zmniejszyć niejednorodność ogrzewania, przeprowadza się stopniowe ogrzewanie lub wstępnie podgrzewa mieszaninę gumy. Podczas wulkanizacji masywnych produktów stosuje się programy, które automatycznie obsługują wymagany tryb.

1.3.3 Ciśnienie. Wulkanizacja wyrobów gumowych jest możliwa bez ciśnienia i pod ciśnieniem. Większość wyrobów wulkanizowana jest pod ciśnieniem (0,5 - 5 MPa), co przyczynia się do pogorszenia właściwości fizyko-mechanicznych wulkanizatów, eliminując jednocześnie porowatość wyrobów i poprawiając ich wygląd.

Po podgrzaniu w mieszance gumowej powstaje ciśnienie wewnętrzne w wyniku odparowania wilgoci i uwolnienia substancji gazowych powstających podczas rozkładu przyspieszaczy (zwłaszcza ultra-akceleratorów) lub podczas interakcji kwasów z solami dwutlenku węgla z tworzeniem się substancji lotnych (dwutlenek węgla z kredy lub węglanu magnezu w obecności kwasów stearynowych i innych), a także desorpcja powietrza zaabsorbowanego i zaabsorbowanego mechanicznie. Aby uzyskać produkty wysokiej jakości, mieszanki gumowe należy wulkanizować pod ciśnieniem przekraczającym ciśnienie wewnętrzne panujące w mieszance gumowej.

Aby zapobiec powstawaniu porowatości, do mieszanek gumowych wprowadza się substancje pochłaniające wodę i gazy (gips i tlenek wapnia), które pochłaniają zawartą w mieszance wilgoć, tworząc w miarę stabilne związki chemiczne.

Wstępne odpowietrzenie mieszanek gumowych podczas procesu formowania w maszynach ślimakowych znacznie zmniejsza powstawanie porów i umożliwia prowadzenie wulkanizacji bez ciśnienia.

Właściwy dobór stosowanego ciśnienia jest szczególnie ważny przy wulkanizacji wyrobów wielowarstwowych. Na przykład w przypadku przedwczesnego spadku ciśnienia w komorach gotowania podczas wulkanizacji opon możliwe są defekty spowodowane tworzeniem się gąbczastej gumy i rozwarstwianiem ramy.

Podczas wulkanizacji wyrobów z tkaniny gumowej ciśnienie ma duży wpływ na głębokość wnikania mieszanki gumowej w tkaninę; Wraz ze wzrostem głębokości penetracji wzrasta odporność produktu na wielokrotne zginanie. Głębokość wnikania mieszanki gumowej w tkaninę zależy od zdolności mieszanki do rozprzestrzeniania się po podgrzaniu, co z kolei zależy od właściwości oryginalnej gumy i składników wchodzących w jej skład.

W przypadku istniejącej technologii tryb wulkanizacji jest zwykle opracowywany z wyprzedzeniem metodami obliczeniowymi i eksperymentalnymi, a program procesu wulkanizacji jest ustalany podczas wytwarzania produktów. Aby zapewnić terminową realizację zalecanego reżimu, proces jest wyposażony w narzędzia kontrolne i automatyzujące, które realizują ustalony rygorystyczny program realizacji reżimu wulkanizacji tak dokładnie, jak to możliwe.

Wadami tej metody są niestabilność cech wytwarzanych produktów ze względu na niemożność zapewnienia całkowitej powtarzalności procesu, ze względu na ograniczenia dokładności systemów automatyki i możliwość zmiany trybów, a także zmiany właściwości mieszanki gumowej w miarę upływu czasu.

Opracowano metodę kontroli, która eliminuje wady powyższego. Sposób sterowania procesem wulkanizacji wyrobów gumowych poprzez kontrolę czasu wulkanizacji, znamienny tym, że czas wulkanizacji wyrobów gumowych dobiera się w zależności od czasu uzyskania maksymalnego modułu ścinania mieszanki gumowej podczas wulkanizacji próbek przetworzonej mieszanki gumowej w warunkach laboratoryjnych na reometrze i odchylenie modułu sprężystości gumy wytwarzanych wyrobów od wartości zadanej.

Znana jest metoda pozwalająca na określenie parametrów wulkanizacji już na początkowym etapie procesu. Charakteryzuje się tym, że obejmuje proces wulkanizacji mieszanki gumowej, pobieranie próbek w trakcie procesu oraz przygotowanie próbek do analizy.

Zaproponowana metoda umożliwia określenie minimalnego czasu wulkanizacji mieszanek gumowych pod ciśnieniem, gwarantującego brak porów, poprzez zastosowanie do wulkanizacji masywnej formy próbnej z kulistą wnęką formierską. Powstałą wulkanizowaną próbkę kulistą tnie się po średnicy i jeżeli na nacięciu znajdują się pory, mierzy się minimalny promień strefy powstawania porów. Następnie, korzystając z zaproponowanej zależności, wyznacza się minimalny czas wulkanizacji gwarantujący brak porów. Zaproponowana metoda zapewnia dużą dokładność określenia minimalnego czasu wulkanizacji mieszanek gumowych pod ciśnieniem, gwarantując brak porów. 1 ryc., 1 zakładka.

Wynalazek dotyczy dziedziny wulkanizacji grubościennych wyrobów gumowych, w szczególności wulkanizacji opon, i ma na celu opracowanie sposobów wulkanizacji i zainstalowanie optymalnych trybów pracy sprzętu wulkanizacyjnego. Znana jest metoda określania minimalnego czasu wulkanizacji gumy pod ciśnieniem (GOST 12535-78 „Mieszanki gumowe. Metody określania właściwości wulkanizacyjnych”), zgodnie z którą cienkościenną próbkę wulkanizuje się w zadanej stałej temperaturze, w temperaturze jednocześnie wyznacza się kinetykę wulkanizacji na reometrze Monsanto, a następnie za pomocą reogramu (zależność „moduł dynamiczny M d czas”) wyznacza się czas do osiągnięcia 15% wartości maksymalnej M d, którą przyjmuje się jako minimalny czas wulkanizacji (dalej jako min). Dokładność wyznaczania min tą metodą jest jednak niewystarczająca, gdyż zastosowanie cienkich próbek nie pozwala na uwzględnienie wpływu procesów dyfuzyjnych na powstawanie porów zachodzących podczas wulkanizacji grubościennych wyrobów gumowych. Wynika to z faktu, że lotne produkty reakcji chemicznych powstałe podczas wulkanizacji gumy w cienkich próbkach stosunkowo szybko dyfundują od wewnątrz na powierzchnię, a po usunięciu ciśnienia nawet w próbkach niedostatecznie wulkanizowanych nie obserwuje się porów. Najbliższa technicznie jest metoda wyznaczania minimalnego czasu wulkanizacji mieszanek gumowych pod ciśnieniem, gwarantująca brak porów, w której masywna próbka jest wulkanizowana w formie przy zadanym ciśnieniu, temperaturze i czasie ogrzewania, wulkanizowana próbka wyjmuje się z formy, wycina, wizualnie określa obecność w niej porów i określa równoważny czas wulkanizacji (Zykov M.V. „Technologiczne aspekty intensyfikacji sposobów wulkanizacji opon samochodowych”. Streszczenie rozprawy doktorskiej na stopień kandydata nauk technicznych. Moskwa 1990, s. 7-9, wszedł w języku rosyjskim Biblioteka Państwowa 26.12.90, rej. N 29068T. Wadą metody jest brak dokładności w wyznaczaniu min ze względu na dyskretne zmiany grubości różnych próbek oraz znaczna pracochłonność (wymagana jest seria eksperymentów). Rezultatem technicznym wynalazku jest zwiększenie dokładności wyznaczania minimalnego czasu wulkanizacji mieszanek gumowych pod ciśnieniem, gwarantując brak porów i zmniejszenie pracochłonności metody. Ten wynik techniczny uzyskano poprzez to, że przy zastosowaniu metody wyznaczania minimalnego czasu wulkanizacji mieszanek gumowych pod ciśnieniem, gwarantującej brak porów, masywną próbkę wulkanizuje się w formie przy zadanym ciśnieniu, temperaturze i czasie ogrzewania, zwulkanizowaną próbkę wyjmuje się z formy i tnie, wizualnie określa obecność w niej porów i wyznacza obliczony wskaźnik stopnia wulkanizacji. Według wynalazku wulkanizację masywnej próbki przeprowadza się w formie za pomocą kulistej wnęce formierskiej o średnicy od 10 do 70 mm, powstałą wulkanizowaną próbkę kulistą wycina się średnicowo i jeżeli na wycięciu występują pory, mierzy się maksymalny promień strefy powstawania porów i określa minimalny czas wulkanizacji gwarantujący brak pory, min (rp) zgodnie ze stosunkiem: < r п < R), мм; к - общая продолжительность нагрева резинового образца в пресс-форме, c; K - температурный коэффициент вулканизации, определяющий изменение скорости вулканизации при изменении температуры на 10 o C, выбираемый в пределах 1,6 - 2,4 в зависимости от состава резин и уровня температур, безразмерная величина; t(r п,) - изменение температуры в точке с координатой (r п) по времени (), o C; t экв - постоянная эквивалентная температура, к которой приводятся результаты неизотермической вулканизации, o C; при этом t(r п,) определяют по соотношению t(r п,) = t c ()-, где t c () - изменение температуры среды по времени, o C; - относительная избыточная температура, безразмерная величина;
Proponowaną metodę ilustruje rysunek przedstawiający przekrój średnicowy kulistej próbki gumy. Proponowaną metodę można wdrożyć w następujący sposób. Półfabrykat z mieszanki gumowej umieszczany jest w podgrzanej formie z kulistą wnęką formierską o średnicy 10 - 70 mm, składającą się z 2 symetrycznych dzielonych połówek formy i zawierającą urządzenie prasujące. Półfabrykat prasowany jest pod ciśnieniem P, którego wartość musi wynosić co najmniej 10 N/m2, co przewyższa ciśnienie wewnętrzne lotnych produktów powstałych w procesie wulkanizacji i umożliwia otrzymanie wulkanizatu monolitycznego. Formę z wykrojem gumowym umieszcza się w prasie i przeprowadza się wulkanizację przy zadanym ciśnieniu, temperaturze i czasie ogrzewania, kontrolując je. Temperatura wulkanizacji badanych próbek może mieścić się np. w przedziale 140-200 o C, co obejmuje niemal cały zakres wahań temperatur chłodziw stosowanych przy produkcji opon. Należy także zaznaczyć, że stosowanie temperatur nagrzewania poniżej 140 o C może prowadzić do nieuzasadnionego wydłużenia reżimu wulkanizacji, a stosowanie temperatur przekraczających 200 o C jest w większości przypadków niedopuszczalne ze względu na niewystarczającą odporność temperaturową gumy. Podany zakres zmian wymiarów sferycznej wnęki formującej formy podyktowany jest koniecznością celowego doboru optymalnego czasu trwania trybu wulkanizacji przy danych temperaturach wulkanizacji. Zastosowanie próbki o średnicy większej niż 70 mm doprowadzi do nieuzasadnionego wydłużenia reżimu wulkanizacji, a użycie próbki o średnicy mniejszej niż 10 mm nie zapewnia wystarczającej dokładności w określeniu r p na obserwowanym przekroju , ponieważ dla prawidłowego określenia min (rp) pożądane jest utrzymanie stosunku (R-r p) 3 mm . Po zakończeniu wulkanizacji wyjąć zwulkanizowaną próbkę kulistą z formy, przeciąć ją po średnicy i jeżeli na nacięciu znajdują się pory, zmierzyć maksymalny promień strefy powstawania porów (rp) (patrz rys.), następnie określić minimalną wulkanizację czas gwarantujący brak porów, min (rp) zgodnie ze stosunkiem:

gdzie r p jest maksymalnym promieniem strefy powstawania porów (0< r < R), мм;
k to całkowity czas ogrzewania próbki gumy w formie, s;
K jest temperaturowym współczynnikiem wulkanizacji, który określa zmianę szybkości wulkanizacji przy zmianie temperatury o 10 o C, wybieranym w zakresie 1,6 - 2,4 w zależności od składu gumy i poziomu temperatury, wartość bezwymiarowa;
t(r p,) - zmiana temperatury w punkcie o współrzędnej (rp) w czasie (), o C;
t eq - stała temperatura zastępcza, do której redukują się wyniki wulkanizacji nieizotermicznej, o C. Podana zależność (1) pozwala wyznaczyć zastępczy czas wulkanizacji gumy (A.I. Lukomskaya, P.F. Badenkov, L.M. Kapersha „Thermal basics of wyroby gumowe do wulkanizacji”. Wydawnictwo „Chemia”, Moskwa. 1972, s. 254). W tym przypadku t(r p,) wyznaczane jest zależnością:
t(r p,) = t do ()-, (2)
gdzie t c () jest zmianą temperatury ośrodka w czasie, o C;
- względna nadwyżka temperatury, wielkość bezwymiarowa;
t 0 - początkowa temperatura próbki, o C;
Wartość określa się na podstawie stosunku:

gdzie A n = (-1) n+1 2, (n=1,2,3,...), wielkość bezwymiarowa;
R jest promieniem wulkanizowanej próbki, mm;
n = n, liczby charakterystyczne (n=1, 2, 3...);
F o = (a)/R 2 - (kryterium Fouriera), wielkość bezwymiarowa;
gdzie a jest współczynnikiem dyfuzji cieplnej mieszanki gumowej, m 2 /s;
- aktualny czas wulkanizacji (0< к), с. Приведенные соотношения (2) и (3) с достаточной точностью, позволяют оценить изменение температуры по времени применительно к сферическому резиновому образцу при его нагреве или охлаждении в зависимости от граничных и начальных температур, размеров и теплофизических характеристик материала, из которого он изготовлен (А.В.Лыков "Теория теплопроводности". Гос.изд-во технико-теоретической литературы, Москва, 1952 г., с.98). Причем, для корректного определения мин (r п) на наблюдаемом срезе сферического образца разница между радиусами R и r п должна составлять не менее 3 мм. Это необходимо для того, чтобы избежать влияния краевых эффектов и соответствующих погрешностей, связанных с дифффузией летучих продуктов. Пример. Резиновую смесь на основе СКИ-3 и СКД (70:30 м.ч.) с коэффициентом температуропроводности a = 1,61 10 -7 м 2 /с и начальной температурой t 0 = 20 o C вулканизовали в пресс-форме со сферической формующей полостью диаметром 50 мм (R=25 мм) (до снятия давления, равного 10 H/м 2) в течение = 1200 с при постоянной температуре нагрева t c , равной 155 o C. После снятия давления свулканизованный сферический образец извлекали из пресс-формы, разрезали диаметрально и, при наличии пор на срезе, измеряли максимальный радиус зоны порообразования (r п), равный в рассматриваемом примере 20 мм. Замеры делались на одном образце. Далее мин (r п) рассчитывали как функцию времени вулканизации (), радиуса свулканизованного сферического образца (R), максимального радиуса зоны порообразования (r п), критерия Фурье (F 0), температур (t c , t o , , t(r п,)) при температурном коэффициенте вулканизации K = 2 и t экв = 155 o C в соответствии с приведенными выше соотношениями (1), (2), (3). Данные, необходимые для расчетного определения изменения температуры по времени t(r п,) в контролируемом слое, ее значения и эквивалентные времена вулканизации F(r п,) при заданной эквивалентной температуре t экв = 155 o C, рассчитанные с шагом по времени, равным 300 с, сведены в таблицу. За минимальное время вулканизации исследуемой резиновой смеси под давлением, гарантирующее отсутствие пор, мин (r п) принимаем значение эквивалентного времени вулканизации F(r п,), соответствующее конечному моменту времени нагрева резинового образца к, т.е. мин (r п) = F(r п, к) = 7,7 экв.мин при t экв = 155 o C. Таким образом, применение сферического образца для определения минимального времени вулканизации резиновых смесей под давлением позволяет повысить точность способа за счет использования в качестве исходной характеристики максимального радиуса (r п) зоны порообразования, величина которой может изменяться непрерывно, в широком диапазоне значений, причем при использовании одного образца. Заявленный способ, в отличие от известного, позволяет определить минимальное время вулканизации резиновых смесей под давлением мин (r п), гарантирующее отсутствие пор, при исследовании только одного образца, что значительно снижает его трудоемкость.

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

Ministerstwo Edukacji i Nauki Federacji Rosyjskiej

Federalna Agencja Edukacji

Państwowy Uniwersytet Techniczny w Permie

Katedra KTEI

Praca obliczeniowa nr 2

Obliczanie reżimu technologicznego aplikacji i wulkanizacji

guma wykonana zOcje

Ukończyli: uczeń grupy KTEI-04-1:

Murzina O.A.

Sprawdził: nauczyciel wydziału KTEI

Popow O.A.

Perm 2008

marka kabla: GOST 6598-73

przekrój przewodu: S=6mm2

Napięcie znamionowe: U=3 kV

temperatura pary w rurze wulkanizacyjnej: T P=195°C

1. d pr =0,4mm - średnica drutu;

n=280 - liczba drutów w rdzeniu;

N=7 - liczba pasm; (system skręcania splotów 1+6);

D od = 1,8 mm - grubość izolacji gumowej;

d = 3,98 mm - średnica rdzenia;

2. Typ gumy RTI - 1 zgodnie z OST 16.0.505.015-79; mieszanka gumowa klasy TSH - 35A.

3. Zużycie materiału na 1 m izolowanego rdzenia:

D itp - średnica drutu, mm;

N - liczba drutów w rdzeniu;

N 1 - liczba pasm w żyle;

G - środek ciężkości metalowy rdzeń, g=8, 890kg/ZM 3 ;

Do 1 ,Do 2 - współczynniki uwzględniające skręcenie drutów w żyłę i żył w kabel, Do 1 =1,0 34 , Do 2 =1 ,034 .

D- średnica rdzenia;

Do 5 - współczynnik uwzględniający czynniki technologiczne (nierównomierne nałożenie, wypełnienie pustek pomiędzy drutami), Do 5 =1, 17 ;

S- grubość izolacji.

4. Wybierz sprzęt ANV - 115;

Długość rurki utwardzającej l T= 100 M;

5. Obliczanie zwisu produktu w rurze

Gdzie R- masa 1 m izolowanego rdzenia, kg/m,

G SM 2 ,

l T- długość rury, M,

T- dopuszczalna siła naciągu, Rocznie

gdzie S jest przekrojem przewodnika, M 2 ,

Wytrzymałość na rozciąganie materiału rdzenia, Rocznie,

DO- współczynnik bezpieczeństwa, K =2+3;

D uh- średnica produktu, M.

Warunek nie jest spełniony, dlatego przyjmujemy linię nachyloną.

6. Warunki temperaturowe obróbki gumy na prasie:

7. Wymiary narzędzia:

8. Występy prasowe - Q= 5 kg/min

Prędkość prasowania:

R z- zużycie gumy na 1 m, kg/m .

DO T- współczynnik technologiczny, DO T=0,7 ? 0,8

Kabel zasilający z izolacją wulkanizacyjną

9, Charakterystyka termofizyczna kondensatu w danej temperaturze:

Ciepło parowania - R= 876 10 3 J/kg,

Gęstość - =876 /M 3 ,

Przewodność cieplna - =0,67 W/m°C,

Lepkość kinematyczna kondensatu

przy temperaturze pary (ustawionej) - =0,16 6 10 -6 M 2 /Z.

10. Współczynnik przenikania ciepła na powierzchni izolowanego rdzenia - , W/m 2 Z(rura pozioma)

Gdzie DO N- współczynnik uwzględniający chropowatość powierzchni izolacji DO N=0,80 ? 0,85 ;

T Z- średnia temperatura ścian,

gdzie T r jest temperaturą gumy opuszczającej głowicę, Z;

G- przyśpieszenie grawitacyjne, SM 2 ,

mi T- współczynnik uwzględniający zależność właściwości termofizycznych kondensatu od temperatury

Specyficzna przewodność cieplna kondensatu w T N I T Z odpowiednio, W/m Z; =0,685W/m°C

MM Z- lepkość bezwzględna kondensatu w T N I T Do odpowiednio, M=140, M Z=201 ,

11. Do określenia czasu wulkanizacji posłużymy się metodami numerycznymi. Obliczenia dokonuje się w programie (załącznik nr 1).

12. Intensywność wulkanizacji zewnętrznych warstw gumy nie zależy od czasu i określa się ją na podstawie wyrażenia

Gdzie T uh- temperatura początku intensywnej wulkanizacji.

mi maks maksymalny dopuszczalny efekt wulkanizacji ( 36000 s),

Znajdźmy maksymalny dopuszczalny czas przebywania izolacji w rurze wulkanizacyjnej

14. Obliczanie zależności intensywności wulkanizacji w punkcie o promieniu R- U R(T) od czasu:

Gdzie DO V=2 - współczynnik temperaturowy wulkanizacji gumy.

Do większości opon T uh=143 Z- temperatura początku intensywnej wulkanizacji.

Następnie efekt wulkanizacji określa się ze wzoru

N - liczba odstępów wzdłuż osi T,

Gdzie DO 0 =1,16 - współczynnik uwzględniający dodatkową wulkanizację gumy w początkowym okresie chłodzenia (na wewnętrznej powierzchni izolacji temperatura podczas chłodzenia spada do 143 Z nadgodziny).

15. Prędkość przejścia izolowanego rdzenia przez rurę wulkanizacyjną:

16. Podaj wymiary bębna odbiorczego i oblicz długość izolowanego rdzenia na bębnie ( L, M).

Bęben stosowany jest z wymiarami bębna wyjściowego dla skręcarki ogólnej (3+1) AVM -2400/1800

Gdzie D w- średnica szyjki bębna, mm;

D- średnica wzdłuż izolacji (ekranu), mm;

l- długość szyjki bębna, mm;

D 1 - średnica nawinięcia produktu na bęben, mm;

D 1 = D sch- (4 ? 6) D=1 200 - 4 7,58 = 2370 mm,

Gdzie D sch- średnica policzka bębna,

.

Rozgromienie:

* Uwaga: Warunki temperaturowe obróbki gumy:

1 naciśnięcie 1 strefa - 60 Z

2 strefa - 80 Z

Temperatura głowy - 90 Z

Temperatura TPG - 80°C

Temperatura pary - 195°C

Opublikowano na Allbest.ru

Podobne dokumenty

Obliczanie reżimu technologicznego nakładania osłon ochronnych na kabel zasilający przy zadanych parametrach. Konstrukcja poduszek i grubości nominalne. Szerokość i maksymalny dopuszczalny skok uzwojenia taśmy pancernej. Obliczanie parametrów nawoju taśm papierowych i plastikowych.

test, dodano 02.02.2011


Przegląd postępów w technologii kablowej i konstrukcji kabli zasilających. Obliczanie elementów konstrukcyjnych kabla: przewodnik, izolacja; parametry elektryczne i termiczne kabla. Zależność prądu zwarciowego od czasu zadziałania zabezpieczenia.

praca na kursie, dodano 06.04.2009


Obliczanie pola przekroju poprzecznego i kształtu rdzenia przewodzącego prąd. Ocena zależności natężenia pola elektrycznego od grubości warstwy izolacyjnej. Wyznaczanie parametrów elektrycznych kabla. Obliczanie oporów cieplnych elementów konstrukcyjnych i otoczenia.

praca na kursie, dodano 01.10.2015


Zastosowanie izolacji z nowoczesnych materiałów poliolefinowych poddawanych wulkanizacji do kabli elektroenergetycznych. Pogorszenie właściwości mechanicznych w temperaturach bliskich temperatury topnienia. Podstawowe metody sieciowania materiałów termoplastycznych.

prezentacja, dodano 11.07.2013


Zastosowanie izolacji z nowoczesnych materiałów poliolefinowych poddawanych wulkanizacji do kabli elektroenergetycznych. Przetwarzanie polietylenu na poziomie molekularnym. Metody sieciowania materiałów termoplastycznych. Kable w izolacji z polietylenu usieciowanego.

prezentacja, dodano 20.07.2015


Zadaniem obliczenia modu jest określenie charakterystycznych parametrów modu, niezbędnych danych początkowych i głównych etapów. Cechy metody obliczania trybu przy zadanym napięciu na końcu i na początku linii elektroenergetycznej, ich różnice, interpretacja wyników.

prezentacja, dodano 20.10.2013


Główny cel pakiet oprogramowania„Kosmos” – rozwiązywanie problemów planowania krótkoterminowego i zarządzania operacyjnego w oparciu o informację telemetryczną. Obliczanie stanu ustalonego i ocena stanu trybu systemu elektroenergetycznego z wykorzystaniem danych telemetrycznych.

praca na kursie, dodano 26.02.2012


Lokalizacja gospodarstwa i informacje ogólne, organizacyjne i ekonomiczne. Dobór urządzeń technologicznych i energetycznych. Obliczanie ogrzewania i wentylacji. Opracowanie schematu automatyzacji reżimu temperaturowego i zasilania obory.

teza, dodana 25.07.2011


Pionowe podgrzewacze wody sieciowe. Obliczanie średniej temperatury wody. Wyznaczanie pojemności cieplnej wody, strumienia ciepła odbieranego przez wodę. Współczynnik przenikania ciepła od ścianki rury. Parametry termofizyczne kondensatu w średniej temperaturze kondensatu.

praca na kursie, dodano 28.11.2012


Funkcje obliczania parametrów obwodu zastępczego linii elektroenergetycznych. Specyfika obliczania trybu pracy sieci z uwzględnieniem baterii kondensatorów. Wyznaczanie parametrów trybu pracy sieci elektrycznej metodą iteracyjną (metoda kolejnych przybliżeń).