ВВЕДЕНИЕ

В условиях рыночной экономики предприятие по переработке полимерных материалов сможет оставаться конкурентоспособным лишь в том случае, если будет использовать современную технологию производства, прогрессивное оборудование минимальной металлоёмкости и затрачивать на производство минимальное количество энергоресурсов.

Перевооружение производства предусматривает привлечение существенных инвестиций. Более целесообразным, по нашему мнению, в сложившихся экономических условиях будет модернизация существующего оборудования путём замены его основных рабочих узлов и деталей на новые, спроектированные на основе современных методов расчёта, учитывающих минимизацию их массы и качество конечного продукта.

Базовым оборудованием для получения штучных изделий, определяющих технологическую мощность предприятия и качество продукции, являются прессовое и литьевое оборудование: гидравлические прессы колонного, рамного и челюстного типов; литьевые машины горизонтального и вертикального типов. Основными элементами этих машин являются: станины прессов различных типов конструкций; обогреваемый (охлаждаемый) материальный цилиндр; червяк, вращающийся относительно своей оси и движущийся поступательно вдоль неё, создавая высокое давление литья (впрыска).

Станины, материальные цилиндры и другие несущие узлы прессового и литьевого оборудования должны обладать достаточными прочностными характеристиками и выдерживать расчётные силовые нагрузки.

Базовым оборудованием для получения рулонных материалов, определяющих производительность линии и качество полученных изделий, являются смесительное и валковое оборудование: Резиносмеси-тели периодического (PC) и смесители непрерывного действия (СН); вальцы и каландры. Основными рабочими органами этих машин являются: обогреваемые (охлаждаемые) валки, вращающиеся навстречу друг другу с одинаковыми или различными окружными скоростями, оси которых расположены в горизонтальной плоскости; смесительные органы (роторы, шнеки), вращающиеся навстречу друг другу или в разные стороны с одинаковыми или различными окружными скоростями, оси которых расположены в горизонтальной плоскости.

Валки, станины, смесительные камеры, материальные цилиндры и другие несущие узлы смесительных и валковых машин должны обладать достаточными прочностными характеристиками и выдерживать расчётные силовые нагрузки.

Базовым оборудованием для получения различных длинномерных изделий, определяющих технологическую мощность предприятия и качество полученных изделий, являются экструзионное оборудование: червячные машины, червячные прессы, экструдеры, инжекционные части литьевых машин. Основными элементами этих машин являются: обогреваемый (охлаждаемый) материальный цилиндр; червяк, вращающийся относительно своей оси, создавая высокое давление профилирования перерабатываемого материала.

Материальные цилиндры и другие несущие узлы экструзионного оборудования должны обладать достаточными прочностными характеристиками и выдерживать расчётные силовые нагрузки.

В учебном пособии представлены новые методы расчёта, приведены алгоритмы и программное обеспечение, позволяющие производить автоматизированный расчёт и проектирование конструкций прессового, литьевого, смесительного, валкового и экструзионного оборудования. С их помощью можно рассчитать конструктивные параметры основных тяжелонагруженных деталей при условии минимальной их массы и ограничениях на прочность материала (жёсткость, устойчивость конструкции).

Разработанные авторами методики инженерной оптимизации основываются на теоретических и экспериментальных исследованиях процессов пластикации, смешения и диспергирования высоковязких полимерных композиций и резиновых смесей в одно- и двухшнековых экструдерах, пластикации на валковых машинах, а также на базовых теориях прочности и более точных расчётных моделях, построенных для процесса оптимизации конструкций основных тяжелонагруженных элементов прессового, литьевого, валкового, смесительного и экструзионного оборудования.