книги из ГПНТБ / Силенок, С. Г. Механическое оборудование предприятий строительной индустрии учеб. для студентов вузов

350 Глава 2. Производство изделий вальцово-каландровым способом

Термореактивные полимеры перерабатывают следующими спо­ собами: формованием под давлением, литьем, прессованием (перио­ дическим непрерывным и вакуумным).

Формование под давлением осуществляют в пресс-форме, где порошкообразный полимер с измельченным наполнителем — пресспорошок подвергается нагреву под давлением. Таким способом изготовляют мелкие детали: розетки штепсельные, ручки дверные, выключатели и т. п.

Литье в подогреваемые формы с последующим твердением ис­ пользуют для некоторых жидких (или размягчаемых при умеренных

готовления изделий с криволинейным очертанием поверхности (умывальники, ванны и т. п.).

Г л а в а 2

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ВАЛЬЦОВО-КАЛАНДРОВЫМ СПОСОБОМ

§ 1. Основные сведения. Технологическая схема производства

Каландрирование — непрерывный процесс формования, при котором с помощью приводных валков масса размягченного мате­ риала формуется в лист, толщина и ширина которого регулируется. Впервые этот процесс был разработан и применен в резиновой про­ мышленности. Наиболее широко каландрирование применяют в производстве рулонных и плиточных материалов: линолеумрв безосновного однослойного, на теплозвукоизоляционной основе, дублированного (многослойного); поливинилхлоридных плиток для

в виде рулонов длиной не менее 12 м, шириной до 2000 мм и толщи­ ной листа 1—5 мм. Принципиальная технологическая схема произ­ водства ПВХ линолеума вальцово-каландровым способом представ­ лена на рис. ѴІІІ-1.

Поливинилхлорид и наполнитель (асбестовая или известковая мука, тальк, барит, мел, древесная мука) после растаривания в растарочной машине / проходят грохот 2 и промежуточный бункер 3 и попадают в расходные бункера 4 для ПВХ и 5 для асбестовой муки. Известковая мука после растарочной машины, грохота и трехшнековой сушилки 6 попадает в расходный бункер 7. Краси-

кумароновой смолы, она через молотковую дробилку 12 и бункер 13 поступает в кюбель 9.

Поливинилхлорид из бункера 4 барабанным питателем 14 на­ правляется на автоматические весы 15 и далее подается в смеситель / / . В этот же смеситель из емкости 16 шестеренчатым насосом 17 через фильтр 18 и счетчик 19 поступает нужное количество пласти­ фикатора. Смешение длится 20 мин (при температуре 90—100° С).

Рис. VII1-1. Технологическая схема производства поливинилхлоридного лино­ леума вальцово-каландровым способом

Приготовленная смесь через промежуточный бункер 20 пневмо­ транспортом подается в расходный бункер 21. Из расходных бун­ керов 7, 21, 22 компоненты после взвешивания на весах 15 посту­ пают на ленточный конвейер 23 и далее в двухроторный смеситель 24. Смешение длится 5—6 мин (при температуре 120—140° С). Затем обогреваемым ленточным конвейером 25 смесь подается для допол­ нительного перемешивания и формирования ленты на смесительные вальцы 26. Температура валков и готовой массы на конвейере 125— 140° С.

Материал с.вальцов сходит в виде ленты, ширина и толщина ко­ торой регулируется в зависимости от скорости каландрирования и баланса массы на линии, и поступает на 4-валковый z-образный каландр 27, где лента доводится до требуемой толщины. Валки ка­ ландра подогреваются паром, перегретой водой или техническим глицерином. Температура каландрирования 120—140° С. Толщина снимаемого листа 1,5—2 мм. Практическая скорость каландриро­ вания не превышает 9 мімин.

352 Глава 2. Производство изделий вальцово-каландровым способом

Снятое с каландра полотно подается на трехбарабанный холо­ дильный агрегат 28, где охлаждается до 40° С, а затем на двухбабинное намоточное устройство 29. Отходы материала после обрезки кромок подаются конвейером 30 в дробилку 31 и оттуда пневмо­ транспортом в бункер 22.

Описанный вальцово-каландровый способ имеет следующие достоинства: относительно высокую скорость каландрирования, возможность изготовления высоконаполненного рулонного и пли­ точного безосновного материала толщиной до 2 мм, а также пленок толщиной 0,05—0,5 мм.

К недостаткам этого способа производства следует отнести гро­ моздкость и энергометаллоемкость применяемого оборудования, что требует больших производственных площадей, а также сложность регулирования процесса при изменении вида изготовляемой про­ дукции.

§ 2. Конструкция основного технологического

оборудования

Конструкция и принцип действия оборудования, применяемого при производстве линолеума вальцово-каландровым способом, во многих случаях подобны описанным ранее, применяемым в других областях производства строительных материалов. В настоящей главе рассмотрено оборудование, применяемое только для перера­ ботки пластмасс. К такому оборудованию следует отнести двухроторный смеситель и каландр.

Двухроторный смеситель, схема которого представлена на рис. ѴШ-2, представляет собой смесительную камеру /, внутри ко­ торой навстречу друг другу вращаются с разной скоростью два полых ротора 2. Компоненты массы загружаются в смесительную камеру через воронку 3. В процессе перемешивания масса нахо­ дится под давлением плунжера 4 с поршнем 5 вертикального пневмоцилиндра 6, благодаря чему сырье эффективно пластифицируется. Подготовленная смесь выгружается через нижнее окно, перекрывае­ мое с помощью горизонтального пневмоцилиндра скользящим за­ твором 7. Детали смесителя, соприкасающиеся с обрабатываемой массой (камера, роторы и затворы), имеют водяное охлаждение.

Каландр. Основной процесс изготовления материала — формо­ вание и калибрование — осуществляется на каландрах. Исходные материалы, тщательно перемешанные в смесителях при нагревании, пластифицируют на горячих вальцах и окончательно формуют на каландрах в рулонный материал заданной толщины.

Переход листа с одного валка на другой является результатом совместного воздействия разности окружных скоростей, разности температур, различия в чистоте обработки поверхности и материала валков, работающих в паре. Качество поверхности готового мате­ риала зависит от чистоты поверхности пары валков, с которых схо-

для изготовления поливинилхлоридного линолеума. На каландре применен индивидуальный привод валков. Валки / приводятся во вращение соединительными шпинделями 2 от четырех электродви­ гателей мощностью 42 кет при 1000 обIмин. Шпиндель устроен по принципу шарнира Гука и позволяет передавать вращение валкам при углах между осью шпинделя и осью валка, равных 8—10°. Этот угол наклона шпинделя к оси валка позволяет обеспечить мак­ симальное перемещение валка при регулировании величины зазора между валками. Валки / установлены в подшипниках качения 3, корпуса которых встроены в станину 4. Подшипники валков 1а, 16, 1в могут перемещаться по соответствующим направляющим ста­ нины, образуя зазор между валками до 20 мм. Механизм регулиро­ вания зазора работает следующим образом.

От электродвигателя 5 через червячный редуктор передается вращение на червячное колесо 6 второго редуктора, насаженное на шлицевой конец нажимного винта 7. Винт вращается в бронзо­ вой гайке 8, закрепленной в станине, и своей сферической головкой опирается на пяту 9, а через нее на упорный роликоподшипник 10. Электродвигатели механизмов регулирования зазора запускаются одновременно для обеих цапф валка. В связи с тем что электро­ двигатели не могут иметь абсолютно одинаковых характеристик, предусматривается возможность раздельного пуска каждого элект­ родвигателя. Мощность установленного электродвигателя 2,8 кет

14, червячной пары 15 и винта 16. При вращении винта 16 гайка 17 перемещает клин 18 (вправо или влево), благодаря этому опускается или поднимается обойма 19 подшипника валка. Во избежание по­ падания в подшипники обрабатываемой массы установлены ограни­ чительные щитки 20, перемещаемые вдоль валков.

шипников валка. Валок имеет центральное отверстие, по которому циркулирует теплоноситель, обогревающий его, причем темпера­ тура поверхности валка в соответствии с технологическим режимом поддерживается в пределах 120—150° С. Во внутреннюю полость валка введена трубка 22 для подачи теплоносителя. Поршень 23 разделяет внутреннюю часть валка на две полости. Теплоноситель поступает в левую полость, затем по наклонным каналам в горизон­ тальные каналы, проходящие на глубине 50 мм от наружной поверх-

356 Глава 2. Производство изделий вальцово-каландровым способом

ности валка, и далее через наклонные каналы в правой полости идет на слив. Каландр комплектуется установкой для нагрева и подачи теплоносителя.

Система смазки подшипников каландра централизована. Она предусматривает автоматическое поддержание режима смазки и включение в работу машины только после того, как обеспечена на­ дежная смазка ответственных узлов каландра. При засорении си­ стемы или недостаточном поступлении смазки должен срабатывать механизм аварийного выключения машины. Смазка клинового уст­ ройства механизма перекоса валков и винтовой пары механизма регулирования зазора также*густая, централизованная. Для ре­ дукторов механизма регулирования зазора и редукторов механизма перекоса применена картерная система смазки.

§ 3. Основы расчета каландров

Производительность каландра может быть определена по формуле

Скорость выхода материала из каландра несколько выше окруж­ ной скорости валка вследствие того, что материал в минимальном зазоре валков каландра в средней плоскости течет быстрее, чем в слоях, прилегающих к поверхности валков.

Окончательно производительность каландра

Определение распорного усилия. Основным исходным парамет­ ром для расчета каландра является распорное усилие. Равнодей­ ствующая распорного усилия приложена к середине валков и стре­ мится раздвинуть валки, при этом зазор по длине валка в средней части значительно превышает зазор по краям, что приводит к полу­ чению листа разной толщины. Поэтому для выбора метода компен­ сации прогиба валков, обеспечивающего получение листа с заданной величиной разнотолщинности, а также прочностного расчета ка­ ландра важно возможно точнее определять значение распорных усилий.

Рис. ѴІІІ-5. Реологическая кривая поливинилхлоридного линолеума

Коэффициент А в значительной степени зависит от температуры, и, как показывают исследования, в пределах интервала изменения температур, при которых идет формование полимерного материала, эта зависимость имеет вид

течения», который характеризует степень неньютоновского поведения материала. Он изменяется в пределах от 0 до 1. Чем больше коэффициент п отличается от еди­ ницы (и = 1 характеризует ньютоновское течение), тем отчетливее проявляются неньютоновские свойства материала.

ных и тому подобных вискозиметрах.

Графическую зависимость эффективной вязкости от градиента скорости [формула (VII1-8)], построенную на основе вискозиметрических данных перерабатываемого материала, называют реоло­ гической кривой данного материала. На рис. VII1-5 представлена реологическая кривая, полученная на капиллярном вискозиметре

в двухвалковом каландре материал перерабатывается в одном за­ зоре, в трехвалковом — в двух зазорах, в четырехвалковом — в трех зазорах и т. д.

Общая установленная мощность электродвигателей привода принимается на 25% выше расчетной.