Эмпирические уравнения прессования

На практике часто поль­зуются эмпирическими уравнениями прессования. Различными авто­рами предложено несколько таких уравнений.

1. Уравнение Н. П. Аксенова[1], применяемое для давлений под прессовой колодкой до 1,0 МПа:

.

(20)

где d – средняя по объему формы плотность смеси, кг/м³;

p – давление под прессовой колодкой, МПа;

C – коэффициент уплотняемости.

Средняя плотность d формовочной смеси, которой оценива­ется степень уплотнения смеси, составляет для хорошо уплотнен­ной формы примерно 1600¸1800 кг/м³. Для очень рыхлой засыпки в опоку смеси, например через сито, начальная плотность d₀ (до уплотнения формы) составляет около 1000 кг/м³; для смеси, поступившей в опоку из бункера или дозатора, d₀ = 1150¸1200 кг/м³. В уравнении (20) начальная плотность смеси d₀ условно принята равной 1000 кг/м³. Давление прессования p выражено в МПа. Коэффициент уплотняемости C = 712¸1056; его величина зависит от свойств смеси и размеров прессуемой формы. Чем выше опока, тем большая доля усилия прессова­ния идет на преодоление трения смеси о стенки, поэтому коэффициент уплотняемости рекомендуется вычислять по формуле 1.40, в соответствии с которой он уменьшается с увеличени­ем высоты Н ₀ смеси до уплотнения

,

(21)

где H ₀ – высота смеси до уплотнения (высота опоки с наполнительной рамкой), м.

2. Для диапазона давлений 1,0¸4,0 МПа рекомендуется использовать эмпирическое уравнение О. А. Беликова:

,

(22)

где d_0,1 – средняя плотность смеси при давлении под прессовой колодкой p = 0,1 МПа;

n – коэффициент уплотняемости, вычисляемый по следующей формуле – n = (d_1,0 – d_0,1);

d_1,0 – средняя плотность смеси при p = 1,0 МПа;

p – давление под прессовой колодкой, МПа.

Значения плотностей d_0,1 и d_1,0 следует вычислять по формуле (21) для давлений под прессовой колодкой соответственно 0,1 и 1,0 МПа.

Формулы (20) и (22) дают одинаковые значения при давлении прессования 1,0 МПа. Это позволяет объединить их. В результате преобра­зований получим следующее выражение для средней плотности смеси

,

(23)

где С – коэффициент уплотняемости, определяемый по формуле (21);

p – давление под прессовой колодкой, МПа.

Вычисления показывают, что различие результатов с формулами (20) и (22) не превышает 1,5% для давлений под прессовой колодкой до 4,0 МПа.

Из формулы (23) можно выразить давление, необходимое для получения заданной плотности смеси в форме заданной высоты

.

(24)

Пользоваться формулами (23) и (24) удобнее, чем решать эту задачу по формулам (20 – 22), особенно, если необходимо найти требуемое давление под прессовой колодкой по заданной плотности смеси и высоте опоки. Коэффициент уплотняемости в этом случае вычисляется также по формуле (21).