Производство каучука

Основной рабочей частью быстроходной шпульной оплеточной машины являются передний и задний диски-оплетчики с укрепленными шпуледержателями.

Задний кольцевой диск-оплетчик 1 со шпуледержателями укреплен на приводном валу, вращающемся по часовой стрелке как показано на рисунке 12.

Передний диск-оплетчик с другой группой шпуледержателей вращается вокруг той же оси против часовой стрелки. В шпулях укрепляются катушки с намотанной трощеной пряжей или проволокой. Нити из шпуль подаются к нитеводителям, вращающимся вместе с оплетчиками. Таким образом создается разнонаправленное круговое движение двух систем нитей в оплеточной машине. Потоки нитей с заднего диска при помощи механических нитеводнтелей попеременно направляются то выше, то ниже потоков нитей со шпуледержателей переднего диска-оплетчика.

Рисунок 12 - Схема шпульной оплеточной машины: 1 - передний н задний диски; 2 - катушки; 3 - центральный направляющий стакан; 4- отборочный барабан; 5 - отборочный транспортер

Пучок нитей, сходящих с переднего диска-оплетчика, сохраняет постоянное положение по отношению к оси машины. Пучок нитей заднего диска-оплетчика, ведомый нитеводителем, то поднимается и перекрывает два потока нитей переднего диска-оплетчика, то опускается и проходит под двумя потоками переднего диска-оплетчика. Так как в это время рукав имеет поступательное движение, то такие перекрытия ведут к образованию из обеих систем нитей с соответствующей структурой оплетки.

Число шпуль а переднем и заднем дисках-оплетчиках одинаково. Оплеточные машины снабжаются автоматическим остановом на случай обрыва или израсходования потоков нитей на любой штуле с одновременной световой сигнализацией. Оплеточные машины различаются по числу шпуль или количеству потоков оплетки: 12, 24, 32, 36, 48, 64 и даже 96-шпульные машины.

Двухъярусные оплеточные машины за один проход рукава выполняют на нем две оплетки. Эти машины одновременно с оплеткой накладывают промежуточную резину.

5.1.3 Резиносмесители, устройство основных деталей резиносмесителей

Фундаментная плита

Фундаментная плита резиносмесителя делается составной. На одной из ее частей размещается корпус смесительной камеры, на другой монтируются выносные и трансмиссионные подшипники. В случае привода резиносмесителя от синхронного электродвигателя устанавливается добавочная плита, на которой размещается головной трансмиссионный подшипник. Если привод состоит из быстроходного электродвигателя через редуктор, то последний помещается на самостоятельной фундаментной плите. Части фундаментной плиты соединяются между собой болтами. Для обеспечения точности сборки частей плит устанавливаются контрольные шпильки.

Фундаментные плиты имеют небольшую толщину и снабжены ребрами жесткости для придания им необходимой прочности. Участки фундаментной плиты, на которые устанавливаются части корпуса, боковины рабочей камеры, подшипники и направляющие нижнего затвора, подвергаются механической обработке.

Корпус

Корпус (рисунок 13) резиносмесителя состоит из двух продольных частей, представаляющих собой два полуцилиндра, обращенных внутренними полостями друг к другу. Обе половины соединяются при помощи боковин (рисунок 14), что обеспечивает их взаимную правильную установку.

Рисунок 13 - Продольная часть корпуса резиносмесителя

Для придания корпусу жесткости, а также увеличения поверхности охлаждения на наружной части корпуса имеются высокие ребра жесткости 1 (рисунок 13). Посередине корпуса, также снаружи, помещена поперечина 2. По краям ребер жесткости и в середине их расположены щели 3. Через эти щели стекает вода, разбрызгиваемая форсунками.

На полке 4 крепится загрузочная воронка. Скрепление корпуса с боковинами осуществляется болтами через отверстия 5.

По направляющей 6 перемещается нижний затвор резиносме- сителя. Точная установка боковины с корпусом производится при помощи проточки 7, в которую помещаются соответствующие выступы боковины; кроме этого, имеются контрольные шпильки и отверстия 11 в стенке камеры. Коллектор 8, к которому подводится охлаждающая вода через трубку 9, при монтаже крепится к поперечине 2. В отверстия 10 коллектора ввертываются трубки с форсунками.

Рисунок 14 - Боковина резиносмесителя: 1 - корпус боковины; 2 - отверстия для шеек роторов; 3 - места для контрольных шпилек; 4 - шпильки

В боковинах имеются отверстия для шеек роторов. Втулкн подшипников впрессованы в выступающую часть тела боковины и закреплены болтами от проворачивания. Боковина в части, касающейся торцов роторов, подвергается ускоренному износу, который устраняется с помощью стального кольца, устанавливаемого с внутренней стороны.

Уплотняющее устройство

Во время работы резиносмесителя резиновая смесь и сыпучие материалы под давлением, развивающимся в рабочей камере, вытесняются через все неплотности в корпусе камеры и в первую очередь через кольцевые зазоры между стенками боковин корпуса рабочей камеры и шейками валков. Для уплотнения зазоров между шейками роторов и стенкой камеры применяется уплотняющее устройство, состоящее из трех металлических колец, прижимаемых плотно друг к другу пружинами (рисунок 15).

Первое неподвижное стальное кольцо 1 запрессовано в соответствующую выточку в корпусе боковины и закреплено несколькими винтами. Второе стальное кольцо 2 плотно насаживается на шейку ротора, но может скользить вдоль шейки и закрепляться на ней одной или двумя шпонками 3 вращаясь вместе с ротором. Кольцо 2 является основным элементом уплотняющего устройства и при работе прижимается к кольцу / посредством бронзового кольца 4 и вилки 5, снабженной пружиной 6, сидящей на стержне 7, который ввертывается в боковину смесителя. На свободном конце стержня имеются гайки 8, которые регулируют силу, с которой вилка 5 прижимает бронзовое кольцо 4.

Рисунок 15 - Уплотняющее устройство резиносмесителя с овальными роторами: 1- стальное неподвижное кольцо; 2 - вращающееся кольцо; 3 - шпонка; 4 - бронзовое кольцо; 5 - вилка; 6 - пружина; 7 - стержень; 8 - регулирующая гайка; 9 - упорный винт: 10 - слой твердого сплава на стальных кольцах; 11 - отверстие для подачи смазки к подшипнику; 12 - подшипник шейки ротора

Стальные кольца 1 и 2 при работе резиносмесителя довольно быстро изнашиваются, поэтому на трущиеся поверхности наплавляется слой 10 твердого сплава. Наплавка твердого сплава на кольцо 2 производится с двух сторон.

Для предохранения шеек ротора от износа к уплотняющему устройству насосом подается жидкая смазка. При нормальной работе резиносмесителя между кольцами / и 2 выступает смазка вместе с частицами сыпучих материалов или резиновой смеси. Отсутствие выступающего масла указывает на засорение уплотняющего устройства. При плохой работе уплотняющего устройства возникают большие потери резиновой смеси, которая может забить все каналы и маслопроводы и ускорить износ шеек валков. Масло для смазки трущихся частей резиносмесителя подается от специальной насосной установки или лубрикаторов.

Роторы резиносмесителей

Роторы резиносмесителей (рисунок 16) изготовляются из стали. При работе наибольшему износу подвергаются гребни роторов, поэтому на поверхность гребней по всей длине наваривается слой твердого сплава толщиной 4-5 мм. Слой твердого сплава наваривается также на шейки роторов. Шейки роторов после отливки обтачиваются и шлифуются на станках.

Рисунок 16 - Роторы резиносмесителей

Роторы делаются подыми для охлаждения их водой изнутри. Толщина стенок роторов колеблется в пределах от 60 до 70 мм. Диаметр шеек обычно составляет 0,5 ч 0,6 от диаметра окружности, описываемой наиболее выступающей точкой гребня ротора. В поперечном сечении ротор имеет форму, напоминающую эллипс, суженный на одном конце. Винтообразный изгиб гребня начинается у шейки ротора и направлен к середине его, причем винтовые линии не являются продолжением одна другой, а каждая имеет самостоятельное направление. Длина винтовых линий различна: один из участков винтовой линии равен 0,35 - 0,45, а другой имеет длину 0,65 ч 0,55 от общей длины.

Угол поворота каждой винтовой линии, или угол кручения тела ротора, считая от начала эллиптической части до места стыка с другой винтовой линией, не превышает 90°. Угол подъема винтовых линий на коротком участке составляет 45°, а на длинном 30°. Подобное различие в углах подъема винтовой линии роторов приводит к тому, что осевое перемещение резиновой смеси происходит больше со стороны короткого участка гребня ротора. В результате роторы подвергаются одностороннему перемещению их вдоль оси. Для установки роторов в начальное положение применяются регулирующие устройства.

Роторы установлены так, что части их, вызывающие осевое смещение смеси, расположены с разных сторон. Это расположение образует встречные потоки смеси.

Регулирующее устройство для ротора

Для предупреждения осевого перемещения роторов резиносмесителя под влиянием усилий, возникающих при обработке резиновой смеси в смесительной камере, на свободных от шестерен концах шеек роторов устанавливают специальные регулирующие приспособления (рисунок 17).

Это приспособление состоит из стального кольца 1 с резьбой, с помощью которой кольцо крепится на торцевой конец ротора.

Рисунок 17 - Регулирующее устройство роторов

С одной стороны кольцо упирается во фланец втулки подшипника 2, ас другой стороны касается бронзового кольца 3, соединенного неподвижно с гайкой 4. Гайка 4 имеет снаружи резьбу, при помощи которой она ввертывается в обойму 5, закрепляемую в боковине болтами 6.

При монтаже резиносмесителя между торцами роторов и внутренней стенкой рабочей камеры оставляется зазор 0,75 ч 1,0 мм. Зазор необходим для компенсации линейного удлинения ротора под влиянием температуры приготовления смеси, доходящей до 150° С. Регулировка зазора производится поворачиванием стального кольца / и гайки 4. При этом с каждой стороны кольца / необходимо оставить свободный зазор в 0,1 ч 0,2 мм.

По окончании регулировки положение деталей / и 4 необходимо зафиксировать во избежание их ослабления во время работы роторов и смещения. Для этого на наружных торцевых частях деталей 1 и 4 сделаны прорези в виде шпоночных канавок. Аналогичные прорези делаются в торцевой части роторов и у обойм. Поставив канавки так, чтобы они совпали, забивают в них шпонки 7 и закрепляют их болтами 8.

В стенке обоймы по окружности имеется восемь прорезей и стальное кольцо может быть установлено при помощи шпонки в одном из восьми положений. Каждое перемещение кольца на одну выемку соответствует 0,2 мм осевого перемещения ротора. Трущаяся поверхность кольца 1 получает смазку с одной стороны от лубрикатора, а с другой от масленки 9.

Загрузочная воронка и верхний затвор

Над корпусом смесительной камеры закреплена загрузочная воронка и верхний затвор (рисунок 18). Загрузочная воронка 1, через которую производят загрузку резиносмесителя, состоит из двух чугунных боковин, соединенных чугунной сальниковой коробкой 2. Со стороны рабочего места воронка имеет откидную дверцу 11, управляемую сжатым воздухом, подаваемым через воздушный цилиндр 15. Откидная дверца закреплена на валике 14, шарнирно связанном со штоком 13 воздушного цилиндра 15. Два резиновых буфера 16 смягчают удары откидной дверцы при ее открывании. Задняя сторона загрузочной воронки закрывается дверцей 8 с помощью петель и откидных барашковых гаек. Эта дверца открывается либо для осмотра, либо для чистки резиносмесителя.

Рисунок 18 - Схема верхнего затвора резиносмесителя

Верхний затвор 12 имеет воздушный цилиндр 3 с крышкой 6, установленный и закрепленный на сальниковой коробке 2. Назначение верхнего затвора - открывать или закрывать загрузочное отверстие рабочей камеры, а также создавать постоянное давление на обрабатываемую смесь. Полость 9 внутри затвора служит для охлаждения.

Конструктивно верхний затвор представляет собой массивную чугунную отливку, соответственно обработанную, для плотного перекрытия верхнего отверстия рабочей камеры. Затвор с помощью чеки 10 крепится на штоке 4 поршня 5 воздушного цилиндра 3.

Сальники 7 служат для уплотнения отверстий, через которые проходит шток поршня цилиндра 3. Такое уплотнение предупреждает проникновение пыли в цилиндр и рабочее помещение.

Подача сжатого воздуха в цилиндр 3 осуществляется с помощью четырехходового крана, позволяющего подавать воздух на и под поршень. При автоматизированном управлении устанавливается электрический золотниковый переключатель. Отверстия для входа и выхода сжатого воздуха расположены таким образом, что исключаются удары поршня о верхнюю или нижнюю крышки воздушного цилиндра. Удары поршня воспринимаются воздушными подушками, образующимися между поршнем и верхней крышкой воздушного цилиндра или поршнем и верхней стенкой сальниковой коробки.

Нижний затвор

Смесительная камера в нижней своей части закрывается выдвижным затвором (рисунок 19), который представляет собой полый чугунный цилиндр 1 с выступами по бокам, опирающимися на бронзовые направляющие 2 основания и корпуса резиносмесителя. В верхней своей части затвор имеет форму гребня, направленного внутрь камеры смесителя. Двигаясь по направляющим 2, затвор закрывает пространство между обеими половинками корпуса камеры, образуя таким образом дно камеры. Внутренняя цилиндрическая поверхность затвора гладко расточена и с торцов закрыта крышками 5 и б на болтах. Запорное приспособление 4, представаляющее собой подобие скользящей дверцы, укреплено шпонкой 3 на корпусе цилиндра 1.

Шток 8 пропущен через крышку 5 с сальниковым уплотнением 7. Выступающий за цилиндр конец штока закреплен неподвижно в поперечине фундаментной плиты. На конце штока 8% находящемся внутри цилиндра, закреплен поршень 9 с уплотнительными манжетами 10.

Рисунок 19 - Схема нижнего выдвижного затвора резиносмесителя: 1 - цилиндр; 2 - направляющие планки; 3 - шпонка: 4 - скользящий затвор; 5 и 6 - крышки цилиндра; 7 - сальник: 8 - шток поршня; 9 -поршень цилиндра; 10 - уплотнительные манжеты; 11 - трубы воздухопроводов; 12 - полость для охлаждения

Перемещение затвора производится сжатым воздухом под давлением (5 ч 8) 105 н/м2 (5 ч 8 атм), подаваемым через воздухопровод 11. Чтобы закрыть затвор, сжатый воздух подается через воздухопровод 11 в крышке 6 цилиндра. Так как шток и поршень неподвижны, то при впуске сжатого воздуха в цилиндр затвор будет перемещаться по направляющим планкам 2. Когда необходимо открыть затвор, воздух подается через воздухопровод 11 в крышке 5 цилиндра

Рисунок 20 - Схема нижнего затвора в виде откидной дверцы: 1 - опора смесителя; 2 -гидравлический цилиндр; 3 - шток гидравлического цилиндра; 4 - запорная плита; 5 - корпус смесительной камеры; 6 - роторы; 7 - конусная поверхность; в - затвор-горбуша; 9 - откидная дверца в нижнем положении; 10 - вал; 11 - пружина; 12 - болт; 13 - трубопроводы; 14 - опора затвора; 15 -ролик; 16 - верхняя поверхность опоры

В последних конструкциях скоростных смесителей затвор скользящего типа заменен на откидную дверцу с гидравлическим приводом. Это вызвано тем, что при повышенном давлении в смесительной камере происходит заклинивание скользящего затвора в его направляющих, и он плохо открывается. Кроме того, смесительная камера загрязняется остатками предыдущих закладок смеси, а через неплотно закрытый затвор происходит выпресовка и утечка сыпучих компонентов. Затвор в виде откидной дверцы позволяет устранить эти недостатки и ускорить разгрузку смесителя.

Основными конструктивными элементами откидной дверцы (рисунок 20) являются конусообразный затвор 8 и его опора 14. Затвор 8 прикреплен к поверхности 16 опоры затвора 14 четырьмя болтами 12 через упругие амортизирующие прокладки. Прокладки обеспечивают плотное прилегание конусной поверхности 7 затвора 8 к скошенным краям разгрузочного отверстия смесительной камеры 5. Диаметр болтовых отверстий в опоре и амортизирующих прокладках больше диаметра болтов. Болты 12 снабжены пружинами 11, которые обеспечивают центрирование затвора относительно разгрузочного отверстия. Такое устройство создает надежное уплотнение.

Затвор и его опора поворачиваются на 120° гидравлическим мотором, соединенным с валом 10. Для охлаждения затвор снабжен рубашкой, в которую по трубопроводу 13 через вал 10 подается охлаждающая вода. Для удержания дверцы в закрытом положении в момент работы смесителя на свободном крае дверной опоры установлены вращающиеся ролики 15, прижимаемые запорной плитой 4. Запорная плита установлена в направляющей коробке на раме и приводится в движение штоком 3 гидравлического цилиндра 2. Ширина запорной плиты равна длине загрузочного отверстия. Ролики 15 в количестве до 6 штук распределены по всей длине свободного края опоры.

Приводы резиносмесителей

Существует несколько видов приводов резиносмесителей, из которых наиболее распространены следующие:

От тихоходного синхронного мотора с числом оборотов 94, 120 или 150 в минуту; в этих случаях вал мотора непосредственно соединяется с валом приводной шестерни;

От быстроходного синхронного мотора с 600 или 1200 об/мин через блок редуктора с непосредственным соединением роторов резиносмесителя с ведущими валами редуктора через шарнирные соединительные муфты.

В большинстве применяемых до последнего времени резиносмесителях используются синхронные моторы с числом оборотов в минуту 94, что значительно упрощает общую схему привода. Вал 5 мотора (рисунок 21) через муфту 6 соединен с валом малой приводной шестерни 2, которая передает вращение большой шестерне 3, закрепленной на длинном роторе 1 смесителя. Шестерня 3 передает вращение короткому ротору 1 через передаточные шестерни 4. Передаточные шестерни роторов имеют различное число зубцов, поэтому число оборотов роторов неодинаково, и они имеют разные окружные скорости - фрикцию.

В связи с увеличением скорости вращения роторов современных резиносмесителей мощность привода значительно возросла. Тихоходные синхронные электродвигатели для повышенной мощности имеют большие габариты, сложны и дороги в изготовлении. Поэтому в настоящее время получили распространение

быстроходные малогабаритные электродвигатели, которые подключаются к резиносмесителю через блок-редуктор. На рисунке 22 показана кинематическая схема (один из вариантов) такого привода.

Вследствие специфической конфигурации роторов нх шейки при загрузке смесительной камеры не имеют строго определенного положения. Винтовое расположение гребней при их взаимодействии обусловливает смещение роторов в осевом направлении. При высоких нагрузках роторы имеют тенденцию выгибаться. Это вызывает перекос передаточных и приводных шестерен, что приводит к их преждевременному износу. Потребление больших мощностей при? скоростном смешении в еще большей степени ухудшает условия работы привода смесителя, что потребовало коренного изменения его.

Рисунок 21 - Схема привода резиносмесителя от тихоходного двигателя: 1 - роторы; 2 - малая приводная шестерня; 3 - большая приводная шестерня; 4 - передаточные шестерни; 5 - трансмиссионный вал; 6 - муфта; 7 - синхронный тихоходный мотор

Рисунок 22 - Кинематическая схема привода скоростного смесителя: 1 - передний ротор; 2 - задний ротор; 3 - муфта шарнирная; 4 -фрикционные шестерни блок-редуктора; 5 - приводные шестерни блок-редуктора; 6 -запасная шестерня блок-редуктора- 7 - коробка блок-редуктора; 8 - приводной вал; 9 - зубчатая муфта; 10 - синхронный электродвигатель; 11 - генератор возбуждения

Рисунок 23 - Блок-редуктор: 1 - выходные валы редуктора; 7 - фрикционные шестерни; 3 - приводные шестерни; 4 - запасная приводная шестерня; 5 - приводной вал; 6 - малая приводная шестерня; 7 - большая приводная шестерня

Для разгрузки роторных подшипников и улучшения условий работы шестерен последние отделены от смесителя и помещены на роликовых подшипниках в коробку скоростей, называемую блок-редуктором. Для лучшего зацепления н бесшумной работы шестерни изготовляют с шевронным зубом. Малая приводная шестерня находится на одной оси с силовой шестерней или может находиться на разных осях с ней.

Блок-редуктор, показанный на рисунке 23, компактен и удобен при выполнении ремонтных работ. В случае износа малой приводной шестерни 6 он обеспечивает, путем простой перестановки приводного вала 5, включение в работу запасной приводной шестерни 4. которая составляет одно целое с валом.

Соединение двух выходных валов блок-редуктора с каждым ротором в отдельности осуществляется универсальными шарнирными муфтами (рисунок 25).

Рисунок 24 - Универсальная шарнирная муфта: 1 - полумуфта ротора; 2 - полу муфта редуктора; 3 - шпиндели сцепления; 4 - болты шпинделей

Использование блок-редуктора и шарнирных муфт сводит до минимума вредное действие, вызываемое смещением роторов, а также позволяет применять в местах зацепления шестерен циркуляционную смазку от автоматической станции. Масло от блок-редуктора в приемную ванну поступает самотеком. Вал электродвигателя с приводным валом редуктора соединяется при помощи универсальной зубчатой муфты. На рисунке 25 приведен один из вариантов расположения резиносмесителя РСВД 40-140 с блок-редуктором и электродвигателем, расположенными по одной линии.

Рисунок 25 - Скоростной резиносмеситель РСВД 40-140 высокого давления: 1 - резиносмеситель; 2 - фундаментная плита; 3 - загрузочная воронка; 4 - горловина загрузочной воронки; 5 - задняя стенка загрузочной воронки; 6 - пневматический цилиндр; 7 - универсальные шарнирные муфты; 8 - блок-редуктор; 9 - зубчатая муфта; 10 - электродвигатель синхронный; 11 - насосы для смазки уплотнительных устройств

5.1.4 Рукава навивочной конструкции

На этом заводе напорные рукава как для подачи воды, растворов кислот, щелочей и нефтепродуктов, так и рукава для авиационной техники.

Существует «линия Пирелли», на которой происходит производство рукавов навивочной конструкции. Они состоят из внутреннего резинового слоя, силиконового каркаса и наружного слоя. На навивочной машине происходит наложение нитей под углом 54° 44', сначала под одним, а потом под другим наклоном. Количество слоев должно быть четным. Затем внешний слой смеси. После этого данная конструкция поступает в автоклавы, нагреваемые горючим паром. Время нагрева - 35 мин, давление 3 - 4 атм. T = 130°C. Внутрь рукавов заливается вода, которая поддерживает форму рукава в автоклаве. Полученные изделия испытываю двумя методами:

1. проверяют, выдерживает ли изделие давление 20 атм.

2. подают давление до тех пор, пока изделие не порвется.

Рукава с обмоточным каркасом изготавливаются на обмоточных машинах. Для большей прочности между слоями, в обмотки помещают резиновую прослойку или смазывают рукав резиновым клеем. Обмоточные машины просты по конструкции и надежны в эксплуатации.

5.2 Подготовительный цех

5.2.1 Развеска

Полуавтоматическая развеска.

В этой системе развески сажа и другие порошкообразные материалы, а также мягчители развешиваются на отдельных весах и загружаются в резиносмеситель автоматически. Каучуки, регенерат, ускорители, вулканизующие агенты, а также материалы, трудно поддающиеся развеске на автоматических весах, развешиваются вручную. Загрузка их в резиносмеситель осуществляется оператором или автоматически.

Примером полуавтоматической развески материалов может служить развеска, изображенная на рисунке ниже. Один вид сажи со склада с помощью винтового конвейера поступает в расходный бункер 2. Другой вид сажи, который лучше транспортируется пневмосистемой, со склада передается в бункер 5; рукавный фильтр этой системы 4 находится непосредственно над бункером. Другие компоненты смесей : мел, каолин, окись цинка и др., загружаются в бункеры 9 ручным способом. Для этого верхняя загрузочная часть бункеров находится немного выше уровня пола третьего этажа смесительного отделения. Доставка материалов на этот этаж со склада производится механизированным способом с помощью лифтов, самоходных тележек (электрокар) или конвейерными механизмами.

Рисунок 26 - Схема полуавтоматической развески: 1 - резиносмеситель; 2 - бункер для газовой сажи; 3 - подающий шнек; 4 - фильтр; 5 - бункер для ламповой сажи; 6 - питатель: 7 - автоматические весы для ламповой сажи; 8 - в двух червячный питатель; 9 - бункеры для светлых ингредиентов; 10 - скребковые транспортеры; 11 - автоматические весы; 12 - подвесная люлька цепного конвейера; 13 - ленточный транспортер; 14 - электромагнитный клапан для продувки линии (сжатым воздухом); 15 - автоматические весы; 16 - напорный бачок; 17 - червячный питатель; 18 - весы для газовой сажи

Материал может доставляться в затаренном виде (в пакетах, мешках, барабанах и т.п.) или в специальных контейнерах, позволяющих механизировать загрузку и выгрузку материала без пыления.

Навески каучуков и некоторых других материалов заготовляются заранее в другом помещении и доставляются к резиносмесителю при помощи подвесного конвейера 12 или самоходной тележкой. Здесь они вручную, через люк, загружаются на ленту загрузочного конвейера 13 (рисунок 26).

Последовательность навески и загрузки материалов в резиносмесителе и режим смешения заранее устанавливаются при помощи командного прибора, управляющего элементами развески и загрузочными механизмами резиносмесителя.

Сажа из бункера 2 с помощью винтового конвейера поступает на весы 18, которые взвешивают ее. Весы разгружают сажу в червячный питатель 17, из которого она самотеком поступает в резиносмеситель.

Другой вид сажи из бункера 5 загружается в автоматические весы 7 питателем 6; разгрузка их в резиносмеситель осуществляется так же, как и в предыдущем случае.

Аналогично работает система развески материалов, находящихся в бункерах 9. Ввиду слеживаемости загрузка их в автоматические весы производится скребковыми питателями 10. Из весов материал подается в резиносмеситель ленточным загрузочным транспортером 13.

Жидкий материал, предварительно подогретый (для большей текучести), поступает в напорный бачок 16, который снабжен поплавковым клапаном, поддерживающим постоянный уровень жидкости. Из бачка 16 продукт поступает на автоматические весы 15, настроенные на требуемую величину навески. Разгрузка в резиносмеситель происходит при помощи электромагнитного клапана.

Недостаток приведенной системы полуавтоматической развески состоит в том, что на каждый вид сыпучих и жидких компонентов необходимо ставить соответствующее количество весов при одновременно выполняемых ручных операциях навески каучуков и загрузки в резиносмеситель.

При применении автоматических весов, позволяющих производить на одних весах навеску различных материалов в различных дозировках, и установке промежуточных сборников перед резиносмесителем количество весов может быть уменьшено. Для сыпучих материалов сборником может служить увеличенный по длине загрузочный транспортер 13.

Иногда для более эффективного использования автоматических весов последние устанавливают для отвески одного компонента последовательно на два резиносмесителя, работающих по одному режиму н изготовляющих резиновые смеси одного состава. В этом случае после весов 11 устанавливается реверсивный ленточный конвейер, попеременно осуществляющий передачу отвешенного материала к загрузочным транспортерам 13.

Вулканизующие компоненты в зависимости от состава, свойств резиновой смеси и скорости вращения роторов смесителя вводят непосредственно в резиносмеситель или при последующей обработке смеси на вальцах.

Автоматическая индивидуальная развеска

Эта система предусматривает автоматическую развеску всех материалов, поступающих на смешение, непосредственно у каждого резиносмесителя. Данная система развески требует поступления каучука в таком виде, чтобы имелась возможность механизировать их транспортировку и осуществить автоматическую развеску и загрузку в смеситель. Она предусматривает установку бункеров и весов в количестве, обеспечивающем дозирование всех материалов.

Последовательность развески приведена на рисунке 27. На закрытый ленточный конвейер 24 из бункеров 22 подаются гранулированные каучуки, развеска которых производится на весах 23. Сыпучие химикалии выгружаются из бункеров 17 и взвешиваются на весах 18, 19 и 20. Установка трех весов вызвана требованием большого диапазона дозировок. Сажа из бункеров 1 взвешивается на весах 3 и затем поступает в сборную промежуточную емкость 4. Мягчители из емкости 9, трубопроводов 8 и бункера 5 взвешиваются весами 6 и 11 и подаются сжатым воздухом из сборных промежуточных емкостей 7 и 12 в резиносмеситель 26.

При изготовлении мягких смесей в начале смешения в резиносмеситель вводятся ускорители, а за 40 50 сек до окончания цикла смешения - сера. Эти ингредиенты поступают из бункеров 13 через весы 14, 15 н промежуточную емкость 16. При изготовлении жестких смесей сера вводится на вальцах, установленных после смесителя (на рисунке 27 не показаны). Негранулированные каучуки и регенерат взвешиваются на весах 25, откуда передаются на загрузочный ленточный транспортер 24. Пыль собирается в пылесборнике 29, а затем высыпается в контейнер 30.

В целях создания более гибкой системы управления для развески негранулированных каучуков предусматривается установка полуавтоматических весов. Они включаются в общую систему развески как самостоятельный механизм или дублируют весы с автоматическим управлением. Загрузка полуавтоматических весов осуществляется вручную, однако они отрегулированы таким образом, что включаются в работу лишь при достижении заданного веса материала.

Рисунок 27 - Схема индивидуальной развески: 1 - бункеры для сажи; 2 - бункер для регенерированной пыли; 3, 6, 11, 14, 15, 13, 19, 20, 23 - автоматические весы; 4 - расходная емкость; 5 - бункер для рубракса; 7, 12, 15 - сборные емкости; 8 - трубопроводы; 9 - емкость для мягчителей; 10 - электромагнитны вентили; бункеры для серы н ускорителей: 17 - бункеры для сыпучих химикалий: 21 - циклон; 22 - расходные бункеры для гранулированных каучуков; 24 - загрузочный ленточный транспортер; 25 - весы с подвижной платформой; 26 - резиносмеситель; 27 - щит автоматического управления; 28 - щит ручного управления; 29 - пылесборннк; 30 - контейнер; 31 - шлюзовый затвор; 32 - шнековый питатель; 33 - инжектор

В данной системе автоматизирован не только процесс развески, но и весь цикл смешения. Управление осуществляется приборами, установленными на щитах 27 и 28. На них установлены устройства, считывающие заданные значения на перфокарте, счетчики заправок, потенциометр для контроля температуры при смешении, приборы для наблюдения и оперативного вмешательства в процесс (дистанционное ручное управление процессом и настройка весов), а также мнемоническая схема развески, которая с помощью сигнальных ламп показывает ход операций всеми механизмами развески и смешения.

Автоматическая централизованная развеска

Здесь, как и при индивидуальной развеске, сажа из бункеров и смягчители из кольцевых линий взвешиваются с помощью весов у каждого резиносмесителя. Все остальные материалы развешиваются на специально отведенных участках.

Одним из важных элементов централизованной развески (рисунок 28) является подвесной толкающий конвейер 1 с автоматическим адресованием движущихся по его путепроводам загруженных контейнеров 2. Конвейер проходит по всему помещению, где установлены резиносмесители 3. От основного конвейера имеются ответвления 4 к каждому резиносмесителю.

Основная конвейерная линия заходит еще на два участка, расположенных там же, где находятся резиносмесители, или в специальном помещении. На одном участке 5 размещены бункеры 6 с различными ингредиентами. На другом участке 7 находится оборудование для развески каучуков и регенерата.

Ингредиенты загружаются в бункеры 6 с помощью конвейерных систем скребкового типа, пневмотранспорта или с помощью контейнеров.

У каждого бункера 6 установлены автоматические весы 8. Проходящие мимо них контейнеры 2 автоматически отключаются об общего путепровода и подключаются к весам. Контейнеры имеют автоматический механизм, на котором задается величина навески материала из данного бункера. Весы автоматически настраиваются, взвешивают, загружают материал в контейнер и подают импульс на подключение контейнера к тянущему органу конвейера. По заданному рецепту на автоматическом механизме контейнера он последовательно подключается к бункерам с соответствующими материалами, загружается ими и направляется к участку резиносмесителей.

К участку 7 подходит подвесной конвейер 1, доставляющий каучуки и регенерат, нарезанный на куски, с участка подготовки каучуков. Каждый вид каучука и регенерата механически сбрасывается с полок конвейера на ленточные желобчатого типа конвейеры 9. С этих конвейеров каучуки попадают на автоматические весы для каучука 10. Около этих весов проходит ветвь основного толкающего конвейера. В эту ветвь с помощью автоматического адресователя 11 и стрелки 12 подаются порожние контейнеры с обратной линией, идущие от резиносмесителей. Навеска и загрузка контейнеров каучуками осуществляются аналогично навеске и загрузке ингредиентов. Заполненные контейнеры поступают в питающую линию основного конвейера.

Рисунок 28 - Схема централизованной развески: 1 - толкающий конвейер; 2 - контейнеры; 3 - резиносмеситель; 4 - приемный конвейер; 5 - участок развески порошкообразных материалов; 6 - бункеры; 7 - участок развески каучуков; 8 - автоматические весы; 9 - ленточный конвейер; 10 - весы для каучука; 11, 13 - автоматические адресователи. 12, 14 -стрелки конвейера; 15 - загрузочный конвейер; 16 - обратная линия толкающего конвейера; 17 - конвейер со склада; 18- весы; 19 - бункеры; 20 - весы; 21 - магистральные линии

Каждый загруженный контейнер предназначен для определенного резин ос меси геля, готовящего смеси того рецепта, которому соответствуют по составу и количеству загруженные в него материалы. С помощью автоматических адресователей 13 и стрелок 14 эти контейнеры передаются на ветку 4 резиносмесителя. Длина ветки делается с таким расчетом, чтобы поместить требуемый запас загруженных контейнеров.

Контейнеры по сигналу автоматического механизма, управляющего процессом смешения, подключаются к закрытому питающему конвейеру 15 и загружаются на последний при медленном движении его ленты для равномерного размещения на ней всего материала. Освобожденные контейнеры автоматически по ветке 16 направляются на обратную линию основного конвейера 1. С питающего ленточного конвейера 15 материал по сигналу управляющего прибора передается в резиносмеситель 3.

Развеска сажи осуществляется с помощью весов 18 из бункеров 19, а развеска мягчителей с помощью весов 20 из магистральных линий 21.

Таким же порядком идет передача взвешенного материала к другим резиносмесителям.

Комбинированная развеска

В настоящее время разработаны системы комбинированной автоматической развески, включающей элементы индивидуальной н централизованной развесок. Непосредственно у резиносмесителей (рисунок 29) развешивается сажа с помощью весов 12, а ускорители, вулканизующие ингредиенты и пластификаторы* развешиваются весами 1 и 14.

Расходные бункеры 18 для гранулированных каучуков и остальных ингредиентов устанавливаются в линии централизованной развески, занимающей отдельную площадь на складе, или верхних этажах подготовительного цеха. Здесь же смонтированы ручные весы 21 для развешивания негранулированных каучуков и материалов, не поддающихся автоматическому дозированию. Под автоматическими весами 20 на участке централизованной развески устанавливается толкающий конвейер 19, периодически перемещающий контейнеры 16 с навешиваемыми материалами вдоль линии развески от одних весов к другим. Пройдя линию развески и набрав полную навеску ингредиентов, заданную программой, контейнер передается на другой конвейер 17, доставляющий его к соответствующим (по системе адресования) резиносмесителям.

Рисунок 29 - Схема комбинированной развески: 1 - автоматические веси для сажи: 2 -сборная емкость для сажи; 3 - сборная продувочная емкость для жидких мягчителей; 4 - инжектор: 5 - резкиномеситель; 6 - вальцы; 7 - гранулятор; 8 - реверсивный ленточный транспортер; 9 - ответвления толкающего конвейера; 10 - расходные бункеры для сажи системы децентрализованной развески; 11- расходный бункер для гранулированных промежуточных смесей: 12 - автоматические весы для серы и ускорителей; 13 - расходные бункеры для серы и ускорителей системы централизованной развески; 14 - автоматические весы дли мягчителей: 15 - расходные емкости для мягчителей; 16 - контейнеры; 17 - толкающий контейнер; 18 - расходные бункеры системы централизованной развески; 19 - пульсирующие транспортеры; 20 - автоматические весы централизованного участка развески; 21 - ручные весы централизованного участка развески

5.3 Процесс формования

Оборудование для формования резиновых смесей размещают в обычных (типовых) зданиях промышленного типа с учетом норм и правил техники безопасности, промсанитарии, противопожарной безопасности, возможности осуществления транспортных операций.

Следует учитывать, что производство резиновых изделий методом периодического литья под давлением требует более сложного и дорогостоящего оборудования, чем прессовая вулканизация. Более трудоемок ремонт и обслуживание литьевых машин. Однако отмеченные выше достоинства литьевого способа делают его применение перспективным. Принято рассматривать технологические и аппаратурные особенности периодического литьевого формования резиновых смесей по конструкциям инжекционных механизмов, определяющих особенности оборудования, технологии и возможности переработки смесей: 1) плунжерные и трансферные машины чаще всего применяются для переработки жестких резиновых смесей с вязкостью по Муни при 100 °С 120 - 140 ед.) шнековые, применяемые в основном для мягких резиновых смесей с вязкостью по Муни ниже 60 ед.; 3) шнек-плунжерные, более универсальны и используются для литья смесей с вязкостью по Муни до 100- 120 ед.

Микрогетерогенная структура полученной таким образом системы характеризуется весьма интересным комплексом физико-химических и механические свойств, в основном обусловленных наличием связанных с полимерными цепями сетчатых образований заданной химической структуры, играющих роль активного наполнителя-модификатора. Так, взаимодействие каучуков с олигоэфиракрилатами позволяет получать высокопрочные резины без применения наполнителей. Такие резины превосходят стандартные по стойкости к тепловому старению, динамической выносливости, диэлектрическим и ряду другими свойств и характеризуются меньшими гистерезисными потерями. Кроме того, введение в каучуки 10-50% (от массы эластомера) жидкого термореактивного олигоэфиракрилата в 5-7 раз снижает вязкость смеси, что резко облегчает переработку и позволяет создать более рациональные методы формования резиновых изделий

В наиболее простых по конструкции прессформах открытого типа, давление создается вследствие сопротивления прессматериала вытеканию из оформляющей полости через зазор 2 в плоскости разъема пуансона и матрицы. Поскольку этот зазор по мере смыкания оформляющих деталей П« уменьшается, давление достигает максимального значения только к моменту их полного смыкания. До этого момента материал может свободно вытекать из оформляющей полости, и поэтому его избыток должен быть достаточно большим (до 20% в расчете на массу изделия). В П. открытого типа, не имеющих специальной загрузочной камеры, формуют предварительно уплотненный, например таблетированный, материал (объем неуплотненной навески материала в большинстве случаев намного больше объема открытой полости матрицы; исключение - резиновые смеси, плотность которых близка к плотности вулканизованного изделия). Для изделий, формуемых в П. открытого типа, характерна невысокая точность размеров по высоте, т. к. они зависят от толщины грата, который образуется в плоскости разъема П. при вытекании избытка материала, а ее невозможно строго регламентировать. Эти П. используют для формования резиновых изделий и изделий несложной формы из реактопластов, а также некоторых деталей из слоистых материалов (в последнем случае в П: загружают специально выкроенный пакет заготовок)

В наиболее простых по конструкции прессформах открытого типа давление создается вследствие сопротивления прессматериала вытеканию из оформляющей полости через зазор I в плоскости разъема пуансона и матрицы. Поскольку этот зазор по мере смыкания оформляющих деталей П. уменьшается, давление достигает максимального значения только к моменту их полного смыкания. До этого момента материал может свободно вытекать из оформляющей полости, и поэтому его избыток должен быть достаточно большим (до 20% в расчете на массу изделия). В П. открытого типа, не имеющих специальной загрузочной камеры, формуют предварительно уплотненный, например таблетированный, материал (объем неуплотненной навески материала в большинстве случаев намного больше объема открытой полости матрицы; исключение - резиновые смеси, плотность которых близка к плотности вулканизованного изделия). Для изделий, формуемых в П. открытого типа, характерна невысокая точность размеров по высоте, т. к. они зависят от толщины грата, который образуется в плоскости разъема П. при вытекании избытка материала, а ее невозможно строго регламентировать. Эти П. используют для формования резиновых изделий и изделий несложной формы из реактопластов, а также некоторых деталей из слоистых материалов (в последнем случае в П. загружают специально выкроенный пакет заготовок)

К организации технологии с минимумом затрат ручного труда, количеств отходов производства, затрат на пресс-формы, затрат на подготовительные операции. Следует учитывать, что заключительной операцией формования является вулканизация, а это требует учета расхода энергии, стоимости вулканизационного оборудования, расходов на обработку поверхности РТИ. Все перечисленные факторы учитываются при выборе метода формования резиновых смесей под давлением. Основой классификации формовой технологии служат способы загрузки пресс-форм резиновой смесью, в соответствии с которыми различают прессовой и литьевой методы периодического формования. Во всех методах последующий процесс вулканизации однотипен и рассмотрен ранее.

Шприцевание и каландрование, особенности которых будут рассмотрены ниже, относятся к процессам профилирования резиновых смесей. Общим для них является направленное механическое воздействие на резиновую смесь, приводящее к ее деформированию и течению. При этом сформировавшиеся при смешении тиксотропные техуглерод-каучуковые структуры еще сохраняются при малых деформациях смеси и требуют для разрушения приложения аномально высоких напряжений сдвига, обусловливая возникновение пиковых нагрузок и дополнительные затраты мощности. Дальнейшее деформирование сопровождается спадом напряжения сдвига т и переходом системы к стационарному режиму течения. Все процессы формования проводят в условиях стационарного течения для получения заготовок заданного профиля. Однако при хранении заготовок тиксотропная структура восстанавливается, что в сочетании с чисто эластическим восстановлением формы обусловливает специфические свойства сформованных резиновых смесей и их вулканизатов. В соответствии с формулами полная деформация смеси при механической обработке складывается из упругой, высокоэластической и пластической составляющих. Упругая (гуковская) часть деформации мгновенно восстанавливается после снятия нагрузок и не оказывает влияния на свойства заготовок.

Пластическая составляющая обеспечивает течение и формование смеси. Высокоэластическая деформация носит релаксационный характер, присуща всем методам формования резиновых смесей, имеет особую важность в процессах каландрования, протекающих в области нестационарного режима деформирования смесей. После снятия внешних сил ориентированные макромолекулы стремятся вернуться в равновесное состояние под влиянием хаотического теплового движения молекулярных звеньев и молекулы каучука частично переходят к своей обычной клубкообразной форме. При этом наблюдается усадка, проявляющаяся в уменьшении ширины, длины и увеличении толщины заготовки без изменения ее объема.

В соответствии с общими закономерностями релаксации наибольшая усадка происходит в первые минуты после формования и в основном заканчивается в момент выравнивания температуры смеси и окружающего воздуха.

Величина усадки определяется каучуковой составляющей смеси; она тем выше, чем большее количество каучука указано в рецепте. Каучуки и, смеси на их основе по склонности к усадке при шприцевании могут быть расположены в следующий ряд: НК + БСК > СКД > НК > БСК > СКИ-3 > БК Усадка снижается при применении в рецепте высокоструктурных и малоактивных видов технического углерода, при ведении процесса на повышенных температурах и увеличении времени формующего воздействия на резиновую смесь.

Размещено на Allbest.ru