книги из ГПНТБ / Берней И.И. Устройство и работа листоформовочных машин

Рабочий зазор между поверхностями роликов 1 и форматным барабаном устанавливают, вращая шту­ рвалы 5. При этом вращается винт 6, передвигается гайка 7, вилка 8 поворачивается вместе со щекой 9, свя­ занной с рычагом 3. При образовании на форматном ба­ рабане наката заданной толщины контактные ролики 1 соприкасаются с накатом, и через влажный накат замы­ кается электрическая цепь между роликами и форматным барабаном. Электрический сигнал от толщиномера уси­ ливается и подается на реле, включающее магнит срез­ чика наката. Напряжение тока в электрической цепи уп­ равления срезчиком 12 в.

Отжимные и прессовые валы круглосеточных машин покрывают слоем резины. При работе обрезиненного вала резина деформируется. Увеличивается площадь опирания вала, а удельное давление распределяется по ней более равномерно. Это особенно важно при уплот­ нении слоев высокой влажности на сетчатых цилиндрах. Твердость резиновой облицовки валов определяют по глубине вдавливания стального шарика с помощью прибора ТШМ-2. Она нормируется правилами техничес­ кой эксплуатации.

§ 2. Техническое сукно и его свойства

Техническое сукно на листоформовочной машине выполняет несколько функций. Оно служит пористым основанием, сквозь которое уходит отжимаемая из слоя вода; принимает асбестоцементные слои с сетчатых ци­ линдров и переносит их к форматному барабану; на нем происходит вакуумобезвоживание слоя; подобно привод­ ному ремню оно передает движение от главного привода сетчатым цилиндрам и отжимным валам. Для выполне­ ния всех этих функций сукно должно обладать опреде­ ленными механическими и фильтрационными свойствами и сохранять их длительное время.

Технические сукна выдерживают тяжелый режим ра­ боты на машине благодаря особым свойствам материа­ лов, из которых их изготовляют. Применяют пряжу двух видов: смесь капронового волокна и шерсти (шерсти 17%) и смесь капронового волокна и хлопка (по 50% того и другого). Нити из двух видов пряжи скручивают в одну прядь так, что сердечник пряди состоит из капро­ ново-хлопковых нитей. Длина сукон, устанавливаемых

90

рис. 33 (полотняное переплетение). Пряди, идущие вдоль сукна, называют прядями основы, а поперек сукна —

прядями утка. Применение капроновых и шерстяных нитей придает сукнам высокую прочность при растяже­ нии и истирании, стойкость в щелочной среде, улучшает промывку. Нити из капрона и шерсти обладают высокой упругостью и не теряют ее после смачивания водой, со­ держащей растворенные известь и гипс. Поэтому после множества сжатий сукно не теряет способности распрям­ ляться.

Важное значение для фильтрационных свойств сукна имеет полотняное переплетение прядей. В этом случае давление воспринимается не всей поверхностью сукна, а главным образом узлами, в которых пересекаются пряди основы и утка. Те части прядей, которые располо­ жены между узлами, сжимаются в значительно меньшей степени, и даже при высоких давлениях имеют большую пористость. По этим слабо сжатым промежуткам между узлами вытекает вода из зоны прокатки, хотя сукно в это время воспринимает большое давление валов.

Сосредоточение давления в узлах имеет и отрица­ тельные последствия. Асбестоцемент, расположенный под узлами, сжимается сильнее, поэтому на поверхности слоя и листа остаются отпечатки сукна в виде вмятин, коли­

91

чество которых равно числу узлов. Вмятины уменьшают плотность листа и сцепление между слоями.

Скручивание нитей в пряди влияет на адгезионные свойства сукна. Если прижать сукно к пластине, покрытой типографской краской, а затем к бумаге, то на бумаге по­ лучится рисунок в виде точек и линий. Это следы соприкос­ новения скрученных нитей в прядях с поверхностью пла= стины. Если тот же опыт проделать, взяв вместо сукна верхнюю сетку сетчатого цилиндра, то точки и линии будут расположены реже, чем на отпечатке сукна. При­ ложив к краске, а затем к бумаге стальную пластину, обработанную так же, как обрабатывают поверхность форматного барабана, получим почти сплошную окра­ шенную поверхность, значит площадь соприкосновения с краской (или с асбестоцементным слоем) у сукна, больше, чем у сетки, поэтому слой сильнее прилипает к сукну. Поверхность прилипания у стальной пластины

толщины сукна при натяжении его вдоль основы. Натя­ нутые нити основы распрямляются (сравните разрезы сукна а и б на рис. 33) и раздвигают нити утка, а тол­ щина сукна увеличивается с hc до /гсиОбъем пор в сукне при натяжении возрастает, улучшаются его фильтраци­ онные свойства. В этом одна из причин того, почему слой на натянутом сукне лучше уплотняется, чем на ненатя­ нутом.

Следует иметь в виду, что только после остановки машины натяжение сукна становится равномерным и со­ ответствует тому, которое создается натяжным устрой­ ством. На работающей машине сукно натянуто неодина­ ково, поскольку возникает дополнительная сила натяже­ ния за счет сопротивления движению сетчатых цилинд­ ров и отжимных валов, а также за счет сопротивления движению сукна, создаваемому вакуумкоробкой.

В общем натяжении сукна натяжение от действия вакуумкоробки составляет наибольшую долю. При этой причине максимальное натяжение сукна до 10—12 кгс/см будет между вакуумкоробкой и форматным барабаном. Именно здесь и требуется большое натяжение, так как оно благоприятно сказывается на фильтрационных свой­ ствах сукна в зоне уплотнения пресс-валами, а также увеличивает давление сукна на слой в той области фор­

62

матного барабана, которая отжимается сукном. Слой, прижатый сукном к поверхности форматного барабана, при входе в зону уплотнения труднее разорвать воде, отжимаемой из пор слоя. Поэтому сжатие слоя натяну­ тым сукном отдаляет «запрессовку» и по своему дейст­ вию на процесс формования равносильно повышению прочности слоя на растяжение.

Срок службы сукна на машине зависит от условий его эксплуатации. Главное — хорошая промывка от осе­ дающих на его нитях цемента, извести, гипса. Промы­ вать следует водой, вытекающей из спринклерных тру­ бок под давлением не менее 2 ат, с последующим отжатием сукна специальными валиками (13 на рис. 7 и 8). При отжатии сукна вода движется вдоль основы и вы­ мывает загрязняющие включения из внутренней части прядей, куда не проникают водяные струи из спринклер­ ных трубок.

Несколько улучшает фильтрационные свойства сукна его равномерный перекос, когда контрольная линия пря­ мая и составляет с направлением движения сукна острый угол. Неравномерный перекос с контрольной линией в форме дуги отрицательно сказывается на работе сукна.

Во время работы больше загрязняется рабочая повер­ хность сукна. Поэтому полезно переворачивать сукно после появления признаков загрязнения этой поверхно­ сти.

При хорошем уходе сукно может нормально работать до 10 и более суток. К концу этого срока сукно удлиняет­ ся до 10%, на 8% уменьшается его ширина. Примерно на 1 мм сукно становится тоньше. В результате засоре­ ния и потери упругости снижаются его фильтрационные

барабану. Сукно приходится заменять новым. Выработка асбестоцементных листов на одном сукне

на передовых заводах достигает 800 тыс. условных пли­ ток и более.

§ 3. Основные сведения о процессе уплотнения асбестоцементных смесей

На листоформовочных машинах асбестоцементные смеси уплотняют сжатием. Поэтому для понимания ос­ новных закономерностей уплотнениянеобходимо’ знать,

93

что происходит в сжимаемой асбестоцементной смеси. Наличие в асбестоцементной смеси волокон асбеста соз­ дает особые условия ее уплотнения. В процессе сжатия смеси продольные волокна соприкасаются с поперечны­ ми, образуя каркас, в котором одни из них служат опо­ рой для других (рис. 34). Как известно, асбест относит­ ся к очень прочным материалам, поэтому сжать каркас

Рис. 34. Асбестоцементный слой

а — до уплотнения; б — после уплотнения; 1 — волокна асбеста, ориенти­ рованные в продольном направлении; 2 — то же, в поперечном; 3 — зер­ на цемента

из волокон трудно. Каркас воспринимает значительную долю приложенного к смеси давления, а цементное тес­ то в ячейках каркаса остается слабо уплотненным. Так,

1,6 г/см3, объемная масса цементного камня равна все­ го лишь 1,5 г/см3. Если бы уплотнить при том же дав­ лении цементное тесто без асбеста, то его объемная мас­ са в 7-суточном возрасте приближалась бы к 2 г/см3.

тости в асбестоцементе в направлениях, перпендикуляр­ ных и параллельных поверхности слоя (сравните изме­ нение расстояний между волокнами при сжатии по вер­ тикали I] и в плане 12). Поэтому сопротивление движению

94

В сжимаемой асбестоцементной смеси многие волок­ на изгибаются, а после того как прессование окончено, стремятся распрямиться. Распрямление волокон после прессования вызывает утолщение слоя или листа на 8— 12%, причем большая упругость наблюдается при ис­ пользовании асбеста Джетыгаринского месторождения, чем Баженовского. Упругое расширение асбестоцемента ослабляет контакты между частицами, ведет к образо­ ванию пор и микроразрывов, что снижает прочность, объемную массу и морозостойкость листа.

Вследствие отрицательного влияния упругого расши­ рения асбестоцемента на свойства материала важно знать, каким образом можно уменьшить расширение. Исследования показали, что для этого необходимо при­ кладывать одинаковое давление несколько раз, т. е. при­ менять циклическое уплотнение, причем уменьшить рас­ ширение на 15—20% можно за 7—10 циклов. В процессе сжатия уменьшается объем пор, частицы смеси сближа­ ются и увеличивается число контактов между ними. Ма­ териал становится плотнее, повышаются силы сцепления между частицами, увеличивается прочность материала как в свежесформованном, так и в затвердевшем состоя­ ниях.

Каждый контакт между частицами представляет со­ бой опору, воспринимающую при сжатии определенное давление. Поэтому для увеличения степени сжатия, со­ провождающегося увеличением числа контактов, необ­ ходимо прикладывать все большее давление. Особо сле­ дует остановиться на уплотнении водонасыщенных сме­ сей. При сжатии слоя из такой смеси энергия прессования расходуется не только на сжатие скелета слоя, состоя­ щего из абестоцементных частиц, но и на отжатие воды из его пор.

Если не обеспечить отвод отжимаемой воды, то все давление будет воспринято водой и уплотнения асбесто­ цемента не произойдет (рис. 35, а).

Сжимая асбестоцемент на водопроницаемом основа­ нии (рис. 35,6), в качестве которого используют техни­ ческое сукно, можно постепенно отжать воду из асбесто­ цемента и увеличить его плотность. Если же асбестоце­ ментный слой сжимать очень быстро, то доля энергии, затрачиваемой на отжатие воды, возрастает, а на сжа­ тие скелета уменьшается. Уменьшается и уплотнение.

Чрезмерная скорость отжатия водонасыщенного ас-

95

бестоцемента приводит к такому повышению давления воды в его порах, что стенки пор не выдерживают и раз­ рываются (рис. 35,в). Нарушение структуры асбестоце­ мента отжимаемой водой называется запрессовкой, а ре-

Ь)

■У///////Ш

Рис. 35. Уплотнение водонасыщенного асбестоцементного слоя

с боковым расширением и разрывами; 1 — уплотняемый водонасыщенный слой; 2 — техническое сукно, отводящее воду; 3 — разрывы; А — ширина образца до расширения; В — после расширения

жим. прессовой части машины в момент появления за­ прессовки— первым критическим режимом.

Если уплотнять асбестоцемент, не помещая его в ци­ линдр, то при малой толщине слоя он будет сжиматься без расширения, как показано на рис. 36, а. Если тол­ щину слоя увеличить, то его сжатие сопровождается рас­ ширением. Когда ширина слоя увеличится более чем на 4—5%, в слое появятся разрывы (рис. 36,6).

96

Режим работы прессовой части машины, при кото­ ром начинается расширение уплотняемого слоя, называ­ ется вторым критическим режимом. »-

§ 4. Уплотнение асбестоцемента на листоформовочной машине

Процесс уплотнения слоя на листоформовочной ма­ шине отличается от обычного прессования. Слой на ма­ шине сжимается не плоскими плитами, а цилиндрически­ ми поверхностями валов (уплотнение прокаткой), и при уплотнении движется со значительной скоростью, рав­ ной скорости движения сукна.

Зоны, в которых происходит сжатие слоя между от­ жимным валом и сетчатым цилиндром, а также между пресс-валом и форматным барабаном, показаны в разре­ зе на рис. 37 п 38. Эти зоны будем называть в даль­ нейшем зонами прокатки. Начало зон прокатки соответ­ ствует вертикальной плоскости О—О (см. рис. 38), про­ ходящей в том месте, где расстояние между поверхно­ стями валов равно суммарной толщине сукна и слоя до прокатки. Конец зоны прокатки, обозначенный Ок—Ок, находится в месте, где расстояние между поверхностями валов равно толщине слоя и сукна после прокатки.

На участке зоны прокатки от плоскости О—О и до плоскости М—М поверхности валов сближаются. Здесь слой сжимается, и этот участок называется зоной уплот­ нения. Участок от М—М до Ок—Ок, где расстояние меж­ ду поверхностями валов увеличивается, а сукно и слой расширяются вследствие упругости, называется зоной расширения.

Длиной зоны прокатки 1п условимся считать рассто­ яние между плоскостями О—О и Ок—Ок; длиной зоны уплотнения — /у и зоны расширения — /р, равное соответ­ ственно расстоянию между плоскостями О—О и М—М,

М—М и Ок—0 1{.

Площадь, на которую опираются валы, назовем опор­ ной. Величина опорной площади равна произведению длины зоны прокатки.на ширину прокатываемого слоя. Плоскость М—М, проходящая через оси валов в том месте, где поверхности валов сближаются до наимень­ шего расстояния, а слой и сукно сжаты в наибольшей степени, называется плоскостью максимального сжатия. -

Процесс уплотнения прокаткой сложнее обычного

прессования слоя между плоскими плитами. Однако явления, характерные для обычного прессования водона­ сыщенных смесей, такие, как необходимость повышения давления пресса по мере увеличения сжатия слоя, упру­ гое расширение слоя после уплотнения, восприятие дав­ ления пресса слоем и водой, находящейся в его порах, разрушение слоя при критических режимах наблюда­ ются и в процессе уплотнения прокаткой.

. Щ

Рис. 37. Уплотнение асбестоцементного слоя прокаткой между отжимным валом и сет­ чатым цилиндром

/ — отжимной вал; 2 — сукно; 3—ас­ бестоцементный слон; 4 — верхняя сетка; 5 — нижняя сетка; 6 — каркас сетчатого цилиндра

Рис. 38. Уплотнение асбе­ стоцементного слоя про­ каткой между прессовым валом и форматным ба­ рабаном

Г-пресс-вал

Поскольку по длине зоны прокатки расстояние меж­ ду поверхностями валов изменяется, то, очевидно, изме­ няются степень сжатия сукна и слоя, и величина сжи­ мающего их давления. Давление в какой-либо точке пло­ щади опирания отжимных или прессовых валов назы­ вается удельным давлением. В стличие от линейного давления удельное давление относится к единице пло­ щади опирания и выражается в кгс/см2.-Соотношение

98