Piese pentru mașini din polimeri. Metode și echipamente pentru producerea containerelor polimerice și a ambalajelor. Principalele domenii de aplicare a materialelor plastice în inginerie mecanică

Ingineria mecanică este unul dintre puținele sectoare de bază ale economiei naționale care determină dezvoltarea întregii economii în ansamblu, așa cum a fost subliniat în mod special la cel de-al 26-lea congres al PCUS. Partidul nostru a acordat întotdeauna prioritate dezvoltării și perfecționării ingineriei mecanice, de la planul de industrializare pe cinci ani, chiar mai devreme, din planul GOELRO, până în zilele noastre. În toate țările dezvoltate moderne, volumul producției de inginerie mecanică reprezintă mai mult de un sfert din volumul total al producției industriale, a mijloacelor fixe din inginerie mecanică și prelucrarea metalelor - aproape un sfert din totalul mijloacelor fixe; această industrie angajează între o treime și jumătate din toți lucrătorii industriali. Și acest lucru este firesc, o listă simplă de subsectoare de inginerie mecanică confirmă în mod convingător rolul său de bază. Iată lista: inginerie electrică; electric; industria de mașini-unelte și unelte; instrumentaţie; tractor și inginerie agricolă; transport; industria auto și a aviației; construcția de nave etc. Un alt fapt convingător: în 1970, construcția de mașini a URSS a produs peste 30.000 de articole.

Nu este surprinzător faptul că această industrie este principalul consumator de aproape toate materialele produse în țara noastră, inclusiv polimerii. Utilizarea materialelor polimerice în inginerie mecanică crește într-un ritm care nu are precedent în toată istoria umană. De exemplu, în 1978, ingineria mecanică din țara noastră a consumat 800.000 de tone de materiale plastice, iar în 1960 - doar 116.000 de tone. Este interesant de menționat că în urmă cu zece ani, 37-38% din totalul materialelor plastice produse în țara noastră au fost trimise la inginerie mecanică și până în 1980, cota ingineriei mecanice în utilizarea materialelor plastice scăzuse la 28%. Și ideea nu este că nevoia ar putea scădea, ci că alte sectoare ale economiei naționale au început să folosească materiale polimerice în agricultură, construcții, industrie ușoară și alimentară etc., chiar mai intens.

În același timp, este oportun să observăm că, în ultimii ani, funcția materialelor polimerice din orice industrie s-a schimbat oarecum. Au început să fie încredințate polimerilor sarcini din ce în ce mai importante. Au început să fie confecționate din polimeri din ce în ce mai relativ mici, dar complexe din punct de vedere structural și critice ale mașinilor și mecanismelor și, în același timp, polimerii au început să fie folosiți din ce în ce mai des la fabricarea pieselor de corp de dimensiuni mari ale mașinilor și mecanisme care transportă sarcini semnificative. Mai jos vom vorbi mai detaliat despre utilizarea polimerilor în industria auto și a aviației, dar aici vom menționa doar un fapt remarcabil: în urmă cu câțiva ani, un tramvai integral din plastic a ocolit Moscova. Și iată un alt fapt: un sfert din toate navele mici - tăietoare, bărci de salvare, bărci etc. - sunt acum construite din materiale plastice.

Până de curând, utilizarea pe scară largă a materialelor polimerice în inginerie mecanică a fost împiedicată de două dezavantaje aparent recunoscute în general ale polimerilor: rezistența lor scăzută (în comparație cu oțelurile de marcă) și rezistența scăzută la căldură. Depășirea limitei de temperatură este descrisă în capitolul „Pași spre viitor”. În ceea ce privește proprietățile de rezistență ale materialelor polimerice, această etapă a fost depășită prin trecerea la materiale compozite, în principal materiale de plastic consolidate din fibră de sticlă și carbon. Deci, acum expresia „plastic este mai puternic decât oțelul” sună destul de rezonabil. În același timp, polimerii și-au păstrat poziția în producția în masă a unui număr imens de părți din care nu este necesară o rezistență deosebit de mare: dopuri, fitinguri, capace, mânere, cântare și carcase ale instrumentelor de măsurare. O altă zonă specifică polimerilor, unde avantajele lor față de orice alte materiale se manifestă cel mai clar, este zona de decorațiuni interioare și exterioare. Am menționat deja acest lucru atunci când vorbim despre construcție.

Același lucru se poate spune despre inginerie mecanică. Aproape trei sferturi din decorațiunile interioare ale autoturismelor, autobuzelor, avioanelor, navelor fluviale și ale mașinilor de pasageri sunt acum fabricate din materiale plastice decorative, filme și țesături sintetice, piele artificială, etc. materialele sintetice au asigurat funcționarea lor fiabilă și pe termen lung. De exemplu, utilizarea repetată a unui produs în condiții fizice și tehnice extreme (spațiu) este asigurată, în special, de faptul că întreaga suprafață exterioară a acestuia este acoperită cu țigle sintetice, în plus, lipită cu poliuretan sintetic sau lipici polipoxi. Și aparatul pentru producție chimică? În interior au astfel de medii agresive încât niciun oțel de marcă nu va rezista. Singura cale de ieșire este realizarea căptușelii interioare a filmului de platină sau PTFE. Băile electroplazante pot funcționa numai dacă ele însele și structurile de suspensie sunt acoperite cu rășini sintetice și materiale plastice.

Materialele polimerice sunt de asemenea utilizate pe scară largă într-o astfel de ramură a economiei naționale ca fabricare de instrumente. Aici, cel mai mare efect economic a fost obținut, în medie, de 1,5-2,0 ori mai mare decât în \u200b\u200balte ramuri ale ingineriei mecanice. Acest lucru se explică, în special, prin faptul că majoritatea polimerilor sunt prelucrați în instrumentare prin cele mai progresive metode, ceea ce crește nivelul de utilizare utilă (și deșeuri) al termoplastelor și crește coeficientul de înlocuire a materialelor scumpe. Odată cu aceasta, costurile forței de muncă sunt reduse semnificativ. Cel mai simplu și convingător exemplu este producerea de circuite tipărite: un proces care este de neconceput fără materiale polimerice și cu ele complet automatizate.

Există și alte sub-sectoare în care utilizarea materialelor polimerice asigură atât economisirea resurselor materiale și energetice, cât și creșterea productivității muncii. Automatizarea aproape completă a fost asigurată de utilizarea polimerilor în producerea sistemelor de frână pentru vehicule. Nu degeaba că aproape toate părțile funcționale ale sistemelor de frânare pentru mașini și aproximativ 45% pentru materialul rulant feroviar sunt fabricate din materiale de presă sintetice. Aproximativ 50% din piesele și angrenajele rotative sunt fabricate din polimeri de inginerie durabilă. În ultimul caz, se pot observa două tendințe diferite. Pe de o parte, există din ce în ce mai multe rapoarte despre fabricarea roților dințate pentru tractoare din nylon. Resturi de plase de pescuit vechi, ciorapi vechi și fibre de nailon încâlcit sunt topite și modelate în angrenaje. Aceste angrenaje pot funcționa cu o uzură mică sau fără contact cu oțelul, plus sistemul nu necesită lubrifiere și este aproape silențios. O altă tendință este înlocuirea completă a pieselor metalice din cutii de viteze cu piese CFRP. De asemenea, au o scădere accentuată a pierderilor mecanice, o durată de viață lungă.

Un alt domeniu de aplicare a materialelor polimerice în inginerie mecanică, demn de menționat separat, este fabricarea de scule de tăiere a metalelor. Pe măsură ce utilizarea oțelurilor și a aliajelor întărite se extinde, cerințele din ce în ce mai stricte sunt plasate pe instrumentul de prelucrare. Și aici, materialele plastice ajung la salvarea producătorului de unelte și a operatorului de mașini. Dar nu materiale plastice obișnuite de duritate ultra-înaltă, genul care îndrăznește să se certe chiar și cu diamantul. Regele durității, diamantul, nu a fost încă detronat de pe tronul său, dar lucrurile se îndreaptă spre asta. Unii oxizi (de exemplu, din genul de zirconiu cubic), nitruri, carburi, demonstrează deja astăzi nu mai puțin duritate și, în plus, o rezistență termică mai mare. Problema este că sunt încă mai scumpe decât diamantele naturale și sintetice și, în plus, au un „viciu regal” - sunt în mare parte fragile. Deci, pentru a le împiedica să crape, fiecare bob dintr-un astfel de abraziv este înconjurat de ambalaje polimerice, cel mai adesea din rășini fenol-formaldehidă. Prin urmare, astăzi, trei sferturi din instrumentele abrazive sunt fabricate cu rășini sintetice.

Acestea sunt doar câteva exemple și tendințe principale în introducerea materialelor polimerice în subindustria ingineriei mecanice. Industria automobilului ocupă acum primul loc în ceea ce privește rata de creștere a utilizării materialelor plastice printre alte subsectoare. În urmă cu zece ani, între 7 și 12 tipuri de materiale plastice diferite au fost utilizate în mașini; la sfârșitul anilor 70, acest număr a depășit 30. Din punct de vedere al structurii chimice, așa cum era de așteptat, primele locuri din punct de vedere al volumului sunt ocupate de materialele plastice stirenice, clorura de polivinil și poliolefinele. Ele sunt încă puțin inferioare acestora, dar se ocupă activ de poliuretanii, poliesterii, acrilatii și alți polimeri. Lista pieselor auto realizate din polimeri în anumite modele în aceste zile ar avea mai mult de o pagină. Caroserii și cabine, unelte și izolație electrică, ornamente interioare și bare de protecție, calorifere și cotiere, furtunuri, scaune, uși, hote etc., în plus, mai multe companii diferite din străinătate au anunțat deja începerea producției de vehicule din plastic. Cele mai frecvente tendințe în utilizarea materialelor plastice în industria auto sunt, în general, aceleași ca și în alte subsectoare. În primul rând, economisește materiale: turnare fără deșeuri sau cu deșeuri mici de blocuri și ansambluri mari. În al doilea rând, datorită utilizării unor materiale polimerice ușoare și ușoare, greutatea totală a mașinii este redusă, ceea ce înseamnă că combustibilul va fi economisit în timpul funcționării sale. În al treilea rând, realizate în ansamblu, blocurile de piese din plastic simplifică mult asamblarea și economisesc forța de muncă.

Apropo, aceleași avantaje stimulează utilizarea pe scară largă a materialelor polimerice în industria aviației. De exemplu, înlocuirea unui aliaj de aluminiu cu grafit-plastic la fabricarea unei lamele aripioare a aeronavei permite reducerea numărului de piese de la 47 la 14, dispozitivele de fixare de la 1464 la 8 șuruburi, reducerea greutății cu 22% și reducerea costului cu 25%. În acest caz, marja de siguranță a produsului este de 178%. Se recomandă ca palele elicopterului și paletele ventilatorului motoarelor cu jet să fie realizate din rășini de policondensare umplute cu fibre de aluminosilicat, ceea ce face posibilă reducerea greutății aeronavei, păstrând rezistența și fiabilitatea. Conform brevetului englez nr. 2047188, acoperirea suprafețelor de rulment ale aeronavelor sau palelor rotorilor elicopterului cu un strat de poliuretan cu o grosime de doar 0,65 mm își mărește rezistența la eroziunea ploii de 1,5-2 ori. Cerințe dificile au fost stabilite înainte de proiectanții primului avion de pasageri supersonice anglo-franceze "Concorde". S-a calculat că frecarea împotriva atmosferei va încălzi suprafața exterioară a aeronavei la 120-150 ° C și, în același timp, a fost necesară ca aceasta să nu cedeze la eroziune cel puțin 20.000 de ore. Soluția problemei a fost găsită cu ajutorul unei acoperiri de suprafață a celei mai subțiri a aeronavei. folie fluoroplastică. Designerii Concorde nu au întâmpinat dificultăți în rezolvarea problemelor legate de sigilarea combustibilului și a sistemelor hidraulice. Și aici ieșirea din situație a fost asigurată de elastomeri de polisiloxan și fluorocarbon, substanțe de etanșare și mastice. Apropo, despre elastomeri. În cursul prezentării informațiilor despre utilizarea materialelor polimerice în inginerie mecanică, practic nu am atins acest tip de polimer. Dar sunt de asemenea utilizate pe scară largă sub formă de manșete și garnituri de ulei, garnituri, tuburi și anvelope. Rezistența la ulei și benzină a acestor garnituri, garnituri și furtunuri este foarte importantă pentru o mașină, care este asigurată prin utilizarea de acrilonitril butadienă, policloropren și cauciucuri similare. Însă recent, în legătură cu creșterea prețurilor la produsele petroliere, au început să apară rapoarte despre utilizarea unui combustibil nou în mașini - alcoolul. În acest sens, se poate presupune că, în viitorul apropiat, producătorii auto vor solicita substanțe chimice cauciucuri rezistente la alcool. Nu este atât de dificil să creezi astfel de cauciucuri și alte materiale polimerice, șoferul fiind rezistent la alcool. Ei bine, acum să trecem la descrierea mai multor cazuri colorate și puțin cunoscute ale utilizării materialelor polimerice în inginerie mecanică. (TSB, ediția a 3-a, vol. 15; Plast. World, 1979, 37, nr. 2).

Fir de tăiere

Poate fi tăiată o bară de oțel cu fir sintetic? Pentru ca acest lucru să reușească, este necesar ca firul să fie super-puternic și puternic, sau oțelul să se înmoaie. Și de ce este necesar? Același semifabricat poate fi tăiat cu o lamă de ferăstrău întărită. Însă problema este că, după o astfel de ferăstrău, în oțel rămân tensiuni reziduale dăunătoare și deformări. Și oțelul și alte metale pot fi înmuiate cu reactivi chimici speciali - fiecare metal are propriile sale substanțe chimice. Filamentul sintetic va transporta aceste substanțe chimice doar la locul de tăiere. Aceasta este metoda dezvoltată de chimiștii polonezi. Firul se deplasează de-a lungul suprafeței piesei de prelucrat fiind tăiat la o frecvență de 24 de lovituri pe minut. La sfârșitul fiecărei lovituri, produsele de reacție ale solventului cu metalul sunt îndepărtate, firul este impregnat cu o porție proaspătă și face o cursă inversă. (Tânăr tehnician, 1965, nr. 8).

Rachete din plastic

Carcasa motorului rachetă este fabricată din fibră de carbon, înfășurată pe o țeavă; bandă de fibră de carbon pre-impregnată cu rășini epoxidice. După întărirea rășinii și îndepărtarea miezului auxiliar, o țeavă este obținută cu mai mult de două treimi din fibră de carbon, suficient de puternică la tensiune și la îndoire, la vibrații și la impulsuri. Rămâne să umpleți golul cu combustibil rachetă, să atașați compartimentul pentru instrumente și camere la acesta și puteți să îl trimiteți zburând. (Complexuri, 1981, 12, nr. 1).

Sluice din plastic

Pe unul dintre canalele din regiunea Bygdoszcz, s-a instalat primul din Polonia (și probabil primul din lume) chiuvetă din plastic. Gateway-ul funcționează perfect.

Piesele din plastic sunt proiectate pentru peste 20 de ani de viață. Grinzile de stejar trebuiau schimbate la fiecare 6 ani. (Știință și viață, 1969, nr. 3).

Sudarea fără încălzire

Cum se atașează două panouri de plastic una de cealaltă? Poate fi lipit, dar atunci este necesar să dotați locul de muncă cu un sistem de ventilație. Puteți înșuruba sau nituri, dar atunci trebuie să găuriți găuri înainte de timp. Poate fi sudată dacă ambele panouri sunt termoplastice, dar chiar și aici nu puteți face fără ventilație și, în afară de aceasta, din cauza supraîncălzirii locale, conexiunea se poate dovedi a fi distructivă și fragilă. Cel mai bun mod și echipament pentru aceasta a fost dezvoltat de compania franceză „Brunson”. Un generator cu ultrasunete cu o putere de 3 kW, o frecvență de 20 kHz, „sound guides” - sonotrode - asta este tot. Vârful sonotrodei, în vibrație, pătrunde în partea superioară a părților fixate cu grosimea de până la 8 mm grosime, se cufundă în cea inferioară și se transportă de-a lungul topiturii polimerice superioare. Energia vibrațiilor cu ultrasunete este transformată în căldură numai local și se obține sudarea la fața locului. Aceeași metodă și același echipament sunt potrivite și pentru „zidirea” diferitelor elemente de fixare și fitinguri din plastic. Cea mai eficientă utilizare a sudării cu ultrasunete în producția de echipamente electrice de iluminat, piese de tuns auto, sisteme de ventilație la construcția rezervoarelor, în industria aeronavelor, etc. (Offic. Plast et caoutch. 1979, 26, nr. 275).

Poliuretanii împotriva bătăilor

Acest post nu are nevoie de comentarii:

"Acoperirile din poliuretan au o duritate ridicată, durabilitate de peste 10 ani și un luciu bun. Utilizarea lor poate rezolva problema vopsirii durabile a mașinilor de metrou din New York. Pe astfel de acoperiri este imposibil să scrieți sau să desenați fie cu un creion, fie cu un stilou cu pâslă, ceea ce reduce semnificativ costul curățarea vagoanelor ". (Mod. Paint and Coat, 1979, 69, nr. 11).

Plastic plastic

Un punct de vedere original privind aplicarea practică a materialelor polimerice, în special în confecționarea instrumentelor, a fost exprimat recent de un cronicar pentru revista engleză World of Plastics.

În opinia sa, toată varietatea de cerințe pentru proprietățile materialelor plastice poate fi satisfăcută cu opt polimeri: copolimer ABS, nylon, rășini fenolice, polietilenă și polipropilenă, spumă poliuretanică și clorură de polivinil.

Autorul a menționat că raportul cost-volum a crescut în mod regulat pentru toate materialele, dar pentru polimerii organici sintetici această creștere este mai lentă decât pentru oțel, aluminiu și sticlă. Autorul are în vedere principalele avantaje ale materialelor plastice atunci când sunt utilizate la fabricarea instrumentelor:

1. Piesele din materiale polimerice pot fi modelate fără prelucrarea lor ulterioară, deoarece culoarea și aspectul necesare ale produsului finit sunt furnizate în timpul procesului de turnare.

2. Proiectantului i se oferă posibilitatea de a dezvolta piese cu configurații complexe, cu economii semnificative de forță de muncă și costuri.

3. Caracteristicile termice și electrofizice inerente materialelor polimerice previn deteriorarea dispozitivelor electrice și reduc transferul de căldură al acestora.

4. Datorită greutății produselor plastice, costurile de transport sunt reduse, iar manipularea lor este mai ușoară.

Autorul mai susține că materialele plastice sunt cele mai utilizate pe scară largă în cinci grupe de dispozitive: în structuri de dimensiuni mari; Aparate electrice de uz casnic; electronice radio; balsamuri și umidificatoare. Pentru aceste cinci grupuri, susține observatorul, sunt suficiente opt polimeri de bază și ilustrează imediat acest lucru cu exemple din cele mai recente exponate de frigidere, mașini de spălat și mașini de spălat vase, ventilatoare, aspiratoare, instalații radio, televizoare, mașini de calcul, echipamente de laborator, etc. la extractoare de ulei de casă, prăjitoare de pâine și cafea. Din păcate, lista de polimeri din care sunt fabricate aceste dispozitive se dovedește a fi mult mai largă decât lista cu opt membri dată la începutul revizuirii. Există rășini acetale și diverși poliesteri și policarbonat și oxid de polifenilen etc., pe lângă faptul că, multe altele, de regulă, nu sunt în formă pură, ci în compoziția compozițiilor între ele și a diferitelor materiale de umplutură fibroasă și pudră.

polimeriprodusele compușilor chimici ai moleculelor identice sub formă de unități repetate se numesc. Moleculele polimerice constau din zeci și sute de mii de atomi. Polimerii includ: celuloză, cauciucuri, materiale plastice, fibre chimice, lacuri, adezivi, pelicule, diferite rășini si etc.

După originea lor, materialele polimerice sunt împărțite în natural și sintetic ... Cele naturale includ: amidon, colofine, proteine, cauciuc natural, etc. Cea mai mare parte a materialelor polimerice utilizate în industria modernă sunt polimerii sintetici. Sunt obținute prin reacții de polimerizare (fără formarea de subproduse), de exemplu, producția de polietilenă și policondensare (cu formarea de subproduse), de exemplu, producerea de rășini fenol-formaldehidă.

Obținerea polimerilor prin reacția de polimerizare se realizează după cum urmează. Substanțele organice care conțin legături duble în moleculă intră în reacția de polimerizare. Sub influența luminii, căldurii, presiunii sau în prezența catalizatorilor, moleculele de substanțe, datorită deschiderii duble legături, se combină între ele, formând un polimer.

Când polimerii sunt preparați prin policondensare, două produse monomere sunt reacționate pentru a forma un polimer și un produs secundar.

Printre materialele polimerice, un loc special aparține materialelor plastice. Este un material care conține rășini sintetice cu greutate moleculară mare. Sunt obținute prin sinteza chimică a celor mai simple substanțe extrase din astfel de materii prime disponibile precum cărbune, var, aer, ulei.

Principalul avantaj al utilizării materialelor plasticeîn comparație cu alte materiale, este ușurința de a le prelucra într-un produs. Proprietățile lor inerente din plastic fac posibilă, folosind mașini de presat automate, mașini de turnare automate etc., pentru a produce sute de părți din configurații complexe pe oră. În același timp, consumul de materiale este minim (practic nu există deșeuri), numărul de mașini și personal de întreținere este redus, iar consumul de energie este redus. Având în vedere acest lucru, este necesară o investiție de capital mult mai mică în organizarea producției de produse plastice.

Metode de reciclare a materialelor plasticeiar fabricarea produselor din plastic depinde de raportul materialelor plastice la temperatură. Aloca termoplastic și materiale termorezistente .

La termozistareinclude materiale plastice care se înmoaie când sunt încălzite la o anumită temperatură, apoi se transformă ireversibil într-o stare infuzibilă și insolubilă. Plasticul termorezistant, odată întărit, nu poate fi reciclat și, prin urmare, este numit ireversibil. Un exemplu de materiale termorezistente este fenolic. Produsele din materiale termorezistente sunt produse prin presare în matrițe. Acestea din urmă au o cavitate internă corespunzătoare formei și dimensiunilor produsului viitor și constau de obicei din două părți detașabile - o matrice și un pumn. Matricea este fixată pe placa de presare inferioară, pumnul - pe lamela de presare mobilă. O cantitate măsurată de pulbere de presă, încălzită la 90 - 120 ° C, este introdusă în matrice, care are temperatura necesară presării. Sub influența căldurii din matricea încălzită, polimerul se înmoaie și dobândește plasticitatea necesară. Sub acțiunea pumnului, materialul înmuiat umple cavitatea formei. În același timp, în rășina termorezistă apar transformări chimice complexe, ceea ce duce la formarea unui material infuzibil. Produsul se întărește într-o matriță sub presiune. După un anumit timp de reținere, produsul este scos din matriță. Temperatura, presiunea și timpul de presare sunt determinate de proprietățile materialelor de presat. În plus, metoda de extrudare sau extrudare este utilizată și pentru prelucrarea materialelor termorezistente. Această metodă este utilizată pentru a produce produse de formă plană (foi, filme) sau cilindrice (tije, țevi).

Pentru a obține produse din plastic termoplastic, se folosesc următoarele metode: turnare prin injecție, extrudare (extrudare) și formare de foi ... Utilizarea lor se datorează termoplasticității materialului.

Cea mai aplicabilă metodă de prelucrare a materialelor plastice termoplastice este modelarea prin injecție. Se efectuează pe mașini speciale de modelare prin injecție. Polimerul granulat sau granulat este introdus într-un cilindru încălzit al unei mașini de turnare prin injecție, unde este topit. Când este răcit, polimerul termoplastic se solidifică și ia aspectul unei părți.

De asemenea, la prelucrarea materialelor plastice în produse, se utilizează modelarea, ștampilarea, tăierea mecanică, suflarea produselor goale. Toate metodele sunt caracterizate printr-un ciclu tehnologic scurt, costuri reduse ale forței de muncă și ușurință de automatizare.

Fibrele sinteticeobținute din rășini sintetice cu greutate moleculară mare. Un grup mare este format din fibre poliamidice - nylon, nailon. Se caracterizează prin rezistență ridicată, elasticitate, rezistență la alcali, rezistență la izolare electrică. Fibrele din poliester includ lavsan. Este utilizat pentru producerea de țesături, tricotaje, materiale izolante electrice. Diferentele cu rezistență mecanică ridicată.

Proces tehnologicobținerea fibrelor chimice include următoarele etape:

1) pregătirea masei de filare;

2) filarea fibrelor;

Finisare.

Cauciuc- un reprezentant tipic al compușilor cu greutate moleculară mare (polimer). Este principalul component al cauciucului, este de origine vegetală (natural) și sintetic. Cel mai utilizat în industrie este cauciucul sintetic. Compoziția și structura chimică, precum și proprietățile fizice pot fi foarte diverse și foarte diferite de proprietățile cauciucului natural, ceea ce reprezintă avantajul cauciucurilor sintetice.

Principalele materii prime pentru producerea cauciucurilor sintetice sunt gazele petroliere asociate, alcoolul etilic și acetilena. Principalele metode de producție sunt polimerizarea și policondensarea. În timpul procesării, cauciucurile sunt transformate în cauciuc. Se caracterizează prin elasticitate ridicată, rezistență la abraziune, îndoire, etanșeitate la apă și la apă, proprietăți izolatoare electrice ridicate, rezistență la medii agresive.

Cauciucse obțin prin adăugarea unui număr de componente (ingrediente) la cauciuc. Acest amestec este apoi vulcanizat. Vulcanizarea constă în formarea de punți între moleculele de cauciuc liniare și obținerea unei structuri moleculare spațiale tridimensionale. O astfel de structură duce la o creștere a stabilității și rezistenței termice a materialului, la o scădere a solubilității sale și la o creștere a rezistenței chimice. Cel mai frecvent vulcanizator este sulful, care determină, de asemenea, duritatea cauciucului. De asemenea, diferite umpluturi sunt introduse atât pentru îmbunătățirea proprietăților (funingine, alb zinc, caolin, antioxidanți), cât și pentru a reduce costul (cretă, talc).

Produsele din cauciuc sunt realizate: prin extrudare, ștanțare, modelare prin injecție, modele de scufundare din latex, etc. Produsele din cauciuc sunt împărțite în funcție de scop și condițiile de operare.

În industria chimică, cele mai mari costuri sunt cheltuite pentru materii prime și reprezintă în medie 60 - 70% din prețul costurilor, în timp ce combustibilul și energia - aproximativ 10%. Deducerile de amortizare sunt de 3-4%, salariile principalilor lucrători din producție variază între 3 și 20% din costul de producție și depinde de tipul de producție.

Repararea pieselor cu polimeri.

Alte modalități de restaurare a pieselor.

Literatură:

Principal:

1. Reparatii utilaje / Ed. Telnova N.F. - M .: Agropromizdat, 1992, 560 p.: Ill. [P. 193..210]

2. Tehnologia de reparare a utilajelor și echipamentelor. În total. ed. I. S. Levitsky. Ediția a II-a, rev. si adauga. M .: „Kolos”, 1975.

Adiţional:

Reparații auto / 0.I. Sidashenko, O. A. Naumenko, A. Ya. Poickiy și sh .;

Ed. 0.I. Sidashenka, A. Ya. Poliskiy. - K .: Recoltare, 1994.- 400. [din. 138..143]

Materiale polimerice de bază.

La repararea utilajelor, materialele polimerice sunt utilizate pe scară largă atât pentru fabricarea cât și pentru restaurarea pieselor. Acest lucru se datorează faptului că au o serie de proprietăți valoroase (densitate redusă în vrac, rezistență semnificativă, rezistență chimică bună, proprietăți antifricție și dielectrice ridicate, rezistență la vibrații, rezistență la căldură destul de mare a unora dintre ele etc.).

Utilizarea polimerilor permite, în multe cazuri, evitarea proceselor tehnologice complexe la restaurarea pieselor, cum ar fi sudarea, suprafețele, galvanizarea etc. Tehnologia utilizării polimerilor este simplă și disponibilă pentru implementarea la întreprinderile de reparații.

Baza materialelor plastice (materiale plastice) este o rășină artificială (sintetică) sau naturală, care joacă rolul unui liant și determină proprietățile lor chimice, mecanice, fizice și de altă natură.

Se realizează diverse materiale plastice prin adăugarea materialelor de umplere, plastifianți, întăritori, coloranți și alte materiale la rășină.

LA polimerMaterialele includ materiale plastice, care, la fel ca materialele plastice, sunt împărțite în două grupe mari: termosetare (materiale termorezistente) și termoplastice (termoplastice).

Reaktoplasts se înmoaie atunci când este încălzit și poate fi modelat prin presare sau alte metode. După încălzirea ulterioară, au loc anumite transformări chimice, care devin solide, dense, insolubile și infuzibile. Este imposibil să reutilizați termosetele în scopul lor prevăzut.

TermoplasticeleSe înmoaie când sunt încălzite, formate prin modelarea prin injecție și apoi, după răcire, se întăresc, păstrându-și forma. Când sunt reîncălzite, termoplastiile devin moi și fuzibile, adică reciclabile.

Umpluturile sunt utilizate pentru a îmbunătăți proprietățile fizice și mecanice, dielectrice, de frecare sau antifricție, pentru a crește rezistența la căldură și a reduce contracția materialelor polimerice, precum și pentru a reduce costul. Supravegherea metalelor este folosită ca umpluturi; Ciment Portland, țesături din bumbac, fibră de sticlă, hârtie, azbest, mica, grafit etc.

plastifianti- ftalat de dibutil, camfor, acid oleic, dimetil - și ftalat de di-etil și alții - conferă polimerilor elasticitate, vâscozitate și fluiditate în timpul procesării.

intaritoare- amine, magnezie, var și altele - contribuie la trecerea polimerilor în stare solidă și insolubilă.

Coloranți- nigrosină, ocru, mumie, plumb roșu și altele - conferă polimerilor o anumită culoare.

Printre numeroasele materiale polimerice utilizate în repararea mașinilor, câștigă din ce în ce mai multă importanță poliamidele, polietilena, fibra de sticlă, fibra de sticlă, stiracilul, compozițiile pe bază de rășini epoxidice etc.

Principalele materiale polimerice utilizate în activitatea de reparații se caracterizează prin următoarele proprietăți.

Rasina de nylon(caprolactam) gradele A și B - material solid excitat, cu tentă albă sau gălbui. Se furnizează sub formă de granule. Rezistență finală: la compresiune 70-80 MPa, la tensiune 60-65 MPa, la îndoire 80 MPa.

CaprolactamSunt utilizate pentru fabricarea și restaurarea pieselor cu proprietăți de antifricție ridicate (rulmenți, roți dințate, bucșe, role, garnituri), garnituri, garnituri etc.

Principalul dezavantaj al nailonului este conductivitatea termică scăzută, rezistența la căldură și rezistența la oboseală (6,5 MPa). Temperatura maximă admisibilă de funcționare a pieselor sau acoperirilor din nylon nu trebuie să depășească 70-80 ° C și minus 20-30 ° C.

polietilenăGradul G1E-150 de înaltă presiune este un material dur și excitat, de culoare alb lăptoasă. Se furnizează sub formă de granule. Rezistență la tracțiune finală 12-16 MPa, compresie 12,5 MPa, îndoire 12-17 MPa.

Polietilena acestui brand are proprietăți dielectrice ridicate, rezistență semnificativă la acțiunea acizilor și alcalinilor, rezistență bună în mediul înconjurător a diferitelor uleiuri, absorbție scăzută de umiditate.

PE-150 din polietilenăSunt utilizate pentru izolarea firelor, cablurilor, părților dispozitivelor de înaltă frecvență, echipamentelor radio, căptușirii aparatului, rezervoarelor, acoperirii metalice. Folii de polietilenă sunt utilizate ca material de ambalare.

Polietilena de joasă presiune de clasele L, E și P este un material dur și excitat, de culoare alb lăptoasă. Este eliberat sub formă de granule. Rezistența la tracțiune 22-27 MPa (pentru gradul L), 22-35 MPa (pentru gradul E), 22-45 MPa (pentru gradul P). Este utilizat pentru fabricarea și restaurarea roților, huse, carcase, tuburi etc. Pulberi de presă FKP-1 și FK. P-2Disponibil sub formă de pulbere. Rezistența la încovoiere statică finală pentru pulberea FKP-1 este de 50-60 MPa. Se folosește la fabricarea pieselor cu rezistență mecanică crescută și rezistență la impact (flanșe, huse, volane, angrenaje, scripete, mânere etc.).

Pudră FKP-2Are o rezistență la flexie de 75-85 MPa. Această pulbere este utilizată pentru fabricarea pieselor cu impact crescut și rezistență la îndoire (flanșe, angrenaje, scripete, came, etc.).

Argila BF-2- lichid vâscos omogen de culoare maro închis. Poate lipici metale și materiale nemetalice care operează la temperaturi de la -60 ° la + 180 ° C, materiale plastice fenolice-formaldehide, textolit, fibră de sticlă, getinaks, amiplaste, fibre, sticlă, ebonit, lemn, placaj, țesături, piele, ceramică etc. etc.

Rezistența la tracțiune finală a epruvetelor lipite: oțel-oțel 28,5-38,5 MPa; oțel-porțelan 10 MPa, oțel-sticlă 13,9 MPa; duralumin-duralumin 6,5-10 MPa. Compuși rezistenți la apă, alcool, benzină, kerosen, acizi minerali. Adezivul este produs într-o formă gata de utilizare.

Adeziv BF-6Folosit pentru lipirea țesăturilor, pâslă etc. Adeziv VS-10T-Lichid transparent omogen de culoare roșu închis, fără impurități și precipitații. Ele pot lipi împreună și în orice combinație diverse metale și materiale nemetalice (oțel, fontă, aluminiu, cupru și aliajele lor, fibră de sticlă, spume rezistente la căldură, precum și materiale de azbest-ciment) care funcționează la o temperatură de 200 ° C timp de 200 de ore și la o temperatură 300 ° C timp de 5 ore. Rezistența la forfecare finală (oțel ZOKhGSA - oțel ZOKhGSA) este la o temperatură de 20 ° C-15-17 MPa, la o temperatură de 200 ° C - 6,0-6,5 MPa și la o temperatură de 300 ° C - 3,5-4,0 MPa.

Repararea pieselor

Repararea pieselor cu fisuri și găuri. Blocurile de cilindru, capetele cilindrilor, carcasele cutiei de viteze și alte piese sunt reparate folosind rășini epoxidice.

Utilizate pe scară largă Rășină epoxidică ED-16- masă vâscoasă transparentă de culoare maro deschis. Într-un recipient închis ermetic la temperatura camerei, acesta poate fi păstrat mult timp.

Rășina se întărește sub acțiunea unui întăritor, deoarece acestea din urmă sunt amine alifatice, amine aromatice (AF-2), poliamide cu greutate moleculară mică (L-18, L-19 și L-20). Cel mai frecvent este considerat Polietilena poliamilena- un lichid vâscos de la galben deschis la maro închis.

Pentru a crește elasticitatea și rezistența la impact a rășinii epoxidice vindecate, la compoziția sa trebuie adăugat un plastifiant, de exemplu, ftalat de dibutil, un lichid uleios gălbui.

Cu ajutorul materialelor de umplutură, proprietățile fizice și mecanice, de frecare sau antifricție sunt îmbunătățite, rezistența la căldură și conductivitatea termică, iar costul este redus. Acestea includ fontă, fier și aluminiu pulberi, azbest, ciment, nisip de cuarț, grafit, fibră de sticlă etc.

Compoziția epoxidică este preparată după cum urmează. Recipientul cu rășină epoxidică ED-16 este încălzit într-un dulap de încălzire sau containere cu apă caldă la o temperatură de 60 ... 80 ° C și baia este umplută cu cantitatea necesară de rășină. La acesta din urmă se adaugă un plastifiant (ftalat de dibutil) în porții mici, amestecând bine amestecul timp de 5 ... 8 minute. Apoi se introduce și umplutura - 8 ... 10 min.

Compoziția pregătită poate fi păstrată mult timp. Imediat înainte de utilizare, se toarnă într-un întăritor și se amestecă timp de 5 minute, după care compoziția epoxidică trebuie utilizată în 20 ... 25 de minute.

Calitatea acoperirilor epoxidice depinde în mare măsură de compoziție și compoziție. Fisurile de până la 20 mm sunt închise În felul următor.

Folosind o lupa de 8 ... 10 ori mai mare, limitele fisurilor sunt determinate și găuri cu un diametru de 2,5 ... 3,0 mm sunt găurite la capetele sale. Un șampon este îndepărtat pe întreaga lungime cu un unghi de 60 ... 70 ° C până la adâncimea de 1,0 ... 3,0 mm. Dacă grosimea părții este mai mică de 1,5 mm, atunci nu este recomandată șamponarea. Suprafața este curățată la o distanță de 40 ... 50 mm de la fisură până la un luciu metalic. Degresează suprafețele fisurii și zona curățată, ștergându-le cu un tampon înmuiat în acetonă.

După uscare timp de 8 ... 10 minute, suprafața piesei este degresată din nou și uscată din nou.

Detaliu 1 (Fig. 1, a)Amplasat astfel încât suprafața crăpată 2 Lungimea de până la 20 mm a fost în poziție orizontală și epoxidicul se aplică cu o spatulă 3 Pe suprafața fisurii și zona curățată.

Cracare 20 ... 150 mm lungime (fig. 1.6)Închideți în același mod, dar după aplicarea epoxidului 3 Pe acesta este așezat un tampon suplimentar 4 Fabricat din fibră de sticlă. Acesta din urmă acoperă fisura din toate părțile cu 20 ... 25 mm. Apoi tamponul este rulat cu o rolă 5. Se aplică un strat din compoziție pe suprafață și se aplică un al doilea tampon B (Fig. 1, c)Cu o suprapunere a primului cu 10 ... 15 mm. Apoi, rostogoliți-l și aplicați stratul final de epoxid

Fig. 1 Schema de etanșare a fisurilor:

1 - detaliu; 2 - fisură; 1— Compoziție epoxidică; 4 și 6 căptușeli din fibră de sticlă; 5 - role;7 — Placă metalică; 8 ~ șurub.

Pentru fisuri mai mari de 150 mm (Fig. 1, d)Un epoxid se aplică cu o acoperire și bolțare metalică. Pregătirea suprafeței și pregătirea fisurilor sunt aceleași ca pentru o fisură cu o lungime mai mică de 150 mm.

Capacul 7 este realizat din tablă de oțel cu o grosime de 1,5 ... 2,0 mm. Ar trebui să acopere fisura cu 40 ... 50 mm. Găuri cu un diametru de 10 mm sunt găurite în garnitură. Distanța dintre centrele lor de-a lungul fisurii este de 60 ... 80 mm. Centrele trebuie să fie la cel puțin 10 mm de marginile capacului.

Capacul este așezat pe fisură. Strângeți centrele găurilor de pe piese, scoateți capacul, găuriți găurile cu diametrul de 6,8 mm și tăiați firele în ele 1M8X1.Suprafețele părții și suprapunerile sunt curățate până la un aspect metalic și degresate.

Găurile pieselor sunt reparate cu același compus cu suprapunerile metalice suprapuse sau suprapuse. În primul caz (Fig. 2, a)Îndepărtați marginile ascuțite ale găurii și curățați suprafața părții din jurul găurii până la un luciu metalic la o distanță de 10 ... 20 mm.

Placa de acoperire este realizată din tablă de oțel cu o grosime de 0,5, .. 0,8 mm. Ar trebui să acopere gaura cu 10 ... 20 mm. Marginile găurii și zona suprafeței curățate în jurul acesteia sunt degresate și uscate timp de 8 ... 10 minute.

Fig. 2 Schema găurilor de etanșare cu suprapunere:

A - flush; b— Suprapune; 1 și b - plăci metalice; 2 și 5 - straturi de compoziție epoxidică; 3 - sârmă; 4— Suprapunere din fibra de sticla; 7— Bolt.

Un fir cu un diametru de 0,3 ... 0,5 mm și o lungime de 100 ... 150 mm este atașat la centrul căptușelii. Căptușeala este din fibră de sticlă de-a lungul conturului găurii. Un strat subțire de epoxid este aplicat după degresarea secundară a marginilor găurii și a zonei curățate și uscare.

Instalați padul 1 Sub gaură și asigurați-vă cu sârmă 3. Apoi, așezat pe tampon 1 tampon 4 Din fibra de sticlă, rulați-l cu un role, aplicați un compus epoxidic, așezați un al doilea plasture din fibră de sticlă și rulați-l cu un role. Operațiunile pentru aplicarea compoziției epoxidice și așezarea căptușelilor din sticlă se repetă până când gaura este umplută de-a lungul întregii grosimi a peretelui. Stratul 2 al compoziției epoxidice se aplică pe stratul superior și se întărește. În al doilea caz (fig. 2.6)Marginile ascuțite ale găurii sunt întunecate, suprafața părții este curățată în jurul acesteia la o distanță de 40 ... 50 mm până la un luciu metalic. Capacul este din oțel cu o grosime de 1,5 ... 2,0 mm. Ar trebui să acopere gaura cu 40 ... 50 mm. Găuri găuri cu un diametru de 10 mm în ea. Distanța dintre ele de-a lungul perimetrului găurii este de 50 ... 70 mm. Centrele trebuie să fie la 10 mm de marginile garniturii. Găuri găuri cu un diametru de 6,8 mm în părți și tăiați fire în ele 1M8X1.Suprafața căptușelii în contact cu piesa este curățată până la un luciu metalic. Degresați suprafețele părții și căptușelile, apoi aplicați-le un strat subțire de epoxidice. După aceea, scurgerile și scăpăturile compoziției epoxidice sunt curățate și se verifică calitatea reparației. 3. Metode de restaurare a pieselor Etanșarea fisurilor din părțile corpului. Această operație se realizează prin mijloace mecanice: fixare, inserții figurate și patch. Sigilarea fisurilor Dacă fixați- o operație care consumă foarte mult timp și necesită lăcătuș cu înaltă calificare. Se folosește pentru repararea pieselor supuse condițiilor de etanșare (carcasele cutiei de viteze, osiile din spate, jachetele de apă ale blocurilor de cilindri). Esența acestei metode este că fisura de-a lungul întregii sale lungimi este închisă cu știfturi filetate.

Acestea din urmă sunt realizate din cupru roșu sau bronz. În primul rând, capetele fisurii sunt găurite, firele sunt tăiate în ele și sunt fixate pinii. Apoi, în ordinea prezentată în figura 2.50, găuriți găurile și instalați pinii rămași. Se recomandă extragerea capetelor pinilor și lipirea suprafețelor reparate. Fisurile cu lungimea de 50 mm sau mai mult nu trebuie reparate cu ace.

Fig. 3. Schema de etanșare a fisurilor cu ace.

Etanșarea fisurilor cu inserții cretate permite refacerea nu numai a etanșității piesei, ci și a rezistenței acesteia.

Tehnologia de reparație include obținerea unei caneluri speciale în piese și presarea unei inserții prefabricate în figură (fig. 4).Principalele părți ale echipamentului, de care depinde calitatea lucrării, includ pervazul pentru găurirea orificiilor de canelură și insera în formă. Fisurile sunt etanșate cu inserții în formă de etanșare și de strângere, care sunt realizate din oțel ușor 20 sau art. 3.

Fig.4 Tipuri de inserții în formă: a și b - etanșare; c, d, d,ȘI E - constrictiv; g - găuri de găurit peste fisură.

Umplerea fisurii cu etanșări figurate sigilate este următoarea.

După ce s-a retras de la capătul fisurii în direcția continuării acesteia cu 4 ... 5 mm, găurile cu un diametru de 4,6 mm sunt găurite pentru piese cu o grosime de perete de până la 12 mm și un diametru de 6,6 mm peste 12 mm până la o adâncime de 3,5 și, respectiv, 6,5 mm.

Apoi, succesiv de-a lungul fisurii, găurile sunt de asemenea găurite folosind un conductor special. Acesta din urmă este rearanjat și fixat de fiecare dată de-a lungul orificiului găurit. În plus, se fac găuri peste fisură - două pe fiecare parte la fiecare cinci găuri.

În primul rând, inserțiile transversale și apoi longitudinale sunt instalate în canelură, având lubrifiate anterior suprafețele laterale și laterale cu epoxidice Compus,Și netește-le.

Umplerea fisurii cu inserții în formă de contracție este similară cu metoda descrisă mai sus. Șanțul în formă pentru inserția în formă de strângere se realizează numai peste fisură. Cu ajutorul unui blocaj special, 6 găuri cu un diametru de 3,5 mm sunt găurite până la o adâncime de 10 sau 15 mm (în funcție de grosimea peretelui piesei) cu un pas mai mare de 0,1 ... 0,3 mm, cu trei găuri pe o parte și trei pe cealaltă.

Saltul dintre găuri este îndepărtat cu un pumn special sub formă de plăci groase de 1,8 sau 3,0 mm. O inserție în formă este presată în canelura rezultată, după care au degresat anterior suprafețele și le-au uns cu un compus epoxidic.

Fisura este trasă împreună datorită diferenței de dimensiune a treptelor dintre axele orificiilor canelurii și a inserției figurate. „În acest fel, se recomandă restaurarea despărțirilor dintre buteliile carterului, carcasele cutiei de viteze și fisurile de reparație ale capetelor cilindrilor.

A fost dezvoltat un set de echipamente OR-11362, care include doi conductori îmbunătățiți. Acestea sunt utilizate pentru repararea pereților exteriori ai pieselor și suprafețelor cilindrice interioare, diferă de cele existente prin versatilitatea, simplitatea dispozitivului și intensitatea redusă a forței de muncă în timpul funcționării.

Repararea conexiunilor filetate.Eficiența conexiunilor filetate este restabilită prin două metode: Modificarea dimensiunii originaleO parte filetată uzată (metoda de reparare a dimensiunilor) și Fără a-l schimba(metode de suprafata si sudare, setarea pieselor suplimentare, înlocuirea unei părți).

Acesta din urmă este considerat mai progresiv, adică fără a schimba dimensiunile firului (sub dimensiunea nominală), deoarece acest lucru nu încalcă intercambiabilitatea și nu reduce rezistența conexiunii.

Firul extern este restaurat în mai multe moduri. Firele sfărâmate (mai puțin de 2 fire) și loviturile sunt îndepărtate prin măturarea cu un instrument de filetare și lacatus.

Sunt de obicei respinse șuruburile cu capetele uzate, firele dezbrăcate cu mai mult de 2 fire și firele uzate. Când reparați firele pe arbori, înlocuiți partea filetată uzată a piesei sau topiți metalul pe suprafață în diferite moduri.

Principalul dezavantaj al suprafeței ar trebui să fie considerat o scădere a rezistenței la oboseală a piesei (de la 10 la 30%) și posibilitatea arderii prin părți subțiri. Găurile filetate au următoarele defecte principale: defalcarea, înfundarea, zdrobirea și strivirea virajelor individuale, uzura de-a lungul diametrelor interioare și medii, etc. Se folosesc diverse metode pentru repararea lor. (fig. 5).

Principalul dezavantaj al găurilor de sudare cu foraj și filetare ulterioară de dimensiuni nominale este o zonă mare afectată de căldură, ceea ce duce la răcirea fierului turnat, fisurare și deformare, modificarea structurii materialului și scăderea rezistenței firului cu aproape jumătate. Tăierea unui orificiu filetat într-o nouă locație este posibilă numai dacă locația sa poate fi modificată fără a perturba intercambiabilitatea conexiunii (butuc tambur etc.).

Stabilizarea conexiunilor filetate cu o compoziție de polimer este utilizată atunci când uzura totală a conexiunii cu pivot nu este mai mare de 0,3 mm. Instalarea unei inserții spiralate în repararea pieselor și ansamblurilor critice a fost utilizată pe scară largă.

Fig. 5. Moduri de a repara conexiunile filetate

Caracteristicile proceselor tehnologice pentru fabricarea materialelor polimerice depind de compoziția și scopul acestora. Principalii factori tehnologici sunt anumite temperaturi și puteri, care formează produse, pentru care se utilizează diverse echipamente. Practic, producția constă în prepararea, dozarea și prepararea compozițiilor de polimeri, care sunt apoi prelucrate în produse și se asigură stabilizarea proprietăților, dimensiunilor și formelor lor fizice și mecanice.

Principalele metode de prelucrare a materialelor plastice: laminare, calandrare, extrudare, presare, turnare, acoperire, impregnare, udare, pulverizare, sudare, lipire etc.

Amestecarea compozițiilor este un proces de îmbunătățire omogenă
distribuția tuturor ingredientelor pe volumul polimerului, uneori cu dispersie suplimentară a particulelor. Amestecarea poate fi discontinuă și continuă. Proiectarea și funcționarea mixerelor depind de tipul de materiale care trebuie amestecate (cu curgere liberă sau păstoase).

Rulmentul este o operație în care se formează plastic în priză între role rotative (fig. 14.2). Masa prelucrată 2 este trecută de mai multe ori prin golul dintre role 1 și 3, amestecată uniform, apoi transferată într-un singur cilindru și tăiată cu un cuțit 4. Pe rolele continue, masa nu numai că trece prin gol, ci se mișcă de-a lungul acesteia, iar la sfârșitul procesului este tăiată cu un cuțit sub formă de bandă continuă îngustă.

Rularea vă permite să amestecați în mod benign componentele materialelor plastice pentru a obține o masă omogenă, în timp ce polimerul, de regulă, este transferat la o stare vâscoasă datorită creșterii temperaturii în timpul măcinării. Odată cu trecerea repetată a masei prin role, apare plastifierea, adică combinarea polimerului cu plastifiantul prin penetrare reciprocă accelerată. Rolele permit măcinarea și zdrobirea componentelor din plastic. Acest lucru este asigurat de faptul că, atunci când se deplasează în gol, materialele sunt comprimate, zdrobite și degradate, deoarece rulourile se pot roti la diferite viteze periferice.

Rolele utilizate pentru finisarea și dimensionarea suprafeței trebuie să aibă o suprafață netedă, lustruită. După natura lucrării, rolele sunt cu acțiune periodică și continuă, iar prin metoda de control al temperaturii, sunt încălzite (cu abur sau electricitate) și răcite (cu apă).

Calandrarea este procesul de formare a unei benzi nesfârșite cu o grosime și o lățime dată dintr-un amestec de polimeri înmuiat, odată trecută printr-o priză între rulouri.

Modelele de calendare diferă în principal în funcție de tipul de masă prelucrată - compuși de cauciuc sau termoplastici. Rulourile calender sunt confecționate din fontă chill de înaltă calitate. Suprafața de lucru a rolei este măcinată și lustruită până la un finisaj oglindă. Rulourile sunt încălzite cu abur prin cavitatea centrală interioară și canalele periferice.

De regulă, calandrarea se realizează în combinație cu rularea într-o linie de producție.

Extrudarea este o operație în care un anumit profil este distribuit produselor din plastic forțând o masă încălzită printr-o matriță (gaură de formare). Metoda de extrudare este utilizată pentru obținerea de produse de construcție profilate (modelate), țevi, foi, folii, linoleum, poroizol și multe altele. Dimensiunile secțiunii transversale a produselor fabricate prin extrudare sunt într-o gamă largă: diametrul conductei 05-250 mm, lățimea foliei și a peliculei 0,3-1,5 m, grosimea 0,1-4 mm. Mașinile de extrudare sunt de asemenea utilizate pentru amestecarea compozițiilor și a materialelor plastice de granulare. Se folosesc mașini de extrudare de două tipuri: șurub cu unul sau mai multe șuruburi și mașini cu seringa. Cele mai răspândite sunt extruderele cu șurub sau vierme (Fig. 14.4). Corpul de lucru al mașinii este un șurub (vierme), care amestecă masa și o avansează prin capul de profilare (dorn). Masa este introdusă în mașină sub formă de granule, margele sau pulbere. Înmuierea materialului se produce din cauza căldurii provenite de la încălzitoare, care sunt instalate în mai multe zone.

Încălzire J

Fig. 14.4. Schema de lucru a mașinii de extrudare:

1 - buncăr de încărcare; 2 - august; 3 - cap; 4 - duza de calibrare; 5 - dispozitiv de tragere; b - mandrin; 7 - filtru

FORMA * MERGEFORMAT

Fig. 14.5. Schema de ștanțare (presare-formare): a) încărcarea materialului de presare; 6) închiderea matriței și presare; c) împingerea produsului; 1 - material de presare; 2 - matriță încălzită; 3 - pumn încălzit; 4 - apasă glisorul; 5 - încălzitor electric; 6 - produs; 7 - ejector

Compresia este o metodă de modelare a produselor în prese hidraulice încălzite. Distingerea dintre turnarea matrițelor (fig. 14.5) - la fabricarea produselor din pulberi de presare și presare plană în prese cu mai multe etaje - la fabricarea materialelor, plăcilor și panourilor. Presarea este utilizată în principal la prelucrarea compozițiilor de polimeri termosimetrici (fenoplaste, aminoplastice etc.).

Pentru presarea materialelor și panourilor din foi de construcție, se folosesc prese hidraulice cu mai multe etaje, cu o forță de 10 până la 50 de tone, încălzite cu apă încălzită sau abur. Apăsarea pe prese cu mai multe etaje constă în următoarele operațiuni:
încărcarea preselor, prinderea plăcilor, tratamentul termic sub presiune, reducerea presiunii, descărcare. Panouri, laminate de hârtie, tekstolite, materiale plastice laminate din lemn, panouri lipite cu trei straturi sunt formate prin presare plană. Matrițele sunt utilizate pentru fabricarea de piese ale echipamentelor sanitare și electrice, piese pentru finisarea echipamentelor încorporate, dispozitive pentru ferestre și uși, părți ale mașinilor de construcție și mecanisme.

Spumarea este o metodă de fabricare a materialelor plastice izolante fonice și de etanșare elastică. Structura poroasă a materialelor plastice este obținută ca urmare a spumării compozițiilor cu flux lichid sau vâscos sub influența gazelor eliberate în timpul reacției între componente sau în timpul descompunerii aditivilor speciali (porofori) de la încălzire. Spumarea substanțelor - stabilizatori de spumă prin injectare sau dizolvarea substanțelor gazoase și ușor de evaporat din polimer.

Spumarea se poate produce într-un volum închis sub presiune și fără presiune, precum și în matrițe deschise sau pe suprafața unei structuri.

Lubrifierea este o operație în care o masă de plastic sub formă de soluție, dispersie sau topire este aplicată pe bază - hârtie, țesătură, pâslă, nivelată, prelucrată decorativ și fixată. Un exemplu este linoleumul lubrifiat, pavinolul, legătura etc. Masa aplicată este nivelată cu un cuțit special de racletă, care reglează grosimea stratului și gradul de indentare. De obicei baza se mișcă, iar șapa este staționară; numai panta și gardul său sunt reglate. Masa aplicată și nivelată trece de obicei printr-o etapă de tratament termic pentru a o înmuia și a o respecta mai bine la bază.

Impregnarea constă în scufundarea bazei (țesătură, hârtie, fibre) într-o soluție de impregnare, urmată de uscare. Această operație se efectuează în mașini de impregnare verticale și orizontale. Prin metoda de impregnare se obțin filme adezive (bakelită), filme decorative (uree-melamină), precum și panouri pe bază de sticlă, azbest și țesături de bumbac, din care se obțin ulterior textolite.

Irigarea este un proces în care masa plastică este răspândită într-un strat subțire pe o centură sau tambur metalic și, întărind, este îndepărtată sub formă de film subțire. Acest proces este adesea asociat cu evaporarea solvenților. În acest fel, de exemplu, se obțin filme transparente de acetat de celuloză.

Casting. Există două tipuri de turnare: simple în matrițe și sub presiune. În turnarea simplă, compoziția sau topitura lichidă este turnată în forme și solidificată prin polimerizare, policondensare sau răcire. Un exemplu este turnarea plăcilor de pardoseală din materiale termorezistente, producerea de sticlă organică și produse decorative din polimetil metacrilat. Prin răcirea topiturii într-o turnare simplă, unele produse simple sunt obținute din poliamide (policaprolactamă).

Turnarea prin injecție este utilizată la fabricarea produselor termoplastice. Polimerul este încălzit la o stare vâscoasă în cilindrul de încălzire al mașinii de turnat prin injecție (Fig. 14.6) și este injectat cu un piston într-o matriță divizată răcită cu apă.

Presiunea sub care este injectată topita poate ajunge la 20 MPa. În acest fel, produsele sunt fabricate din polistiren, eter de celuloză, polietilenă, poliamide. Turnarea prin injecție se caracterizează printr-un ciclu rapid, în timp ce acest tip de prelucrare este automatizat.

Turnarea reprezintă prelucrarea foilor, filmului, a semifabricatelor tubulare din plastic pentru a le oferi o formă mai complexă și a obține produse finite. Turnarea se realizează în principal prin încălzire. Principalele metode de formare din foi includ ștampilarea, turnarea prin suflare și formarea în vid (figura 14.7).

Fig. 14.7. Schema de formare în vid: a) forma negativă; b) forma pozitivă; c) desen preliminar al piesei cu un pumn; d) desen pneumatic preliminar al piesei; I-1II - poziții de modelare; 1 - gol; 2 - forma negativă; 3 - raft; 4 - cadru de strângere; 5 - pumn; 6 - forma pozitivă; 7 - camera de formare

La ștanțare, semifabricatele sunt tăiate din foi, încălzite, plasate într-o matriță între matriță și pumn, și comprimate sub presiune de până la 1 MPa. În acest fel, sunt fabricate părți ale sistemelor de canalizare din plastic vinilic, capace ușoare din plexiglas pentru acoperiri ale clădirilor industriale, piese profilate din textolit pentru structuri de construcții.

În timpul formării pmevmo, foaia este fixată de-a lungul conturului matricei și încălzită până la o ușoară încărcătură. Apoi, aerul încălzit, comprimat la 7-8 MPa, apăsați foaia pe suprafața matricei. O variantă a acestei metode este suflarea gratuită. În acest fel, se obțin capace de lumină, recipiente, inele de poliacrilat, părți ale sistemelor de ventilație și echipamente rezistente chimic din clorură de polivinil.

În timpul formării în vid, foaia este fixată de-a lungul conturului formei goale, se încălzește și se creează vid în cavitate. Sub influența presiunii atmosferice, foaia este presată pe suprafața matriței. În acest fel, piesele echipamentelor sanitare sunt fabricate din polistiren rezistent la impact, poliacrilate, polimeri de vinil.

Pulverizarea este o metodă de aplicare a polimerilor sub formă de pudră pe suprafață, care, atunci când s-au topit, aderă la ea, iar la răcire, formează o peliculă de acoperire puternică. Distingeți între pulverizarea cu flacără de gaz, vortex și pseudo-lichefiate. În pulverizarea cu flacără, pulberea de polimer (polietilenă, poliamidă, polivinil butirol), care trece prin flacără, se topește și, căzând pe suprafață în picături, aderă, formând un strat cu grosimea necesară.

Sudarea și lipirea sunt utilizate pentru a alătura semifabricate din plastic pentru a obține produse cu o formă dată. Sudarea se folosește pentru îmbinarea materialelor plastice termoplastice - polietilenă, clorură de polivinil, polisobutilenă, etc. Prin modul de încălzire a capetelor care urmează să fie unite, se disting aerul (aer încălzit), frecvența înaltă, ultrasunetele, radiațiile, sudura de contact.

Lipirea este utilizată pentru a lega atât materiale termoplastice cât și materiale termorezistente. În cel mai simplu caz, un solvent organic poate servi ca adeziv pentru materialele plastice termoplastice, ceea ce determină umflarea capetelor de fixare ale pieselor și lipirea lor împreună sub compresie. Mai des, se folosesc adezivi speciali. Adezivi pentru întărire la rece și la cald sunt folosiți în funcție de condițiile de producție și de viteza de conectare necesară.

produse din plat

semifabricate polimerice: echipamente

și tehnologie

Una dintre principalele metode de prelucrare a materialelor polimerice sunt metodele de produs termoformare din semifabricate plate (folie sau film). Termoformarea combină mai multe metode tehnologice: vid, pneumatic, mecanic, precum și alte tipuri de modelare a tablelor de polimeri încălzite sau a filmelor, în timp ce diferitele lor combinații sunt posibile.

Utilizarea pe scară largă a proceselor de termoformare se explică prin simplitatea, compactitatea și ieftinitatea relativă a echipamentelor și echipamentelor tehnologice utilizate. Termoformarea este utilizată în principal în producția de containere și ambalaje pentru industrie alimentară, parfumerie, farmaceutică, chimică, petrolieră, veselă de unică folosință, precum și o serie de produse polimerice goale, cu scopuri tehnice diverse. Multe tipuri de produse polimerice, de exemplu, dimensiuni mari și configurații complexe cu pereți subțiri, pot fi produse numai prin metode pneumatice sau de formare în vid. Toate motivele de mai sus fac posibilă concurența adecvată pentru procesele de termoformare cu alte metode alternative de fabricare a produselor din materiale polimerice.

1. METODE DE TERMOFORMARE BASICĂ

Implementarea metodelor de termoformare este destul de simplă: un strat de polimer de tablă sau film este încălzit la o temperatură cu o stare extrem de elastică, iar apoi, deformându-l în diverse moduri, acestuia din urmă este dată forma necesară, care este fixată prin răcirea produsului turnat.

În funcție de metoda de creare a forței motrice a procesului de deformare a piesei într-un produs finit, se disting următoarele metode de termoformare a materialelor plastice: vid, pneumatic, hidraulic, mecanic, combinat.

În timpul formării în vid (Fig. 1) o piesă de lucru plată 3 confecționat din material polimer termoplastic, presat de-a lungul perimetrului către camera de lucru a mașinii de formare a vidului de un cadru de presiune 2 , mai întâi cu un dispozitiv de încălzire 1 încălzit la o stare extrem de elastică (Fig. 1 și). Apoi (Fig. 1 b) în cavitatea formată de suprafețele piesei de prelucrat 3 și formând matrice 4 (sau care formează pumnul), creați un vid, ca urmare a căderii de presiune rezultată

Fig. 1. Diagrama de implementare a procesului de formare în vid: 1 2 - cadru de prindere;

3 4 - matrice formatoare;
5 - produs modelat

produsul este modelat 5 ... După răcirea produsului la temperatura stabilității sale dimensionale, acesta din urmă este îndepărtat din instrumentul de formare (scos din instrumentul de formare), după ce anterior a deschis cadrul de presiune 2 .

Implementarea proceselor de turnare pneumatică diferă de modelarea în vid numai prin faptul că scăderea de presiune este creată datorită utilizării gazului comprimat ca mediu de lucru, de obicei aer comprimat, cu o presiune în exces de până la 2,5 MPa.

În formarea hidraulică, rolul mediului de lucru îl joacă lichidul încălzit, pompat de o pompă la o presiune de 0,15-2,5 MPa.

Turnarea mecanică (termoformare mecanică) (Fig. 2) diferă de cea pneumatică

modelarea prin faptul că dă un gol încălzit plat 3 forma produsului finit 5 efectuate cu cheltuiala

desenul său mecanic cu un pumn metalic 4 .

Fig. 2: Schema implementării procesului de termoformare mecanică: 1 - dispozitiv de încălzire; 2 - cadru de prindere;

3 - semifabricat de polimer plat; 4 - formarea pumnului;

5 - produs modelat

Trebuie menționat că tehnologiile moderne de producție prevăd, de asemenea, combinarea diferitelor metode de formare a produselor, de exemplu, vid pneumatic, pneumatic mecanic etc.

Dintre toate tipurile de formare pneumatică și de vid, se pot distinge trei principale: pozitive, negative și libere. În modelarea pozitivă (modelarea prin perforare), suprafața interioară a produsului reproduce exact forma sau modelul instrumentului de modelare. Turnarea negativă (modelarea într-o matrice) face posibilă obținerea de produse, a căror suprafață exterioară reproduce exact forma sau modelul suprafeței interioare a matricei. Formarea liberă se realizează în gaura cadrului de prindere a mașinii fără a folosi un instrument de formare. În plus față de principalele enumerate, există și alte tipuri de procese tehnologice pentru produse de termoformare din semifabricate polimerice plate.

2. ECHIPAMENTUL UTILIZAT PENTRU

IMPLEMENTAREA PROCESELOR DE TERMOFORMARE

Întreaga gamă de mașini de modelat care implementează procesele tehnologice ale produselor de termoformare din semifabricatele polimerice plate este divizată după următoarele criterii: metoda de turnare, tipul de control, tipul materialului prelucrat, scopul, numărul de poziții.

Metoda de turnare, după cum sa menționat deja, este determinată de metoda de creare a unei forțe motrice pentru procesul de deformare a semifabricatului original într-un produs finit.

Tipul de control al echipamentului de modelare determină gradul de automatizare a procesului de turnare din plastic. Există trei tipuri principale de control: mașini manuale, mașini semi-automate, mașini automate.

Mașinile acționate manual sunt utilizate în producția la scară mică. Toate operațiunile necesare (tăierea și fixarea piesei, încălzirea acesteia, modelarea, răcirea și îndepărtarea piesei) sunt efectuate de către operator.

În mașinile semiautomate, piesa de prelucrat este fixată și produsul finit este îndepărtat manual, în timp ce operațiunile rămase (încălzire, turnare, răcire) sunt efectuate conform unui program prestabilit.

Mașinile automate nu necesită prezența unui operator și toate operațiile sunt efectuate automat.

În funcție de tipul de material prelucrat (tipul de semifabricate plate polimer utilizate), echipamentele de modelare sunt împărțite în clase: mașini care lucrează cu semifabricate individuale pentru tablă sau film; Mașini care lucrează cu material rulant; autoturisme,

alimentat cu foaie sau film provenit direct de la un calender sau un extruder. Trebuie menționat că alimentarea mașinilor cu semifabricate separate necesită introducerea unei operații suplimentare în ciclul tehnologic - tăierea preliminară a semifabricatelor, ceea ce crește timpul total al ciclului. De obicei, piesele individuale sunt alimentate cu mașini cu control manual sau semi-automat.

Rulourile alimentează echipamentul de turnare, care funcționează în regim automat.

Mașinile care formează alimentarea cu foaie sau film provenind direct de la un dispozitiv de calibrare sau extruder sunt de obicei parte a liniilor automate. O piesă de lucru plată din material polimeric provenit din calandru este prelucrată pe un echipament de turnare și trimisă pentru prelucrare ulterioară sau către un depozit.

Conform scopului lor, mașinile de modelare sunt împărțite în universale, specializate, combinate.

O gamă largă de produse de toate dimensiunile este produsă pe mașini universale în serii mici. Acestea sunt proiectate pentru a lucra cu matrițe cu o singură și multi-cavitate și pentru a procesa o varietate de materiale termoplastice.

Mașinile specializate sunt proiectate să producă doar un anumit tip de produs dintr-un material specific de polimer.

Mașinile combinate de modelare produc serii medii și mari de produse. Când se modifică nomenclatura produselor fabricate, echipamentul este reajustat.

În funcție de numărul de poziții, mașinile de modelare sunt împărțite în următoarele clase: cu o singură poziție, cu două și trei poziții, cu mai multe poziții.

La echipamentele cu o singură stație, toate operațiunile tehnologice sunt efectuate pe aceeași secțiune a mașinii.

Împărțirea operațiunilor tehnologice în două sau trei secțiuni accelerează procesul de producție și, respectiv, se realizează pe mașini cu două sau trei poziții.

La mașinile cu mai multe poziții, toate operațiunile tehnologice ale producției de produse sunt realizate simultan. Un astfel de echipament este cel mai aplicabil în producția industrială și se caracterizează prin performanțe ridicate. La rândul lor, mașinile cu mai multe poziții sunt împărțite în mașini cu carusel, curea și tambur.

Mașina cu mai multe poziții a caruselului folosește principiul caruselului. Piesa de prelucrat se deplasează într-un cerc, trecând secvențial prin etapele de la fixare, încălzire și formare la răcire și îndepărtare a produsului finit.

Principiul centurii este de obicei aplicat în cazurile în care mașina este alimentată cu material rulant. Centura cu produsele formate după mașina de formare se deplasează mai departe de-a lungul transportorului pentru prelucrare ulterioară.

Mașinile de tip tambur folosesc, de asemenea, material rulou.

Echipamentele de turnare pentru implementarea proceselor de termoformare sunt deseori echipate cu dispozitive suplimentare: pentru tunderea, perforarea găurilor, perforare, pre-desenare etc. Astfel de echipamente pot face parte din liniile tehnologice pentru producerea și umplerea containerelor polimerice și a ambalajelor.

Informații mai detaliate despre dispozitivul și principiile de funcționare a diferitelor tipuri de echipamente utilizate pentru implementarea proceselor tehnologice de produse de termoformare din semifabricate cu polimer plat sunt prezentate în alte surse de literatură [2 - 7, 9].

3. PARAMETRI TEHNOLOGICI BASICI

PROCESURI DE TERMORFORMARE

Principalii parametri tehnologici care determină cursul proceselor de termoformare a produselor din semifabricatele polimerice plate și afectează în final calitatea produsului finit sunt: \u200b\u200btemperatura semifabricatului utilizat, temperatura sculei de formare, scăderea presiunii de funcționare în timpul turnării, viteza de formare, viteza de răcire a semifabricatului format, geometria articolului format. , proprietățile materiilor prime polimer utilizate, proprietățile și parametrii termodinamici ai mediilor de lucru etc.

Întrucât procesele de prelucrare a polimerilor în produse și piese sunt, în primul rând, deformaționale, alegerea temperaturii optime pentru fiecare metodă specifică de prelucrare a acestora ar trebui să țină seama de caracteristicile comportamentului de deformare a materialelor utilizate. Aceste caracteristici sunt ușor stabilite din analiza curbei termomecanice, a cărei formă tipică pentru un polimer amorf este prezentată în Fig. 3. Analiza curbei termomecanice date arată că materialele polimerice sunt caracterizate de trei regiuni pronunțate care determină grade diferite ale deformabilității lor și

Fig. 3. Curba termomecanică a polimerului amorf:

T C - temperatura de tranziție a sticlei; T T - punct de curgere; 1, 2, 3 - zone cu stări de relaxare sticloase, cu elasticitate și curgere vâscoasă, respectiv a polimerului

corespunzând diferitelor stări de relaxare (termomecanice) ale polimerilor: sticloși, foarte elastici și vâscoși. Starea sticloasă a polimerilor se caracterizează prin absența mișcării lanțurilor macromoleculare sau a segmentelor acestora. Mișcarea termică într-un material se manifestă numai în vibrațiile atomilor. Aplicarea unei încărcări externe pe polimer în asemenea condiții nu poate duce decât la o modificare a structurii sale macromoleculare a distanțelor interatomice medii și a unghiurilor de legătură ale legăturilor chimice. Prin urmare, comportamentul de deformare al polimerilor în această stare și al solidelor elastice obișnuite nu este diferit, iar deformările care se dezvoltă în astfel de condiții în polimeri sunt complet elastice reversibile.

Dacă materialul polimeric este încălzit la o temperatură care depășește temperatura de tranziție a sticlei, atunci trece în următoarea stare de relaxare - foarte elastică, când apare mobilitatea segmentelor individuale ale lanțului macromolecular al polimerului, iar materialul devine mai moale și mai elastic. Cu toate acestea, există încă un

formațiile supramoleculare care există foarte mult în structura sa, de exemplu, microblocurile, împiedică deplasarea relativă a lanțurilor moleculare în ansamblu. Aplicarea unei încărcări externe la polimer în această stare

duce la o schimbare (scădere) a entropiei configuraționale a stării macromoleculelor, care, „desfășurându-se” dintr-o bobină statistică, sunt orientate doar în direcția sarcinii aplicate, în timp ce mișcarea termică a legăturilor de lanț contracarează sarcina externă. Când sarcina este îndepărtată, lanțurile revin la starea lor inițială și, prin urmare, deformarea extrem de elastică, precum și elastică, este o deformare complet reversibilă, dar spre deosebire de aceasta din urmă, are o natură entropică.

La încălzirea ulterioară a polimerului peste o anumită temperatură, numită punctul de turnare, formațiunile supramoleculare devin atât de instabile încât devine posibil ca lanțurile de macromolecule să se deplaseze unele față de altele atunci când i se aplică o sarcină externă. Această din urmă circumstanță asigură fluxul de medii polimerice în această stare, în timp ce deformările fluxului sunt ireversibile, iar starea polimerului însuși se numește vâscoasă. Trebuie remarcat mai ales că deformarea polimerilor în stare de relaxare cu flux vâscos nu înseamnă deloc că deformațiile care se dezvoltă în ele sunt exclusiv deformări ale fluxului.

În funcție de modurile și cinematica deformării, se dezvoltă proprietățile reologice ale mediilor polimerice din acestea, împreună cu deformările de curgere, deformări extrem de elastice ale unui anumit nivel.

Deoarece toate procesele de termoformare asigură etapa de încălzire a piesei, a cărei suprafață se află în stare liberă, astfel încât piesa de prelucrat nu are posibilitatea de a se deforma puternic în acest stadiu tehnologic sub acțiunea forțelor gravitaționale, este încălzită până când polimerul atinge o stare extrem de elastică. Încălzirea billetului într-o stare cu flux vâscos duce la desenul gravitațional suficient de rapid (înfășurare) și, în consecință, la imposibilitatea punerii în aplicare a etapei de formare a produsului. Pe de altă parte, temperatura preformei care se formează nu trebuie să fie aproape de limita stărilor vitroase și extrem de elastice ale polimerului, deoarece în timpul formării articolului, în acest caz, este posibilă modelarea incompletă a acestuia. Astfel, temperatura de operare a preformei polimerice turnate este unul dintre principalii parametri tehnologici care determină implementarea proceselor de termoformare. Tabelul 1 prezintă condițiile de temperatură aproximative la care se realizează termoformarea produselor polimerice din panglici plate din industrie.

În plus, trebuie remarcat importanța implementării procesului de încălzire a pieselor în sine. În primul rând, acest proces este destul de lung și se ridică la aproximativ

50-80% din timpul total de ciclu de modelare a produsului. În al doilea rând, piesele trebuie să fie încălzite astfel încât temperatura din toate punctele de pe suprafața lor să fie în același timp aceeași. Încălzirea neuniformă duce la o deformare neuniformă a piesei în procesul formării acesteia într-un produs și la formarea pliurilor pe suprafața acestuia. Ca urmare a încălzirii neuniforme, pe suprafața preformei se pot forma regiuni supraîncălzite și, în timpul turnării, se poate produce ruperea preformei în aceste zone.

Temperatura instrumentului de formare afectează procesul de răcire a produsului format. Evident, trebuie să fie sub temperatura de tranziție a sticlei polimerului, altfel preforma nu va fi suficient de răcită și produsul își poate pierde forma. Este, de asemenea, evident că cu cât scăderea temperaturii instrumentului de formare este mai rapidă, cu atât este mai rapidă răcirea și cu atât productivitatea echipamentului de formare este mai mare.

tabelul 1

Dar la temperaturi foarte scăzute ale instrumentului de formare, pete de hipotermie apar pe suprafața produsului turnat, iar tendința acestuia la urzeală crește.

Cu metode pneumatice de formare a produselor, parametrii tehnologici ai acestor procese, precum valorile curente ale căderii de presiune necesare pentru implementarea lor, viteza de modelare (modelare) a produsului, care este determinată în timp, și presiunea gazului comprimat care curge în cavitatea de lucru sunt interrelaționate.

Scăderea de presiune curentă de funcționare realizată în timpul turnării produsului este determinată de caracteristicile elastice ale materialului polimeric, grosimea peretelui piesei inițiale, precum și deformațiile elastice care se dezvoltă în timpul turnării sale în produs. Utilizarea de materiale sau preforme polimerice „rigide” având o grosime relativ mare necesită crearea unor picături de presiune relativ mari pentru a asigura o mulare suficientă a articolului.

Cu un material „moale” sau semifabricate cu pereți subțiri, crearea unor rate mari de deformare a acestora poate duce la distrugerea mecanică (ruperea) acesteia din urmă în procesul de formare.

În timpul implementării proceselor de turnare pneumatică, un mediu gazos de lucru (comprimat) este furnizat într-o cavitate de lucru închisă, cel puțin una dintre suprafețele acesteia fiind suprafața unei piese de lucru plane cu un gaz sursă situat acolo, care, în cazul general, poate să nu fie identic cu mediul original de gaz. În practică, de regulă, sursa și gazele de lucru sunt identice.

Pe baza celor de mai sus, este ușor de înțeles că timpul de formare a unui produs este determinat nu numai de scăderea presiunii de funcționare, care, în cazul general, depinde de proprietățile materialului prelucrat, de parametrii geometrici ai piesei originale și de produsul format, de parametrii termodinamici ai mediului de gaz utilizat, precum și de unii parametri de proiectare a echipamentului utilizat. și sisteme de pneumocomunicații. Timpul maxim admis pentru formarea unui produs este determinat de răcirea piesei de prelucrare în procesul deformării sale: temperatura piesei nu trebuie să aibă timp să scadă până la un astfel de nivel la care modelarea produsului devine imposibilă. Timpul minim pentru modelarea produsului este determinat de ratele de deformare maxime posibile ale piesei, la care se poate produce ruperea materialului.

În timpul implementării proceselor de formare în vid (Fig. 1), mediul gazos situat acolo este evacuat din camera de lucru închisă a mașinii de formare a vidului cu echipamentul de formare instalat în acesta pe masa mobilă, creând astfel o cădere de presiune între suprafețele exterioare și interioare ale piesei de lucru plane.

Acesta din urmă, fiind deformat sub acțiunea forței motrice generate, intră în contact cu suprafețele de modelare ale instrumentului de modelare (matrițe, lovituri etc.), ceea ce asigură implementarea procesului de modelare a produsului. Ca și în cazul turnării prin suflare, viteza de deformare a pieselor în timpul formării lor în vid depinde de momentul formării produsului.

În primul rând, trebuie menționat faptul că nu în toate cazurile echipamentul de formare a vidului este capabil să asigure o retenție stabilă a vidului creat în camera de lucru (și, în consecință, căderea de presiune) în timpul procesului de formare. Se știe că reținerea stabilă a vidului creat este posibilă numai în acele cazuri în care volumul receptorului, în care gazul este evacuat din camera de lucru, depășește volumul inițial de cel puțin opt ori.

În al doilea rând, dacă în condiții naturale (atmosferice), condiția specificată pentru implementarea procesului de formare a vidului nu este satisfăcută, atunci este necesar să se apeleze la metoda combinată - pneumatică a vidului de formare a acesteia, pentru care este necesară crearea unei presiuni inițiale în exces în camera de lucru a echipamentului și deasupra suprafeței exterioare a piesei de prelucrat.

Ținând cont de cele de mai sus, este ușor de înțeles că timpul tehnologic pentru modelarea produselor din semifabricatele plate în metoda vidului de producere a acestora depinde nu numai de proprietățile materialelor polimerice prelucrate, de parametrii geometrici ai semifabricatelor și de produsele turnate utilizate, parametrii termodinamici ai mediilor de lucru gazoase, dar sunt determinați substanțial și de unii constructivi parametrii echipamentului folosit și instrumentul de formare.

La implementarea proceselor de termoformare mecanică (Fig. 2), timpul de formare a produsului (și, în consecință, viteza de deformare a piesei) este determinată de viteza de mișcare a sculei de formare 4 , în timp ce alegerea optimă a acestuia din urmă se datorează acelorași probleme care sunt caracteristice celorlalte metode de modelare considerate anterior.

După cum sa menționat deja, rata de răcire a produselor turnate, determinată de timpul lor de răcire într-un interval de temperatură cunoscut, afectează valoarea tensiunilor reziduale din material. Răcirea relativ rapidă a produsului turnat reduce timpul de ciclu al producției sale, dar duce la „înghețarea” tensiunilor reziduale din material, ca urmare a faptului că produsul are stabilitate dimensională scăzută în timpul funcționării. Cu o răcire relativ lentă, tensiunile reziduale se relaxează parțial, crescând stabilitatea dimensională a produsului, dar aceasta crește timpul de ciclu al acestuia din urmă.

Se știe că materialele polimerice au o conductivitate termică relativ scăzută. Prin urmare, eficiența răcirii articolelor turnate depinde în esență de condițiile de transfer de căldură de la materialul polimer răcit la mediul de răcire realizat în practică.

Timpul de răcire al produsului depinde în esență de valoarea integrală medie a grosimii peretelui său. Acest din urmă concept este introdus datorită faptului că deformarea semifabricatelor plate în timpul formării produselor din acestea se caracterizează printr-o eterogenitate semnificativă, ca urmare a faptului că produsele turnate au o variație de grosime foarte vizibilă (neuniformitatea grosimii peretelui). Diferența de grosime a produselor polimerice afectează prezentarea lor și caracteristici de performanță atât de importante precum rezistența, rigiditatea, etanșeitatea la vapori și gaze. Variația grosimii produselor turnate nu depinde practic de proprietățile polimerilor prelucrați, dar depinde semnificativ de metoda de turnare implementată și de geometria produselor.

Timpul ciclului tehnologic sau de lucru pentru producerea unui anumit tip de produs depinde, în primul rând, de metoda implementată de formare a acestora, de echipamentele utilizate și poate include o mare varietate de elemente.

Anunțurile de cumpărare și vânzare a echipamentelor pot fi vizualizate la

Puteți discuta despre avantajele mărcilor de polimeri și proprietățile acestora la

Înregistrează-ți compania în Directorul companiilor

 

Ar putea fi util să citiți:

• Bagiev gl tarasevich vm marketing;
• Forme și metode de lucru ale instituțiilor culturale de tipul clubului Conceptul de activități de club și club;
• Canale de distribuție pentru servicii hoteliere;
• Ghid de profesie pro și contra;
• Specificul marketingului în turism;
• Scopul și amenajarea magazinului de cofetărie;
• Tehnologie pentru pregătirea și desfășurarea unei prezentări turistice;
• Structura organizatorică a unui hotel modern;