Вулканизация под повышенным давлением
Прерывная вулканизация в формах — в котлах и автоклавах, широко применявшаяся еще в недавнем прошлом, в настоящее время сохранилась только на небольших участках, в тех частных случаях, когда габариты форм исключают применение пресса. Формы заполняют резиновой смесью на литьевых прессах или в них вкладывают заготовки. Для предупреждения раскрытия форм от теплового расширения смеси их снабжают замками (так называемые формы-контейнеры) или зажимают в струбцины (металлические рамки с клиновым, винтовым или иным зажимом). Как более удобную предпочитают вулканизацию в автоклавах (пресс-котлах).
Гидравлическим давлением плунжер автоклава прижимает загруженные формы к крышке автоклава и тем создает необходимое давление на форму, а подача пара внутрь автоклава обеспечивает равномерный прогрев заготовок независимо от высоты форм.
Прерывная вулканизация в прессах. Способ вулканизации изделий в формах в прессе или без форм, непосредственно на плитах пресса, наиболее распространен в производстве РТИ. Вул-канизационные прессы различаются по размерам плит, числу между плитных пространств (этажей) и особенностям конструктивного оформления (табл. 2).
Производительность L (в м) вулканизационных барабанных машин за семичасовую смену может быть рассчитана по уравнению
Непрерывный процесс в тоннельных вулканизаторах. Такая вулканизация в формах, перемещаемых в вулканизационном аппарате, дает лучшую организацию вулканизационного процесса, включает его в производственный поток и является значительным шагом вперед по сравнению с существующей прессовой вулканизацией. В СССР такой метод тоннельной вулканизации осуществлен и применяется в производстве игрушек и мячей. Формы прикреплены к конвейеру и движутся в вулканизационной камере с требуемой скоростью.
Принцип устройства и действия тоннельного аппарата для вулканизации мячей, предложенного Н. В. Коропальцевым, А. В. Ко-легиным, Ю. В. Карповичем, состоит в следующем. В горизонтальном П-образном трубчатом тоннеле (рис. 21 и 22) движется со скоростью 0,44—1,76 м/мин цепной транспортер, к которому прикреплены вулканизационные формы. Формы, съемные с тяговой цепи или не съемные, обязательно должны иметь запорные устройства. По окончании вулканизации формы с мячами на соответственном участке цепи охлаждаются до 30—40 °С. В случае применения несъемных форм раскрывание их, удаление из них вулканизованных изделий и закладка заготовок производятся на ходу аппарата; съемные формы обрабатываются вне аппарата.
Трубчатый тоннель снабжен калорифером для подогрева воздуха до 220 °С и вентилятором. Для регулирования потока подогретого воздуха имеются лепестковые диафрагмы и дроссельные заслонки.
Характерной особенностью аппарата является наличие в нем двух симметричных и уравновешенных потоков горячего воздуха, направленных в противоположные от центра тоннеля стороны. На первой (верхней) половине тоннеля создается противоток, а на второй (нижней)—прямоток горячего воздуха. Конструкция аппарата позволяет регулировать в широких пределах: скорость движения цепи с формами, температуру воздуха и скорость циркуляции воздуха.
Кроме П-образного, предложен так называемый «сквозной» тоннельный аппарат. В этом аппарате верхняя ветвь цепного транспортера рабочая. Она проходит в обогреваемом трубчатом тоннеле. Нижняя ветвь не рабочая и проходит вне тоннеля.
Способы обогрева форм. Для осуществления непрерывной вулканизации в формах, перемещаемых в тоннелях, необходимо обеспечить требуемую температуру воздуха в тоннеле или индивидуальный обогрев форм или их содержимого. Нагрев воздуха в тоннеле производится элементами сопротивления или калориферами, обогреваемыми паром. Индивидуальный нагрев форм можно осуществить следующими способами:
- Посредством нагревания электрическим током элементов сопротивления, помещенных в стенках формы. Питание элементов сопротивления, снабженных скользящими контактами, может быть обеспечено проложенными в тоннеле шинами.
- Посредством индукционных токов, возникающих в металле форм, если формы находятся в переменном высокочастотном поле. Для этого формы необходимо поместить внутрь соленоида, питаемого переменным током.
- Помещая формы в переменном электрическом поле высокой частоты, вызывающем непосредственный нагрев резиновой заготовки. Такие условия могут быть созданы, если заготовка будет помещена в качестве диэлектрика между пластинами конденсатора.
Индивидуальный обогрев форм электрическим током по первому способу имеет неудобство, связанное с применением скользящих контактов; обогрев форм по второму способу лишен этого недостатка. Устройство, предложенное для этой цели, представляет соленоид, через который проходит конвейер, несущий формы. В СССР вулканизация индукционным током промышленной частоты опытно проверена Н. Масловым. Предложенный им вулканизационный аппарат представляет собой длинную спираль, внутри которой на конвейере медленно движутся формы. При пропускании через спираль переменного тока в металле возникают индукционные токи, которые нагревают форму, а через них и резиновую смесь до требуемой температуры. Такая спираль может быть изготовлена из медной или алюминиевой трубки и охлаждается водой; таким образом вулканизационный аппарат имеет нормальную температуру, нагреты лишь формы. Третий способ (непосредственный нагрев содержимого форм) может быть применен для пластин; при изделиях сложной конфигурации равномерный нагрев обеспечить труднее. Вместо металлических форм можно применять текстолитовые или из иного диэлектрика достаточной прочности.
Условия правильного осуществления вулканизационного процесса. Прессовая вулканизация — один из наиболее ответственных участков на заводах РТИ. Удельное давление на плитах пресса при вулканизации изделий в формах составляет (20—40)-105Па; удельное давление на опорной поверхпсти формы, а тем более на контактной поверхности резины, значтельно выше.
По исследованиям В. А. Пинегип, С. А. Васильевой и Л. М. Кеперши, повышение во врен вулканизации давления на резиновую заготовку, дублированнуюиз ряда слоев, значительно улучшает прочность сцепления состзляющих ее слоев. Оптимальное давление составляет (2,0—3,0) 107 Па. Дальнейшее повышение давления ведет к снижению прочности связи. Весьма полезен предварительный, перед вулканзацией, подогрев заготовок. Однако подогрев на паровых плитх или горячим воздухом в шкафах-термостатах может вести к подулканизации. Более удобен подогрев в высокочастотном поле. Гэименение высокочастотного нагрева значительно сокращает врмя прогрева вулканизуемых заготовок и поэтому особенно важнсв производстве губчатых изделий. Высокочастотный нагрев исползуется также для предварительного подогрева заготовок из жегких, например нитриль-ных, резин перед вулканизацией. Это псволяет обеспечить хорошее заполнение форм, сократить время глканизации и улучшить качество изделий. По исследованию К. Э. Малкиной и А. Н. Пухова, содержание до вулканизации зготовок (автопокрышек) в теплом состоянии способствует снятшснапряжений, созданных предшествующими механическими операиями. В результате происходит значительное улучшение эксплугационной выносливости изделий.
В начальный период вулканизации рзиновая смесь размягчается; вдавливание размягченной резинвой смеси в микроскопические поры металла формы вызывае приваривание резины к форме. Для предупреждения приваривяия применяют опудри-вание заготовок (тальком, графитом) ни смазку поверхности гнезд форм растворами, образующими погспарении тонкую пленку материала, изолирующего резину от фсмы. Опудривание тальком, графитом, резиновой пудрой примеяется при вулканизации пластин (заготовок для стиральной резиы), приводных ремней, транспортерных лент и полых изделий. Фгонные заготовки опуд-ривать не следует, так как значительное :мещение смеси в процессе формования может привести к обрзованию складок, про-пудренных по внутренней поверхности. Тхие складки останутся в виде трещин на поверхности изделия, для смазки применяют слабые (3—4%) растворы гипосульфита нтрия, калийного мыла, комбинированные смазки из гипосульфита атрия и мыла, а также силоксановые смолы в форме водных эмчьсий. Смазывать следует горячие формы, применяя кистевани или распыление .раствора сжатым воздухом. Заготовки можб помещать в формы лишь после испарения воды из смазки. Пр размещении форм на плитах пресса необходимо следить за равномерностью нагрузки площади плит, так как концентрация нагрузки ведет к изгибу плит.
Запрессовка заготовок в формах производится постепенно. Вначале прессуют под низким давлением; после распределения заголовки в форме переходят на прессовку под высоким давлением. Целесообразно применять повторные прессовки (подпрессовки), состоящие в том, что пресс слегка раскрывают, а затем снова сближают плиты. При повторных прессовках из полости формы удаляется остаток воздуха, образовавшиеся летучие продукты и выходит излишек смеси, вследствие ее объемного расширения из-за разогрева. Повторные прессовки улучшают прочность связи между элементами конструкции изделий. Подпрессовку производят как при низком, так и высоком давлении, но лишь в начальный период вулканизации, пока резиновая смесь еще обладает текучестью. Подпрессовка предупреждает образование вмятин, пор и прочих дефектов, вызываемых остатком воздуха в вулканизацион-ных формах или наличием летучих веществ в смеси и влажности ткани, и составляет обязательную часть автоматического регулирования процесса.
Характер заполнения заготовкой полости формы зависит от вида и температуры формы и заготовки и скорости прессования. Большое значение имеет расширение резиновой смеси при нагревании.
При изготовлении изделий массой 200 сН и выше иногда наблюдается значительный выход резины в выпрессовки, что вызывает даже недопрессовку изделия. Происходит это потому, что термический коэффициент объемного расширения резины выше коэффициента объемного расширения стали. По мере нагрева смеси от 20 до 120 °С объем смеси увеличивается; это увеличение ведет к постепенной утечке смеси под покровным листом за края формы и мешает своевременному и полному закрытию формы. Термическое расширение может быть рационально использовано в смесях, имеющих малую усадку; если заготовка помещена в прочно замкнутую форму, термическое расширение поведет к оформлению такой заготовки и без применения прессования.
После вулканизации изделие извлекают из формы. Раскрытие формы производится с некоторым усилием, а при извлечении изделия из горячей формы следует проявлять осторожность, чтобы избежать повреждения как формы, так и изделия.
В производстве однотипных массовых изделий разъем форм осуществляется посредством специальных механических или электромагнитных разъемников, располагаемых у прессов или по пути следования форм с изделиями. При извлечении изделий из формы применяют сжатый воздух давлением (1,5—2) • 105 Па. Резиновый рукав, подводящий воздух к прессам, имеет металлическое сопло, снабженное краном. Сопло подводят под пленку заусенца вулканизованных изделий, под давлением воздуха изделия легко отделяются от формы. Одновременно сжатый воздух очищает форму от приставших заусенцев.
Сжатый воздух применяется и для снятия изделий с сердечников формы. Известен также способ съемки изделий путем впрыскивания воды между резиновым изделием и горячим сердечником. Испаряющаяся вода раздувает изделие, которое поэтому легко снимается.
Организация работы на прессах. Производительность прессов определяется степенью использования плит, продолжительностью вулканизации и перезарядки пресса (разгрузка и загрузка форм). Если плиты использованы полностью, но перезарядка форм (ручное время) занимает 15 мин при длительности вулканизации 30 мин, то коэффициент аппаратного (машинного) времени составляет лишь 0,6—0,7. Отсюда правильная организация работы на прессах является основной задачей. На двух- и четырехэтажных прессах возможно вести загрузку плит с одной или с обеих сторон. При двустороннем обслуживании нижние плиты отводятся одному вулканизовщику, а верхние — другому, при этом столы для приема форм располагаются на различной высоте. Подобная организация, ускоряя перезарядку пресса и облегчая работу, требует слаженности от обоих рабочих.
При наличии запасных форм прессы (с учетом режима вулканизации, длительности перезарядки и особенности конструкции) распределяются по группам, 3—5 прессов в каждой. На группу прессов дается добавочный комплект форм.
Загрузив последовательно все прессы, вулканизаторщики закладывают заготовки в запасной комплект формы. Этим комплектом заменяют формы, выходящие из первого по очереди загрузки пресса, а освободившиеся из него формы подготовляют для загрузки второго пресса. Такой способ работы при условии одинаковой высоты форм, механизированного передвижения форм, механизированной подачи заготовки и приема вулканизованных изделий значительно повышает степень использования прессов. Применение прессов с выдвижными кассетными формами, с автоматическим раскрытием форм приводит к увеличению съема вулканизуемых изделий на 30—40%.
Прессы более удобно располагать вдоль здания, по направлению производственного потока. Организация работы на прессах являлась предметом специальных исследований. А. В. Мышкисом, Б. М. Гореликом и А. В. Ратнер предложены расчеты производительности прессов при различных системах обслуживания.
Полезное
Мы производим
Наши координаты
Адресс:72306, Украина
Запорожская обл., г. Мелитополь
ул. Калинина 311
Директор: +3 8 (0619) 43-08-60
Секретарь: +3 8 (0619) 42-81-29
E-mail: technoexport@ukrpost.ua
Copyright © 2024.