Расчет количества сжатого воздуха, требуемого для выдува бутылок
18.02.2019
Для правильного выбора компрессора и системы пневматического питания агрегата выдува, необходимо знать расход потребляемого им воздуха. Эта величина вычисляется исходя из объемного расхода воздуха (м3 /ч), приведенного к нормальным атмосферным условиям (нм3 /ч). Расход сжатого воздуха Qобщ , м3 /ч, необходимого для работы выдувной машины, определяется из выражения:
Qобщ =Q1 +Q2 +Q3 +Q4 , (1)
где Q1 - расход сжатого воздуха, который потребуется для смыкания и размыкания пресс-формы;
Q2 - расход воздуха, который необходим для запечатывания горлышек преформ;
Q3 - расход сжатого воздуха для вытягивания преформ в продольном направлении;
Q4 - расход воздуха, который необходим непосредственно для выдува бутылок.
Дано:
Рабочее давление – 0,6 Мпа;
Давление выдува – 1,6 Мпа;
Теоретическая производительность агрегата выдува СП-8 – 600 бутылок в час;
Емкость получаемой бутылки – 1,5 литра;
Диаметр поршня рабочей полости цилиндра – 100 мм;
Диаметр поршня прижимного цилиндра – 50 мм;
Диаметр поршня цилиндра растягивания – 50 мм;
Ход поршня – 500 мм.
Оценочные расчеты потребления сжатого воздуха исполнительными цилиндрами Qц , нм3 /ч, можно провести по выбранным значениям рабочего давления Рраб , Мпа, объема рабочей полости пневмоцилиндра Vц , м3 , или же диаметра его поршня Dц , м, хода поршня L, м, и числа его ходов за единицу времени N, 1/ч:
Qц =PVц N, (2)
(здесь Р=(Ратм +Рраб )Ратм - степень сжатия воздуха, Мпа, Ратм и Рраб - атмосферное и рабочее давления, соответственно, Мпа) или:
Vц =πDц2 L/4, [м3 ], (3)
где N - число ходов поршня за единицу времени, однозначно связанное с производительностью машины (Пт ).
При использовании двухместной пресс-формы число циклов исполнительного цилиндра равняется половине производительности:
N=Пт /2 (4)
Расход сжатого воздуха Q4 , нм3 /ч, который необходим непосредственно для выдува бутылок, определяется по формуле:
Q4 =Pвыд Пт Vбут /1000 (5)
где Vбут - емкость выдуваемой бутылки, л.
1. Расчет сжатого воздуха, который требуется для смыкания и размыкания пресс-формы:
Q1 =P*Vц1 *N=7*0,003925*300=4,71(м3 /ч)
Vц =π* Dц1 2 *L/4=3,14*0,12 *0,5/4=0,003925 (м3 )
N=Пт /2= 600/2=300(1/ч)
Р=(Ратм +Рраб )Ратм =(1+6)*1=7(атм)
2. Расчет расхода сжатого воздуха, который необходим, для запечатывания горлышек преформ:
Q2 =PVц2 *N=7*0,00098*300=2,06(м3 /ч)
Vц =π* Dц2 2 *L/4=3,14*0,052 *0,5/4=0,00098 (м3 )
N=Пт /2= 600/2=300(1/ч)
Р=(Ратм +Рраб )Ратм =(1+6)*1=7(атм)
3. Расчет расхода сжатого воздуха, который необходим для вытягивания преформ в продольном направлении:
Q3 =P*Vц3 *N=7*0,00098*300=2,06 (м3 /ч)
Vц =π* Dц3 2 *L/4=3,14*0,052 *0,5/4=0,00098 (м3 )
N=Пт /2= 600/2=300(1/ч)
Р=(Ратм +Рраб )Ратм =(1+6)*1=7(атм)
4. Расчет расхода сжатого воздуха, который необходим непосредственно для выдува бутылок:
Q4 =Pвыд Пт Vбут /1000=16*600*1,5/1000=14,4 (м3 /ч)
5. Расчет расхода сжатого воздуха для работы выдувной машины:
Qобщ =Q1 +Q2 +Q3 +Q4 =4,71+2,06+2,06+14,4=23,23 (м3 /ч)
Итоговые значения расхода сжатого воздуха Qобщ , необходимого для работы агрегата выдува, посчитанные для бутылок разного объема при Pраб =0,6 Мпа и Рвыд =1,6 Мпа, приведены на рисунке:
Расход воздуха, потребляемого на выдув ПЭТ-бутылок емкостью:
1 -5,0 л; 2 -3,0 л; 3 -2,0 л; 4 -1,5 л; 5 -1,0 л; 6 -0,5 л
Используя приведенные выше формулы для вычисления суммарного расхода воздуха для работы выдувной машины (например "ПВ-400"), можно подбирать компрессор.