книги из ГПНТБ / Бобровников Г.А. Применение синтетических материалов при ремонте и модернизации машин

Инжекционная часть машины состоит из материального цилинд­ ра с рабочим объемом 500 см3 и механизма впрыска. Внутри ма­ териального цилиндра расположена торпеда — обогревательное устройство, обеспечивающее лучшее прогревание термопласта. Так как прогрев материала только за счет теплопередачи от стенок цилиндра и торпеды недостаточен (из-за низкой теплопроводности

Фиг. 74. Литьевая машина модели ТП-63 Средневолжского станко­ строительного завода им. Куйбышева [49].

пластмассы), разработана конструкция вращающейся торпеды, ко­ торая перемешивает материал и тем самым обеспечивает более равномерное его прогревание. Температура внутри нагревательного цилиндра регистрируется и регулируется двумя электронными по­ тенциометрами.

Для предотвращения перегрева плунжера загрузочная часть цилиндра охлаждается проточной водой. Изменение удельного дав­ ления литья достигается сменой плунжеров, которыми укомплек­ тована машина. Крепление литьевой формы производится таким же образом, как и в машине ЛМ-50, т. е. с помощью центрирую­ щих расточек и резьбовых отверстий.

Новая литьевая машина может работать на автоматическом, полуавтоматическом и наладочном циклах, а также на цикле ра­ боты с арматурой. С помощью реле времени производится регу­ лирование выдержки формы в сомкнутом состоянии и паузы меж­ ду циклами. Машина поставляется в рабочем состоянии и может быть сразу использована в производстве без дополнительной на­ ладки,

140

Дальнейшее усовершенствование литьевых машин должно идти прежде всего по пути применения предварительной пластика­ ции перерабатываемого материала, что позволит увеличить произ­ водительность машин за один цикл и обеспечить достаточно рав­

141

и рабочий цилиндр 9, в который входит шток 8. Последний выдав­ ливает литьевую массу через мундштук в полость пресс-формы. За­ тем с помощью рукоятки 13 перекрывается доступ сжатого воздуха, плита 12 опускается вниз и проводится разгрузка пресс-формы.

Фиг. 76. Схема приспособления (универсальный блок) для прессования деталей из термопластических масс [38]:

7 — п о д в и ж н а я в е р х н я я п л и т а ; 8 — в е р х н я я п л и т а ; 9 — п у ан со - н о д е р ж а т е л ь ; 10— п л и т а п у ан с о н а ; 11 — п у ан со н ; 12 — а с б е с т о в а я

п р о к л а д к а ; 13 — а с б е с т о в а я т е п л о и зо л я ц и я ,' 14 — м и к а н и т ; 15 — н и х р о м ; 16 — за щ и т н ы й к о ж у х ; 17 —- п р о б к а ; 18 — р а б о ч и й ц и ­

л и н д р ; 19 — в т у л к а ; 20 — со п л о ; 21 — ф и к с а т о р .

На ряде заводов с успехом применяются специальные приспо­ собления — приставки к гидравлическому прессу для прессования деталей из термопластов. Эти приспособления, или так называемые универсальные блоки, могут иметь различную конструкцию (фиг. 76), Применение такого оборудования вполне себя оправ­ дывает при небольшом объеме производства и тем более при отсутствии специальных литьевых машин.

Приспособление состоит из нижней плиты 1, двух колонок 2, верхней плиты 8, цилиндра 18, пуансона 11 и других вспомогатель­ ных деталей. На верхней подвижной плите 7 укреплен рабочий цилиндр 18 и две направляющие втулки 3. Вся верхняя часть при-

142

способления поддерживается и прижимается к верху двумя пру­ жинами.

Обогрев цилиндра осуществляется с помощью специального устройства, изолированного сверху асбестовым и металлическим кожухом. При включенном обогреве в середину рабочего цилиндра загружается литьевой материал, температура нагрева которого измеряется термометром 6. При установке пресс-формы на ниж­ нюю плиту приспособления она центрируется фиксатором 21, чем и достигается совпадение выходного отверстия литника с соплом 20. При включении пресса пуансон 11 выдавливает литьевую массу через пробку 17 и сопло 20 в полость пресс-формы.

По истечении установленной выдержки прессу сообщают об­ ратный ход. Освобожденную пресс-форму снимают, разбирают и извлекают готовую деталь, после чего указанный цикл повторяется снова.

Для данного приспособления может быть использован любой из подходящих по размерам гидравлический пресс, например прессы марок П-452, П-454 и др.

ЛИТЬЕВЫЕ АВТОКЛАВЫ

Литьевые автоклавы нашли применение в основном для изго­ товления деталей из полиамидов (капрона и его отходов). Основ­ ным преимуществом этих установок является простота устройства и обслуживания, а также возможность изготовления более круп­ ных деталей. Объясняется это тем, что в рабочий цилиндр может быть одновременно загружено и расплавлено значительное коли­ чество литьевого материала (до 16 кг), который может заполнить большую по объему полость пресс-формы,

Литьевой автоклав (фиг. 77) состоит из цилиндра для плавле­ ния капрона, масляной рубашки 13 для нагрева цилиндра, элект­ ронагревательных элементов 17 и прижимного механизма 1. Все части автоклава смонтированы на станине 2 сварной конструкции. Для предохранения капрона от окисления кислородом воздуха процесс плавки и литья производится в нейтральной среде азота, поступающего из баллона в цилиндр через трубку 12.

Расплавление капрона и литье деталей производятся в следую­ щей последовательности.

После загрузки отходов капрона через люк 10 цилиндр проду­ вается азотом для удаления воздуха и включается электрообо­ грев масляной ванны. По мере нагрева капрона (до 250—270° С) производится еще несколько продувок цилиндра азотом для уда­ ления испарившейся влаги. При достижении заданной темпера­ туры, которая поддерживается в дальнейшем терморегулятором 14, расплавленную массу выдерживают в течение 30—45 мин для рав­ номерного ее нагрева и производят пробную отливку. Наличие газа в капроновой массе свидетельствует об избытке влаги, кото­ рую удаляют дополнительной продувкой цилиндра азотом, Общее

(43

т е л ь ; 5 — р а с ш и р и т е л ь н ы й б а ч о к ; 6 — т р у б к а д л я в ы х о д а га зо в ; 7 — ц и л и н д р д л я п л а в л е н и я к а п р о н а ; 8 — т е р м о п а р а ; 9 — м а н о м е тр ; 10 —

16 т— к р а н ; 17 — э л е к т р о н а г р е в а т е л ь н ы е элем ен ты *

144

время на загрузку и расплавление капроновой массы составляет около 3,5 ч.

Пресс-форма в собранном виде с помощью винта прижимается к соплу с краном 16. Заполнение пресс-формы литьевой массой происходит под давлением азота! в пределах 5—18 кг!см2 в зависи­ мости от формы и размеров детали. Существенным недостатком автоклава является большая длительность подготовки литьевой массы, так как прогрев значительного количества одновременно загружаемого в цилиндр материала осуществляется только за счет теплопередачи от стенок цилиндра. Как известно, капрон отлича­ ется низкой теплопроводностью, что затрудняет и не гарантирует достаточно равномерного нагрева и расплавления всего загружен­ ного в цилиндр материала.

Вследствие того, что в цилиндре автоклава капрон находится длительное время в расплавленном состоянии под воздействием высоких температур механические свойства полученных из него де­ талей снижаются.

Ускорение процесса плавки за счет повышения температуры мас­ ляной ванны невозможно ввиду опасности неизбежного перегрева и разложения наружных слоев материала. Поэтому в настоящее время применяют усовершенствованные литьевые автоклавы с бо­ лее узким правильным поясом за счет использования торпеды, рас­ положенной внутри нижней части рабочего цилиндра. В результате достигается некоторое сокращение времени нагрева и пребывания материала в цилиндре, что способствует повышению качества изготовленных деталей.

Однако такое мероприятие далеко не устраняет указанных выше недостатков литьевых автоклавов, поэтому при выборе оборудовав ния необходимо прежде всего ориентироваться на применение литьевых машин.

По сравнению с автоклавами литьевые машины имеют следую­ щие основные преимущества. Цикл подготовки (подача материала из бункера и плавка) и впрыскивание материала в пресс-форму в этих машинах происходит в короткий промежуток времени. Та­ ким образом, не только подача материала (дозировка) из бункера в нагревательный цилиндр, но и нагрев его происходит намного быстрее, чем в автоклавах. В результате материал не теряет своих свойств, что имеет место при использовании автоклавов, где он находится под воздействием высоких температур длительное время.

Опыт применения разных по своей конструкции литьевых ма­ шин с коротким циклом подготовки и плавки материала неболь­ шими порциями показал, что получаемые при этом детали имеют более высокие качества, чем в случае применения для этих же целей автоклавов.

Кроме того, литьевые машины имеют значительно более высо­ кую производительность и обеспечивают равномерный и ритмичный процесс производства деталей из различных пластмасс при устой­ чивом их качестве.

П Р Е С С Ы С Р У Ч Н Ы М П Р И В О Д О М .

Ё условиях ремонтного производства при изготовлений деталей из термопластов способом литья под давлением с применением простых по конструкции пресс-форм не утратило свое значение использование прессов с ручным приводом. Такие прессы находят применение как для изготовления экспериментальных, так и не­ больших партий рабочих деталей при уточнении размеров одно­ местных пресс-форм, проверке правильности конструкции литой детали, способа ее армирования и выяснения других вопросов, свя­ занных с изготовлением более сложных и дорогих пресс-форм.

На фиг. 78 показана схема усовершенствованного пресса с ав­

капрона, и отверстие цилиндра перекрывается поршнем 1. После этого включается электрообогрев. Капроновая масса пригодна для литья при температуре 250—270° С. Пресс-форма устанавливается так, чтобы литниковое отверстие совпадало со штуцером крана 4. С противоположной стороны пресс-форма прижимается зажимом 5. Расплавленная масса капрона предварительно поджимается поршнем, после чего с помощью эксцентрика 7 цилиндр 3 подается на остающийся неподвижным поршень. В этот момент в цилиндре создается давление свыше 50 кГ/см2, в результате чего капроно­ вая масса через штуцер крана 4 заполняет пресс-форму.

Автоматическое регулирование температуры в цилиндре прес­ са осуществляется при помощи терморегулятора 9 типа Тр. 1 или ЭКТ-2 с диапазоном контролируемых температур до 300° С, а так­ же промежуточного реле типа МКУ-48 и нагревательных элементов.

146

ЭКСТРУДЕРЫ

Непрерывное выдавливание применяется для получения про­ фильных изделий из термопластов (труб, стержней и т. п.,), покры­ тия проводов, получения пленок, смешивания и гомогенизации компонентов при подготовке пресс-материалов и других целей.

Фиг. 79. Червячный пресс (экструдер) упрощенной конструкции [16]:

В настоящее время промышленностью выпускаются главным образом шнековые и отчасти поршневые прессы (экструдеры), предназначенные в основном для переработки термопластов. Про­ изводительность таких машин зависит от диаметра шнека, про­ филя изделия и других факторов.

Ниже приведена характеристика червячных прессов отечествен-

. ного производства с различными диаметрами червяка:

В условиях ремонтного производства хорошо зарекомендовали себя шнек-прессы конструкции завода «Аремкуз» (фиг. 79), выпуск которых осваивается промышленностью.

Все части пресса смонтированы на станине 1 облегченной свар­ ной конструкции. Из бункера 6 материал поступает в рабочий цилиндр 8, где с помощью нагревательных элементов 9 переходит в пластическое состояние и выдавливается шнеком через головку 10 нужного профиля.

ч

ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

При производстве пластмассовых деталей большую роль играет вспомогательное оборудование, которое обычно изготовляется на

Фиг. 80. Схема масляной ванны для термической обработки деталей из полиамидов [13]:

лическая сетка..

месте. Наиболее важным вспомогательным оборудованием являют­ ся ванны для термической обработки полимерных деталей и прес­ сы, специально предназначенные для распрессовки пресс-форм. Конструкция ванны оказывает существенное влияние как на сам технологический процесс, так и на конечные результаты термиче­ ской обработки полимерных деталей, их структуру. Так, для полу­ чения кристаллической структуры ответственных деталей из поли­ амидов требуется отжиг — нагрев в нейтральной среде (масле) до температуры I7CPC (см. стр. 48).

На фиг. 80 приведена схема масляной ванны для термической обработки. Для достижения равномерной и стабильной температу­ ры во всех слоях масла по периметру ванны на расстоянии 100 мм от ее дна проложена воздушная труба 7 диаметром 20 мм с боль­ шим количеством отверстий диаметром 1 —1,5 мм, через которые проходит воздух под давлением 0,5 кГ1см2. Поднимающиеся вверх пузырьки воздуха создают хорошую циркуляцию жидкости, чем и достигается ее равномерный нагрев.

Ш

Нагрев масла осуществляется электроэлементами 6 из нихро­ ма, размещенными под дном и вокруг стенок ванны. Подлежащие термической обработке детали подвешивают на штангах 3. На­ грев масла вместе с деталями рекомендуется производить со ско­ ростью не более 50° С в ч. Регулирование температуры осуществ­ ляется с помощью терморегулятора. После нагрева и соответству­ ющей выдержки детали охлаж­ дают до 75—80° С вместе с ван­ ной и в дальнейшем — до ком­ натной температуры на спокой­ ном воздухе.

Для распрессовки прессформ применяют прессы с руч­ ным, пневматическим или гид­ равлическим приводом.

На фиг. 81 показана схема пневматического пресса для разборки пресс-форм и выемки деталей.

Пресс состоит из плиты 1, двух колонок 7, на резьбовой части которых помещены верх­ ние 5 и нижние 3 кулачки, пнев­ матического цилиндра 8 с поршнем и связанным с ним штоком 9. Расстояние между кулачками регулируется с по­ мощью гаек 6. На всех четырех кулачках имеются скобы 4 и 2, которые могут быть установле­ ны друг против друга на опре­ деленном расстоянии в зависи­ мости от размеров прессформы.

Для распрессовки прессформу устанавливают таким образом, чтобы фланец ее кор­ пуса входил в вырезы скобы 2

движении штока 9 вверх свя­ занные с ним верхние плиты вместе с деталями выходят из корпуса

пресс-формы; при дальнейшем движении промежуточная плита упирается своими*выступами в скобы 4 верхних кулачков 5, в ре­ зультате чего детали отделяются от оформляющих частей прессформы.

149