Оборудование для обработки материалов давлением

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ РЕАКТОПЛАСТОВ К ПРЕССОВАНИЮ

ТРЕБОВАНИЯ К СОСТОЯНИЮ МАТЕРИАЛА, ПРИ ЕГО ЗАГРУЗКЕ В ПРЕСС-ФОРМУ

 

К оборудованию подготовительных производств следует от­нести таблеточные маши-ны, агрегаты для предварительного подогрева таблеток, смесительное оборудование различных ти­пов, вальцы. Формующее оборудование представлено прессами. червячными машинами (экструдерами), литьевыми машинами. машинами для раздувного, рота-ционного, пневмо- и вакуум­формования, каландрами. Изделия из стеклопластиков форму­ются, как правило, на специальном оборудовании. Однако ис­пользуются и стандартные прессы и литьевые машины.

Перерабатываемые методом горячего компрессионного прессования порошкообразные и волокнистые термореактивные материалы перед операцией прессования формуются в заготовки (полуфабрикаты) правильной геометрической формы - таблетки или брикеты, однородные по форме, размерам и массе.

Целью таблетирования реактопластов является удовлетворение следующих требований к сырьевому материалу, поступающему в пресс-форму для последующего нагрева и прессования: высокая плотность материала, малый объем воздушных включений (пор), низкое содержание пылеобразной фракции.

Использование таблетированных реактопластов улучшает условия проведения нагрева материала до температуры переработки, так как уменьшение объема воздушных включений увеличивает его теплопроводность. При этом существенно со­кращаются объемы загрузочных камер пресс-форм. Дозирова­ние по объему или массе заменяется более простым и удоб­ным - штучным. Применение таблеток снижает содержание пыли в производственных помещениях, благодаря чему улуч­шаются условия труда. С помощью предварительного таблети­рования интенсифицируется технологически и процесс, повыша­ется производительность прессового оборудования, улучшается качество изделий, уменьшаются потери, снижаются расходы на хранение и транспортирование сырья.

Способность материала спрессовываться в компактную таб­летку под действием сжимающего усилия определяет таблетируемость - важное технологическое свойство сырья. Таблети­руемость зависит от многих факторов: гранулометрического со­става, влажности и температуры материала, наличия смазоч­ных добавок, параметров процесса таблетирования и т. д. В каждом конкретном случае предъявляются особые требова­ния и к самим таблеткам. Они должны обладать достаточной прочностью и не изменять свою форму и геометрические пара­метры при ударных и вибрационных воздействиях различного рода, сопровождающих транспортирование и загрузку таблеток в бункерные устройства и загрузочные камеры пресс-форм. Таблетки, изготавливаемые из пресс-материалов, обычно име­ют цилиндрическую форму с плоскими или полусферическими основаниями. Находят применение таблетки (брикеты) в форме параллелепипеда.

Таблетирование осуществляют без подогрева материала путем его прессования в специализированных прессах-автоматах и на автоматических роторных линиях.

СПОСОБЫ ТАБЛЕТИРОВАНИЯ

Технологический процесс таблетирования реактопластов вклю­чает следующие основные операции (рис.15): дозирование, прессование, выталкивание и транспортирование таблеток.

 

Рис. 15. Операции процесса таблетирования: а - дозирование; б - прессование; в - выталкивание; г - транспортирование таблеток;: 1 - бункер; 2 - матрица; 3 - верхний пуансон; 4 - нижний пуансон; 5 - таблетка.

 

Прессование - основная операция процесса таблетиро­вания - заключается в уплотнении приготовленной дозы мате­риала в замкнутом объеме. Прессование осуществляется с по­мощью пуансонов, перемещающихся в матрице. В зависимости от способа приложения усилия прессования таблетирование бывает односторонним и двухсторонним. При одностороннем прессовании (рис. 16, а) относительно матрицы перемещается только верхний пуансон 1. При этом усилие прессования Р _в на верхнем пуансоне 1 и усилие Р _н на нижнем пуансоне 2 связа­ны соотношением

где - равнодействующая сил трения, распределенных по боковой поверх­ности прессуемого изделия.

Снижение усилия прессования, передаваемого на материал засчет внешнего трения по высоте прессуемого изделия в на­правлении от пуансона 1к пуансону 2 уменьшает плотность и прочность таблетки в этом же направлении.

При двухстороннем прессовании (рис. 16, б) оба пуансона являются прессующими и создают одинаковое давление на верхней и нижней поверхности таблеток. При двухстороннем прессовании

Р _н = Р _в

Вариантом конструктивного оформления процесса двухсто­роннего прессования яв-ляется использование так называемой «плавающей матрицы» (рис. 2, в), имеющей воз-можность пе­ремещаться в осевом направлении. При применении «плаваю­щей матрицы» возникающие при прессовании силы трения дей­ствуют не только на таблетку, но и на пружину 3, перемещая матрицу в сторону движения прессующего пуансона. В этом случае

Р _н = Р _в + Т _п,

где Т _п - усилие, которое необходимо затратить на сжатие пружины.

Ввиду того, что Т _п составляет пренебрежимо малую часть от Р _в, получим

Р _н = Р _в,

что справедливо для двухстороннего прессования.

Важной задачей при установлении технологического режима таблетирования является выбор давления прессования. Этим параметром в значительной степени определяется качест­во таблетки: ее механическая прочность, постоянство геометри­ческих размеров, отсутствие трещин и внешних дефектов. Ме­ханическая прочность таблетки является функцией ее плотно­сти, которая в свою очередь зависит от давления прессования

Рис. 16. Схемы прессования при таблетировании а - одностороннее; б – двух-стороннее; в - с «плавающей» матрицей: 1 -верхний пуансон; 2 - нижний пуансон; 3 - пружина.

Полученные опытным путем дан-ные свидетель­ствуют о том, что при достижении значения давления прес-сования р п, равного для фенопластов 75-125, а для стекловолок­нитов 250-300 МПа, дальнейшего существенного уве-личения плотности, а следовательно, и прочности таблетки не происхо­дит. Выбор величины давления прессования, реализуемого при таблетировании, зави-сит также и от природы перерабаты-ваемо­го материала, его температуры, влажности, наличия смазываю щих до-бавок, скорости прессования.   Усилие таблетирования выбирается из условия необходимо­сти достижения в таблетке минимального значения

давления прессования р _мин = * в наименее прочном слое таблетки. При одно-стороннем схеме прессования этот слой располагается у нижнего пуансона, а при двухсторонней схеме прессовании среднем (нейтральном) сечении.

Давление прессования р _п по схеме одностороннего таблетирования определяется по формуле

р _{п =} р _мин + ,

где и - высота и диаметр таблетки соответственно; - удельная сила трения на боковой поверхности таблетки, она может быть найдена прибли­женно по соотно-шению = (0,25 0,35) р _п.

Для схемы двухстороннего таблетирования формула (2.5) видоизменяется следующим образом:

р _{п =} р _мин +

Определив давление прессования р _п,можно перейти к вы­числению плотности материала в таблетке по формуле ти­па (1.2) и затем получить значение коэффициента уплотнения материала . От степени уплотнения таблетируемого сырья k_y зависит выбор конструктивных параметров узла таб­летирования: хода пуансона, объема матрицы. Приравнивая мaccy порции пресс-порошка к массе таблетки (где v ₀ и v _T - объемы полости матрицы и таблетки со­ответственно) и выразив v ₀= и по­лучаем, что k _y = H ₀/ h _т. Задаваясь далее значением d _т, опреде­ляем h _т и высоту полости матрицы Н ₀. Ход пуансона l _п при схе­ме одностороннего таблетирования равен l _п = Н ₀ - h _т; при схеме двухстороннего таблетирования ход каждого из пуансонов ра­вен l _п = (H ₀- h т)/2.

Для определения необходимого усилия таблетирования Р может быть использована формула

.

Выталкивание - удаление таблетки из матрицы - осу­ществляется обычно одним из пуансонов, выполнявших прес­сование. Усилие выталкивания зависит от сил остаточного бо­кового давления, действующих в форме после снятия давления прессования. При этом усилие на выталкивающем пуансоне Р _вравно силе внешнего трения Т _в таблетки о стенки матрицы

 

где d _ти h _т- диаметр и высота таблетки; k - коэффициент бокового давле­ния; р _по - остаточное давление прессования р _по= (0,15 0,20) р _п; f - коэф­фициент трения.

Транспортирование (сбрасывание) готовых, таблеток осуществляется, как правило, механическим устройст­вом. Обычно операция совмещается по времени с дозировани­ем сырья.

Для изготовления таблеток из сыпучих порошкообразных полимерных материалов используются различные таблеточные­ машины - автоматы, которые можно класси-фицировать по ря­ду признаков. Таблеточные машины могут различаться: по ви­ду привода (механические и гидравлические); по способу прес­сования (с одно- и двухсторонним прессованием, с «плаваю­щей» матрицей); по характеру движения таблетируемого материала (с периодическим и непрерывным движением пере­рабатываемого объекта).

В большинстве случаев для таблетирования используются эксцентриковые (кривошипные), роторные и гидравлические­ машины. Эти автоматы, согласно ГОСТ 8200-80, могут быть охарактеризованы основным параметром - усилием прессова­ния, которое в современных таблеточных машинах может до­стигать 1000 кН.

 

2.3. ЭКСЦЕНТРИКОВЫЕ ТАБЛЕТОЧНЫЕ МАШИНЫ

3.1. Конструкция

 

Эксцентриковые (кривошипные) таблеточные машины приме­няются для изго-товления стабильных по массе таблеток диа­метром 12-100 мм и высотой 15-200 мм при усилии прессо­вания от 2 до 500 кН. Эти машины, являющиеся автоматами с перио-дическим перемещением обрабатываемого объекта, отно­сятся в большинстве случаев к агрегатам рычажного типа вер­тикального исполнения с односторонним прессованием пресс­порошка.

Рис. 17. Эксцентриковая таблеточная машина: 1 - станина; 2, 3 - гайки; 4 - матрица; 5 - ползун; 6 - серьга; 7 -..ковш; 8 - рычаг. 9 - ось; 10- шатун; 11- кривошип (эксцентрик); 12 - червячное колесо; 13 - бункер· 14 - червяк; 15, 17 - кулачки; 16, 24 - зубчатые колеса; 18, 20– ролики; 19 - главный вал; 21 - штанга; 22 - шкив; 23 - маховик; 25, 26 - пуансоны; 27 - вилка.

 

Конструкция одной из наиболее распространенных таблеточных машин этого типа с усилием прессования 120 кН пред­ставлена на рис. 17. На станине 1 смонтирован привод и ме­ханизмы трансмиссии, дозирования, а также выталкивания. От электродвигателя, расположенного в нижней части станины, через ременную передачу вращение передается шкиву 22, зуб­чатым колесам 16, 24 и главному валу 19. Главный вал, осна­щенный кривошипом (эксцентриком) 11 и кулачками 15 и 17, приводит в движение все механизмы, выполняющие технологи­ческие операции.

Механизм прессования представляет собой кривошипно-ша­тунную конструкцию, преобразующую вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение ползуна 5 с укреп­ленным на нем верхним прессующим пуансоном 25. Регулиро­вание глубины захода пуансона 25 в матрицу 4 осуществляется изменением длины шатуна 10. С этой целью червяк 14 вводится в зацепление с червячным колесом 12, являющимся эксцентриковой втулкой. Поворотом эксцентриковой втулки при вращении червяка достигается изменение расстояния от оси кривошипа 11 до оси пальца ползуна 9.

Регулированием рабочего хода прессующего пуансона 2 достигается и изменение давления прессования, передаваемого ­таблетируемому материалу. Нижний (вытал-кивающий) пуан­сон 26 во время прессования посредством гайки 2 опирается на корпус машины. Выталкивание готовой таблетки проводится возвратно-поступательным движением пуансона 26, приводимо­го в действие дисковым кулачком 15 через ролик 20,штангу 21 и вилку 27. Гайки 2 и 3 регулируют ход выталкивателя.

Механизм дозирования таблетируемого материала представ­ляет собой бункер 13 с загрузочным ковшом 7, который при помощи дискового кулачка 17, ролика 18, рычага 8 и серьги 6 ­поворачивается на некоторый угол вокруг вертикальной оси. Ковш 7 при повороте своей нижней кромкой скользит по по­верхности рабочего стола, перекрывая отверстие матрицы, и дозирует порошок, возвращаясь затем в исходное положение. Маховик 23 используется для ручного проворачивания главно­го вала 19. Операция сталкивания готовой таблетки совмеще­на в данной конструкции по времени с дозированием порошка.

Роторные прессы

Существенным недостатком процесса прессования на прессах-­автоматах является необходимость затраты значительной части времени цикла прессования на выполнение вспомогательных операций. Эти непроизводительные затраты времени включают выстои в сомкнутом и разомкнутом состояниях, загрузку сырья и удаление изделий и т. д. Задача высвобождения пресса от ря­да операций и передача их другим устройствам может быть ре­шена при использовании роторных прессов.

Роторные прессы бывают револьверного и ротационного ти­пов. В первых ротор поворачивается периодически на опреде­ленный угол, во вторых - вращается непрерывно.

ВАЛКОВЫЕ МАШИНЫ

Валки

На рис. 30 показана конструкция валка каландра. Рабочую часть валка А часто называют бочкой,места Б под установку в подшипники - шейкамиили цапфами,место В под монтаж приводной шестерни или шпинделя - хвостовиком. Отношение диаметров шейки и бочки лежит в пределах 0,5-0,72.

Валки вальцов (за исключением рафинирующих) выполня­ют с цилиндрическими бочками. Бочки валков каландров часто имеют увеличивающийся к их середине диаметр (бомбировка валков); разность диаметров при этом не превышает 0,1 – 0,2 мм.

 

 

 

 

 

 

Рис.29. Г-образный четырехвалковый каландр: 1 - нижний валок; 2 - средний валок; 8 - направляющие валики; 4 - верхний валок; 5 - рама станины; 6 - механизм регулирования зазора между верхним и средннм вал­ками; 7 - выносной валок; 8 - питающее устройство; 9 - механизм регулирования зазо­ра между верхним и выносным валками; 10- прижимной валик; 11 - механизм регули­рования зазора между нижним и средним валками.

 

 

Бомбировка в значительной степени компенсирует не· постоянство межвалкового зазора по длине валков, возникаю­щее из-за их прогиба под действием распорного усилия.

Рабочие поверхности валков шлифуют, а у каландров - еще и тщательно полируют для получения листов и пленок с по­верхностью высокого качества. С этой же целью к точности из­готовления валков каландров предъявляются повышенные тре­бования. Так, несоосность бочки и шеек, а также овальность бочки не должны превышать 0,005 мм.

Рабочая поверхность валка должна иметь повышенную твердость и износостойкость.

Внутренняя поверхность валков в области бочки (см. рис. 28) растачивается. Это уве-личивает коэффициент теплоотдачи от металла к циркулирующей в полости охлаждаю-щей воде. Тем не менее, большая толщина стенки бочки является основной причиной пло-

 

Рис. 30. Валок каландра: 1, 5 - наклонные подводящие отверстия; 2 - труба для подвода термостатирующей жидкости; 3 - рабочее отверстие; 4 - уплотняющее кольцо; 6 - прокладка; 7 - кольца; 8 - ­заглушка.

 

хого теплообмена между рабочей поверхностью и термостатирующей жидкостью. В связи с этим практически все каландры и многие типы вальцов оснащаются валками, конс-трукция которых приведена на рис. 30. Канал для термостатирующей жидкости распо-ложены в непосредственной близости от рабочей поверхности: расстояние до нее не превышает 40 мм. Это значительно уменьшает тепловую инер­ционность валка и интенсифицирует теплообмен.

Жидкость подается по трубе 2 в правую полость централь­нoгo отверстия валка. По наклонным каналам 5 она попадает в рабочие каналы 3, выполненные вдоль образующих бочки, и затем по второй серии наклонных каналов 1 попадает в ле­вую полость центрального отверстия, откуда выходит на слив. Левая и правая полости разделены кольцом 4 с уплотнениями. Рабочие каналы по торцам бочки закрыты кольцами 7 с про­кладками б. Центральное отверстие валка имеет заглушку 8.

Тепловой режим работы каландров в отличие от вальцов такой, что теплогенерация за счет деформирования материала в межвалковом зазоре оказывается недостаточной, чтобы поддер­живать требуемую повышенную температуру рабочей поверхно­сти валков. По этой причине жидкость, подаваемая в рабочие каналы валков, осуществляет не охлаж-дение, а подогрев. Если рабочая температура валков должна превышать 453-473 ⁰К, то целесообразно применение не жидкостного, а электрического обогрева. В этом случае в рабочие каналы вставляются трубча­тые электронагреватели омического сопротивления, а выводы от них через наклонные и центральное отверстия в валке соединя­ются с токо-съемными кольцами, укрепленными на одном из концов валка. Вращающиеся при работе каландра кольца кон­тактируют с токоподводящими щетками, установленными на станине.

Для контроля и регулирования температуры рабочей по­верхности валка в нем параллельно какой-либо паре рабочих отверстий выполняют отверстия под термопару. Сигнал с уста­новленной в отверстии термопары передается к регулирующему и регистрирующему прибору также через контактные кольца и щетки

Привод валков.

Различные кинематические схемы привода валков приведены на рис. 38. В типе привода, показанном на рис. 38, а, фрикционные шестерни размещены не на валках 1, а в корпусе редуктора 4. Каждому валку соответствует свой выходной вал 3 редуктора. Выходные валы соединены с валками шпинде­лями 5, имеющими по два шарнира Гука 2. При этом типе привода валки не воспринимают сил, возникающих в зацепле­нии фрикционных шестерен; на них передается со шпинделя только крутящий момент. Шарниры шпинделей допускают зна­чительные радиальные (до 30 мм) и угловые (до 10⁰) смещения валков относительно выходных валов редуктора, что позволяет регулировать зазор и осуществлять перекос валков в требуе­мых по условиям технологии пределах. Однако один из упомя­нутых недостатков присущ и этому типу привода: постоянство коэффициентов фрикции.

 

Схема привода валков универсальных каландров показана на рис. 38, б. Каждый валок имеет независимый привод, вклю­чающий в себя электродвигатель 1, муфту 2, редуктор 3 и шпин­дель 4. Все редукторы кинематически независимы друг от дру­га, но имеют общий корпус. Регулирование коэффициентов фрикции осуществляется изменением частоты вращения двига­телей.

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

Ограничительные стрелы и ножи для обрезания кромок ограничительные стрелы предотвращают выход материала за пределы рабочей части валков и попадание его в подшипники. В каландрах они выполняют еще одну функцию: ограничивают пребывание материала на части рабочей длины валков, соответ­ствующей требуемой ширине формуемого листового материала.

Ограничительные стрелы каландра показаны на рис. 40.

Рабочий орган каждой стрелы состоит из двух взаимно пере­крывающихся пластин 7 и 8, торцевыми поверхностями плотно прилегающих к валкам. Продолжением детали 8 является на­конечник 9, входящий в межвалковый зазор. Пластины подвиж­но сочленены с

держателем 1 соединением типа «ласточкин хвост» и могут вертикально смещаться для устранения зазора между ними и валком ходовыми винтами 5 и 6.

Каждый держатель 1 может вместе с пластинами смещаться вдоль валков, скользя при этом по полой направляющей штан­ге 3. Смещение выполняют вручную, вращая ходовой винт 4 рукояткой 2; при этом вдоль по винту 4 перемещается гайка­-сухарь 10, которая своим язычком 10',проходящим через про­резь в штанге 3, соединена с дер-жателем 1. Штанги 3 своими фланцами укреплены на левой и правой половинах ста-нины. У вальцов регулирование расстояния между стрелами не тре­буется, поэтому дер-жатели 1 укрепляются неподвижно непосредственно на корпусах подшипников валков.

Ножи срезают материал с рабочей поверхности валка в виде одной или нескольких полос заданной ширины, а также отрезают боковые кромки листа, равняя тем самым его края. Oтре­занная кромочная лента вновь подается в запас питающей пары валков.

Типовая конструкция ножей показана на рис. 41. Каждый из четырех ножей может смещаться вдоль штанги 2 и укреп­ляться на ней с помощью винта 3. Нож 8 подвижно надет на ось 7, укрепленную в держателе 6. Держатель же подвижно вставлен в обойму 4 и подпружинен в ней. Положение обой­мы 4 относительно валка 9 регулируется винтом 1. Прижим ножа к валку может осуществляться не только пружиной 5, но и пневмоцилиндром. Для облегчения разрезания ножи иногда оснащают электрообогревом.

На питательно-подогревающих вальцах, с которых резино­вая смесь снимается непрерывно в виде узкой ленты, устанав­ливается нож подобной конструкции.

Перемешивающие и возвратные устройства Для интенсификации смешения на вальцах используют различ­ные приемы. Об одном из них - подрезании с поворотом слоя­ упоминалось ранее. Механический нож для выполнения этой операции установлен на суппорте, который с помощью ходового винта может перемещаться вдоль валка. Прижим ножа к вал­ку и отвод от него осуществляется пневмоцилиндром двойного действия, также укрепленным на суппорте.

Для возврата материала, не прилипшего к валкам и прова­лившегося в пространство под ними, используют различные устройства, обязательным элементом которых является транс­портер. Схема одного из таких устройств показана на рис. 24.

Оборудование для обработки материалов давлением

 

Переработка пластических масс и резиновых смесей пред­ставляет собой совокупность различных технологических про­цессов, с помощью которых исходный полимерный материал превращается в изделие с заранее заданными эксплуатацион­ными свойствами. В настоящее время число разнообразных методов переработки пластмасс и резиновых смесей достигает нескольких десятков. Выбор метода переработки для изготов­ления изделия в каждом конкретном случае определяется та­кими факторами, как конструктивные особенности изделия и условия его эксплуатации, технологические свойства перера­батываемого материала, а также рядом экономических факто­ров (серийность, стоимость и т. д.).

В соответствии с назначением методы переработки пласт­масс разделяются на подготовительные, основные и завершаю­щие.

Подготовительные методы используются для улучшения технологических свойств перерабатываемого сырья, а также для получения полуфабрикатов и заготовок (таблеток, гранул, листов, шприцованного профиля, ленты), применяемых в ос­новных методах переработки. Среди подготовительных мето­дов можно выделить смешение, вальцевание, таблетирование, гранулирование.

Смешение служит для получения смеси из основного поли­мера и различных ингредиентов, существенно улучшающих свойства материала и изделий из него. Ввиду того, что ингре­диенты вводятся в основной полимер в агломерированном ви­де, процесс смешения сопровождается одновременным диспергированием, т. е. измельчением ингредиентов.

Гранулирование проводится для получения из расплава по­лимерного материала гранулята - сыпучего зернистого про­дукта, состоящего из однородных по размеру и форме частиц. Использование полимерного сырья в виде гранул стабилизиру­ет режим работы перерабатывающего оборудования, облегчает дозирование сырья, повышает производительность машин и качество готовых изделий.

Вальцевание заключается в многократном пропускании массы через зазор между валками; при этом на материал ока­зывается интенсивное силовое воздействие, приводящее к его разогреву, перемешиванию, гомогенизации. Вальцевание осу­ществляется не только для получения однородной массы ма­териала или перевода материала в состояние, облегчающее его дальнейшую переработку (подогрев, пластикация), но может проводиться также с целью получения из полимерных материа­лов листов и пленок, охлаждения материала и придания ему формы, удобной для дальнейшей переработки, дробления, раз­мола и рафинирования сырья.

Таблетирование применяется с целью получения из сырье­вого материала (пресс-порошков, волокнитов) стабильных по массе прочных таблеток заданной формы. Использование таб­летированного сырья при прессовании позволяет повысить точ­ность дозирования, уменьшить потери сырья, снизить продол­жительность производственного цикла, улучшить условия труда.

Изготовление изделий из полимерных материалов осуществ­ляется главным образом в результате проведения следующих основных технологических процессов: прессование, экструзия, литье под давлением, раздувное формование, пневмо- и ваку­умформование, ротационное формование, каландрование. Осо­бую группу составляют методы получения покрышек и формо­вания изделий из стеклопластиков.

Прессование является одним из наиболее распространенных методов переработки пластических масс. Материал в виде по­рошка, гранул или таблеток загружается в пресс-форму и подвергается воздействию тепла и давления. Область примене­ния метода - изготовление штучных изделий из композиционных полимерных материалов: реактопластов и резиновых сме­сей.

Экструзия представляет собой процесс формования изде­лия продавливанием материала через формующий канал (про­филирующий инструмент). Метод экструзии предназначен для получения различных изделий погонажного типа: труб, листов, пленки, профильных полос.

Литье под давлением включает в себя следующие основные технологические операции: подогрев материала (пластикацию), впрыск - заполнение формы, выдержка под давлением и вы­держка на охлаждение (отверждение - в случае литья реак­топластов и резиновых смесей). Литьем под давлением изготав­ливаются штучные изделия сложной формы из термопластов, реактопластов и резиновых смесей.

Раздувное формование служит для изготовления полых (объемных) изделий в виде бочек, бутылей, туб. Метод вклю­чает в себя следующие технологические операции: получение трубчатой заготовки, раздув заготовки сжатым воздухом в замкнутой форме, оформление изделия путем охлаждения или нагревания. Этим методом перерабатываются термопластич­ные материалы и резиновые смеси.

Пневмо- и вакуумформованием изготавливают изделия из листовых и пленочных термопластов. Сущность метода заклю­чается в формовании полого изделия из предварительно нагре­той заготовки в форме при создании избыточного давления или вакуума. Предельные размеры изделий при этом ограничива­ются только размерами листовых заготовок и габаритами формы.

Ротационное и центробежное формование служит для полу­чения объемных изделий и труб из порошкообразных полимер­ных материалов и пластизолей во вращающейся нагретой фор­ме. Под действием центробежных сил материал прижимается к оформляющей полости формы, образуя тонкое покрытие, ко­торое плавится под действием нагрева. Формоустойчивость из­делий из термопластов достигается путем последующего охлаж­дения формы.

Каландрование, как и вальцевание, является процессом не­прерывного продавливания полимерного материала через зазор между двумя вращающимися навстречу друг другу валками. Но в отличие от вальцевания при каландровании материал пропускается через несколько зазоров с целью калибрования полученных рулонных материалов и пленок. Каландрование применяется также для изготовления профилированной ленты, промазки резиновой смесью тканей, обкладывания и дублирования, тиснения и обработки поверхности. Методом каланд­рования перерабатываются термопластичные материалы и ре­зиновые смеси.

Изготовление изделий из стеклопластиков осуществляется методами, весьма разно-образными по аппаратурно-технологи­ческому оформлению. Это обусловлено особенностями исходных материалов, формой и размерами изделий. Технологический процесс изготовления изделий из стеклопластиков, несмотря на большое разнообразие самих методов формования, состоит из следующих операций: подготовка связующего и наполнителя, совмещение связующего и наполнителя, формование изделия. Методы формования изделий из стеклопластиков подразделя­ются на открытые и закрытые; на методы формования под давлением и без давления; на методы формования с предвари­тельным совмещением связующего и наполнителя с последую­щим формованием или при осуществлении всех этих процессов одновременно.

Завершающие методы предназначены для придания гото­вым изделиям определенного внешнего вида, создания неразъ­емного соединения отдельных элементов изделия. Важнейшими из этих методов являются механическая обработка изделия, сварка, нанесение декоративных покрытий.

Основными направлениями дальнейшего совершенствования технологии переработки полимерных материалов являются: а) улучшение технологических свойств перерабаты-ваемых ма­териалов, расширение номенклатуры перерабатываемых мате­риалов; б) раз-работка технологических разновидностей мето­дов; в) повышение производительности путем оптимизации технологических параметров процессов; г) использование воз­мож-ностей получения изделий в интенсифицированных режи­мах.

Широкая номенклатура оборудования объясняется многочисленностью способов формования, обусловленной разнообразием свойств и областей применения полимерных материалов. На перерабаты­вающих производствах кроме основного оборудования исполь­зуется вспомогательное типовое оборудование для транспор­тировки и сушки сырья, расфасовки и складирования готовых изделий.

Основное оборудование для переработки пластических масс и может быть подразделено в соответствии с основными стадиями процесса производства на оборудование для подготовки, собственно формования и обработки, отделки и сборки.

Оборудование для обработки давлением подразделяют на меха­нические прессы, гидравлические прессы, молоты, ротационные машины, автоматы, различные ножницы, установки с применением энергетических импульсов и др.

У механических прессов рабочие органы приводятся в действие от электродвигателя с помощью механической передачи, у гидрав­лических - плунжером гидравлического цилиндра, который пере­мещается под действием рабочей жидкости.

1. Механические прессы

Рабочее движение в кривошипных механических прессах созда­ется при помощи кривошипно-шатунного механизма. Вращающий­ся кривошип 5 (рис. 1, а)сообщает через шатун 4 возвратно-по­ступательное движение ползуну 3 пресса. Ползун перемещается в направляющих 2.

Рис. 1. Однокривошипный механический пресс простого действия: а - схема работы кривошипно-шатунного механизма; б - схема пресса; 1­- стол пресса; 2 - направляющие ползуна, 3 – ползун; 4 – шатун; 5 - криво­шипный вал; 6– тормоз; 7 - эксцентриковая втулка механизма регулировки величины хода; 8 – электродвигатель; 9 – шкив; 10- фрикционная однодис­ковая муфта включения; 11 – маховик; 12 -кулачковая муфта механизма регулировки величины хода; 13 - станина.

Крайнее верхнее положе-ние, в которое поднимается пол-зун, называется верхней мерт-вой точкой (в.м.т.), а крайнее нижнее - нижней мертвой точкой (н.м.т.). Расстояние от стола 1 пресса до нижнего торца пол-зуна, нахо­дящегося в в.м.т. или н.м.т., называют соответственно открытой или закрытой высотой пресса. Величина полного хода ползуна Н - это расстояние между в.м.т. и н.м.т. Она равна удвоенному радиусу кривоши-па. Время, необходимое для хода ползуна от в.м.т. к н.м.т. и обратно к в.м.т., называют вре­менем двойного хода ползуна. Схема устройства криво-шипного механического пресса показана на рис. 1, б. Пресс состоит из следу-ющих ос­новных узлов: стани-ны 13, ползуна 3, тормо­за 6,

муфты включения 10,привода, систем смазки и управления. Движение от электро­двигателя 8 через клиноременную передачу 9 передается на маховик 11, свободно сидящий на кривошипном валу 5. На этом же валу установлены муфта включения 10 итормоз 6. Вал 5 начинает вращаться только при включении фрикционной муфты 10. Для остановки кривошипного вала при выключенной муфте служит тормоз 6. При торможении кривошипный вал останавливается, а маховик 11 продолжает свободно вращаться на валу 5. Вращение кривошипного вала с помощью шатуна 4 преобразуется в возврат­но-поступательное движение ползуна 3. Эксцентриковая втулка 7 и кулачковая муфта 12 служат для регулирования величины хода ползуна.

Шатун 4 с ползуном 3 соединяются винтом. Этот винт вверты­вается в шатун, а его шаровая головка входит в соответствующее гнездо ползуна. Такое соединение позволяет изменять величину открытой и закрытой высоты пресса. Это дает возможность уста­навливать на пресс штампы разной высоты и упрощает наладочные работы.

Ползун движется в направляющих 2 станины пресса. Нижнюю часть штампа устанавливают на столе 1 пресса, а верхнюю при­крепляют к ползуну 3. Пространство между столом и ползуном на­зывают штамповым пространством пресса.

Включение пресса происходит при нажатии кнопок включения или педали.

Механические прессы с кривошипно-шатунным механизмом по типу применяемого в приводе вала называют кривошипными. Следует отметить, что это название условно сохраняется и в том слу­чае, когда в приводе применяются другие типы валов: эксцентри­ковый и коленчатый (рис. 2). Колена коленчатого вала часто называют кривошипами.

По количеству кривошипов различают однокривошипные меха­нические прессы, двухкривошипные и четырехкривошипные.

По конструкции станины различают: открытые механические прессы, у которых станина имеет С-образную форму и доступ к штамповому пространству пресса возможен с трех сторон (рис.3, а, б); закрытые, у которых станина выполнена в виде замкну­той рамы и доступ к штамповому пространству возможен с двух сторон (рис.4); одностоечные, станины которых выполнены в ви­де стойки коробчатого или другого сечения (см. рис.3); двух­стоечные, станина которых изготовлена из литых, сварных или составных рам; наклоняемые, станина которых может поворачиваться в вертикальной плоскости. На рис.4, а-е показаны основные сбо­рочные единицы (узлы) механического пресса.