Оборудование для таблетирования

Таблетирование заключается в формовании порошкообразных или волокнистых термореактивных материалов в заготовки правильной геометрической формы (таблетки), одинаковые по

Рис. 10.21. Распределение нормальных напряжений при таблетировании: а — одностороннее прессование; б — двухстороннее прессование; 1 — прессующий пуан­сон; 2 — матрица; 3 — таблетка; 4 — неподвижный пуаисои; 5 — опора матрицы; сЕ

Стн — нормальные напряжения на верхнем и нижнем пуансонах; о-—нормальные на­пряжения на стенке; Р — усилие прессования.

Размеру и массе. Использование таблетированных реактопла­стов создает при переработке ряд преимуществ: дозирование по объему или массе заменяется более простым — штучным; повышается плотность материала и улучшаются условия его предварительного подогрева; уменьшается пылеобразование; сокращаются размеры загрузочных камер пресс-форм.

Основная операция таблетирования — прессование. Оно мо­жет быть как односторонним (рис. 10.21,а), так и двухсторон­ним (рис. 10.21,6). В обоих случаях давление распределяется неравномерно как по высоте, так и по диаметру таблетки, что приводит к неравномерному распределению плотности. Однако при двухстороннем таблетировании усилия Р, действующие с обеих сторон таблетки, одинаковы. Благодаря этому получают­ся таблетки более высокого качества. Давление при таблети­ровании выбирается в зависимости от природы перерабатывае­мого материала. Для большинства фено – и аминопластов с по­рошкообразными наполнителями оно составляет 75—120 МПа, для стекловолокнитов — 250—300 МПа. Однако давление мож­но в 2—3 раза снизить, если таблетировать предварительно подогретый материал. При этом температуру подогрева выби­рают с таким расчетом, чтобы спекание частиц материала не начиналось до его загрузки в форму.

Обычно таблетирование осуществляют на автоматических таблеточных машинах, которые по виду привода подразделяют на механические (кривошипные или ротационные — кулачко­вые) и гидравлические.

Для таблетирования порошкообразных прессовочных мате­риалов применяются вертикальные эксцентриковые машины с электромеханическим приводом. Машины обеспечивают одно­стороннее сжатие материала верхним пуансоном в одногнезд – ной (или многогнездной) матрице без выдержки под давле-

Рис. 10.22 Кривошипная (эксцентриковая) однопуансонная таблеточная ма­шина. Пояснения в тексте.

Нием. Отформованные таблетки выталкиваются нижним пуан­соном. Выпускаются машины с усилием таблетирования от 20 до 1000 кН.

Л 15 , Aw/Ц шкяшящт ‘л УЛ

Кривошипные (эксцентриковые) машины (рис. 10.22) пред­ставляют собой автоматический однопозиционный пресс с при­водом всех механизмов от кулачков, установленных на оси главного коленчатого вала. На чугунной станине 1 установле­ны механизмы дозирования, прессования, выталкивания и при­вода. Механизм дозирования состоит из бункера 13 с загрузоч­ным ковшом 7, который шарнирно закреплен на вертикальной

Рис. 10.23. Ротационная однопозиционная таблеточная машина МТ-2А. Пояс­нения в тексте.,

Оси и поворачивается при помощи механизма, состоящего из кулачка 17, ролика 18, укрепленного на рычаге 8, и серьги 6.

В тот момент, когда ковш набегает на матрицу 4, в нее за­сыпается порция таблетируемого материала, который затем прессуется пуансоном 25. Возвратно-поступательное движение пуансон получает от эксцентрикового вала 19 через шатун 10 и ползун 5. Ход пуансона регулируется червяком 14, который входит в зацепление с червячным колесом 12, укрепленным на состоящей из двух половин эксцентриковой втулке. При вра­щении червяка эксцентриковая втулка поворачивается в корпу­се шатуна, и расстояние от оси эксцентрика 11 до оси пальца 9 ползуна изменяется.

Готовая таблетка удаляется из матрицы выталкивателем 26. Возвратно-поступательное движение выталкиватель полу­чает от механизма, состоящего из кулачка 15, в пазу которого находится ролик 20, и штанги 21 с вилкой 27. При подъеме штанги вилка упирается в гайку 3 и поднимает выталкиватель 26. Ход выталкивателя вниз регулируется гайкой 2 при помо­щи винтового механизма 28. Перемещение выталкивателя вверх зависит от установки гайки 3, так как часть пути штанга 21 движется при неподвижном выталкивателе. Вал 19 приводится от электродвигателя через шкив 22 ременной передачи и зуб­чатые колеса 24 и 16. Для наладки машины эксцентриковый вал проворачивают вручную штурвалом 23.

Производительность кривошипных машин обычно невелика и составляет от 720 до 3000 шт/ч.

Ротационные таблеточные машины представляют собой ка­русельный многопозиционный пресс-автомат, в котором все операции осуществляются при непрерывном вращении ротора. Типичная ротационная таблеточная машина (рис. 10.23) со­стоит из станины 1, верхней 9 и нижней 2 плит, соединенных колоннами 18, ротора и привода. В роторе, состоящем из двух дисков 7 и плиты 4, расположены 15 одногнездных матриц 15 и такое же количество верхних 14 и нижних 16 пуансонов с прессующими 12 и подъемными 17 роликами, муфты включе­ния 21, цилиндрической и червячной передач, червячного коле­са 23, которое укреплено на вертикальном валу 13. Вал с рото­ром вращается при включении муфты рычагом 22. В верхней части машины установлен бункер 8 с загрузочным диском 5, приводимым от зубчатой передачи 10. Высота заполнения мат­рицы регулируется штурвалом 3. Готовые таблетки сталки­ваются по лотку 6 в приемную тару.

Перемещение пуансонов происходит в результате обкаты­вания наружных кольцевых и торцевых кулачков 11 и 20, уста­новленных на верхнем и нижнем столах, роликами 12 и 19, При этом боковые ролики служат для перемещения пуансона по вертикали на холостом ходу под действием наружных ку­лачков. Торцевые іролики 19 служат для передачи прессующе­го усилия. На рис. 10.24 приведена развертка наружного 24 и торцевого 20 кулачков, поясняющая принцип работы рота­ционной таблеточной машины. При движении ротора матрицы 15 оказываются под бункером 8, и загрузочный диск 5 загру­жает в них порошок (участок а-—б). В это время верхние пуансоны 14 поднимаются роликами 17, движущимися по кон­туру наружного кулачка 24.

Двухстороннее прессование осуществляется на участке б— в (часть его опущена). Вертикальное перемещение прессующих пуансонов происходит под действием клиновидных торцевых кулачков И и 20. Регулирование усилия прессования осуще­ствляется вертикальным смещением нижнего торцевого кулач­ка, реализуемым при помощи клиновых регуляторов 25, пере­мещая которые можно поднимать или опускать нижний прес­сующий кулачок.

Формующие детали — пуансоны, вставки пуансонов и мат­рицы— обычно изготавливают из инструментальной стали У8 или легированных сталей ХГ, ХВГ, ШХ15. Опытом установле­но, что лучше изготавливать эти детали из стали 18ХМЮА и 12ХНЗА с последующей глубокой цементацией и закалкой. В результате удается достигать высокой твердости поверхности (HRC=62-^-64) при мягкой сердцевине. Благодаря этому повы­шается износостойкость деталей и уменьшается число случаев поломки пуансонов и матриц.

Гидравлическая таблеточная машина представляет собой горизонтальный пресс-автомат. Прессующий механизм (рис. 10.25) состоит из двух неподвижных плит 1 к 6, соединенных между собой колонками (на рисунке не показаны), по которым перемещается плита 14 с матрицей 3 и бункером 2. Переме­щение плиты осуществляет поршень 12 гидроцилиндра 11, со­единенный с плитой 14 штоком 13. Прессующий пуансон 5 приводится в движение от дифференциального поршня 7 гид­роцилиндра 8. Ход пуансона (и, следовательно, масса таблет­ки) регулируется винтовым механизмом 9 с контргайкой 10. Позиция I является исходной; ей соответствует крайнее левое положение матрицы и крайнее правое положение прессующего пуансона. В позиции II бункер находится в крайнем правом положении; при этом таблетируемый материал поступает в пространство матрицы, заключенное между торцами неподвижНого и (прессующего пуансонов.

Рис. 10.24. Развертка кулачков ротационной таблеточной машины МТ-2а По­зиции те же, что на рис. 10.23.

В позиции III бункер с матри­цей перемещаются в среднее положение, соответствующее на­чалу прессования (происходит отсечение дозы пресс-материа­ла). Положение IV соответствует расположению рабочих орга­нов в момент прессования: прессующий пуансон движется вле­во. После окончания прессования пуансон отходит вправо (позиция V), а бункер с матрицей смещаются влево; при этом таблетка выталкивается пуансоном 4 (позиция VI). Таблетка, удаленная из матрицы, попадает на приемный лоток, а бункер с. матрицей и прессующий пуансон возвращаются в положение, соответствующее началу цикла таблетирования.