Штампувальні преси для виготовлення глиняної черепиці

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Штампувальні преси для виготовлення глиняної черепиці

Штампувальні преси розділяються на два типи: салазочні і револьверні [23].

Пристрій і робота салазочних пресів полягає в подачі «валюшек» (підготовлений брусок глини) між верхньою і нижньою прес-формами преса. Привод цього типу пресів може бути як ручним, так і механічним.

Більш досконалою конструкцією є револьверний ексцентриковий прес штампувальної дії (рис. 2.4, 2.5, 2.6).

Конструкція преса зводиться до наступного. На чавунній плиті 1 (рис. 2.4) на болтах закріплюються дві бічні стійки 2. У верхній частині стійок у підшипниках монтується приводний вал 3, що приводиться в обертання від електродвигуна через клинопасову передачу.

Консольно на приводному валу закріплюється шестірня 4, що знаходиться в зачепленні з зубчастим колесом 5, що насаджено на вал 6.

На валу закріплюються два профільованих кулачки 7, що обкатуючись по роликах 8 і 9, піднімають або опускають повзуна 10 з верхнім штампом 11. На горизонтальному валу 12 закріплений п'ятигранний барабан 13, на якому встановлені форми 14. На цьому ж валу консольно кріпиться диск 15 з п'ятьма прорізами - «мальтійський хрест». На зубчастому колесі 5 закріплюється палець з роликом 16. При обертанні зубчастого колеса ролик 16 заходить у проріз диска 15, періодично повертаючи п'ятигранний барабан на 1/5 оберту. Зупинку барабана фіксує засувка 17, що заходить у прорізі диска 18. Обрізає задирки рамка 19, що приводиться в дію від системи важелів 20. Попереднє пресування виробляється штампом 21, що приводиться в дію шатуном 22.

Револьверний ексцентриковий прес для виготовлення черепиці

Револьверний ексцентриковий прес для виготовлення черепиці вигляд (ліворуч)

Кінематична схема револьверного ексцентрикового преса

прес штампувальний технологічний

Напрямок конструктивно-технологічного удосконалювання устаткування

Шнекові преси за тривалий час експлуатації доведені до певного рівня досконалості. Досвід експлуатації цих машин дозволив значно поліпшити конструкцію і довести їхню продуктивність до гранично можливої для даного класу пресів із шнековим нагнітачем. З цією метою в шнекових пресах були введені: парозволоження, подвійне вакуумування, ретельне подрібнення маси, що надходить у вакуум-камеру, застосування подовжених змішувачів, автоматичне підтримування необхідної вологості бруса, що формується.

Розглянемо деякі заходи, спрямовані на конструктивно-технологічне удосконалення шнекових пресів.

Робота вузла перфорованих ґрат мають ряд істотних недоліків, а його конструкція вимагає подальшого удосконалювання.

Недоліками роботи традиційних конструкцій вузла переходу глиномаси зі змішувача у вакуумну камеру є:

- невисока ефективність процесу вакуумування глиномаси через накладання джгутів верхніх шарів на нижні;

- завантаження забірної частини шнека з вузла перфорованих ґрат здійснюється нерівномірно по довжині приймального отвору і накопичується безпосередньо під ґратами;

- відсутність можливості регулювання тиску глиномаси перед решіткою і товщини джгутів, що надходять у вакуумну камеру;

- як правило, у нижній частині простору перед перфорованими ґратами потрібна менша товщина глиняної пробки, чим у верхній, де прорив повітря найбільш ймовірний, що приводить до зайвої витрати електроенергії на продавлювання глиномаси в нижній частині.

Аналіз недоліків роботи конуса і вузла перфорованих ґрат дозволяє прогнозувати подальші пошуки шляхів їхнього удосконалювання. У цьому зв'язку становить інтерес конструкція вузла перфорованих ґрат, що може бути розроблена на основі авторського посвідчення №893536, що спрямовані на усунення вищевикладених недоліків традиційних конструкцій.

Відмінною рисою приведеної конструкції є те, що перфорована решітка виконана складеною і встановлена під кутом 10…45 град. до вертикалі, причому одна частина ґрат виконана нерухомою, а інша - з можливістю переміщуватися щодо нерухомої частини.

Зсувні деформації, що виникають при формуванні глиняних мас, характер руху глини в каналах транспортуючих і формуючих елементів шнекових пресів відіграють визначальну роль в одержанні якісної продукції. Характер розподілу швидкості потоку в поперечних перерізах головки і мундштука шнекового преса може бути представлений фрагментами, зображеними на рис. 2.8.

Найважливіша умова одержання якісного глиняного бруса полягає в тім, щоб конструкція випарної лопаті, перехідної голівки і мундштука дозволяла на виході одержати розподіл швидкостей по перетину бруса по можливості найбільш рівномірним (перетин V-V).

Аналітичні і експериментальні дослідження привели до створення цілого ряду конструкцій, що дозволяють у тім чи іншому ступені поліпшувати якісну і кількісну роботу преса.

Класифікація формуючої частини преса приведена на рис. 2.9, а основні конструктивні рішення формуючої частини приведені на рис. 2.10…2.24.

Заслуговує на увагу конструкція універсальної формуючої головки шнекового преса, приведена на рис. 2.25, що дозволяє знайти оптимальне співвідношення довжин перехідної голівки і мундштука в залежності від фізико-механічних властивостей глиномаси і експлуатаційних параметрів преса.

Як відомо, рух керамічної маси в шнековому пресі можна представити як результат взаємодії трьох основних потоків, що формуються в його каналах (рис. 2.26):

- «прямого» потоку Q_прям., викликаного штовхаючою здатністю фронтальної поверхні лопатей шнека;

- умовно існуючого «зворотнього» потоку Q_зв., викликаного градієнтом тиску. «зворотній» потік виявляється в стримуючому впливі на «прямий» потік виникаючим тиском у голівці преса;

- потік «витоку» Q_уг. через кільцевий канал по периметрі лопати в протилежному транспортуванню керамічної маси напрямку.

Розглянувши схему руху глиномаси в каналах шнека, неважко помітити, що найбільша ефективність процесу формування бруса (продуктивність) можлива при мінімальних значеннях потоку «витоку» і «зворотнього» потоку. Рішення зменшення потоку «витоку» реалізувалося в наступній конструкції.

Класифікація формуючої частини преса

Підтримка в процесі експлуатації постійного мінімального зазору, внаслідок значного гідродинамічного опору між крайками шнека і сорочкою, не дозволяє глиномасі утворювати потік «втечі».

Застосування шнекового преса, що працює на основі принципу витискання маси (рис. 2.28), дозволяє домогтися зменшення зворотнього потоку до мінімуму. Перекриття каналу шнека засувкою у вигляді ротора перекриття дозволяє формувати глиняний брус об'ємним витисканням маси, при цьому продуктивність преса перестає залежати від реологічених властивостей маси.

Незважаючи на значне удосконалення конструкцій шнекових пресів, за останні роки в Україні і за кордоном, вони зберегли основні недоліки, до яких у першу чергу відносяться: свилеобутворення, підвищені втрати енергії на формування, великий знос робочих органів, нагрів маси від тертя всередині циліндра, різні швидкості шарів у поперечному перерізі глиняного бруса низький коефіцієнт корисної дії.

Прагнення уникнути недоліків, властивих формуванню на шнекових пресах, реалізувалося в розробці безшнекових конструкцій формувальних машин. Відомі конструкції безшнекових пресів, для пластичного формування глиномас, можна умовно розділити на роторні і преси з нескінченними стрічками.

У 1972 році західногерманська фірма Ricterwerke виготовила Europress, у якому шнек замінюється ротором з кільцеподібними жолобами, з яких глиномасса витягається гребінкою і спрямовується у формуючу голівку, матеріал практично без переміщення в пазах транспортується до зони преса, що ущільнює. Ущільнення маси починається безпосередньо перед ножами, що зрізують.

Европрес має ККД подачі 70…80%. Це досягається за рахунок того, що в Европресса практично відсутні зворотні потоки в каналах ротора.

Дослідними інститутами створені експериментальні установки роторних безшнекових пресів. Існують позитивні відгуки про роботу цих машин по формуванню пластичних глин.

Інститутом ВнДістром був запропонований дослідно-експериментальний зразок стрічкового роторного преса з діаметром ротора 600 мм і потужністю встановленого електродвигуна 90 квт. Частота обертання ротора складала 6 об/хв., що відповідало продуктивності 10 т/ч; тиск пресування досягав 0,4 МПа.

Основним недоліком роторних пресів є порівняно низький питомий тиск пресування в камері стиску, обумовлене недостатньою силою зчеплення стінок камери ротора з масою, що формується, тому що транспортуюча здатність і тиск тут створюються силами тертя об стінки кільцевих проточок ротора, що мають по всій довжині постійний перетин. При цьому одна з поверхонь має нерухому стінку, що чинить значний опір переміщенню маси уздовж камери. Отже, роторні преси переважніше застосовувати для формування мас, у яких висока вологість (18…25%), що є їхнім істотним недоліком.

У роторних, як і в шнекових пресах, функції транспортування глиномаси і її формування розділені; для формування також використовується мундштук, тому цілком позбутися від свилеобутворення у виробах при використанні цих машин, імовірно, неможливо. В той же час протирух глиномаси в жолобах роторних пресів мінімальне або відсутнє зовсім, що безсумнівно зменшує енерговитрати на транспортування глиномаси і дозволяє при необхідності значно збільшити продуктивність машини без великого збільшення потужності привода.

Дуже перспективними є преси з нескінченними стрічками. Перший прес такої конструкції (рис. 2.30), розроблений в Україні і багато років експлуатується на Котельском цегельному заводі, містив чотири формуючих стрічкових транспортери - два горизонтальних і два бокових, утворюючих у перетині прямокутник зі сторонами, рівними на виході розмірам цегли. Цей прес мав продуктивність біля чотирьох і більш тис. штук цегли в годину при питомій витраті енергії 1,8…2,5 кВт на тис. штук цегли. У шнекового преса цей показник дорівнює 17…20 кВт на тисячу штук цегли.

Патент ФРН №923172 на пристосування до пресів з нескінченними стрічками (рис. 2.31, 2.32), які створюють потрібний тиск на стрічку, що рухається, завдяки чому поліпшуються умови формування бруса при транспортуванні формувальної маси. Відомий проект преса з нескінченними стрічками західногерманської фірми «Rieterwerke».

Відмінною рисою пресів з нескінченними летами є поєднання процесів транспортування і формування в одному робочому каналі замінного перетину, утвореному поверхнями, що нескінченно рухаються.

В нашій країні ведуться великі роботи з розробки та випробування безшнекових пресів. Запропоновано і розроблено кілька варіантів конструкцій безшнекових пресів з нескінченними стрічками, що утворюють камеру змінного перетину зі стінками, що рухаються, і необхідність, яка виключає встановлення голівки і мундштука для одержання бруса заданого перетину.

Пресс складається з приводного формуючого валка з кільцевою канавкою, ширина якої відповідає ширині бруса, що формується, барабана 6 і роликів 10, що охоплюються притискними стрічками 8, їхня ширина при цьому відповідає ширині кільцевих канавок валка 1 так само, як і ширина роликів 10. Ролики 10 і стрічка 8 введені в кільцеві канавки валка 1 і утворюють камери ущільнення змінного перетину, розміри яких на вході більше, ніж розміри на виході. Розмір на виході відповідає ширині бруса, що формується. Стрічка 8 має підтримуючий пристрій, ролики 7 і ролик 9 регулювання натягу стрічки. Пресс обладнаний живильним пристроєм 5 і валком, що подає, 3, знімними ножами - верхніми 12 і нижніми 11 і вбудований в корпус 2, верхня частина якого утворює вакуум-камеру і має патрубок 4 для з'єднання з вакуум-насосом.

Стрічковий прес працює в такий спосіб: пластична маса живильним пристроєм 5 і валком 3 спрямовується в простір, утворений кільцевими канавками формуючого валка 1 і притискною стрічкою 8, подається в камери ущільнення у вигляді готових брусків заданого перетину, спрямовується знімними ножами 11 і 12 на транспортер, що відводить. Швидкість руху стрічки 8 приймається рівній коловій швидкості внутрішнього діаметра кільцевої виточки валка 1.

Таким чином, у безшнековому пресі при русі маси в просторі між обертовим валком і стрічкою, що рухається, відбувається її ущільнення і прокат з одержанням необхідних розмірів бруса. Якість ущільнення бруса забезпечується відповідним вибором довжини камери ущільнення: діаметром валка 1 і розмірами вхідного і вихідного перетину.

Основні переваги пропонованого безшнекового стрічкового преса наступні: істотне збільшення продуктивності і зниження енергоємності процесів формування при значному поліпшенні виробів. Однак розглянута схема безшнекового стрічкового преса має і недоліки. Основні з них:

- складність створення конструкції, що забезпечує необхідне ущільнення зазорів між гнучкою стрічкою і стінками кільцевої проточки барабана;

- наявність знімних нерухомих ножів веде до деякого збільшення енерговитрат і швидкому абразивному їх зносу;

- відносно мала довжина камери пресування, утворена дугою. відповідної куту 90°, очевидно, не дозволить створити питомий тиск, необхідний для пресування жорстких мас без попереднього ущільнення матеріалу (підпресовкою).

Размещено на Allbest.ru