Оборудования для переработки полимерных материалов и эластомеров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оборудование для производства объемных изделий. Методы формования

оборудование полимер эластомер машина

Вакуум - и пневмоформование это методы свободной вытяжки. Применяют для получения крупных изделий.

При этом заготовки из листовых и пленочных термопластов, нагретых до высокоэластического состояния, закрепляют герметично по периметру формы; затем придают требуемую конфигурацию за счет создания вакуума в полости между заготовкой и формой (вакуумирование) или давления на заготовку сжатого воздуха (пневмоформование).

Различают:

1 - негативное формование, когда заготовка втягивается в углубления формы,

2 - позитивное, когда изделие формируется на поверхности выпуклой формы.

Негативные схемы формования

Формование изделий из листовых заготовок может проводиться сжатым воздухом или за счет создания вакуума по схемам -- негативной и позитивной.

Рис.

1 - негативное вакуум-формование. В негативной схеме оформление изделия происходит в матрице (без пуансона) под действием сжатого воздуха давлением 30-60 н /см2 или вакуума на разогретую защемленную заготовку.

1 - заготовка, 2 - крышка, 3 - матрица, 4 - вакуум-камера, 5 - изделие.

2 - негативное пневмоформование

а) - без матрицы - формование простых изделий (сфер).

Рис.

1 - заготовка,

2 - каркас,

3 - плита,

4 - изделие.

б) - в каркасе - формование простых изделий.

Рис.

В любом случае происходит утонение материала от периферии к центру. Поэтому его не применяют, если соотношение глубины изделия к его диаметру более 1,5-2.

Позитивная схема формования

Рис.

Может осуществляться (также как и негативная) как под действием сжатого воздуха, так и с помощью вакуума. Но предварительная стадия формования производится подвижным или неподвижным пуансоном.

Схема позитивного вакуум-формования:

а) - установка заготовки,

б) - предварительное формование,

в) - окончательное формование.

1 - заготовка,

2 - изделие,

3 - форма.

Схема позитивного пневмоформования с подвижнымпуансоном:

1 - заготовка,

2 - пуансон,

3 - матрица,

4 - отверстия для выпуска воздуха из матрицы.

Рис.

В левой части рисунка - стадия предварительного формования; в правой части - окончательная.

Иногда заготовка помещается на резиновую мембрану и формование производится вокруг неподвижного пуансона; при этом заготовка не защемляется, а следовательно, нет и заметного утонения материала.

Автоматическая вакуум-формовочная машина (ротационная)

Применяется для изготовления из пленки мелких изделий - упаковочной тары.

Рис.

1 - рулон пленки,

2, 8 - направляющий ролик (лента огибает ролики),

3 - нагреватель, для нагрева пленки,

4 - формы (нагретая пленка проходит над формами),

5 - вращающийся ротор (пленка приобретает конфигурацию формы вследствие отсоса воздуха вакуум-насосом),

6 - вентилятор (нагнетает воздух для охлаждения пленки),

7 - непрерывная лента (с отформованными изделиями),

9 - вырубочный штамп (для вырубки изделий),

10 - изделие,

11 - лоток, по которому они отводятся.

Пневмоформующая машина

Рис.

Пневмоформующая машина для формования материалов с низкой вязкостью расплава. Машина состоит из непрерывно вращающегося стола 1, по краям которого расположены витающие цилиндры 2. Над каждым питающим цилиндром установлены гидравлические цилиндры З с поршнем 4. По оси штока 5 поршня имеется сквозное отверстие для подачи сжатого воздуха. Нижний конец штока в виде выдувной иглы б. Под питающим цилиндром находятся полуформы 7, смыкание и размыкание которых производится с помощью гидравлических цилиндров 8.

При прохождении питающих цилиндров под оформляющей головкой червячного пресса 10 в каждый из них подается гомогенный расплав, который удерживается в цилиндре за счет сил поверхностного натяжения. После заполнения цилиндра шток 5 опускается, проходит питающий цилиндр насквозь, и масса, собравшаяся на выдувной игле б, попадает в форму. Через иглу подается сжатый воздух и осуществляется пневмоформование. Далее происходит охлаждение, раскрытие формы и извлечение изделия; при этом выдвинутая игла поднимается в первоначальное положение.

Вопросы для закрепления материала;

а) перечислите методы свободной вытяжки;

б) методы формования;

в) отличие позитивного от негативного формования;

г) негативное пневмоформование;

д) негативное вакуумформование;

е) позитивное вакуум-формование;

ё) позитивное пневмоформование;

ж) автоматическая вакуумформовочная машина - устройство;

з) автоматическая вакуум-формовочная машина - схема работы.

Оборудование для подготовки пресс-материалов

(грануляторы, таблеточные машины, машины для подогрева)

Машины для грануляции термопластичных материалов

Эти машины предназначены для получения гранул, которые обеспечивают стабильный технологический процесс на машинах для литья под давлением и на машинах непрерывного выдавливания.

Гранулы - это однородные зерна с размерами в поперечнике (в основном) 3 мм. Они бывают кубической, цилиндрической, эллипсоидной или шарообразной формы. По технологическому признаку грануляторы делятся на 4 группы: 1 - для резки горячих прутков термопласта,

2 - для резки охлажденных прутков,

3 - для получения гранул из листов термопласта,

4 - для переработки отходов термопластов.

Все грануляторы по конструктивным признакам делятся на 2 класса:

1 - специальные машины - грануляторы,

2 - грануляторы на базе машин для непрерывного выдавливания термопластов.

Грануляторы для резки горячих и охлажденных прутков

1. Грануляторы для резки горячих прутков. Процесс гранулирования происходит так: непрерывно выдавливаемые горячие прутки термопласта выходят из отверстий решетки оформляющей головки-1, которая смонтирована в цилиндре-2 машины непрерывного выдавливания-3. От прутков вращающимися ножами-4 отрезаются куски-гранулы; они смываются водой и поступают в циклон.

Рис.

1 - оформляющая головка,

2 - цилиндр,

3 - машина непрерывного выдавливания,

4 - вращающиеся ножи,

5 - вибротранспортер, где отсеиваются крупные гранулы.

Угловая скорость ножа определяется по формуле:

=х / k l (рад/с)

где х - линейная скорость (м/с) выдавливания прутков,

k - число ножей,

l - длина гранул в м.

2. Грануляторы для резки охлажденных прутков. Червяками-7 термопластичный материал гомогенизируется, продвигается через фильтр-решетку-8 и выдавливается через оформляющую головку-1. Из отверстий оформляющей головки-1 выходит пучок из 20-40 нитей, который охлаждается в ванне-2, затем на транспортере-3 подсушивается воздухом. Затем нити подаются в механизм резки-5 и поступают в тару-6.

Рис.

Механизм резки: это подвижный (фрезерного типа) и неподвижный нож, при помощи которого отрезаются куски.

Грануляторы для получения гранул из листового материала и переработки отходов термопласта

Гранулы кубической формы из листового материала можно получать двумя способами: 1-й заключается в том, что лист сначала разрезается на полосы, а затем полосы режутся на гранулы. При 2-м способе кубические гранулы получаются непосредственно из листа.

Рис.

На рисунке показан гранулятор для получения гранул кубической формы из листового материала. Машина состоит из корпуса 1, верхней плиты 2 с нажимными роликами 3, вращающегося ротора 4 с закрепленными на нем зубчатыми ножами 5 и стационарного зубчатого ножа 6. Лист 7 материала захватывается валками 8 и подается к ножам. Подающие валки приводятся от вала ротора через ременные и зубчатые передачи.

На рисунке показан гранулятора для переработки отходов термопластов (прутков, лент, листов, пленки или кусков различной формы).

Рис

Гранулятор состоит из корпуса 1, смонтированного на раме 2; крышки 3 и ротора 4, вращающегося в подшипниках 5. На роторе укреплены три ножа 6 и контрножи 7, он вращается от эл.двигателя8. Ножи режут отходы, полученные при этом гранулы проваливаются через калибровочную решетку в бункер 11.

Вопросы для закрепления материала:

а) перечислите машины для подготовки пресс-материала;

б) дать определение - гранулы;

в) классификация грануляторов по технологическому признаку;

г) классификация грануляторов по конструкции;

д) грануляторы для резки горячих прутков - устройство;

е) грануляторы для резки горячих прутков - принцип работы;

ё) грануляторы для резки охлажденных прутков - устройство агрегата;

ж) грануляторы для резки охлажденных прутков - схема работы агрегата;

з) гранулятор для получения гранул из листового материала - устройство и принцип работы;

и) гранулятор для переработки отходов - устройство;

й) гранулятор для переработки отходов - схема работы.

Оборудование для таблетирования

Машины для таблетирования выбираются в зависимости от времени, затраченного на выработку одной таблетки определенного диаметра и плотности:

Т = t + tпз / i

T - калькуляционное время в сек;

Tопер - время изготовления одной таблетки, с;

Tпз - подготовительно-заключительное время, необходимое для настройки машины, наладки процесса при переходе на другой типоразмер таблетки, в с;

i - количество таблеток в партии одного типоразмера.

Порошкообразные реактопласты таблетируют на таблеточных машинах, а волокнистые - на гидравлических прессах.

В зависимости от типа привода таблеточные машины подразделяются на: механические, гидравлические, пневматические.

В зависимости от расположения пуансона и матрицы таблеточные машины бывают: горизонтальные и вертикальные.

В зависимости от количества таблетирующих пуансонов: одно и многопуансонные.

Наиболее широко применяются гидравлические и механические машины.

Таблетирование - процесс изготовления из порошкообразных или волокнистого термореактивного материала таблеток определенной формы, размера и плотности. Применяют для повышения теплопроводности материала, удаления воздуха из него, уменьшения размера загрузочной камеры пресс-формы, сокращения времени подогрева и прессования изделий.

Масса таблеток от нескольких граммов до нескольких килограммов.

Давление при таблетировании 50-150 МН/м2.

Гидравлическая таблеточная машина

Гидравлические горизонтальные таблеточные машины просты по конструкции и компактны. Гидравлические машины применяются для производства таблеток диаметром 20--230 мм из высокодисперсных материалов и материалов с волокнистыми наполнителями.

Рис.

На рисунке а - таблетируемый материал из бункера1 попадает между торцами подвижного 2 и неподвижного 3 пуансонов. Масса таблеток регулируется маховиком 4 винтового механизма 5. Положение фиксирует стопор 6.

На рисунке б - бункер вместе с матрицей 7 переместились влево. Материал остается в матрице 7 между торцами пуансонов. Матрица с бункером перемещаются штоком 8 гидроцилиндра 9.

На рисунке в - происходит прессование таблетки вследствие перемещения влево пуансона 2 при по мощи плунжера 10 цилиндра 11.

На рисунке г - матрица с бункером перемещаются в крайнее левое положение, а пуансон 2-в крайнее правое, таблетка освобождается и падает в приемный лоток. Затем матрица с бункером возвращаются в исходное положение, и цикл таблетирования повторяется.

Достоинства:

1 - компактность и простота конструкции,

2 - выше производительность при изготовлении крупных таблеток,

3 - высокое качество при изготовлении таблеток малого диаметра,

4 - возможность автоматизации всех параметров,

5 - можно таблетировать плохо прессующиеся порошки за счет регулирования выдержки,

6 - уменьшить разновес таблеток до +- 2% за счет регулирования скорости загрузки.

Ротационная таблеточная машина

Ротационные таблеточные машины с количеством гнезд в роторе 10--30 применяются для изготовления таблеток диаметром до 70 мм.

Ротационные машины зависимости от количеств таблеток, изготовляемых один оборот ротора с каждого гнезда матрицы, подразделяются на одно -, двух -, трех- и четырехпозиционные.

Ротационная таблеточная машина,состоящая из:



Рис.

Из бункера 8, при открытых шиберах 4 и 6, порошок поступает в приемник 5, снабженный ворошителем. Дозировка поступающего в приемник порошка производится штурвалом 3. На станине 16 укреплена нижняя плита 13, с которой пятью колоннами 12 соединяется верхняя плита 10. Расположенный между плитами ротор 11, состоящий из вращающегося стола с 15 матрицами и 15 парами пуансонов, приводится во вращение от электродвигателя 1. Включение в работу ротора производится рукояткой 15, а для ручного поворота перед переключением на рабочий ход служит штурвал 17. Ворошитель приемника получает движение от центрального вала ротора через шестерни 9 и вертикальный валик 7. Маховик 14 предназначается для регулирования давления таблетирования. Готовые таблетки сталкиваются со стола в лоток 2 и поступают в тару.

Достоинства:

1 - универсальность,

2 - точность по массе выпускаемых таблеток,

3 - высокая производительность;

Недостатки:

1 - повышенный расход материала (30 кг вместо 8-10 у эксцентриковых),

2 - большие производственные площади,

3 - громоздкость машин,

4 - возможность регулирования 2 параметров из 5 (усилие таблетирования и объемная дозировка).

Эксцентриковая таблеточная машина

Эксцентриковые таблеточные машины применяются для изготовления точных по массе таблеток диаметром 8 - 100 мм и высотой 15--200 мм, что соответствует весу одной таблетки от 1 г до 1 кг. Штучная производительность машин обратно пропорциональна размерам таблетки и колеблется в пределах между 100 и 10 шт./мин. Тоннаж машин лежит соответственно в пределах 15 - 600 кн (1,5--60 т).

Кинематическая схема эксцентриковой однопуансонной машины:

Рис.

1 - матрица;

2 - бункер;

3 - пуансон;

4 - главный вал;

5 - шатун;

6 и 7- эксцентрики;

8 - выталкиватель;

9 - загрузочное устройство;

10 - вал привода;

11 - зубчатая передача;

12 - электродвигатель.

В отверстии стола крепится матрица 1, в которую из бункера 2 автоматически дозируется порошок. После загрузки порошок прессуется пуансоном 3, которому сообщается возвратно-поступательное движение от главного вала 4 с помощью шатуна 5. От того же вала с помощью эксцентриков 6 и 7 передается движение выталкивателю 8 и загрузочному устройству 9. Главный вал приводится в движение от электродвигателя через вал 10 и зубчатую пару 11.

Готовая таблетка из матрицы выталкивается выталкивателем.

Производительность эксцентриковой таблеточной машины определяется по формуле

M t= G n 1 n 2 [кг/с]

Где G -- масса одной таблетки в кг;

п1 -- количество гнезд в матрице;

п 2 -- число ходов пуансона в с.

Предварительный подогрев материала

Термореактивные материалы перед изготовлением из них изделий методом прессования нагревают. Это позволяет снизить давление при прессовании и время, необходимое для отверждения.

При подогреве увеличивается текучесть материала, что дает возможность получать изделия более сложные с тонкой арматурой.

При подогреве уменьшается содержание влаги в материале, а следовательно улучшаются диэлектрические свойства материала и понижается усадка.

Подогрев материала производится:

- в шкафах-термостатах;

- в генераторах токов высокой частоты;

- в контактных нагревателях.

Термостаты

Применяют для подогрева сырья в виде порошка или гранул при температуре 350-410оК в течение 5-20 мин. Нагрев может быть электрический, паровой и воздушный.

Лучше всего высушивается материал при нагреве сухим воздухом, следовательно, его применяют для получения изделий с хорошими диэлектрическими свойствами.

Рис

1 - камера, с теплоизоляцией;

2 - электротены для обогрева,

3 - полки для установки противней с материалом.

Термостаты в настоящее время используются редко, т.к. нагрев продолжительный, и неравномерность нагрева (следовательно, преждевременное отверждение материала).

Индукционный контактный нагреватель

Состоит из: корпуса 1, нагревательных плит 2 с цилиндрами, загрузочных 3 и разгрузочных 4 желобов, сигнальной лампы 5.

Рис.

Схема работы: Таблетки 6 укладываются в желоба 3 и перемещаются штоками 7 в нагревательные цилиндры, при этом на желоба 4 поступают нагретые таблетки.

Нагрев Т.В.Ч.

Нагрев т.в.ч. повышает качество изделий, снижает давление прессования, увеличивает срок службы пресс-форм. Применяется метод для нагрева реактопластов - диэлектриков.

Принцип нагрева: материал помещают в эл. поле, при этом положительные заряды диэлектрика смещаются к отрицательному электроду, а отрицательные - к положительному электроду, т.е. происходит электрический сдвиг. Происходит внутреннее молекулярное трение и следователь диэлектрические потери, которые вызывают образование тепла. Количество выделенного тепла зависит от частоты эл. поля.

Выбор модели нагревателя определяется параметрами таблеток и часовой производительности. В современных ВЧ установках длительность прогревания таблеток составляет от 20 с до 1 мин.

Параметрами, определяющими процесс нагрева, являются:

- частота колебания электрического поля,

- удельная мощность, зависящая от напряженности поля.

Недостатки высокочастотных установок: низкий КПД, большие габаритные размеры.

Поэтому в промышленности применяют малогабаритные контактные нагреватели с индукционным обогревом (посредством электрического тока).

Вопросы для закрепления материала:

а) дать определение - таблетирование;

б) масса таблеток;

в) давление при таблетировании;

г) по каким признакам классифицируются таблеточные машины;

д) гидравлическая таблеточная машина - назначение;

е) гидравлическая таблеточная машина - устройство;

ё) гидравлическая таблеточная машина - схема работы;

ж) достоинства гидравлической таблеточной машины;

з) ротационная таблеточная машина - назначение;

и) ротационная таблеточная машина - устройство;

й) ротационная таблеточная машина - схема работы;

к) ротационная таблеточная машина - достоинства;

л) ротационная таблеточная машина - недостатки;

м) эксцентриковая таблеточная машина - назначение;

н) эксцентриковая таблеточная машина - устройство;

п) эксцентриковая машина - схема работы;

р) аппаратура для подогрева прессматериала;

с) при подогреве увеличивается ….

т) при подогреве уменьшается….

у) устройство термостата

ф) устройство контактного нагревателя

Оборудование для сварки. Аппаратура для сварки термопластов

Сварка - неразъемное скрепление деталей посредством соединения расплавленных участков. Поскольку отвержденные термореактивные пластики не способны плавиться, сварка применяется для соединения термопластичных материалов.

При сварке происходит взаимная диффузия молекулярных цепей в поверхностных слоях сплавляемых деталей. Для качественной диффузии, поверхностные слои пластика нагревают до вязкотекучего состояния и соединяют под давлением. Температурный интервал сварки определяется зоной вязкотекучего состояния. Например: ПЭ - температурный интервал широк, а для полиамидов - узок, поэтому необходимо точно выдерживать температуру сварки.

Процессы сварки, а также приборы и машины, на которых их производят,

определяются следующими основными признаками:

1) агрегатное состояние зоны сварного шва;

2) потребность в присадочном материале;

3) характер источника тепла.

Для сварки могут быть использован следующие разновидности оборудования:

1) сварочные горелки нескольких видов;

2) станки с вращающейся планшайбой или патроном (сварка трением);

3) ручные и машинные контактные нагреватели (сварка контактным нагреванием);

4) однопуансонные или роликовые машины в комплекте с генератором ТВ;

5) аппараты для ультразвуковой сварки (метод основан на преобразовании ВЧ энергии в тепловую).

Сварочные горелки

При помощи сварочных горелок ведется сварка стыковых, угловых и тавровых швов в конструкциях из винипласта, полиэтилена, полиметилметакрилата, полиамидов и ряда сополимеров при сравнительно большой толщине соединяемых элементов.

Для сварки по этому способу большинства термопластов используется эффект небольшого давления, так как вводимый в подготовленный, т. е.. раскрытый, сварочный шов пруток размягчается лишь до тестообразного состояния (за исключением полиметилметакрилатов и полиамидов, которые расплавляются до жидкого состояния, и в этом случае приложения усилия к прутку не требуется).

Воздушные горелки

Рис.

Газовая горелка электрическая горелка:

1-горелка;

2-змеевик;

3-патрубок для ввода газовой смеси;

4-сопло для ввода воздуха;

5-спираль сопротивления;

6-токоподвод.

А - Холодный воздух подается в горелку под давлением 1--4 н/см2. Струя воздуха, выходящая из сопла и нагретая до температуры, необходимой для размягчения присадочного прутка и кромок шва, поступает в зону сварки.

Б - показана горелка с электронагревательным элементом сопротивления мощностью до 450 Вт, наиболее часто применяемая в технике. Нагревательная спираль 4 размещается внутри стакана на керамических изоляторах.

При сварке винипласта температура продуваемого через нагреватель воздуха доводится до 370-400°К; расход воздуха при этом составляет 1,5-2 м3/час. При сварке полиэтилена температуру воздуха, в зависимости от марки прутка (460-480° К).

Недостатком этих горелок является сильное разогревание кожуха.

Сварки контактным нагреванием (паяльником)

Нагревание слоев пластика, прилегающих к поверхности соединения свариваемых деталей, производится в простейшем случае с помощью нагревателей, подобных электропаяльникам.

Плоский металлический клин электропаяльника 3 вводится между наложенными друг на друга свариваемыми деталями 2 (рисунке а), прогревает и размягчает прилегающие слои пластика и быстро выводится из соединения (рисунок в), оставляемого под некоторой нагрузкой (30-100 н/см2). Для выполнения этой операции используют электропаяльники мощностью 100-400 Вт со сменными медными клиньями, нагреваемыми от 470 (ПХВ, ПЭ) до 720°К (полиметилметакрилат).



Рис.

Этапы сварки:

а- начало прогревания;

б- размягчение стыкуемых поверхностей;

в -конец сварки:

1 - спираль паяльника;

2 - свариваемые детали;

3 - металлический клин паяльника;

4 - размягченные слои свариваемых деталей 2;

5 - сваренная монолитная деталь.

Принцип контактной сварки использован в автоматах для сварки ПЭ мешочков.

Схема сварки паяльником

Сварка ультразвуком

Ультразвуковую сварку применяют в тех случаях, когда другие способы сварки непригодны.



Рис.

Ток высокой частоты от генератора подается в обмотку вибратора 1, размеры которого меняются вследствие вибрации. Вибрация передается на волновод 2 и на свариваемые детали 3. в нижней части машины расположен отражатель 4 с рычагом, на конец которого подвешен груз, создающий давление на детали. Возникает акустическая цепь: волновод - материал - отражатель, и энергия трения и давления переходит в тепловую.

Специальные сварочные машины (роликовая машина МСП-1), применяемые преимущественно для сварки пленки и листовых пластиков толщиной от 0,1 до 2 мм, работают по тому же принципу сварки с помощью электропаяльника. Соединяемые листы прогреваются смонтированным на хоботе машины электропаяльником, оснащенным поворотным паяльным клином. Материал подается приводными роликами, размещенными непосредственно позади нагревателя (по ходу пленки) и одновременно осуществляющими сдавливание прогретого пояска. Устанавливаемые впереди нагревателя сменные направляющие детали обеспечивают возможность выполнения сварочных швов различной формы.

Вопросы для закрепления материала:

а) процесс сварки определяется…

б) для сварки используют виды оборудования;

в) газовая горелка - устройство и работа;

г) электрическая горелка - устройство и принцип работы;

д) сварка контактным нагреванием - устройство;

е) сварка контактным нагреванием - стадии процесса.

Пропиточные и промазочные машины

Пропиточные машины

Применяются машины при производстве слоистых материалов и для пропитки основ (тканевой, бумажной, волокнистой) синтетическими полимерами.

Слоистый материал получается путем наложения друг на друга 2-х или более листов пропитанного пластика (основы). Пропитанный представляет собой материал пористого или волокнистого строения, поры, капилляры и щели которого заполнены клеем, смолой.

Классификация:

1 - пропиточные машины в зависимости от конструкции подразделяются : туннельные, контактные и камерные;

2 - в зависимости от направления движения основы: вертикальные и горизонтальные;

3 - по способу термообработки: на машины с воздушной и радиационной сушкой.

Наибольшее применение нашли туннельные машины с радиационным обогревом материала.

Основными узлами машины являются:

1 - узел размотки;

2 - узел нанесения связующего (это пропиточная камера-ванна с направляющими валиками);

3 - привод машины (эл.двигатель, редуктор, цепная передача);

4 - узел сушки (камера, куда подается горячий воздух с температурой 120оС);

5 - узел намотки (ножи для резки на формат и складирования в стопы).

Машины могут быть однопоточными (когда обрабатывается один рулон материала) и многопоточными (для обработки нескольких рулонов). Для отжима излишков пропиточного состава с основы применяются отжимные валы правильной цилиндрической формы с высокой чистотой поверхности. Зазор между валами изменяется в зависимости от свойств основы, концентрации и вязкости раствора.

Промазочные машины

Применяется для нанесения пасты полимера на текстильную или другую основу и желатинизации на ней (линолеум). Компоненты (смола, пластификатор, наполнитель, стабилизатор, краситель) через дозатор подается в смеситель (их два), а затем в бункер промазочной машины и питателем подается на основу (она идет из рулона непрерывно).

Схема лакировальной машины с контактной сушкой

Рис.

Устройство:

1 - натяжные валки,

2 - рулон бумаги,

3 - рулон лакированной бумаги,

4 - лакировальные валки,

5 - ванна,

6 - ножевое устройство,

7 - контактный нагреватель,

8 - шахта

Схема работы:

Бумага с рулона 2 через валок 1 поступает на лакировальные валки 4. Нижний лакировальный валок, вращаясь в ванне 5, переносит лак на верхний валок и смачивает им нижнюю сторону бумаги. Односторонне покрытая бумага протягивается в шахте 8 вдоль горячей поверхности контактного нагревателя 7, разрезается дисковыми ножами б на полосы заданной ширины и наматывается в рулон З.

Лакированная бумага в рулонах транспортируется на намоточные станки для изготовления втулок и цилиндров различной длины. Лакировальные машины укомплектовываются устройством для продольного разрезания бумажного полотнища на более узкие ленты заданной ширины и намоточным устройством. Ножи для продольной резки могут быть смонтированы непосредственно в приемно-намоточной части машины (перед сматыванием в рулоны) или выполнены в виде особого узла перемотки-резки. В этом последнем случае рулон широкой лакированной бумаги переставляется с машины на ножевое устройство в гнездо для разматывания; бумага пропускается через ряд валков и продольных ножей и вновь сматывается в несколько более узких рулонов.

Вопросы для закрепления материала:

а) по каким признакам классифицируются пропиточные машины;

б) пропиточные машины по конструкции;

в) пропиточные машины по направлению движения основы;

г) основные узлы пропиточной машины;

д) устройство пропиточной машины;

е) схема работы пропиточной машины;

ё) назначение промазочных машин;

ж) устройство промазочной машины;

з) схема работы промазочной машины;

и) устройство лакировальной машины;

й) схема работы лакировальной машины

Специализированное оборудование для переработки эластомеров. Вальцы, каландры: устройство и назначение. Применение валковых машин

Валковые машины представляют собой ряд массивных вращающихся валков (от 2 до 5), горизонтальные оси которых параллельны друг другу; причем валки приводятся во вращение от общего или раздельных электродвигателей через соответствующие передачи. Окружная скорость всех валков может быть одинаковой либо их отношение в каждой паре валков, называемое фрикцией Р, колеблется, в зависимости от назначения машины, в пределах от Р = 1:1 до Р = 3:1. Загружаемый на валки материал затягивается в зазор между ними, деформируется, прилипает к валкам и срезается с одного из них по окончании обработки.

В промышленности пластических масс валковые машины находят применение:

1) для интенсивного перемешивания, гомогенизации компонентов сырой смеси (синтетических или искусственных полимеров, наполнителей, пластификаторов и др.) и пластикации, т. е. внедрения пластификаторов между макромолекулами полимеров, используются горизонтальные двухвалковые машины (вальцы),

2) для получения листов или пленки из провальцованной (обработанной) массы многовалковые (каландры).

К вспомогательным машинам того же класса валковых машин относятся:

1) краскотерочные трехвалковые машины для предварительной обработки (перетир) паст, в состав которых входят жидкие компоненты смеси (пластификаторы и т. п.) и красящие вещества (пигменты);

2) дробильные вальцы для размола или расщепления некоторых видов сырья (линтер, барит, каолин и т. п.), полупродуктов или отходов.

Принцип действия вальцов и каландров

Обрабатываемые на вальцах и каландрах полупродукты при их проходе через зазоры между валками находятся в пластоэластическом состоянии. В процессе обработки на валках масса интенсивно нагревается как в результате внутреннего трения (вязкости) ее слоев, так и в большинстве случаев вследствие дополнительного нагревания теплоносителем, циркулирующим в полости валков. Таким образом, обработка на валках представляет собой сложный процесс термомеханического воздействия на пластоэластичный материал. Материал подается на валки в виде отдельных кусков (например, ПЭ), порошкообразных или рыхлых волокнистых масс (фенопласты, аминопласты, ПХВ композиции и т.п.). Вследствие трения и адгезии загружаемый материал затягивается в зазор между валками и по выходе из него прилипает к одному из валков (в зависимости от разности температур поверхности валков и фрикции). Процесс гомогенизации и пластикации требует многократного пропуска массы через зазор и осуществляется циклически или непрерывно.

Рис.

На вальцах циклического (периодического) действия после загрузки А (одной или несколькими порциями сырья) происходит вальцевание Б прилипающая к одному из валков масса в течение времени Т повторно проходит через зазор и в это же время дополнительно перемешивается вследствие неравенства окружных скоростей валков и дополнительной подрезки массы на отдельных участках по длине валка (конец вальцевания В-переход массы на один валок).

После многократных пропусков через зазор, число которых определяется произведением времени на число оборотов в минуту, провальцованная масса срезается Г отдельными полосами ножом 1 либо сразу по всей длине валка и сматывается в рулон.

Рис.

На вальцах непрерывного действия материал подается с одного торца или в середине валков непрерывно, проходит между валками, одновременно совершая вращательное и поступательное движения вдоль валка, т.е. перемещается к другому торцу (или к обоим торцам) по винтовому пути и непрерывно срезается в виде узкой ленты.

Достоинства:

1 - исключается непроизводительная работа вальцов во время загрузки, выгрузки и между циклами,

2 - облегчается задача механизированной подрезки массы для интенсификации ее перемешивания.

Конструкция вальцов

Рис.

В производстве пластмасс преимущественно применяют вальцы с диаметром валков 400-650 мм при длине бочки 1000-1500 мм. Окружные скорости валков 20-35 м/мин;

Фрикция - отношение окружных скоростей валков, колеблется от 1,0 до 1,3. При наличии фрикции слой материала, выдавливаемый из зазора, стремится изогнуться в сторону тихоходного валка и налипает именно на этот валок. Поэтому у вальцов циклического действия, требующих часто применения ручного труда при подрезке и съеме массы, меньшая скорость сообщается переднему валку, у которого расположено рабочее место вальцовщика и наоборот, у вальцов непрерывного действия. Следует, однако, заметить, что прилипание массы к одному из валков зависит не только от относительной скорости валков, но и от температуры их поверхности.

Для облегчения захвата материала валком нужно уменьшать окружную скорость путем относительного снижения числа его оборотов, диаметр же можно даже несколько увеличивать по сравнению с быстроходным.

Техническая характеристика:

1. предназначены для чистки регенерата и резиновых смесей от посторонних включений и жестких частиц;

2. съем материала производится с заднего валка ножом, после чего материал передается на специальное устройство для безбабинной закатки его в рулоны;

3. длина валка - 800 мм

диаметр валков: - переднего - 490мм

- заднего 610 мм

4. поверхность рабочая: гладкая, бомбированнная;

5. глубина отделенного слоя - 10-25 мм

6. окружная скорость валков:

- переднего - 27,5 м/мин

- заднего 70 м/мин

- фрикция - 1-2,55

7. редуктор привода: 706403 К46О, передаточное число - 10,5

8. производительность вальцов - 96 кг/час

9.система охлаждения валков: - расход воды - 4 м3/час

Технические требования:

1. материал аппарата - чугун СЧ 15-32

2. при изготовлении, испытании и поставке аппарата должны выполняться требования Госгортехнадзора РФ ГОСТ 14333-79 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности».

Принцип работы:

Смесь загружают в пространство между валками. Они захватывают смесь и затягивают её в зазор, величина зазора может изменяться от нескольких долей миллиметра до 10-12 мм. В зазоре смесь подвергается сжатию и начинает постепенно распределяться по всей длине валка. Кроме того, в зазоре на РС действуют значительные усилия сдвига, вызывающие ее перетирание. Сдвиговые усилия возникают также вследствие разности частот вращения переднего 1 и заднего 2 валка, фрикции. После прохода через зазор смесь прилипает к валку 2 и образует на нем сплошной слой. При этом часть смеси перед зазором остается вращаться, её называют «вращающимся запасом». Провальцованная масса срезается ножом 3.

Вальцы установлены на станине 6.

Конструкция каландров

Каландры классифицируются по различным признакам:

1 - по назначению:

- универсальные - для выработки калиброванных листов и пленки;

- тиснильные - для образования рельефных узоров на листовом материале;

- печатные - для нанесения на пленку цветных рисунков,

- дублировочные - для получения двухслойных материалов (пластик на бумажной или текстильной основе).

2 - по количеству :

- трех - или четырехвалковые,

3 - схеме размещения валков:

Г , L, I, Z и S-образные каландры.

4 - по типу привода:

- каландры с одним общим приводом;

- то же, но с передаточными шестернями, выделенными в отдельный блок и соединяемыми с валками при помощи шарниров;

- каландры с индивидуальными фланцевыми электродвигателями и редукторами к каждому валку.

5 -по характеру давления валков на материал:

- с регулируемым давлением валков и изменяемым при помощи нажимных устройств зазором между ними (универсальные каландры);

- с постоянным давлением валков и переменным, автоматически меняющимся зазором в зависимости от толщины материала

Универсальные каландры выполняются обычно четырехвалкового типа с Г-или S-образной компановкой валков.

Каландры

Рис.1

А - c питанием от вальцов циклического действия;

Б -с питанием от червячной машины со щелевой головкой:

1 - вальцы;

2 - нож;

3 - транспортер;

4 - рулоны вальцованной массы;

5 - каландр;

б - охлаждающее устройство к каландру;

7 - готовый листовой пластик;

8 -червячная машина;

9 -- щелевая головка;

10 -- лента пластика.

В зависимости от назначения эти каландры должны иметь соответствующий диапазон регулирования зазоров между валками, но после настройки на определенный ассортимент, т. е. на определенные зазоры, они могут быть фиксированы в качестве постоянной величины, независимо от неизбежных небольших колебаний свойств массы.

Следовательно, допускаются небольшие колебания в величине удельного давления валков на массу.

Вопросы для закрепления материала:

а) валковые машины - общее представление о них;

б) в промышленности пластических масс валковые машины находят применение для…

в) к вспомогательным валковым машинам относят …

г) обработка на валках представляет собой процесс …

д) схема периодического вальцевания;

е) схема непрерывного вальцевания;

ё) дать определение - фрикция;

ж) устройство вальцов;

з) схема работы вальцов;

и) скорость вращения какого валка меньше при непрерывном и периодическом вальцевании;

к) по каким признакам классифицируются каландры.

Предформователи и вулканизационные автоклавы 1 предформователь «Барвелл»

Рис.

Устройство:

1. бак с гидр.маслом

2. гидроцилиндр

3. указатель уровня масла

4. бак для воды

5. цилиндр инжекционный

6. плита затворная

7. коробка передач

8. цепь регулирующая нож

9 корзина предохранительная

10. бак с охл.водой

11. камера вакуумирования

12. насос вакуумный

13. насос подачи воды

14. нож

15 головка профилирующая

16. система термостатирования

17. клапан

18. штуцер подачи воздуха

19 реле времени20. подшипник

21. смазывающее устройство

22. гидродвигатель

23. насос гидравлический

24. охладитель масла

Таблица

Техническая характеристика:	Технические требования:
1.габаритные размеры - 4200х1320х1500 2. мощность эл.двигателя - 5,5 кВт 3. масса заготовки - 0,1-100 г 4. максимальная масса загрузки - 25 кг 5. минимальная масса загрузки - 2,1 кг	1. отклонение от параллельности плоскости не более 0,5 мм на длине 680 мм 2. заслонка питателя должна свободно двигаться 3. покрытие «Барвелл» - эмаль ПФ-115 4. при сборке «Барвелл» обеспечить установку шлицевых концов вала строго по комплексному шаблону, аналогичному установки шлицевых валов шнеков 5. резьбовые соединения собрать на мастике «Герметик» У-30 МЭC-5 ВТУ СТУ 55-302-61

Принцип работы:

Подогретую резиновую смесь в виде «КУКОЛ» (рулонов) загружают в камеру предформователя, предварительно обработанную эмульсией КЭ 57079, разбавленной водой в соответствии 1:10 в камере резиновая смесь подвергается сжатию и затем выдавливается через профилирующую шайбу (или шайбу и дорн) в виде различных профилей, которые разрезаются синхронно вращающимся ножом. После резки заготовки, для предупреждения слипания, её охлаждают в ванне с антиадгезивом АР 57-11-А-2, или в воде, или воздушным способом.

Вулканизация в автоклавах

По конструкции эти аппараты делятся на следующие виды

1 - малогабаритные автоклавы колокольного типа со съемным барабаном, применяемые для вулканизации мелких РТИ;

2 - автоклавы с неподвижной крышкой и подвижным барабаном, применяемые крайне редко.

Рис.

Автоклав АП-650--2000'для вулканизации автопокрышек:

1 - гидравлический цилиндр;

2 - плунжер;

3,8 - нижняя и верхняя траверса;

4 - колонны;

5 - промежуточная траверса;

6 - подъемный стол;

7 - корпус автоклава;

9 - съемная крышка с затвором.

Каждый автоклав снабжен КИП и автоматическими приборами, регулирующими продолжительность и температуру вулканизации, удалите конденсата и поступление воды для охлаждения форм.

При вулканизации покрышек применяют эластичные формы, так называемые варочные камеры, закладываемые внутрь покрышек. Варочная камера имеет вид полого резинового кольца с утолщенным сердечником, снабженным вентилем, через который в полость варочной камеры поступает перегретая вода или пар. Перед вводом перегретой воды варочные камеры обычно прогревают паром, так как теплоотдача при конденсации пара значительно больше, чем при использовании перегретой воды.

Схема процесса вулканизации:

Формы с покрышками и заложенными в них варочными камерами укладывают на подъемный стол 6 одну на другую до полного заполнения автоклава. При этом вентиль каждой варочной камеры соединяется с общим коллектором (водяным или паровым). После закрытия крышки 9 автоклава, цилиндр 1 плунжера 2 соединяют с линией высокого давления, а в варочные камеры через накидную трубу автоклава подают перегретую воду или пар (температура перегретой воды 145-190°С). Избыточное давление пара составляет 5-6 атм. Большое внимание должно быть уделено тщательной герметизации аппаратов и трубопроводов.

Температура в автоклаве поднимается до 140-160°С и через определенный период снижается. Затем удаляют перегретую воду из варочных камер. В конце цикла формы и варочные камеры охлаждаются холодной водой.

Одним из необходимых условий процесса вулканизации массивных изделий в автоклавах является удаление воздуха в начале цикла. Воздух следует удалять через нижнюю задвижку автоклава.

Вулканизация в горизонтальном автоклаве

Рис.

1 - корпус 2 - крышка 3 - подвижное кольцо 4/1 - выходные штуцера 4/2 - входные штуцера

5 - штуцер для предохранительного клапана 6 - тележка 7 - опора

8 - механизм управления тележкой 9 - подставка 10 - металлические дорны

Вулканизация в котлах - проводится по определенному режиму. Например, уплотнитель стекол дверей и окон для «ВОЛГИ» при температуре 151оС в течении 25 мин:

- напуск пара - 5 мин,

- вулканизация - 15 мин,

- спуск пара - 5 мин.

Вулканизация в индивидуальных вулканизаторах

Индивидуальный вулканизатор представляет собой пресс специальной конструкции с закрепленной формой, состоящей обычно и двух половин. Индивидуальные вулканизаторы применяются преимущественно для вулканизации многослойных автомобильных покрышек больших размеров, а также для вулканизации камер, ободных лент и технических изделий.

По конструкции вулканизаторы разделяют на:

1 - одно- и двухместные: для крупногабаритных изделий,

2 - многоместные - для малогабаритных технических изделий.

По способу обогрева различают:

1 - вулканизаторы автоклавного типа (пар подается внутрь корпуса);

2 - вулканизаторы с обогревом фирм через рубашку.

Вулканизаторы снабжены предохранительным рычагом и блокирующим устройством, препятствующим их открыванию при высоком давлении в варочной камере. Процесс вулканизации в индивидуальных вулканизаторах автоклавного типа проводится практически так же, как в автоклавах, но в автоклав загружается несколько форм, а в индивидуальном вулканизаторе имеется одна закрепленная форма, конструкция которой позволяет осуществить циркуляцию перегретой охлаждающей воды в варочной камере под давлением, что очень трудно осуществить в автоклаве.

Рис.

1 - опорная плита;

2 - корпус паровой камеры;

3 - рычаг аварийного выключения;

4 - верхняя часть паровой камеры;

5 - рычажно-кривошипный механизм;

6 - электродвигатель;

7 - уплот. прокладка;

8 - редуктор;

9 - рычаги;

10 - стол;

11 - цапфы;

12 - подвижная поперечная балка, 13 - дисковый держатель; 14 - цилиндрический выступ; 15,16 - верхняя и нижняя половина вулканизационной формы.

Одноместный рычажно-механический вулканизатор автоклавного типа:

Вопросы для закрепления материала:

а) устройство предформователя «Барвелл»;

б) принцип работы предформователя «Барвелл»;

в) техническая характеристика предформователя;

г) автоклав для вулканизации автопокрышек - устройство;

д) назначение варочных камер;

е) схема работы автоклава для вулканизации автопокрышек;

ё) горизонтальный автоклав - устройство;

ж) горизонтальный автоклав - принцип работы;

з) индивидуальный вулканизатор - общее представление;

и) классификация индивидуальных вулканизаторов по конструкции;

й) классификация индивидуального вулканизатора по способу прогрева;

к) устройство одноместного вулканизатора рычажного типа.

Клеемешалки, клеепромазочные машины. Изготовление клеев

Резиновые клеи - это растворы каучуков или резиновых смесей в органических растворителях (на самом деле - это коллоидные растворы, т.к. ни каучуки, ни клеи не растворяются, а распределяются в растворителях).

Применяют клеи - для прорезинивания тканей, склеивания резиновых деталей, их ремонта, а также для изготовления резиновых изделий методом макания (хирургические перчатки).

Резиновые клеи делят на 2 группы:

1 - невулканизующиеся - это клеи на основе НК;

2 - вулканизующиеся - содержат вулканизующие вещества.

Вулканизация протекает как при температуре 140-150 оС, так и при 25-30оС (самовулканизующиеся клеи, или клеи холодной вулканизации).

В зависимости от концентрации различают клеи жидкие, средней концентрации и мази (густые клеи).

Стадии приготовления клея:

1 - каучук или РС набухают в растворителе (проникает растворитель в молекулярное пространство каучука);

2 - обращение фаз (распределение растворителя в каучуке прекращается и наступает распределение каучука в растворителе).

Товарные клеи промышленного назначения подразделяются на 8 групп: клеи для крепления невулканизованной резины к металлам, клеи для крепления к металлам и другим материалам, клеи для склеивания резин и резинотканевых материалов, покрытия для защиты резин, клеи для влагоизоляции….

Клеемешалки

Основные стадии технологического процесса: подготовка материалов; загрузка в клеемешалку (получение, хранение и взвешивание); приготовление клея; выгрузка клея; контроль качества; упаковка и маркировка.

Рис.

1 - крышка,

2 - опрокидывающееся корыто

3 - лопасти

4 - привод лопастей

5 - механизм для опрокидывания

Техническая характеристика:

1. рабочий объем - 400л

2. полный объем корыта - 600 л

3. число оборотов - 29 и 16 об/мин.

4. давление пара в рубашке - 6 кгс/см2

5. время опрокидывания корыта - 30-40 сек

6. угол опрокидывания - 110о

7. вес смесителя - 6140 кг

8. мощность привода мешалки - 22 кВт

Устройство:

Клеемешалки представляют собой корытообразный опрокидывающийся корпус 2 с двумя Z - образными лопастями 3 внутри, которые вращаются с разными скоростями.

Корпус снабжен рубашкой (для охлаждения) и откидной крышкой 1. Для разгрузки имеется специальный механизм 5, который плавно поворачивает ее корпус вокруг оси вала, что ускоряет и облегчает выгрузку клея.

Принцип работы:

Разогретую на вальцах резиновую смесь в виде «шкурки» (массой не более 8 кг) загружают в клеемешалку, куда предварительно заливают растворитель. Включают мешалку. По мере перемешивания и набухания резиновой смеси, загружают другие ингредиенты.

По окончании клеемешания механизмом 5 опрокидывания корыто переворачивают и через специальный патрубок клей сливают в металлическую тару. (В состав клея, например 88, входит бензин и этилацетат). Для изготовления клеев применяют клеемешалки различного типа.

Производство маканых изделий

Для производства тонкостенных изделий из резиновых клеев применяют метод - макания. Изделия эти называются маканными резиновыми изделиями (перчатки, пипетки, соски, игрушки ...)

Изготовление маканых изделий включает стадии:

1 - подготовка (чистка форм, комплектация рам, загрузка рам в аппарат),

2 - макание,

3 - вулканизация,

4 - съем изделий с форм,

5 - промывка и просушка.

Сущность процесса производства этих изделий состоит в одно- или многократном обмакивании специальных форм, изготовленных из стекла, фарфора, металла в резиновый клей. После высыхания этих клеев на форме остается тонкая пленка, которая имеет ту же конфигурацию что и форма. После вулканизации пленки получают готовое изделие.

Рис.

1 - крышка,

2 - формы,

3 - вал крестовины (пакет установленных форм),

4 - ванна для клея.

Время одного макания - 200-300 сек, время общего изготовления (4 макания) - 100-120 мин. Чем больше маканий, тем больше время просушки. Температура при просушки 18-30 оС.

Вулканизация перчаток ведется в горизонтальных вулканизационных котлах. Рамки с формами размещают на специальных тележках и закатывают в котел. Время вулканизации -37-39 мин, получают очень тонкие изделия, толщиной не более 0,2 мм.

Клеепромазочные машины

Обработка некоторых тканей, главным образом легких (тонких), на каландрах представляет ряд неудобств и во многих случаях не удовлетворяет техническим требованиям, предъявляемым к прорезиненным тканям.

Недостатки на каландрах: не всегда обеспечивает гладкую поверхность, не дает возможности наложить резиновый слой толщиной 0,1 мм и ниже, ткани получаются очень тяжелыми