§ 3.6 Основы технологии производства резино-технических

изделий (РТИ) [12].

РТИ классифицируются по эксплуатационному назначению, по условиям применения, конструкции, технологии изготовления и т.п.

Наиболее крупными потребителями РТИ являются автомобилестроение, сельхозмашиностроение, машиностроение.

Имеется множество технологий, однако они обычно включают ряд общих технологических операций:

приготовление резиновых смесей; изготовление заготовок и полуфабрикатов; вулканизация и отделка изделий.

Рассмотрим некоторые особенности процесса изготовления резиновых и резинометаллических деталей для машиностроительного производства.

К комплектующим РТИ относятся: уплотнительные кольца, манжеты, опоры и др. (рис.

По способу изготовления они подразделяются на формовые и неформовые. У первых вулканизацию проводят в замкнутых пресс-формах под давлением, т.е. здесь процессы формования и вулканизации совмещены. Такие изделия характеризуются высокой плотностью и монолитностью, а использование правильно рассчитанных пресс-форм с тщательно обработанными внутренними стенками (часто их хромируют) придает изделиям точные формы и гладкую внешнюю поверхность. При получении неформовых изделий используют методы экструзии (выдавливание по профилю), каландрования (пропускание разогретой смеси через зазор между горизонтально вращающимися навстречу друг другу валками) и т.д. Вулканизация в этом случае осуществляется без пресс-форм.

а)

Рис.3.4. Комплектующие РТИ: а) манжета уплотнительная; б) кольцо уплотнительное; б) лист.

Рецептура резиновых смесей выбирается в зависимости от области применения РТИ.

Формовые изделия в промышленности изготавливают компрессионным методом, литьем под давлением, комбинированным методом.

Перед началом формования поверхности пресс-форм подготавливают, т.е. очищают от загрязнений, обычно приводящих к браку.

Способы очистки изложены в таблице 3.5

Табл. 3.5

Способы очистки пресс-форм

Способы очистки	Применяемые материалы	Достоинства	Недостатки
Механический	Металлические щетки, наждачное полотно, дробеструйная установка (стеклянными шариками)	Простота	Высокая трудоемкость
Химический	15% раствор щелочи; вода	Простота	Повышенная продолжительность
Электрохими-ческий	Щелочь, разбавленная соляная кислота (HCL), вода.	Простота	Нельзя применять при хромированных поверхностях
Уьтразвук и химически активные моющие средства	Щелочной раствор с добавками ПАВ (поверхностно-активные вещества), вода	Повышение срока служ-бы пресс-формы в 3 раза	Сравнительно высокая стоимость процесса

При изготовлении формовых резино-металлических изделий на арматуру наносят клей. Это можно делать пульверизатором, погружением, кистью, электростатическим полем. После этого резиновую смесь под давлением впрыскивают в заданную форму. Так, при изготовлении обрезиненных статоров забойных винтовых двигателей давление составляет около 200 МПа.

Компрессионный метод

Здесь используются заранее изготовленные заготовки, по массе несколько превышающие требуемое изделие. Поэтому по завершении прессования на детали образуется выпрессовка в виде облоя. При этом способе происходят два процесса- формование посредством запрессовки (компрессионное прессование) в специальные пресс-формы и последующая в них вулканизация под давлением (рис. 3.5).

Рис.3.5. Схема прессования при формовой вулканизации.

Для изготовления заготовок используют специальные устройства, например, предформователь типа “Барвелл”. От качества заготовок во многом зависит качество изделий.

При конструировании пресс-форм учитывают характер формуемого материала, тепловые коэффициенты усадки и расширения, коэффициенты трения, легкость извлечения изделия из формы.

Вулканизационный пресс оборудован гидравлическим цилиндром и нагревательной плитой, соответствующими регуляторами.

Литье под давлением

Этот процесс заключается в впрыскивании разогретой резиновой смеси в замкнутую горячую пресс-форму, где происходит ее быстрая вулканизация (рис. 3.6).

Рис.3.5. Схема прессования при формовой вулканизации.

Наибольший эффект литья под давлением при крупносерийном производстве.

Для заполнения формы необходимо преодолеть сопротивление вязкому течению резиновой смеси и гидравлическое сопротивление в литниках, впускных отверстиях и в оформляющей полости формы. Скорость заполнения зависит от давления, создаваемого литьевым агрегатом, а также от геометрии изделия, размеров, вязкости смеси. При заполнении формы резиновая смесь не должна вулканизироваться, чтобы не прекратилось ее течение.

Очень важно получить изделие без облоя, образование которого происходит на первых стадиях процесса формования, когда резиновая смесь затекает в зазоры. Потому их величина не должна превышать 0,010 мм, что соответствует 7-му классу чистоты и выше, а точность - 1-му классу.

Производство неформовых изделий.

Здесь при каландровании образуется бесконечная лента определенной ширины и толщины. В этом методе полимерный материал проходит через зазор между горизонтальными вращающимися валками 1 раз. Поэтому для получения листа с гладкой поверхностью заданной толщины часто используют 3-х или 4-х валковые каландры. На них можно получить листы с точностью  0,02 мм по толщине.

При каландровании проводятся различные технологические операции:

- формование резиновой смеси и получение гладких или профильных листов;

- дублирование листов;

- обкладка и промазка текстиля резиновой смесью.

Рис. 3.7

Схема каландрования

Рабочие скорости на каландре могут достигать 90 м/мин.

Каландры подразделяются на:

листовальные; профильные; обкладочные; промазочные.

При каландровании очень важно поддерживать температурный режим валков и обрабатываемого материала. После каландрования прочность при растяжении перпендикулярно к валкам больше, чем в направлении параллельном ихь образующим.

Шприцевание (экструзия).

Это продавливание разогретой резиновой смеси под давлением через профилирующее отверстие (мундштук). Давление здесь создается с помощью червячной машины (как в мясорубке) или прессом (рис.3.8).

Рис. 3.8. Шприцевание.

Вулканизация резиновых изделий.

При выполнении этой операции повышают температуру смеси, формы до оптимальной степени структурирования и выдерживают некоторое время. Вулканизация толстостенных изделий происходит при непрерывном возрастании температуры, т.к. прогрев внутренних слоев из-за малой теплопроводности резиновой смеси протекает медленно.

Большинство изделий вулканизируют при температурах 140- 170 С, в некоторых случаях при Т= 190- 200 С.

Наиболее распространен способ в паровой среде в котлах. Шприцованные изделия обычно вулканизируют в среде пара.

Возможна вулканизация в прессах специальной конструкции, автоклав- прессах (вертикальный котел с гидропрессом).