УДК 677.11.021

Карманов В.В., Балахонов В.Д., Борзаков А.Э.

Херсонский национальный технический университет

Повышение износостойкости нагнетающего винта пресс- формирователя для переработки биологических отходов в топливные брикеты, пилеты, гранулы.

Важнейший задачей теплоэнергетики и промэкологии является решение проблемы утилизации биоотходов и использование их в теплогенерирующих целях. Утилизация биоотходов из природных материалов осуществляется после основных рабочих процессов сбора урожая, санитарной обработки садов, виноградников кустарников и др. и имеет принципиальное отличие. Один из таких способов заключается измельчении биоотходов и подаче их шнеком на специальный пресс- формователь, экструдер, где они перемешиваются, пластифицируются, нагнетаются и формуются через профильные матрицы или фильеры. Благодаря специальной конструкции пресс-формирователя, экструдера, в него одновременно с биоотходами при необходимости подаются связующие, материал, который смешивается с основным сырьем биоотходов, что позволяет повысить прочностные свойства изготовляемых, пилет, брикетов.

В процессе работы винтового нагнетателя и формователя возникают высокая температура и давление и за счет избыточного трения происходит износ поверхности витков шнека винта в местах создания максимальной температуры и давления (на выходе).

Для повышения износостойкости витков нагнетающего винта проведен анализ по подборке материалов, соответствующим техническим характеристикам по износостойкости. Рассмотрены стали: У8, ХВГ, 9ХС, Х18, 40Х13 и модифицированные чугуны. Основные критерии подбора материала на шнек и винт, является технико-экономическая целесообразность их изготовления, а также износостойкость и долговечность.

По сравнению с углеродистой сталью модифицированные чугуны имеют следующие преимущества: более низкую температуру плавления, что облегчает технологию плавки и делает ее более дешевой, лучшую жидкотекучесть, что позволяет получать тонкостенные отливки, изготовление которых из стали затруднительно, а также меньшую склонность к образованию горячих трещин, что значительно упрощает технологию производства отливок и сокращает брак литья; меньшую плотность, что позволяет снизить массу рабочего органа машин примерно на 8-10%; более высокую износостойкость, что увеличивает срок службы деталей машин, при точном литье, деталь не требует механической обработки

Таким образом, важнейшей особенностью модифицированного чугуна является высокий уровень механических свойств, соответствующий свойствам стали, что обеспечивает его технико-экономическую выгоду.

Достижения наиболее высокой твердости модифицированного чугуна. Был разработан процесс путем аусенитизации в течении 30-40 мин с последующей закалкой в воде. Трещины и другие дефекты закалки при этом не возникали, поэтому износостойкая структура низколегированных чугунов может быть сформирована следующим образом.

.Требуемая структура отбеленного слоя чугуна может быть получена путем легирования хромом на уровне 0,25-0,7% при снижении содержания никеля менее 0,5%

.Содержания марганца в составе модифицированного чугуна регулируется в пределах 0,3-0,8% для нейтрализации вредного влияния серы и фосфора на величину отбела чугуна.

.Подвергнуты термической обработки по рассмотренному режиму, после механической обработки винты и витки приобретают повышенные свойства, при этом твердость увеличивается с 53,0 до 66 HRC, а износостойкость возрастает в два раза.

Предложенные конструкционные материалы. Технология изготовления деталей, поверхностная обработка повышает износостойкость,долговечность и термомеханичекие и технологические свойства.

Разработанный пресс- формирователь, экструдер для переработки биологических отходов различного происхождения в топливные брикеты, пилеты, гранулы позволяет осуществлять гибкий по переходам и режимам технологический процесс для конкретного сырья без переналадки, получать необходимое качество продукции за счет интенсификации стабильного воздействия сжимаемых усилий, вызывающие многократные сдвиговые деформации в межвитковом пространстве, устранять застойные зоны при перемещении.

Применение новых конструкционных материалов, технологию изготовления деталей позволит продолжить срок эксплуатации, увеличит межремонтный период обслуживания, сократит расходы затрат на демонтажно-сборочные и наладочные работы. При этом снижаются затраты на потребление электроэнергии, энергоресурсы, а также обеспечивается экологизация производств и оздоровление окружающей среды.

Литература:

Карманов В.В., Балахонов В.Д., Тарасенко Д.Ф. Исследование износостойкости винтового формователя для переработки отходов легкой и текстильной промышленности. // Тезисы докладов международной научно-технической конференции. Современное состояние и перспективы. Херсон ХНТУ, 2011,-С.49-50.