Федеральное агентство по образованию.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования.

Санкт-Петербургский государственный технологический

университет растительных полимеров

Курсовой проект

Прессовая часть БДМ с разработкой гранитного вала для производства офсетной бумаги Q=300т/сут.

Санкт-Петербург

2009


Содержание

1 Композиция и показатели для офсетной бумаги

2 Современные представления о процессе обезвоживания, в прессовой части. Пути интенсификации обезвоживания в прессовой части

3. Выбор чистообрезной ширины бумагоделательной машины. Расчет рабочей скорости и скорости машины по приводу. Расчет скорости прессов

4. Выбор конструкции и размеров валов

5. Расчет обезвоживания в прессовой части

6. Расчет гранитного вала пресса

7.Расчет мощности, потребляемой наиболее нагруженным прессом. Выбор электродвигателя

8.Выбор и проверка подшипников отсасывающего вала


1 Композиция и показатели для офсетной бумаги

 

ГОСТ 9094–83 распространяется на бумагу, предназначенную для печатанья иллюстрационно-текстовых изданий и изобразительной продукции офсетным способом.

Стандарт устанавливает требования к офсетной бумаге, изготовляемой для нужд народного хозяйства и поставляемой на экспорт.

Установленные настоящим стандартом показатели технического уровня предусмотрены для высшей и первой категории качества.

1.1      Марки и размеры

1.1.1  Бумага должна выпускаться следующих номеров и марок:

№1 марок А, Б, В;

№2

1.1.2  Бумага должна выпускаться в рулонах и листах.

Бумага №1 марки В массой бумаги площадью 1 м2 220 и 240 г выпускается в листах, по согласованию с потребителем – в рулонах.

Размеры листовой бумаги ширина рулона, предельные отклонения по размерам и косине должны соответствовать ГОСТ 1342–78.

1.1.3  Диаметр рулона должен быть (850±50) мм. По согласованию с потребителем допускается изготовление рулонов бумаги диаметром до 1100 мм.

1.2      Технические требования

1.2.1  Бумага должна изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим регламентам, утвержденным в установленном порядке.

1.2.2  Показатели качества офсетной бумаги первого сорта должны соответствовать нормам, указанным в таблице.

1.2.3  В композиции бумаги должен применяться каолин с белизной не менее 80% по ГОСТ 19285–73 и другой нормативно технической документации.

В композиции бумаги №1 марки Б при массе бумаги площадью 1 м2 60 г. должна применяться окись титана по ГОСТ 9808–84.

1.2.4  В листовой бумаги большая часть листа должна совпадать с машинным направлением.

1.2.5  Обрезок листовой и рулонной бумаги должен быть чистым и ровным.

1.2.6  Просвет бумаги должен быть равномерным и соответствовать образцу, согласованному между изготовителем и потребителем.

1.2.7  Бумага должна обладать хорошим восприятием печатной краски, иметь прочную поверхность и не должна пылить при печатанье.

1.2.8  Заметная разнооттеночность бумаги в одной партии не допускается.

1.2.9  Намотка бумаги должна быть равномерной по всей ширине рулона.

1.2.10            В бумаге не допускаются: складки, морщины, волнистость, залощенность, грязные и просвечивающие пятна, разрыв кромки и дырчатость.

В рулонной бумаге допускаются малозаметные морщины, залощенность, пятна, которые не могут быть обнаружены в процессе перемотки, если показатель этих внутренних дефектов, определенный по ГОСТ13525,5-68, не превышает: для бумаги №1 – 1,0%; №2 – 1,5%.

1.2.11            Число склеек в рулоне бумаги, поставляемой на экспорт, и высшей категории качества, предназначенной для печати на рулонных машинах, не должно превышать одной; бумаги первой категории качества, предназначенной для печати на рулонных машинах - двух; в бумаге, предназначенной для печати на листовых машинах - трех.

В партии бумаги высшей категории качества, предназначенной для рулонной печати, допускается не более 10 % рулонов со склейками.

1.2.12            Концы полотна бумаги в местах обрывов должны быть прочно склеены по всей ширине рулона без склейки смежных слоев. Ширина места склейки должна быть не менее 10 мм. Расстояние от кромки до места склейки с каждой стороны не должно превышать 10 мм.

Место склейки должно быть отмечено цветными сигналами, видимыми с торца рулона.

1.2.13            Бумага первой категории качества должна переводиться во второй сорт при наличии в рулоне или кипе бумаги не более трех перечисленных ниже отклонений от норм:

Увеличение допускаемых отклонений по массе бумаги площадью 1 м2 не более чем на 3%;

Увеличение допускаемых отклонений по плотности не более чем на ±0,02г/см2;

Снижение норм разрывной длины не более чем на 10%;

Снижение нижнего или повышения верхнего предела зольности не более чем на 10 %;

Увеличение норм сорности не более чем на 15 %;

Увеличение внутрирулонных дефектов не более чем на 1 %;

Увеличения числа склеек в рулоне бумаги, предназначенной для печати на рулонных машинах – до трех, листовых машинах – до четырех.

Наименование показателя
Машинной гладкости Калландри-рованая
Высшей категории качества Первой категории качества Первой категории качества

1. Состав по волокну, %:

Целлюлозы беленой сульфитной по ГОСТ3914–74 марки А–1 не более

Целлюлозы беленой сульфатной лиственной по нормативно-технической документации, не менее

Массы древесной белой по ГОСТ 10014–73, не менее

60

40

70

30

70

30

2. Масса бумаги площадью 1 м2, г.

3. Плотность г/см3:

0,75-0,85 0,75-0,85 0,80-0,90

4. Разрывная длинна не менее:

В машинном направлении бумаги, предназначенной для рулонной печати

В среднем по двум направлениям бумаги, предназначенной для листовой печати

3700

3500

2300

3500

2500

5 Сопротивление излому (число двойных перегибов в поперечном направлении), не менее 7 7 8
6 Степень проклейки, мм 1,25–1,75 1,25–1,75 1,25–1,75

7 Белизна %, не менее

без оптически отбеливающего вещества

с оптически отбеливающим веществом

80

78

83

78

83

8 Разница значений белизны по сторонам бумаги с оптически отбеливающим веществом, %, не более 2,0 2,0
9 Зольность, % 10–14 10–14 10–14
10 Гладкость, с 40–80 30–80 80–150
11 Линейная деформация бумаги для листовой печати, %, не более +2,2 +2,2

12 Сорность (число соринок на 1м2 площадью от 0,10 до 0,50 мм2), не более

100 120 100
13 Влажность, %: 6,0±1,0 6,0±1,0 6,0±1,0
14 Стойкость поверхности к выщипыванию, м/с, не менее 1,8 1,7 1,7
2 Современные представления о процессе обезвоживания, в прессовой части. Пути интенсификации обезвоживания в прессовой части

В последние годы были проведены значительные работы в области прессования бумаги. Основные исследования были направлены на изучение процесса удаления воды из бумажного полотна на отсасывающих прессах и на установление роли прессового сукна.


DSC00551.JPG

Рис. 1 Фазы удаления воды на прессах:

1 – гранитный вал; 2 – полотно бумаги; 3 – сукно; 4 – обрезиненный вал; I – IV – фазы прессования

В настоящее время весь период прохождения полотна через зону контакта валов делят на четыре периода или фазы. В I фазе полотно проходит на сукне путь от места соприкосновения сукна с нижним валом до входа в зону контактов валов; во II фазе – от места поступления полотна бумаги и сукна в зону контакта до ее середины; в III фазе - от середины зоны контакта до выхода из нее бумаги и сукна; в IV фазе – от места выхода бумаги и сукна из зоны контакта до точки отрыва сукна от вала. Иногда рассматривают лишь три первые фазы. При входе в зону контакта валов бумага и сукно сжимаются. Наибольшую деформацию сжатия испытывает сукно. Когда бумага достигает точки насыщения, в ней создаются гидравлические силы и образуется градиент гидравлического давления между бумагой и сукном, вызывающий перемещение воды.

В обычном процессе с гладкими валами существует два градиента давления: вертикальный – по толщине бумаги и сукна, и горизонтальный, вызывающий перемещение воды по сукну в обратную сторону движения сукна.

В обычном процессе скорость фильтрации по сукну против его движения должна быть больше скорости машины. Только в этом случае вода будет удаляться на нижний вал пресса. Отжимаемая вода образует перед входом в зону контакта валов водяной клин. Полотно бумаги перед поступлением в пресс дополнительно увлажняется, перепад гидравлического давления между полотном и сукном уменьшается из-за повышения гидравлического противодавления в сукне. Повышение давления прессования на обычных прессах при высокой скорости машины вызывает дробление (раздавливание) полотна.

Для интенсификации обезвоживания бумаги на прессах во II фазе необходимо поддерживать высокое удельное давление и высокую пористость сукна в сжатом состоянии.

На выходной стороне зоны контакта прессовых валов (фаза III) давление в сукне и бумаги постепенно уменьшается. Восстанавливается толщина полотна бумаги, сукна и упругой облицовки вала. С прекращением давления градиент гидравлического давления падает до нуля и теоретически возможно возникновение частичного вакуума, при этом в твердой структуре (волокнах) все еще могут действовать напряжения сжатия.

Работами ряда исследователей установлено, что в III фазе перемещается влага из сукна в бумагу.

Методы интенсификации процесса:

1 Достижение максимально возможной сухости:

а) использование башмачного пресса;

б) использование пресса с гибкой деформируемой оболочкой;

2 Подогрев бумажного полотна;

3 Совмещения процессов прессования и сушки;

4 Совершенствование технологии отвода воды удаляемой из полотна в прессовом захвате;

5 Конденционирование и очистка прессовых сукон.


3 Выбор чистообрезной ширины бумагоделательной машины. Расчет рабочей скорости и скорости машины по приводу. Расчет скорости прессов

Принимаем чистообрезную ширину бумагоделательной машины равной 6720мм. Ширина полотна в прессовой части больше на 4-11% ширины на накате из-за усадки полотна при сушке. После наката с двух сторон отрезают полоски по 25мм и получают чистообрезную ширину бумаги. Таким образом ширина в прессовой части составит:

Расчет рабочей скорости

Где Q – производительность, Q=300000 кг/сутки;

В – обрезная ширина, В=6,72 м.;

q – масса м2 бумаги, q=70 гр/м2;

к1 – число часов работы в сутки, к1=23ч.;

к2 – коэффициент использования рабочего хода машины учитывая холостой ход, к2=0,96;

к3 – коэффициент выхода товарной продукции, к3=0,95.

Скорость машины по приводу.

Срок службы машины 30 лет, за это время она может несколько раз модернизироваться, что позволяет поднять ее скорость на 15–20 % поэтому некоторые узлы на стадии проектирования рассчитывают на приводную скорость.

Скорость машины по приводу согласно ГОСТ 26-08-76 принимаем равной 770м/мин

Расчет скорости прессов.

Скорость прессовой части будет равна, если за рабочую скорость машины положить скорость первого сушильного цилиндра:

4 Выбор конструкции и размеров валов

Выбираем конструкцию прессовой части, состоящую из трех отдельно стоящих прессов. Первый пресс состоит из гранитного вала (D=1050мм) и желобчатого (D=830мм). Второй и третий прессы - отсасывающие, в которых гранитный вал как у первого, а отсасывающие D=1150мм.

Данная прессовая часть имеет простую конструкцию, высокую степень взаимозаменяемости, обладает компактностью.

5 Расчет обезвоживания в прессовой части

Расчет сухости на сдвоенном прессе по опытным данным.

Сухость бумаги после прессования определяется по формуле:


где Ск – сухость бумаги после прессования, %;

А – коэффициент, характеризующий конструкцию пресса;

α0 – коэффициент вида бумаги;

m0 – коэффициент, зависящий от марки сукна, массы 1м2 бумаги и скорости машины;

μср– среднее удельное давление между валами;

сс– сухость сукна перед прессом;

сн– сухость бумаги перед прессом

q – масса 1 м2 бумаги;

β – коэффициент массы 1 м2 бумаги;

V– скорость машины, м/мин

ШР – степень помола массы, °ШР;

γ, θ, ω, ε, Ψ– опытные коэффициенты

Значение коэффициента А для 1-го пресса(желобчатый вал):

t – шаг между канавками;

b – ширина канавки.

Для отсасывающих прессов:

,

где Н – вакуум в отсасывающей камере (соответственно для 2,3 прессов: 400, 500 мм рт.ст.;

В – ширина отсасывающей камеры, В=125мм.

,

,


Для желобчатого вала ширина площадки контакта:

мм

δс=4мм – толщина сукна перед зоной прессования;

δmin=3мм – толщина сукна в зоне прессования;

R1, R2 – радиусы валов, см.

Среднее удельное давление между валами для 1-го пресса:

Среднее удельное давление между валами для остальных прессов может быть рассчитано по формуле:

где q – линейное давление

D – диаметр обрезиненного вала, D=1150мм.

Т – твердость обрезиненного покрытия в единицах по прибору ТШМ-2, Т=20 ед.

Значения величины и результаты расчетов сведены в таблицу.


1

2

3

Линейное давление, кг/см 70 80 90

Удельное давление, кг/см2

5,14 14,9 16,3

Степень помола, 0ШР

50 50 50

Масса 1 м2, г, q

70 70 70
Скорость валов, м/мин 542 542 542
Сухость сукна, % 50 50 50
A 0,924 1,441 1,447

A0

0,86 0,73 0,73

m0

14,7 21 21
Γ 0,147 0,123 0,123
Θ 0,07 0,07 0,07
Ω 0,131 0,127 0,127
Β 0,1 0,026 0,026
Ε 0,067 0,059 0,059
Ψ 0,145 0,145 0,145
Сухость бумаги на входе, % 19 24,7 31,2
Сухость бумаги на выходе, % 24,7 31,2 37,9

6 Расчет гранитного вала пресса

Данные для расчета:

1.         Линейное давление между гранитным и желобчатым валом 70

2.         Линейное давление между гранитным

3.         и первым отсасывающим валом q2, кН/м 80

4.         Линейное давление между гранитным

5.         и вторым отсасывающим валом q3 кН 90

6.         Длинна рабочей части вала b, м … 7,31

7.         Расстояния между осями опор l, м…7,5

8.         Масса вала (ориентировочно) G, 60000

Давление желобчатого вала

Q2=q1.b=70.7,31=511,7кН

Давление первого отсасывающего вала на гранитный.


Q2=q2.b=80.7,31=584,8кН

Давление второго отсасывающего вала на гранитный.

Q2=q3.b=90.7,31=657,9кН

Горизонтальная составляющая веса гранитного вала

Rг=G.tg45°= 600.1,0=600кН

Величина равнодействующей из сил многоугольника

R=702,17кН

Гранитный вал рассчитывается на прочность и жесткость при соблюдении следующих условий:


Информация о работе «Прессовая часть бумагоделательной машины с разработкой гранитного вала для производства офсетной бумаги Q=300т/сут.»
Раздел: Промышленность, производство
Количество знаков с пробелами: 18305
Количество таблиц: 2
Количество изображений: 2

0 комментариев


Наверх