Розробка та дослідження екструзійного преса з стабілізованою швидкістю бруса для виробництва будівельної кераміки

Содержание

Слайд 2

9 грудня 2017 року вступив в силу наказ «Про затвердження Державних

9 грудня 2017 року вступив в силу наказ «Про затвердження Державних

санітарних норм і правил «Про безпеку та захист працівників від шкідливого впливу азбесту і матеріалів і виробів, що містять азбест»». Виробництво шиферу на основі азбесту в Україні більше немає ☹
Міністерство або не розуміє різницю між хрізотілом і амфіболом, або ...
Ну, гаразд, розглянемо альтернативи!
Слайд 3

Найбільш поширена глиняна черепиця виготовляється з пластичних легкоплавких глин. Черепицю виробляють

Найбільш поширена глиняна черепиця виготовляється з пластичних легкоплавких глин. Черепицю виробляють

методами екструзійного формування та штампування (з заготовок, виконаних методом екструзійного формування).

Традиційним альтернативним покрівельним виробом є керамічна черепиця

це Копенгаген

Слайд 4

Процес виробництва керамічної черепиці: - підготовка глиняної суміші (шихти), - формування

Процес виробництва керамічної черепиці:
- підготовка глиняної суміші (шихти),
- формування виробів

(пластичне пресування на стрічковому пресі, або штампування),
- сушка; обпал при температурі 1000 °C.

Суттєвою проблемою процесу формування є нерівномірність опорів (сопротивлений – рус.) тертя глини об поверхню мундштука (центральні частини бруса мають менше перешкод у вигляді сил тертя, ніж периферійні частини). Через це брус роздвоюється. Чим менш пластична глина, тим це помітніше.

Слайд 5

Задача дослідження: з використанням САПР створити 3D-модель бруса при формуванні черепиці

Задача дослідження: з використанням САПР створити 3D-модель бруса при формуванні черепиці

екструзійним методом; експортувати 3D-модель у систему аналізу потоків; провести дослідження на моделі з метою визначення раціональної форми гальмівного елемента; запропонувати критерій оцінки рівномірності руху потоку.

Мета дослідження – запропонувати дієвий спосіб та пристрій для вирівнювання швидкостей руху фрагментів глиняного бруса пластичного стрічкового пресування для зменшення виникаючих напружень у виробі і покращення його якості.

мундштук

брус

Слайд 6

Традиційними стрічковими пресами є або шнекові преси, або поршневі Стрічковий комбінований

                                                                                                                                      

Традиційними стрічковими пресами є або шнекові преси,
або поршневі
Стрічковий комбінований

вакуумний прес СМ-443А
1 - коробка приводу; 2 - система передач; 3 - вал; 4 - станина; 5 - змішувач; 6 - верхній шнек; 7 - вакуум-камера; 8 - нижній шнек; 9 - циліндр; 10 - головка преса
Слайд 7

Поршневий гідравлічний прес УСМ-31 (КРОК-8) для формування черепиці. Якість черепиці залежить

Поршневий гідравлічний прес УСМ-31 (КРОК-8) для формування черепиці. Якість черепиці залежить

в тому числі і від ефективної форми пресової головки та мундштука.

пресова головка

мундштук

І ті, і інші преси у різні роки вироблялися на Харківському заводі «Червоний Жовтень»

Слайд 8

Поршневий прес

Поршневий прес

Слайд 9

Методика моделювання На рис. 3 – приклад моделювання глини у порожнині

Методика моделювання

На рис. 3 – приклад моделювання глини у порожнині

мундштука для екструзійної черепиці.
Геометричною моделлю є об'єм, заповнений середовищем. (конструкційні металеві елементи мундштука не є частиною моделі)
Слайд 10

Відповідно до методу скінченних елементів, весь досліджуваний простір розбивається на певну

Відповідно до методу скінченних елементів, весь досліджуваний простір розбивається на певну

кількість елементарних ділянок (рис. 4), в кожній з яких відповідно до обраної моделі, властивостей речовини, початкових умов та ін. розраховується стан.

До характеристик стану кожного елемента відносяться тиск, швидкість (в обидва напрямки), концентрація, щільність, температура та ін.

Слайд 11

Як середовище застосовано рідину з такими параметрами: молекулярний вага – 280,9

Як середовище застосовано рідину з такими параметрами: молекулярний вага –

280,9 г/моль, густина – 2000 кг/м3, молекулярна в'язкість – 0,0001082 мПа·с, тиск – 101325 Н/м², температура – 363,15 ºС, теплопровідність – 0,6799Вт/(м·K). Модель заснована на рівнянні нерозривності (суцільності) потоку та рівнянні Нав'є-Стокса:
Слайд 12

При моделюванні отримували інтерпретацію результатів у вигляді заливки різних параметрів (найбільш

При моделюванні отримували інтерпретацію результатів у вигляді заливки різних параметрів (найбільш

важливою для нас була швидкість) та графіки швидкостей в осьовому напрямку мундштука.

Крім того, дані ескпортували у табличний редактор з одержанням діаграм швидкостей.
На відео – візуалізація руху глини (інструмент «вспышки») стрілками

Слайд 13

Результат дослідження Запропоновано: Критерієм рівномірності поля швидкостей може бути відношення між

Результат дослідження

Запропоновано: Критерієм рівномірності поля швидкостей може бути відношення

між максимальною (м/с) та мінімальною швидкостями (м/с)
Одним з способів корегування поля швидкостей є застосування гальмівних елементів у ядрі течії. Гальмівний елемент може бути будь–якої форми; він закріплюється на «спицях» на корпусі мундштука.

Його форма повинна забезпечити найменшу різницю швидкостей у вихідному перерізі. Обрана форма гальмівного елемента – обтічна “форма літака”. Завдяки застосуванню гальмівного елемента різниця у швидкостях значно зменшується (порівняння рис. 7 та рис. 5).

Слайд 14

Візуалізація “двомірний графік швидкості”, побудований вздовж осі

Візуалізація “двомірний графік швидкості”, побудований вздовж осі

Слайд 15

Це варіант без гальмівного елемента

Це варіант без гальмівного елемента

Слайд 16

Слайд 17

Нами запропоновано критерій рівномірності швидкості - відношення максимального значення швидкості до

Нами запропоновано критерій рівномірності швидкості - відношення максимального значення швидкості до

середнього значення!!!

Це варіант з гальмівним елементом!

Слайд 18

Заливка “швидкість” у інших перерізах (це лише для загального уявлення о процесі)

Заливка “швидкість” у інших перерізах (це лише для загального уявлення о

процесі)
Слайд 19

Заливка “швидкість” у інших перерізах (це лише для загального уявлення о процесі)


Заливка “швидкість” у інших перерізах (це лише для загального уявлення

о процесі)
Слайд 20

Блакитне - мундштук. Зроблений з поліетилену низького тиску. Зелене - гальмівний

Блакитне - мундштук. Зроблений з поліетилену низького тиску.
Зелене - гальмівний

елемент, спиці і траверса, на яких цей гальмівний елемент тримається. Це все - сталь. Траверса кріпиться на голівці преса.
Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Видно, що гальмівний елемент “закінчується” набагато раніше, ніж закінкується мундштук. Тобто

Видно, що гальмівний елемент “закінчується” набагато раніше, ніж закінкується мундштук. Тобто

глина, пройшовши повз гальмівний елемент, встигає “зрощуватись”; на виході з мундштука у глині немає “дірки” від гальмівного елемента.
Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

Слайд 31

Слайд 32

Слайд 33

Слайд 34

Слайд 35

Слайд 36

Блакитне - мундштук. Зроблений з поліетилену низького тиску. Зелене - гальмівний

Блакитне - мундштук. Зроблений з поліетилену низького тиску.
Зелене - гальмівний

елемент, спиці і траверса, на яких цей гальмівний елемент тримається. Це все - сталь. Траверса кріпиться на голівці преса.
Слайд 37

Запропонований гальмівний елемент у металі (сталь)

Запропонований гальмівний елемент у металі (сталь)

Слайд 38

Висновки: 1) Розроблено та реалізовано модель руху глини у мундштуку стрічкового

Висновки: 1) Розроблено та реалізовано модель руху глини у мундштуку стрічкового

екструзійного преса.
2) Запропоновано спосіб та пристрій у вигляді гальмівного елемента для вирівнювання швидкостей руху фрагментів глиняного бруса пластичного стрічкового пресування для зменшення виникаючих напружень у виробі і покращення його якості.
3) Ефективність пристрою для вирівнювання швидкостей підтверджено візуалізацією швидкостей потоку та порівнянням діаграмам швидкостей.
4) Запропоновано критерій ефективності рівномірності швидкостей у вигляді коефіцієнта, що дорівнює відношенню максимального до середнього значення швидкостей. Підтверджено, що гальмівний елемент здатний зменшити цей коефіцієнт від 1,5 до 1,0.
Слайд 39

Розроблена технологічна лінія виробництва керамічної черепиці

Розроблена технологічна лінія виробництва керамічної черепиці

Слайд 40

Розроблена технологічна схема монтажу

Розроблена технологічна схема монтажу

Слайд 41

Розроблена схема автоматизації і управління обладнанням

Розроблена схема автоматизації і управління обладнанням

Слайд 42

Розрахунок економічної модернізації

Розрахунок економічної модернізації

Слайд 43

Ми впевнені, що запропонований пристрій зможе поліпшити якість виробів пластичного пресування Дякую за увагу Доповідь закінчено

Ми впевнені, що запропонований пристрій зможе поліпшити якість виробів пластичного пресування
Дякую

за увагу Доповідь закінчено
Слайд 44

Штампувальний прес

Штампувальний прес

Слайд 45

Уравне́ния Навье́ — Сто́кса — система дифференциальных уравнений в частных производных

Уравне́ния Навье́ — Сто́кса — система дифференциальных уравнений в частных производных — система дифференциальных уравнений в

частных производных, описывающая движение вязкой ньютоновской жидкости. Уравнения Навье — Стокса являются одними из важнейших в гидродинамикеУравнения Навье — Стокса являются одними из важнейших в гидродинамике и применяются в математическом моделированииУравнения Навье — Стокса являются одними из важнейших в гидродинамике и применяются в математическом моделировании многих природных явлений и технических задач. Названы по имени французского физика Анри НавьеУравнения Навье — Стокса являются одними из важнейших в гидродинамике и применяются в математическом моделировании многих природных явлений и технических задач. Названы по имени французского физика Анри Навье и британского математика Джорджа Стокса. В случае несжимаемой жидкости система состоит из двух уравнений: уравнения движения, уравнения неразрывности. В гидродинамикеВ гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения[1]В гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения[1][2]В гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения[1][2][3]В гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения[1][2][3][4]В гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения[1][2][3][4][5]В гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения[1][2][3][4][5][6]В гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения[1][2][3][4][5][6]. Впервые уравнение Навье — Стокса было получено Навье (1822, несжимаемая жидкость[7]В гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения[1][2][3][4][5][6]. Впервые уравнение Навье — Стокса было получено Навье (1822, несжимаемая жидкость[7]) и ПуассономВ гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения[1][2][3][4][5][6]. Впервые уравнение Навье — Стокса было получено Навье (1822, несжимаемая жидкость[7]) и Пуассоном (1829, сжимаемая жидкость[8]В гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения[1][2][3][4][5][6]. Впервые уравнение Навье — Стокса было получено Навье (1822, несжимаемая жидкость[7]) и Пуассоном (1829, сжимаемая жидкость[8]), которые исходили из модельных представлений о молекулярных силах. Позже феноменологический вывод уравнения был дан Сен-ВенаномВ гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения[1][2][3][4][5][6]. Впервые уравнение Навье — Стокса было получено Навье (1822, несжимаемая жидкость[7]) и Пуассоном (1829, сжимаемая жидкость[8]), которые исходили из модельных представлений о молекулярных силах. Позже феноменологический вывод уравнения был дан Сен-Венаном[9]В гидродинамике обычно уравнением Навье — Стокса называют только одно векторное уравнение движения[1][2][3][4][5][6]. Впервые уравнение Навье — Стокса было получено Навье (1822, несжимаемая жидкость[7]) и Пуассоном (1829, сжимаемая жидкость[8]), которые исходили из модельных представлений о молекулярных силах. Позже феноменологический вывод уравнения был дан Сен-Венаном[9] и Стоксом[10]. В векторном виде для жидкости они записываются следующим образом:
Слайд 46

Просто ЛЮБОПЫТНО, что: в анализе решений уравнений заключается суть одной из

Просто ЛЮБОПЫТНО, что: в анализе решений уравнений заключается суть одной из семи

«проблем тысячелетияв анализе решений уравнений заключается суть одной из семи «проблем тысячелетия», за решение которых Математический институт Клэяв анализе решений уравнений заключается суть одной из семи «проблем тысячелетия», за решение которых Математический институт Клэя назначил премию в 1 млн долларов США. Необходимо доказать или опровергнуть существование глобального гладкого решения задачи Коши для трёхмерных уравнений Навье — Стокса. Нахождение общего аналитического решения системы Навье — Стокса для пространственного или плоского потока осложняется тем, что оно нелинейное и сильно зависит от начальных и граничных условий.
Слайд 47

Закріплення гальмівного елемента на траверсі

Закріплення гальмівного елемента на траверсі

Слайд 48

Розміщення обладнання у дослідницькій лабораторії на заводі “Червоний Жовтень” (м.Харків) Глинозмішувач Гідравлічний прес Стелажі для сушки

Розміщення обладнання у дослідницькій лабораторії на заводі “Червоний Жовтень” (м.Харків)

Глинозмішувач


Гідравлічний прес

Стелажі для сушки

Слайд 49

Преси виробляються на заводі “Червоний Жовтень” (м.Харків)

Преси виробляються на заводі “Червоний Жовтень” (м.Харків)

Слайд 50

Слайд 51

Привод преса від гідростанції

Привод преса від гідростанції

Слайд 52

Асортимент виробів та спосіб укладання черепиці

Асортимент виробів та спосіб укладання черепиці