Изменение давления прессования по длине матричного канала

Изменение давления прессования по длине матричного канала зави­сит от сил трения брикетной лентой в канале и стенками матрицы, а так­же размеров букеля.

Рассмотрим распределение давления по длине канала в момент, когда давление прессования на торце штемпеля достигает максимально­го значения (рис. 73, б), т.е. в момент начала проталкивания вновь сформированного брикета. В этот момент полученные ранее брикеты в канале повторно сжались на величину их упругого расширения.

Разделим матричный канал по длине на три участка (рис. 73, а) .
На участке канала длиной l _0-1 сопротивления прессованию создаются только силами трения между брикетной лентой и стенками матрицы.

По аналогии с формулой (2.77) имеем

p/р₀ = , (2.92)

где р — текущее по длине канала на участке 0 — 1 значение давления прессования; р₀ — давление в устье пресса, создаваемое сопротивле­нием перемещению брикетной ленты по охладительным лоткам; H — расстояние от устья пресса до рассматриваемой точки канала.

В точке 1 давление прессования

. (2.93)

Для упрощения вывода пренебрегаем уменьшением сил трения на этом участке канала, вызванным увеличением поперечного сечения в обратном букеле.

Если вырезать призму толщиной dН на участке канала 1—2, (рис. 73, б), то кроме сил бокового распора, за счет букеля возника­ет дополнительное нормальное к стенке давление εр, действующее на боковую поверхность 2аdН/cosα (наклонные участки имеют только верхняя и нижняя матрицы), где а – ширина матрицы.

Тогда, под действием усилия прессования возникнут силы бокового распора, обусловленные наличием букеля,

,

составляющая этого усилия вдоль оси канала (как составляющая реа­кции стенок канала на брикет),направленная навстречу движению штем­пеля

и сила трения [как и на участке 0 - 1(см. вывод формулы (2.75)]

.

В связи с малым углом считаем, что все эти силы направлены вдоль продольной оси канала.

Условие равновесия элементарного слоя толщиной имеет вид

. (2.94)

Отсюда

. (2.95)

Подставляя значение , получаем

. (2.96)

По аналогии с уравнением (2.96) имеем для участка

(2.97)

На рис. 72 р _тр – давление прессования, обусловленное силами тре­ния.

Таким образом, приращение давления прессования, вызванное су­жением канала, составляет

(2.98)

где l _1-2 = h _бук – длина букеля; h _бук – высота букеля.

Согласно полученной формуле (2.98) видно, что р _бук зависит от величины h _бук – дополнительной деформации брикета в букеле и не зависит от длины канала, на который эта деформация совершается. Рассмотрим, как изменя-ется давление на брикет при его пере­мещении по каналу пресса (рис. 75).

При уплотнении сушенки давление прессования изменяется по кри­вой АВ и достигает максимального значения p _max= p _в. Ранее сформированные брикеты неподвижны. Затем движущая сила штемпеля превышает суммарное сопротивление брикетов в матрице и на охладительных лотках и начинается перемещение всей брикетной ленты. Давление прессования уменьшается (коэффициент трения движения меньше коэффициента покоя) до значения p _c=0,35 p _в в передней мертвой точке хода штемпеля. При обратном ходе вследствие упругого расширения создается давление со стороны брикетов на штемпель, которое уменьшается (кривая CD) до минимального значения, равного осевому остаточному давлению p _о.ост. в точке D (рис. 75) – в момент потери контакта между брикетами и штемпелем. Величина упругого расширения – h ₂.

В следующем цикле прессования при уплотнении последующей порции сушенки (по кривой AВ) давление на торец рассматриваемого бри­кета вновь увеличится (кривая DЕ) до значения . Затем при пов­торном проталкивании давление прессования снова падает (кривая ЕF). Поскольку уменьшение этого давления вызывается теми же причинами, как и для вновь образуемого брикета, то можно предположить, что = 0,35 . При отходе штемпеля брикетная лента повторно расши­ряется, но давление на данный брикет p_G больше, чем p_D = p _о.ост.

Рис. 75. Изменение давления на брикет (торф) со стороны штемпеля при его перемещении по матричному каналу

При последующих циклах прессования по мере продвижения по каналу брикет подвергается действию пульсирующей нагрузки, мак­симальная величина которой в каждом цикле изменяется по зависимости I - I (рис. 75)

, (2.99)

где Н – расстояние от устья до рассматриваемой точки канала.

В каж­дом цикле прессования в конце проталкивания брикетной ленты нагруз­ка на рассматриваемый брикет уменьшается до величины, составляющей 0,35 максимальной – зависимость II - II (рис. 75)

. (2.100)

Сопротивление упругому расширению брикетов в сторону штемпеля по мере передвижения рассматриваемого брикета по матричному каналу пресса возрастает в связи с увеличением их числа и соответственно увеличением препятствия этому расширению зависимость III-III (рис. 75). В т. I давление на штемпель при упругом расширении по аналогии с (2.99)

, (2.101)

где l _к и h ₂ - соответствующие размеры матричного канала.

В точке I зависимость II - II и III - III пересекаются p_{II - II} = p_{III - III} и

можно записать

.

Величиной h ₂ = 0,2 H _бр можно пренебречь, тогда

. (2.102)

Отсюда длина матричного канала, на которой происходит

многократная деформация брикетов

Число повторных сжатий, которым подвергается каждый брикет,

, (2.104)

где H ₂ – толщина брикета в сжатом состоянии.