Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология переработки пластических масс (теория и практика). Учебное пособие
.pdf
способствует более полному и равномерному завершению химической реакции отверждения, что способствует повышению физико-механических свойств, твердости, а также однородности материала.
Нормализация состоит в плавном медленном охлаждении
изделий после непродолжительной выдержки при повышенной
температуре и способствует более полной релаксации напряжений в материале, вызванных неравномерностью нагрева и неодинаковой скоростью отверждения пресс-материала.
Механическая обработка изделий состоит в придании им
свойств, предусмотренных их конструкцией и потребительскими
требованиями. Эта обработка состоит в раскрытии непропрессованых отверстий, удалении острых кромок, зазубрин, фата, зачистки литниковых выступов, шлифовании и полировании поверхностей. Все перечисленные действия осуществляются механическим способом с помощью галтовочных барабанов, сверлильных
и шлифовальных станков, резьбонарезных приспособлений.
Большинство операций выполняется вручную или с применением
простейших механизмов, поэтому они крайне непопулярны у работников и вследствие этого неоправданно дороги. Для механической обработки изделий массовых тиражей, типа детали электрических патронов, используют автоматические линии, каждая
из которых специализирована на одну разновидность изделий.
Лабораторная работа № 1.
МЕТОД ПРЯМОГО ПРЕССОВАНИЯ
Цель работы:
практическое ознакомление с конструкцией и работой
пресса; изучение влияния технологических параметров процесса
прессования на качество деталей.
Материалы и оборудование
Пресс-материал О3-010-02, ДСВ или другой в виде порошка или таблеток. Гидравлический пресс марки ПГ-60. Стационарная пресс-форма. Термошкаф с термометром. Технические весы,
разновес, штангенциркуль, скребок из латуни, напильник.
11
12
Описание установки
Общий вид гидравлического пресса марки ПГ-60 показан
на рис. 3. Это вертикальный гидравлический пресс верхнего давления рамной конструкции с полуавтоматическим управлением и
индивидуальным приводом.
Рис. 3. Общий вид пресса ПГ-60
Пресс состоит из сварной рамы 1 и нижней плиты 2, которая служит основанием пресса. В нижней части рамы на ее поперечниках смонтирован рабочий стол 3 пресса. Подвижная плитаползун 4 перемещается по направляющим планкам рамы. На ра-
бочей поверхности рабочего стола и плиты имеются пазы, служащие для крепления матрицы и пуансона.
Верхняя часть рамы является резервуаром 5 для масла. В
центре резервуара смонтирован гидравлический цилиндр 6 с
дифференциальным плунжером 7. Плунжер делит полость цилиндра на две камеры, каждая из которых соединена при помощи
труб с распределителем. Распределительное устройство находится на задней стенке резервуара. В правой части резервуара помещен насосный агрегат, состоящий из лопаточного насоса и электродвигателя 8.
На левом щитке 9 пресса находятся рукоятка силового выключателя 10, кнопки пуска и остановки электродвигателя 11, тумблер включения обогрева 12, тумблер 13, реле времени 14.
На правой стойке рамы пресса смонтированы:
рычажная система управления прессом, которая состоит из
тяги, пружины и рукоятки 15;
электромагнитный замок 1 6, управление которым осуществляется от реле времени;
устройство для замедления хода подвижной плиты.
В верхней части пресса находится манометр 17, показывающий
давление в гидросистеме пресса.
После заполнения формы 18 пресс-материалом подвижная
плита с помощью рукоятки 15 приводится в движение в направлении сверху вниз. В нижнем положении рукоятка зажимается
щеколдой электромагнита. После смыкания формы включают
при помощи тумблера реле времени. После окончания времени
выдержки реле времени автоматически выключает запор, освобождается рукоятка 15 и подвижная плита поднимается вверх.
Выталкивание детали из формы осуществляется поворотом
рычага 19 против часовой стрелки. Посадка выталкивателей производится вручную при помощи рычага. Для автоматического
выталкивания изделия рукоятку 20 поворачивают вправо.
Проведение испытаний
Перед началом работы устанавливают датчик терморегулятора на необходимую температуру и включают обогрев пресс-
13
14
формы. Пресс-форма нагревается в полусомкнутом положении с
зазором между матрицей и пуансоном 5-10 мм.
Для образца размером 120х15х10 мм рассчитывают и взвешивают необходимое количество пресс-материала.
Расчет количества материала G производят по формуле
GgVG +×=
,
n
где V – объем образца, см3; g – плотность образца, г/см3; Gn –
потери материала на операциях (принимаются 5 ÷ 10 % от массы
образца), г.
Предварительный подогрев материала осуществляется в
термошкафу при 100-130 °С в течение 10-15 мин. В нагретую
форму, предварительно очищенную и смазанную парафином, помещают навеску пресс-материала. Производят смыкание формы,
подпрессовки и выдержку под давлением. Затем пресс-форму
размыкают, выталкивают образец, тщательно очищают от грата
пресс-форму и цикл прессования повторяют. После окончания
работы пресс-форму тщательно очищают от грата, смазывают парафином и сдают преподавателю.
По указаниям преподавателя образцы прессуют либо при
различных температурах прессования (140, 150, 160, 170 °С), либо при различном времени выдержки (4, 6, 8, 10 мин). Технологические режимы прессования некоторых термореактивных
пресс-материалов приведены в табл. 1.
Полученные образцы зачищают от грата и не менее чем через 16 ч после их изготовления проводят испытания на статический и динамический изгиб, на сжатие.
Техника безопасности
Перед началом работы необходимо проверить исправность
заземления основных узлов пресса и крепления пресс-формы. Во
время работы пресса необходимо следить за показаниями терморегулятора, манометра, термометров, исправностью работы реле
времени и основных узлов пресса.
Категорически запрещается:
1) работать на неисправном прессе; 2) производить какие-
либо операции на прессе во время разъема пресс-формы и вытал-
кивания изделия; 3) работать на прессе без перчаток; 4) находиться рядом с прессом посторонним лицам.
Таблица 1
Технологические режимы компрессионного прессования
пресс-материалов
Марка пресс-
материала
О1-040-02,
О3-010-02,
О1-030-02
Э-2-330-02
У-4-080-02
Сп-1-342-02
В-4-70
Текстолиткрошка
Аминопласт
АГ-4В,
АГ-4С
Температура предва-
рительного
нагревания,
130-170
80-100
120-130
150-160
150-160
100-110
90-100
120-130
°
С
Температура
прессования,
без по-
догрева
155
155
150
155
165
150
155
145
°
С
с подогре-
вом
185
175
175
185
165
155
160
145
Удельное
давление,
МПа
25-35
25-35
25-35
25-35
30-40
40-50
25-35
70-120
Задание
1. Охарактеризовать пресс-материал, применяемый для
прессования.
2. Определить эффективное усилие пресса, удельное дав-
ление прессования и время выдержки образца в пресс-форме.
3. Изучить влияние технологических параметров процесса
прессования на свойства образцов.
Лабораторная работа № 2.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТАБЛЕТИРУЕМОСТИ
РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Цель работы:
определение влияния технологических параметров процесса
таблетирования на качество таблеток из различных материалов.
15
16
Материалы и оборудование
Изготовление таблеток производится на гидравлическом
четырехтонном прессе марки КЗФ (рис. 4).
Рис. 4. Приспособление для таблетирования:
1 – верхний пуансон; 2 – матрица; 3 – таблетка;
4 – нижний пуансон; 5 – опорное кольцо
Используется сушильный шкаф, в котором может быть установлена температура от 20 до 100 °С. Для проведения работы
используются весы технические и микрометр с пределами измерений от 0 до 25 мм.
Проведение испытаний
Количество пресс-материала необходимо взять таким, чтобы
на каждое определение получить не менее пяти таблеток, учитывая, что диаметр матрицы 15 мм, d/h = 2, плотность таблетки
1,15 г/см3.
Для изготовления таблетки отвешивают с точностью до 0,01
рассчитанное количество порошка , засыпают его в матрицу, которая
установлена на пресс с нижним пуансоном 4, вставляют пуансон 1
и дают давление из расчета 1000 кг/см2 площади таблетки (давление
по манометру предварительно вычисляют). Время выдержки под
давлением 20 с.
Для выпрессовки таблетки снимают давление, кладут
опорное кольцо 5, как показано на рис. 4, и вновь дают давление.
Давление таблетирования Р
2
, PD
d
××
, кгс/см2, определяют из
м
уравнения
0 85
м
P
=
м
,
2
где D – диаметр плунжера, см; 0,85 – коэффициент, учитываю-
щий потери давления на трение.
Сила трения определяется по этому уравнению, но при
этом отмечается наибольшее давление по манометру в момент
распрессовки. Для каждого определения изготавливают не менее
пяти таблеток и вычисляют среднее арифметическое исследуемого параметра.
Техника безопасности
Перед началом работы необходимо проверить исправность
заземления термостата и испытательной машины МР-0,5-1, на
которой определяется прочность таблеток. При таблетировании
матрица должна стоять точно по центру плунжера пресса.
При первом таблетировании выпустить воздух из-под плунжера пресса, для чего установить давление 5 0 кгс/см2 по манометру и открутить винт клапана на обратной стороне цилиндра. После
появления первой капли масла винт клапана плотно завернуть.
Задание
1. Определить таблетируемость следующих материалов:
фенолформальдегидных пресспорошков, аминопластов, волокнита, стекловолокнита, или порошков термопластичных материалов
(по указанию преподавателя).
2. Определить влияние высоты таблетки и давления таблетирования на плотность, прочность, силу трения, коэффициенты трения, бокового давления и неравноплотности.
3. Определить указанные величины в зависимости от
температуры таблетирования, времени подсушки порошка или
его гранулометрического состава.
17
18
ГЛАВА 2. МЕТОД ЭКСТРУЗИИ
Экструзия – процесс получения из исходного полимерного
материала (в виде гранул, порошка или расплава) изделия заданного поперечного сечения путем непрерывного продавливания расплава полимера через формующую головку с последующим охла ждением изделии. Экструзией получают листы, грубы, пленки,
прокладки, поручни для лестниц и другие профили; метод применяется для нанесения полимерной изоляции на провода и кабели,
для покрытия полимерными материалами бумаги, картона, фольги
и т. д. Получение гранулированных пластмасс, моноволокон, сеток
также основано на экструзии расплавов полимеров.
Экструдеры, рабочим органом которых служит червяк, называют также червячными прессами. В производстве по переработке пластмасс применяются следующие типы экструдеров:
1) одночервячные прессы;
2) двухчервячные прессы;
3) дисковые экструдеры;
4) комбинированные экструдеры каскадного типа;
5) червячные осциллирующие смесители, применяемые при
пластикации композиционных материалов (главным образом, на
основе пластифицированного ПВХ).
Шнек (Schnecke – нем. «улитка») – стержень со сплошной
винтовой поверхностью вдоль продольной оси (рис. 5).
Рис. 5. Основные размеры шнека
Шнек – основной рабочий механизм, который используется
в экструзионных установках (экструдерах). В экструдерах шнек
совместно с материальным цилиндром несет основную нагрузку,
подготавливая полимерную массу, уплотняя, расплавляя и гомогенизируя ее. Подготовленная таким образом смесь выдавливает-
ся через отверстие формующей головки. Существует несколько
основных параметров шнека, характеризующих его работу:
- длина (L) и диаметр (D), а также отношение длины к диа-
метру (L/D);
- глубина нарезки в начале и конце шнека (h1 и h2);
- длины отрезков с различной глубиной нарезки (L1, L2, L3);
- ширина гребня (е);
- шаг витка (t);
- угол винтовой нарезки (ф).
Производительность экструдера определяется в зависимости от числовых данных о диаметре (D) и соотношении длины к
диаметру (L/D). Крутящий момент шнека и его диаметр являются
параметрами, характеризующими конструкцию экструдера. Таким образом, экструдеры четко классифицируются по производительности и изготавливаются только со шнеками определенного
диаметра. Общепринятые диаметры шнеков: D = 20; 32; 45; 50;
52; 55; 60; 63; 90; 125; 160; 200; 250 и 320 мм.
Условно экструдеры можно разделить на два типа : короткошнековые и длинношнековые. Короткошнековые экструдеры
имеют соотношение длины к диаметру L/D = 12÷18, длинношне-
ковые – L/D > 30. Наиболее распространены экструдеры с
L/D= 20÷25. В некоторых современных конструкциях длина шнека достигает L/D = 36.
Соотношение глубины нарезки h1 и h2 наиболее часто используемых шнеков составляет от 1/2 до 1/3. Наиболее распространенные виды представлены на рис. 6. Размерные параметры
шага витка (t) и ширины гребня (е) согласуются с размерами
шнека и, как правило, составляют t = D, а e = 0,1D.
Шнеки со смесительными и диспергирующими элементами
используются в сочетании с захватывающей втулкой. Такие участки в значительной степени способствуют протеканию процессов пластикации и гомогенизации. Для передачи крутящего момента задняя сторона шнека зачастую оснащается шлицами и
пружиной.
19
20
Рис. 6. Разновидности шнеков:
1 - в зоне загрузки однозаходный, а в зоне плавления и дозирования
двухзаходный; 2 - однозаходный шнек с уменьшающимся шагом нарезки и постоянной глубиной канала; 3 - однозаходный шнек со скоростным сжатием (ускоренным плавлением); 4 - однозаходный шнек с системой дегазации; 5 - барьерный шнек, в зоне дозирования двухзаходный
Шнеки большого размера имеют многоклиновое зубчатое
зацепление. Передний конец шнека завершается наконечником
(рис. 7).
Рис. 7. Смесительные и срезающие области, используемые в шнеках
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]