Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Оборудование и основы проектирования предприятий по переработке пластмасс. Учебное пособие
.pdf
41
Непрерывным методом профильного прессования получают изделия постоянного сечения и различной длины: ленты, прутки, трубы
и др.
Как отдельный метод производства иногда выделяют изготовление с помощью прессового оборудования листовых полуфабрикатов
(обычно с применением этажных прессов).
При горячем прямом прессовании в нагретую пресс-форму (ПФ)
загружают заготовку, по очертанию возможно более близ
кую к конфигурации готового изделия и имеющую массу на 3–5 % больше массы получаемого изделия. После загрузки заготовки ПФ замыкается
между нагревательными плитами гидравлического пресса для химического отверждения материала, приобретшего заданную форму.
При литьевом прессовании нагретый до перевода полимера в вязкотекучее состояние, то есть пластичный, материал из напорной
камеры через литниковый канал выдавливается в оформляю
щую
полость предварительно сомкнутой ПФ.
Предприятиями полимерного машиностроения выпускаются
литьевые прессы мощностью от 1,0 до 12,5 МН и с объемом напорной камеры от 4 до нескольких десятков литров [12].
2.2.3.2. Классификация и краткая характеристика прессов
С помощью прессов создаются условия статического механического нагружения тех или иных материалов, подвергаемых об
работке
давлением.
Прессы для производства изделий из пластмасс должны отвечать
ряду специальных требований [11, с. 361].
42
Классификация прессов осуществляется по целому ряду признаков.
1. По типу привода:
механические;
гидромеханические;
гидравлические прессы.
В промышленности по переработке пластмасс в настоящее время
наиболее распространенным типом являются гидравлические прессы,
имеющие ряд преимуществ по сравнению с механическими и гидромеханическими прессами.
Гидравлические прессы позволяют устанавливать и в широких
пределах регулировать усилие прессования, скорость рабоч
его и
холостого ходов, легко регулировать продолжительность выдержки
материала под давлением.
2. По конструкции силового контура (гидравлических прессов):
колонные;
рамные;
челюстные;
угловые прессы.
В колонных прессах силовой контур, воспринимающий усилие
пресса и передающий это усилие на формующий инструмент и перерабатываемый материал, образуется при соединении стола пресса и
не
подвижной верхней плиты (архитрава) посредством колонн.
Небольшие прессы бывают двух- и четырехколонными, а крупные –
четырех- или многоколонными.
43
В рамных прессах основные детали пресса соединены с помощью
рамы. Применяются одно-, двух- и многостоечные рамные прессы.
Рамную конструкцию имеют также челюстные и угловые прессы [11].
Устройство колонного и рамного прессов схематически показано
на рис. 2.2. и 2.3.
3. По расположению в пространстве главной оси пресса:
вертикальные прессы;
горизонтальные прессы.
4. По размещению рабоч
их цилиндров на прессе:
с одним или несколькими верхними рабочими цилиндрами
(прессы верхнего давления);
с одним или несколькими нижними рабочими цилиндрами
(прессы нижнего давления);
с верхним и нижним рабочими цилиндрами (прессы с двухсто-
ронним давлением);
с верхним и боковым рабочими цилиндрами (угловые прессы).
При переработке пластмасс на
ибольшее применение нашли прессы верхнего давления, снабженные вторым нижним гидроцилиндром
для выталкивания готовых изделий из формы.
5. По количеству плит пресса:
одноэтажные прессы;
двухэтажные прессы;
многоэтажные прессы.
44
Рис. 2.2. Колонный гидравлический пресс нижнего давления:
1 – фундаментная плита; 2 – станина; 3 – главный рабочий цилиндр;
4 – плунжер; 5 – подвижный стол пресса; 6 – колонны; 7 – нагревательные плиты;
8 – верхняя траверса (архитрав) пресса
6. По количеству позиций формования и по характеру кинематической связи между формующим инструментом и прессом:
однопозиционные прессы;
многопозиционные прессы.
7. По виду управления:
прессы с ручным управлением;
прессы-полуавтоматы;
прессы-автоматы.
45
Рис. 2.3. Рамный гидравлический пресс верхнего давления:
1 – главный рабочий цилиндр; 2 – поршень; 3 – шток поршня; 4 – ползун;
5 – направляющие; 6 – пуансонодержатель; 7 – ступенчатый пуансон;
8 – матрица; 9 – изделие; 10 – стол пресса; 11 – гидроцилиндр выталкивателя;
12 – сварная рама пресса
В зависимости от количества операций, выполняемых за один
цикл, гидравлические прессы-автоматы подразделяются:
на однооперационные – с питанием предварительно подогре-
тыми таблетками;
на двухоперационные, предназначенные для таблетирования
пресс-материала и последующего прессования без подогрева таблеток, либо для подогрева таблеток, полученных на другом оборудовании, и прессования изделий (И);
46
на трехоперационные – для таблетирования, нагрева таблеток
ТВЧ и прессования И;
на четырехоперационные – для таблетирования, нагрева, прес-
сования и механической обработки готовых изделий.
Прессы с ручным управлением в настоящее время используются в
основном в лабораториях. В промышленном производстве основными видами прессового оборудования являются прессы-полу-
автоматы и прессы-автоматы. Оборудование для ав
томатическо-
го прессования функционирует в двух вариантах: в виде одного агре-
гата для таблетирования, нагрева таблеток и прессования или в виде
автоматической поточной линии, включающей таблеточную машину,
высокочастотный нагреватель, пресс и транспортные устройства [11].
2.2.3.3. Краткая характеристика пресс-форм
Основным формующим инструментом (формующей оснасткой)
при изготовлении пластмассовых изделий методом прессования
являются пресс-формы (ПФ). Пресс-форма является до
вольно сложным устройством, состоящим из большого числа деталей. Большую
совокупность деталей, необходимых для сборки ПФ, подразделяют на
две группы:
детали технологического назначения;
детали конструктивного назначения.
К деталям технологического назначения относятся матрицы, пуансоны, вкладыши, резьбовые знаки и резьбовые кольца. Эти детали,
называемые также раб
очими, непосредственно соприкасаются с перерабатываемыми пластиками и, таким образом, участвуют в придании
изделию нужной формы.
47
Детали конструктивного назначения непосредственно не соприкасаются с пластмассой в процессе формования изделий, но они
необходимы для обеспечения работы деталей технологического
назначения. К конструктивным деталям относятся фиксаторы,
направляющие колонки и втулки, выталкиватели, нагревательные
плиты, опорные планки и т. п.
Главными деталями технологического назначения в ПФ являются
матрица и пуансон.
При контакте матер
иала с внутренней поверхностью матрицы
(в зоне оформляющей полости) происходит оформление наружной
поверхности изделия и придание ему нужной формы и размеров.
Пуансон является второй необходимой деталью каждой ПФ,
непосредственно участвующей в оформлении внутренней поверхности изделия и придающей ей нужные форму и размеры. Общим
назначением пуансона в компрессионной ПФ является пе
редача сжимающего усилия пресса (давления) на пластик. Поэтому пуансон
всегда располагается в верхней части ПФ.
Пресс-формы для прессования пластмасс принято подразделять
на ряд групп.
1. По технологии метода прессования:
ПФ для компрессионного (прямого) прессования;
ПФ для литьевого (трансферного) прессования.
2. По характеру эксплуатации:
съемные ПФ;
стационарные ПФ.
Съемные ПФ не закрепляются на плитах пресса и периодически
снимаются с них для извлечен
ия готового изделия и загрузки новой
порции пресс-материала.
48
Стационарные ПФ неподвижно закреплены на плитах пресса.
Загрузка материала в них и извлечение готовых изделий проводится
без нарушения связи ПФ с прессом.
3. По количеству одновременно прессуемых изделий (по числу
оформляющих гнезд ПФ):
одногнездные ПФ;
многогнездные ПФ.
В одногнездных ПФ за один цикл прессования изготовляется
одно изделие, в многогнездных – сразу несколько изде
лий.
4. По положению плоскости разъема:
ПФ с одной или двумя горизонтальными плоскостями разъема;
ПФ с одной или двумя вертикальными плоскостями разъема.
ПФ с одной горизонтальной плоскостью разъема имеют разъем
на две части (матрицу и пуансон) в плоскости, перпендикулярной
направлению рабочего давления пресса.
ПФ с одной вертикальной плоскостью разъема име
ют разъем
матрицы на две части в плоскости, параллельной направлению рабочего давления пресса.
Пресс-формы для компрессионного прессования по характеру за-
мыкания (запирания) матрицы пуансоном подразделяются на следующие типы:
ПФ открытого типа;
ПФ закрытого типа;
ПФ полузакрытого типа (с перетеканием материала).
5. По способу извлечения готовых изделий:
ПФ с нижними в
ыталкивателями;
ПФ с верхним сталкивателем;
ПФ без выталкивателя.
49
2.2.4. Экструзионные машины (экструдеры)
и агрегаты на их основе
Экструзия полимеров – способ изготовления профилированных
изделий и полуфабрикатов большой длины из пластмасс и эластомеров. Технологический процесс заключается в непрерывном выдавливании пластичного материала через формующее отверстие (канал)
определенного сечения.
Машины для выполнения процессов экструзии называются
соответственно экструдерами. Формующее отверстие в виде канал
а
определенного сечения (определенной конфигурации) и достаточной
длины располагается в формующей головке экструдера, соединенной
с материальным цилиндром этой машины.
2.2.4.1. Краткая характеристика червячного
(шнекового) экструдера
Экструдер любой конструкции включает в себя следующие
узлы: загрузочный бункер, рабочие органы (червяк и цилиндр), привод червяка и узел упорного подшипника. На рис. 2.4 схематически
показано устрой
ство одночервячного экструдера.
Порошкообразный или гранулированный материал из загрузочного бункера через загрузочную воронку поступает в материальный
(рабочий) цилиндр экструдера и при вращении червяка попадает в его
каналы. Частицы материала перемещаются в направлении от зоны
загрузки к зоне выдавливания. В результате трения и сдвиговых
деформаций, а также за счет подвода тепла от эл
ектронагревателей
цилиндра материал плавится (переходит в вязкотекучее состояние),
50
сжимается и под давлением поступает в формующий канал головки
экструдера.
Для перемещения материала вдоль цилиндра необходимо,
чтобы его трение о стенку цилиндра было бóльшим, чем о поверхность червяка. При невыполнении этого условия полимерный материал будет вращаться вместе с червяком, не передвигаясь в осевом
направлении. Этого явления можно избежать, пр
именяя ряд конструк-
тивных и технологических приемов.
Рис. 2.4. Экструдер (червячная машина):
1 – редуктор; 2 – станина; 3 – загрузочная воронка; 4 – материальный (рабо-
чий) цилиндр; 5 – червяк (шнек); 6 – кожух устройства обогрева рабочего
цилиндра; 7 – формующая головка экструдера; 8 – приемный транспортер
(для отвода экструдата); 9 – фундаментная плита машины
2.2.4.2. Краткая характеристика червяка
и материального цилиндра экструдера
Основными рабочими органами одночервячного экструдера
являются обогреваемый материальный цилиндр и вращающийся
внутри него червяк (шнек).
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]