Материал: Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 2 Технология

где h„p — глубина нарезки на выходе из пресса. Необходимо обратить внимание, что а] имеет положительное направление против часовой стрелки, а2 — по часовой стрелке. Принимая в выражении (4.123) А = sin<p((ga, +tga2) и подставляя выраже­ ние (4.123) в (4.120), получаем уравнение напорности конус­ ного винта:

Для определения давления, развиваемого прессом с конус­ ным винтом, интегрируем выражение (4.124) в соответствии с (4.121):

(4.125)

b

При условии постоянства тср и тр имеем:

308

1п(йпр +AZ)-

пр

[1п(йпр +AZ)-\r\hnp\-

(4.126)

Анализируя полученные выражения для напорности и дав­ ления на выходе пресса для цилиндрического и конического винтов, отметим следующие наиболее важные моменты:

—напорность понижается линейно с уменьшением пре­ дельного напряжения сдвига и увеличением удельной силы внешнего трения о поверхность винта и втулки;

—изменение напорности обратно пропорционально изме­ нению глубины канала (если не учитывать незначительное влияние последнего члена);

—для конусного винта напорность от выходной зоны пресса к загрузочной падает обратно пропорционально изме­ нению глубины канала;

—угол наклона винтовой линии существенно влияет на напорность пресса (рис. 152). До 16...18° падение напорности замедлено, далее оно идет более интенсивно. Угол в уравне­ нии напорности входит в два члена: Tcpcoscp и xJ’A/gip. Первый представляет составляющую напряжения среза, перпендику­ лярную оси винта, т. е. силу, удерживающую массу на рифах. Второй член — составляющая нормального давления реборды, направленная по оси канала винта. На первом участке кривой напорности второй член мал и не вносит существенного вкла­ да в снижение напорности. Затем его роль возрастает и стано­

вится превалирующей;

— диаметр винта не входит непосредственно в уравнение напорности. Но поскольку он при заданной ширине канала определяет угол подъема винтовой линии или, наоборот, при заданном угле — ширину канала, то, заменив одну из этих ве­ личин на диаметр, можно найти, что увеличение диаметра при одинаковой ширине канала приводит к увеличению напорно­ сти пресса;

309

Рис. 152. Зависимость напорности от угла подъема винтовой линии

длине запрессованного канала (при неизменных хср и тц). Для винта с переменной глубиной давление и напорность меняют­ ся в соответствии с выражениями (4.124), (4.126). На рис. 153 представлены графики напорности и давления на выходе в за­ висимости от длины канала напорной зоны. Расчет проводил­ ся для хср = 20 кгс/см2 и тц = 5 кгс/см2. Геометрические пара­ метры винтов: hnp = 2 см, b = 8 см, ф = 16°

Из графиков видно, что напорность конусных винтов с увеличением глубины канала резко падает. Это падение за­ висит от скорости роста глубины канала и определяется зна­ чениями углов ai и а2. Рост давления на выходе из пресса на­ блюдается до определенной величины, для которой напор­ ность еще отлична от 0. Причем, интенсивно возрастает давление на начальном участке. По мере уменьшения напор­ ности винта рост замедляется и для участка Z с нулевой напорностыо на кривых давлений наблюдается максимум (точка перегиба).

310

Рис. 153. Зависимость напорности и максимального давления для различ­

Таким образом, полученные уравнения (4.124 и 4.126) для напорности и давления на выходе из пресса позволяют рас­ считать основные технологические и конструктивные пара­ метры пресса с любой геометрией. Соответствующие уравне­ ния для цилиндрического винта с постоянной глубиной ка­ нала являются частным случаем выражений (4.124) и (4.126) при А = 0.

Получение более точных зависимостей с учетом изменения хср и тц по длине канала возможно при подстановке в выраже­

311

уточненные уравнения напорности и давления можно полу­ чить конкретно для определенного состава.

Результаты экспериментальной проверки выражения на­ порности для пресса ПСВ с различными винтами приведены в табл. 27. В процессе прессования изделий из состава БП-10 производился замер давления датчиками ДЦ-10, установлен­ ными во втулке на расстояниях от головки винта: Р3 — на выходе, Р2 — 155 мм, Pi — 315 мм.

Расчетная напорность принималась по усредненным значе­ ниям тср (8 кгс/см2) и тм (1,7 кгс/см2).

Фактическая напорность определялась отношением усред­ ненного перепада давлений на определенном участке прессую­ щей зоны к длине этого участка. Как видно из таблицы, полу­ чено удовлетворительное совпадение расчетных и эксперимен­ тальных данных, несмотря на то, что взяты средние характеристики пороховой массы по хср и т„. Результаты экспе­ риментов подтвердили возможность использования для инже­ нерных расчетов выражений, определяющих градиент давления в канале винта и, следовательно, давления на выходе пресса.

4.4.3 Производительность шнековых прессов

Полное решение задачи определения производительности пресса возможно при совместном решении трех уравнений:

— уравнение неразрывности

где t — время; g — главный вектор массовых сил; cv — удель­ ная теплоемкость при постоянном объеме; А — термический эквивалент работы; q = —kVT — вектор теплового потока (за­ кон теплопроводности Фурье).

Однако решения данных уравнений в общем виде еще не найдено и возможно в настоящее время только для частных случаев с определенными упрощающими ограничениями.

312

Таблица 27

Результаты экспериментальной проверки математического выражения напорности для пресса ПСВ