Основы проектирования и конструирования (стр. 17 из 53)

где М - масса пресса, кг;

p - усилие, развиваемое прессом, кН;

q - расстояние между плитами, м;

b и l - соответственно ширина и длина плиты, м;

п - количество этажей у пресса.

Результаты расчета критерия материалоемкости приведены ниже в таблице 2.5 Динамика показателя говорит о наличии тенденции к снижению удельной металлоемкости прессов. Снижение материалоемкости вулканизационных прессов за последние двадцать лет достигнуто, благодаря двум мерам: переходу на использование в приводе насоса электродвигателей новой серии и изготовлению сварной рамы пресса из листа толщиной 24 мм вместо 25 мм.

Замена электродвигателя явилась следствием научно-технического прогресса в электротехнической промышленности. Отсутствие теоретической проработки узла привода непосредственно разработчиками прессов доказывается достаточно бессистемным варьированием мощностью привода, что видно из таблицы 2.4

Сегодня нет экспериментального материала, позволяющего оценить перспективы дальнейшего облегчения рамы пресса. Дело в том, что лимитирующим фактором является не прочность рамы, расчет которой достаточно разработан, а жесткость, величина которой влияет на толщину выпрессовки. В настоящее время нет данных, позволяющих четко установить допустимый минимум жесткости рамы и, соответственно минимальные толщины ее элементов.

Сложность заключается в том, что величина выпрессовки зависит не только от жесткости рамы, но также от величины удельного давления на плиту, точности дозирования резиновой смеси в форму, состава смеси, размеров резинового изделия.

Поэтому гарантировать сохранение темпов снижения удельной материалоемкости затруднительно.

Критерий производительности пресса определяют по формуле:

где z - количество циклов, выполняемых прессом в течение часа.

где

- продолжительность одного цикла, с

где

- время смыкания плит, с;

- продолжительность тепловой обработки изделия (нагрева и вулканизации), с;

- время размыкания плит, с;

- время перезарядки, с.

Продолжительность тепловой обработки изделия

зависит от состава резиновой смеси, размеров изделия, температуры плит. Как следует из табл.2.4, она может варьироваться в пределах от 120 до 3600 с. Соответственно, в определенных пределах будет варьироваться и критерий производительности.

Продолжительность перезарядки зависит от наличия и конструкции перезарядчика, конструкции пресс-форм, размеров РТИ и, соответственно, количества изготавливаемых за один цикл изделий. При ручной перезарядке по технологии, принятой на Тамбовском заводе асбестовых и резинотехнических изделий, средняя полная продолжительность перезарядки составляет 15 минут.

Критерий электроемкости (модификация удельного расхода электроэнергии) можно рассчитать как отношение суммарной установленной мощности привода насоса и электронагревателей к критерию производительности

Результаты расчета перечисленных критериев приведены в табл.2.5

Таблица 5

Критерии развития гидравлических вулканизационных прессов с электрообогревом плит

Модель пресса	Год выпуска	Критерий материалоемкости, кг/м³ МН	Критерий производительности МН×м³	Критерий электроемкости, кВт/МН×м³
ВП9024М	1963	0,17×10⁵	0,958-0,218	15,4-67,8
160-600-Э4	1974	0,175×10⁵	0,999-0,228	20,2-88,6
250-600-Э4	1974	0,095×10⁵	1,56-0,356	14,87-65,16
250-600-4Э	1980	0,094×10⁵	1,56-0,356	14,4-63,2
250-600-4Э	1983	0,094×10⁵	1,457-0,356	19,56-80,2
250-600-4Э	1987	0,084×10⁵	1,56-0,356	23-100,8
250-600-4Э	1988	0,088×10⁵	-	-
250-600-4Э	1990	0,084×10⁵	1,457-0,356	28,48-116,5
250-600-4Э	1992	0,094×10⁵	1,457-0,356	28,48-116,5

Данные таблицы 2.5, в частности, ее последнего столбика, трудно комментировать, не зная технологии процесса вулканизации резины. Дело в том, что повышение мощности электронагревателей плит вызвано необходимостью повышения температуры вулканизации. Известно, что повышение температуры вулканизации (когда состав резины допускает такую возможность) на 10 градусов увеличивает скорость процесса вдвое. Таким образом, рост расхода энергии в единицу времени приводит к более быстрому росту производительности машины.

Таким образом, анализ критериев развития технического объекта позволяет:

оценить технический уровень данного объекта;

лучше понять особенности технологии эксплуатации технического объекта;

понять тенденции и направления совершенствования технического объекта и прогнозировать темпы этого совершенствования.

Литература к теме 2

1. Показатели технического уровня и качества изделий химического машиностроения. Методические разработки для студентов специальностей 060800, 170500, 330200 Сост. Капитонов Е.Н., Таров В.П. - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2001. - 27с.

3. Описание ТО на основе системного подхода

3.1 Некоторые основные понятия техники

Результатами инженерного творчества являются новые более совершенные технические объекты и технологии.

Техническим объектом называется созданное человеком, реально существующее устройство, предназначенное для удовлетворения определенной потребности.

Любой из элементов устройства (агрегат, блок, узел, деталь) тоже является техническим объектом, т.е. можно говорить об иерархии технических объектов. Отсюда понятие системы, подсистемы, надсистемы.

Обработка вещества, энергии или сигналов представляет собой выполнение с помощью ТО некоторой четко определенной последовательности операций.

В связи с этим технологией называют способ, метод или программу преобразования вещества, энергии или информационных сигналов из заданного начального состояния в заданное конечное состояние с помощью определенных ТО.

3.2 Описание ТО. Методы декомпозиции

Каждый ТО может быть представлен описаниями, которые по мере проработки ТО становится все более детальными и полными. Эти описания характеризуются следующими свойствами:

каждое последующее описание является более детальным по сравнению с предыдущим;

каждое последующее описание включает в себя предыдущее.

Таким образом, можно говорить об иерархии описаний.

3.2.1 Потребность

Самое первое описание - потребность (человека) или функция ТО. Это краткое описание назначения ТО или цели его создания, которое должно включать следующую информацию: наименование действия (Д); объект или предмет обработки, на который направлено это действие (G); особые условия и ограничения (Н).

Суть можно понять из следующих примеров.

ТО	Д	G	H
мельница	размалывает	зерно	на муку
выпарной аппарат	выпаривает	морскую воду	для получения пресной воды
термометр	измеряет	температуру среды	-
путепровод	обеспечивает движение	автомобиля	через препятствие
транспортер	перемещает	груз	-
грузовой автомобиль	перевозит	груз	-
поезд	перевозит	груз	-
самолет	перевозит	груз	-
теплоход	перевозит	груз	-
телега	перевозит	груз	-

Примеры, приведенные в таблице, показывают, что уже на первом, самом поверхностном этапе анализа ТО выявляется необходимость творческого подхода, поскольку одна и та же функция может осуществляться с помощью различных ТО.

Это относится к любой технологической задаче. Пресную воду из соленой помимо выпаривания в аппаратах самых различных конструкций с последующей конденсацией образующегося пара, можно получить вымораживанием или электродиализом; измельчать твердые материалы можно в мельницах различных конструкций, в дробилках, пневматических измельчителях и т.д.

Резать стальные заготовки из листа можно на гильотинных ножницах, автогенной резкой, электродуговой резкой, струей плазмы и т.д.

Поэтому уже выполнение первого этапа анализа ТО заставляет задумываться о выборе первоначально нескольких прототипов для последующего анализа.

3.1.2 Техническая функция

На втором этапе описания определяется техническая функция, которая в дополнение к описанной выше потребности включает физическую операцию (физическое превращение, преобразование), с помощью которой реализуется потребность.