книги из ГПНТБ / Дубровкин С.Д. Монтаж санитарно-технических устройств из полимерных материалов

в форме, а также предотвращения вытекания материала, в ней некоторое время поддержи­ вается давление. По окончании выдержки про­ изводят обратный ход поршня, разъем литьевой формы, выталкивание и удаление готовых изде­ лий.

В настоящее время литьем под давлением на

разъемом форм в вертикальной плоскости. Термопластавтомат за один цикл работы (35— 45 сек) изготовляет одну или несколько деталей

взависимости от конфигурации, веса и площади литья. ПВП поступает в переработку не только

ввиде гранул, но также в виде дробленой струж­ ки объемом в пределах 0,003—0,125 смА. В тресте изготовлена дробилка для переработки нека­ чественных изделий в стружку. Стружка идет вместе с фракцией гранулированного полиэти­

лена в соотношении 1: 1, а также перераба­ тывается в гранулы на специально изготовленном грануляторе. Литье производят при давлении до 60 атм, материал разогревается до 240—250°С.

Метод литья под давлением высокопроизво­ дителен, базируется на современном автоматизи­ рованном оборудовании и почти не требует руч­ ных операций.

Однако он обладает рядом недостатков. Уве­ личение размеров изготовляемого изделия ведет к усложнению и увеличению габаритов оснастки, что значительно повышает ее стоимость и требует использования более мощных термонластав-

20

томатов. Получаемые изделия имеют внутри, по месту смыкания оформляющих знаков, острые углы и переходы, на которых при литье часто образуются заусенцы и подливы. Удаление их представляет значительную сложность. Заусенцы снижают гидравлические показатели фасонных

Рис. 5. Схема получения изделий раздувом

части желобок под резиновое уплотнительное кольцо. В раструбе, в месте расположения желоб­ ка отливают утолщение, в котором впослед­ ствии механическим путем вытачивают желобок. Наличие в раструбе такого утолщения ухудшает условия литья.

Наряду с методом литья все большее распро­ странение получает метод изготовления канализа­ ционных фасонных частей раздувным формо­ ванием (раздувом) из экструдированной заго­

21

товки. Получение изделий этим методом (рис. 5) заключается в следующем: из мундштука экстру­ зионной головки выдавливают заготовку из ПВП

вформе шланга. Отрезок заготовки помещают

вразъем раскрытой формы. Форму закрывают

ичерез ниппель подают сжатый воздух, который, раздувая размягченный материал заготовки, при­ дает ей конфигурацию, соответствующую вну­ тренним очертаниям формы. После охлаждения изделия форму размыкают, удаляют изделие и механическим путем производят удаление тех­ нологических «крышек» (нерабочих частей изде­

лия).

Этот метод получения канализационных фа­ сонных частей обладает рядом преимуществ по сравнению с литьем. Формы для получения изде­ лий благодаря отсутствию знаков, оформляющих внутренние полости, проще и значительно дешевле литьевых форм; полученные изделия имеют вну­ три плавные переходы; желобок под резиновое уплотняющее кольцо формуют одновременно с изготовлением детали.

4. Производство арматуры и санитарных приборов и их конструктивные особенности

Арматура и санитарные приборы из пластмасс обладают рядом положительных качеств. Дос­ тоинствами их являются антикоррозионная стой­ кость, возможность замены дефицитных материа­ лов, малый вес, отсутствие конденсата на стенках со стороны помещения, низкая звукопровод­ ность, хороший внешний вид и гигиеничность. При этом декоративные поверхности изделий по­ лучают без значительных затрат непосредственно в процессе их изготовления.

22

Одним из главных преимуществ пластмасс перед другими материалами, используемыми для производства арматуры и санитарных приборов, являются их высокие технологические свойства, возможность получения изделий сложной конфи­ гурации при сравнительно низких трудовых затратах. Конструктивное оформление пластмас­ совой арматуры и приборов в значительной сте­ пени определяется условиями эксплуатации их.

Водоразборная и смесительная арматура рабо­ тает под постоянным давлением воды. Пластмас­ совые изделия нужно оберегать от случайных нагрузок в процессе монтажа и эксплуатации ар­ матуры. В наиболее сложных условиях находят­ ся пластмассовые смесительные устройства, пред­ назначенные для работы на холодной и горячей воде. В последнем случае изделия из полимеров могут испытывать одновременно воздействие дав­ ления воды и случайных нагрузок при повышен­ ных температурах. Устойчивая работа при повы­ шенных температурах требуется также от пласт­ массовых умывальников, моек, ванн и сифонов, подвергающихся действию проточной воды, жи­ ров, слабых кислот и моющих средств с темпера­ турой 15—50°С, причем она кратковременно может превышать 50°С.

Как уже отмечалось, полимерные материалы обладают рядом специфических свойств, кото­ рые необходимо учитывать при конструирова­ нии и изготовлении изделий. К таким свойствам относится зависимость физико-механических свойств полимеров от температуры и от времени. Под действием определенных нагрузок размеры изделия могут изменяться, причем склонность к деформации возрастает с увеличением темпера­ туры. Кроме того, для пластмасс характерна относительно большая величина температурных

23

расширений. Различное температурное расшире­ ние пластмассы и металла может вызвать зна­ чительные напряжения в деталях, имеющих кон­ структивные сочетания таких материалов.

Недостатком пластмасс являются трудности, связанные с получением деталей точных разме­ ров. Величина усадки, например при литье, для многих полимерных материалов колеблется в зна­ чительных пределах. Следует также иметь в виду усадку при эксплуатации изделий. Для некото­ рых материалов характерно набухание в воде или высыхание.

Однако указанные свойства полимерных мате­ риалов не исключают их использования при изго­ товлении арматуры и приборов, а требуют лишь рациональных конструктивных решений и пра­ вильного подбора материалов.

Материалы для указанных изделий должны быть прочными, обладать водо- и химической стойкостью, легко перерабатываться и при этом быть доступными по стоимости и сырью.

Это в основном ПВП, вторичная капроновая смола, ударопрочный полистирол. Весьма пер­ спективным материалом является полипропилен.

Вторичная капроновая смола является про­ дуктом переработки капроновых отходов.

Первичная капроновая смола представляет со­ бой продукт полимеризации капролактама в виде блестящей крошки от белого до светложелтого цвета. Вторичную капроновую смолу выпускают в виде гранул или пластинок размером

водопоглощение относительно велико и доходит до 8— 10%.

24

Гигроскопичность капрона ведет к некоторому изменению размеров изделия, не сказываясь на всех других его качествах. Чтобы упорядочить это явление, обычно после литья изделие под­ вергают кипячению для стабилизации влагопоглощения. При необходимости процесс кипяче­ ния используют одновременно и для окраски.

Ударопрочный полистирол (СНП) для сани­ тарно-технических приборов начали применять сравнительно недавно. СНП изготовляют из гранулированной композиции путем сплавления сополимера стирола и акрилонитрила с бутадиеннитрильным каучуком. Композиция содержит пигменты и связующие вещества.

Предел прочности этого материала при рас­ тяжении составляет 400—500 кгс/см2, при ста­ тическом изгибе 850 кгс/см2, удельная ударная вязкость — не менее 40 кгсм/см2, теплостойкость его не ниже 70°С.

Как уже отмечалось, весьма перспективен для санитарно-технического оборудования полипро­ пилен. В зависимости от условий полимеризации и характера катализатора полипропилен имеет разную структуру. Наиболее ценными свойст­ вами обладает полипропилен, имеющий в основ­ ном кристаллическую структуру с небольшим содержанием аморфной фазы.

Полипропилен — бесцветный блестящий тер­ мопластичный материал без запаха со средним молекулярным весом около 150000. Предел проч­ ности на растяжение относительно низок —

330—350 кгс/см2, при изгибе — 250—350 кгс/см2.

Удельная ударная вязкость 80— 120 кгсм/см2, теплостойкость около 130—150°С и температура плавления 165—170°С.

По своим свойствам полипропилен пригоден для многих видов санитарно-технического обору-

дования, в том числе умывальников и моек. При­ боры из этого материала имеют хороший вид и удовлетворяют всем предъявляемым к ним тре­ бованиям, кроме поверхностной твердости. В нас­ тоящее время ведут работы по повышению твер­ дости отечественного полипропилена. Без увели-

Н а гр е в а т е л ь н ы е э л е н е н т ь /

\

Рис. 6. Схема негативного метода формова­ ния под вакуумом

воздуха; б1— вакуум

чения твердости полипропилен можно применять для изготовления сифонов, наполнительной арма­ туры смывных бачков, водоразборных кранов и т. д.

При изготовлении арматуры внутренних водо­ проводных систем и санитарных приборов исполь­ зуют следующие методы: литье под давлением, раздув, формование листовых материалов с помо­ щью вакуума и сжатого воздуха. Первые два способа рассмотрены ранее.

Существуют следующие разновидности ва­ куум-формования: формование негативное, пози­ тивное и комбинирование этих методов. По пер­

26

вому, негативному способу лист термопласта закрепляют на форме с помощью прижимной рамы с резиновой прокладкой и нагревают до размяг­ чения — чаще всего обогревателями с инфракрас­ ным излучением. Воздух, находящийся между размягченным листом и формой, отсасывают

Рис. 7. Схема позитивного метода формо­ вания под вакуумом

через тонкие каналы. Силой атмосферного давле­ ния лист прогибается, плотно облегая форму (рис. 6). После охлаждения готовое изделие извле­ кают, его края отрезают и зачищают. При нега­ тивном способе вытяжка изделий получается неглубокой: отношение высоты к поперечнику не превышает 0,5.

Для изготовления более глубоких изделий применяют позитивный метод — комбинацию механической и вакуумной вытяжки. На рис. 7 представлена одна из разновидностей этого мето­

да. Лист закрепляют в раме, а затем нагревают лучистым обогревателем до достижения требуемой пластичности. Затем форму поднимают вверх при помощи плунжера вакуум-формовочной машины и механически вытягивают лист. После этого включают вакуум-насос и отсасывают воздух, находящийся между листом и формой. При этом лист плотно прилегает к форме, точно воспроиз­ водя ее. Температура разогрева меняется в зави­ симости от вида термопласта, а продолжитель­ ность — от его толщины.

Негативные формы применяют в тех случаях, когда требуется обеспечить ответственные раз­ меры изделия или мелкие его детали по внешнему контуру изделия, позитивные же — для обеспе­ чения внутренних размеров. Это объясняется тем, что самые точные размеры сохраняются в месте соприкосновения с формой, а на противо­ положной стороне формуемого листа происхо­ дит некоторое искажение толщины листа вслед­ ствие растяжения материала.

Сжатый воздух для формования изделий из разогретых листов термопластов используют раз­ личными способами. В простейшем случае разог­ ретый лист помещают над негативной матрицей, являющейся нижней частью формы, и накры­ вают верхней половиной, в которую подают сжа­ тый воздух. Под давлением воздуха размягченный лист плотно прижимается к матрице, и воспро­ изводят ее детали.

В принципе преимущество применения для формования сжатого воздуха по сравнению с вакуумным методом заключается в том, что в первом случае имеется возможность широкого варьирования удельного давления формования. При вакуум-формовании это давление не может превышать 1 кгс/см2.

28

В нашей стране разработка методов формо­ вания изделий санитарно-технического назначе­ ния ведется в Москве (НИИ санитарной техники)

Рис. 8. Пластмассовый водоразборный кран

и Ленинграде (Особое опытно-конструкторское бюро).

В этих работах основное развитие получило формование сжатым воздухом, причем рациональ­ ное нововведение ленинградцев заключается в том, что пневмоформу снабжают режущими кромками. Это дает возможность не только отфор­ мовать изделие, но и отделить его от техноло­

29