Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
На практике наиболее часто пользуются технологической кривой прессования. Достаточно часто технологические кривые прессования, приводимые в литературе, получены без учета потерь давления на внешнее контактное трение прессуемого материала на боковой поверхности матрицы. В этом случае кривые прессования одного и того же материала, но при разном соотношении высоты и диаметра изделия могут существенно различаться между собой, так как доля потерь на трение в каждом случае была различной. Это создает трудности при переносе данных лабораторных исследований на натурные изделия или при сопоставлении практических данных разных исследователей.
Значительные преимущества имеет метод построения кривых прессования в «чистом виде», когда влияние внешнего трения исклю-
¦275 1,3 -1-1-1-1-1-
O 5 10 15 20 25 p, кПа
Рис. 8.3. Технологические кривые прессования пикриновой кислоты 1 и тринитротолуола 2 при 20 °С
чено. Это влияние при проведении опытов можно снизить прессованием материала в тонком слое и смазыванием внутренней поверхности матрицы антифрикционными материалами.
На рис. 8.3 изображены технологические кривые прессования в координатах «плотность—давление прессования» порошка пикриновой кислоты и чешуированного тротила при 20 °С. Для исключения влияния сил внешнего трения эксперименты проводились при прессовании цилиндрических брикетов относительно малой высоты Н, когда H/D = 0,25 0,50 (здесь D — диаметр брикета). При таком отношении H/D потери усилия прессования на трение не превышают порядка 5%, и с такой точностью можно считать, что давление прессования р и плотность р распределены по объему изделия равномерно.
Как видно из приведенных на рис. 8.3 данных, вначале с ростом давления прессования происходит интенсивное увеличение плотности материала. Затем плотность увеличивается менее интенсивно. При дальнейшем росте давления плотность приближается к постоянной величине, равной плотности пористого монолитного материала.
Зависимость между давлением прессования и плотностью материала может быть выражена в виде математического выражения, которое получило название уравнение прессования.
Уравнения прессования получены различными авторами путем математической обработки экспериментальных зависимостей или выведены аналитически на основе принятых физических предпосылок [4].
В последнем случае роль эксперимента сводится к определению постоянных величин, входящих в уравнение, а также к проверке их применимости и тем самым к подтверждению принятых предпосылок.
Для расчета плотности материала в зависимости от давления прессования было предложено несколько эмпирических и полуанали-
¦276 тических уравнений. Широкое применение получило полуэмпирическое уравнение прессования, предложенное Н.Ф. Куниным и Б.Д. Юрченко:
P = Pnp - *нпexPt-CncA1). (8Л)
где рпр — условная предельная плотность, г/см3; кип — начальный параметр прессования, г/см3; апс — коэффициент потери сжимаемости, см2/кг; рп _ давление прессования, кг/см2.
Входящие в уравнение (8.1) три постоянных показателя: р , ?нп, апс определяются из экспериментальной кривой прессования. Их значения для порошкообразных смесевых и индивидуальных взрывчатых веществ при различной температуре приведены в табл. 8.1
Распределение напряжений и плотности в брикетах при одностороннем прессовании определяется следующим образом. При прессовании порошкообразного материала в замкнутой матрице, как уже указывалось выше, из-за внешнего контактного трения давление в брикете снижается от пуансона к поддону. В прессуемом материале возникают не только продольные силы, являющиеся результатом воздействия усилия со стороны пуансона, но также радиальные и кольцевые силы вследствие ограничения перемещения материала со стороны внутренней поверхности матрицы, заклинивания между соседними частицами, а также образующихся сводов и арочных эффектов. В результате трения частиц между собой, возникновения сил, препятствующих перемещению отдельных частиц, на боковую поверхность матрицы передается давление меньше, чем в направлении осевого сжатия.
Таким образом, напряженно-деформационное состояние материала при прессовании в матрице является довольно сложным. При решении задачи распределения напряжений по высоте порошкового тела при его прессовании в замкнутой матрице обычно выдвигают предположение, что напряжения и плотность в поперечном сечении остаются постоянными (гипотеза плоских сечений). Согласно этой гипотезе, мысленно проведенные в прессуемом порошкообразном материале
Таблица 8.1
Значение параметров уравнения прессования
Материал Температура, °С Р„р. г/ см3 Опс-Ю4
Аммотол 80/20 20 1,666 0,40 13,05
50 1,692 0, 40 13, 05
70 1, 706 0, 39 13, 05
Тринитротолуол 20 1, 614 0, 26 15, 35
50 1,626 0, 23 15, 35
70 1,635 0,21 15, 35
¦277 а
ных (б) шашек
плоскости, ортогональные к оси матрицы, остаются плоскими до конца процесса прессования. В этом случае задача аналитического распределения напряжений (поля напряжений) только по высоте прессовки становится тривиально простой; ее решение приведено далее.
