Вдосконалення технології виготовлення не відновлюваних деталей з гуми для мобільної техніки на дільниці ТОВ НВП «Базіс» м. Мелітополь Зап

Суміш каучуку з вулканізатором утворить сиру гуму, а після закінчення вулканізації - гуму.

Гумові матеріали широко застосовуються в промисловості  й у побуті завдяки тому, що має  наступні переваги: високу еластичність, гарну вібростійкість, здатність поглинати коливання до 30-40% прикладеної механічної енергії, перетворюючи її в тепло; підвищену хімічну стійкість, стійкість до випару, міцність зчеплення (адгезії).металам і тканинам, гарні діелектричні властивості. На властивостях гуми крім каучуку впливають речовини вхідні в її сполучення.

Вулканізатори - сірка ,металевий  натрій і інші, у  м'яких сортах гуми втримується  до 3% сірки від ваги каучуку, а у тверді (ебоніт) - 25-30%.

Зміньшити час  вулканізації можливо введенім прискорювачів процесу  органічних речовини: що каптакс, окиси свинцю або свинцевий гніт та інших. Це можливо за скорочення основного часу.

 

Графік технологічного процесу без застуванням прискорювачів  представлен на рисунку 4,1

                                                  

                                             

Рисунок 4.1 Графік технологічного процесу без застуванням прискорювачів.

 

Графік технологічного процесу  із застуванням прискорювачів (каптакс, свінцовий глет) представлен на рисунку 4.2.

Рисунок 4.2. Графік технологічного процесу із застуванням прискорювачів (каптакс, свінцовий глет)

 

         Час вулканізації із застуванням прискорювачів скорочен з 60 хв до 45 хв.

Наповнювачі - барій, що робить вартість гуми дешевше .

Новий синтетичний каучук за структурою й властивостями відповідному натуральному каучуку.

Для одержання гуми попередньо піддаються термічній обробці при  температурі  З натуральний каучук, розрізають на шматки й пропускають через вальці (каландри) для переказу пластичності, потім змішують із основними частками гуми  й одержують сиру гуму, мало пружну  масу, що легко піддається обробці тиском.

Сира гума піддається подальшій  обробці , видавлюванню на черв'ячному пресі для виготовлення труб, стрижнів і інших виробів, пресування в прес-формах, у валках (каландрах) - для одержання гладких і рифлених листів.

Лиття під тиском у  спеціальних прес-формах з напірною камерою для завантаження сирої  гуми.

Безперервне видавлювання виробів одержують на черв'ячних  пресах (шприц - машинах) шляхом видавлювання нагрітої пластичної гумової маси в порожнечу форми під високим тиском. Такий спосіб забезпечує найбільш економічне виготовлення виробів і високу якість.

До переваг цього  способу відноситься без вихідність виробництва.

Недоліком є: необхідна спеціальна гранульована  гума; великі зусилля на пресування.

Лиття під тиском (Рисунок 4.3) є високо продуктивним способом одержання високо якісних  виробів з гуми.

 

 

 

 

 

 

                     Рисунок 4.3. Лиття під тиском

 

Порожнеча форми заповнюється під тиском нагрітої до температури пластичної гумової маси при переміщенні пуансона машини. Конструкції машини для лиття під тиском при виробництві виробів з полімерних матеріалів.

Виготовляють вироби складної форми  й великогабаритні залежно від якості гнізд, у формі можна відливати кілька деталей.

Недоліки: високі вимоги до властивості  гуми, складне устаткування.

При пресування гумову заготівлю  поміщають у порожнечу форми  й запресовують на гідравлічному  пресі.

Прес-форма має отвори для повітря при пресуванні.

Пресування гумовою  масою роблять одночасно з  обігрівом форми (при гарячому пресуванні) (Рисунок 4.4) і без підігріву форми (при холодному формуванні). Холодне формування застосовують для виготовлення виробів з ебоніту.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           

 

Рисунок 4.4. Кадрове пресування.

 

Виготовляють деталі будь-якої форми  й розміру, нагрівання суміші до температури  , це приводить до одночасної вулканізації. Простій по конструкції, підвищується міцність і механічні властивості деталей.

Недоліки: неповна автоматизація  процесу.

Обробка тканини гумою виконується  на спеціальних ниткових роликових  машинах, при безперервних рухах  тканини просочуються гумовим клеєм.

Для збільшення міцності гуми, вироби армують: ведуть у стінки ущільнюючий матеріал, сталеве проведення або сітку, скляну або капронову тканину.

Армована гума  застосовується для виготовлення шлангів, гумових  рукавів, транспортних ліній.

 Для одержання пористої гуми  до складу сирої гуми вводять матеріали,

 

які при нагріванні розкладаються, що приводить до утворення в гумі пори.

Застосовувані паро утворюючі матеріали: двовуглекислий натрій у кількості 10-15%; від ваги гуми суміш крейди з органічною кислотою (олеїнова, фталева й інші).

Ефективно виготовляти пористі гуми з латексів шляхом спінювання сполучення механічним перемішуванням, причому в цьому випадку відпадає необхідність у каландруванні сирої гуми  й у громіздкому устаткуванні.

Гумові вироби піддають вулканізації для поліпшення їхньої якості. Гаряча вулканізація виробляється у середовище насиченому водяними парами при температурі С и тиску 2-5 атм. або між гарячими металевими поверхнями форми, холодна вулканізація (без нагрівання)  - веденням у гуму хлористої сірки. Тривалість вулканізації залежить від розміру виробу, способу нагрівання й від особливостей вулканізації сірки.

Гумові вироби поміщають у казан (автоклав) подача пари в казан виробляється продувкою повітря з паром.

Вулканізація здійснюється також  у вулканізаційних пресах. Застосовуються преса різного типу, із зусиллям до 100т, у яких плити нагрівають парою, гарячою водою, електроенергією.

При нагріванні гумова маса розширюється й ущільнюється.

У масовому виробництві  вулканізація виробляється на пресах автоматах, при цьому форма нагрівається з усіх боків і забезпечується сталість температурного зниження витрати  пари, електроенергії й підвищення продуктивності. Є високопродуктивні  литтеві вулканізаційні автомати, на які виготовляються гумові вироби методом лиття з одночасною вулканізацією.

Для виготовлення гумових виробів  пресуванням використовують ротаційні  преса високою продуктивністю, на яких одночасно із пресуванням відбувається вулканізація.

Для проектованої ділянки  по виготовленню гумове технічних виробів, приймаємо метод пресування, як найбільш застосовуваний. Даний метод виготовлення гумове технічних виробів не вимагає громіздкого дорогого устаткування, знизить витрати на оснащеність ділянки.

 

        4.2 Технологія виготовлення гумове технічних виробів

 

Для одержання якісного виробу, необхідно витримати технологічний  процес, правильно і якісно виготовити сировину й устаткування.

На виробництво цих  операцій іде час, тому що на підготовку гуми й корду, відповідно до технологічного процесу, необхідно 1,5 хвилини. Намотування корду й гуми на заготівлю вимагає 2 хвилини.

Для приготування прес –  форми до роботи йдуть 0,2 хвилини. Потім 0,2 хвилини необхідно для встановлення й закріплення заготівлі у форму. Для того, щоб підняти робочу температуру прес – форми, а це  від необхідно затратити 15…20хвилин.

Найбільш тривала операція за часом, ця витримка прес – форма  з одночасною вулканізацією в  період 30…40 хвилин, при температурі прес – форми   при зусиллі Р= 20…100 =2...10 мПа.

При правильному ході технологічного процесу на видалення  виробу із прес - форми йде 0,5 хвилин.

Остання операція технологічного процесу зняття облою з готової деталі, на яку йде 1,8 хвилин.

Екструзія

 

Під екструзією розуміють  процес додання матеріалу певної форми при безперервному продавлюванні  його через канал, що оформляє, голівки  екструзійної машини.(Рис.4.5).

Цей процес відрізняється  від інших методів виробництва своєю

безперервністю, високою продуктивністю й можливістю на тому самий устаткуванні - екструдері - одержувати велике різноманіття виробів.

Екструзійні машини й  установки застосовуються для виробництва  плівок, шлангів, листів, труб і матеріалів, що піняться.

Черв'ячні екструдери не завжди забезпечують гарне зрушення диспергування матеріалів, а отже і якість виробів. Крім того, вони складні  у виготовленні  й експлуатації.

 

           

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.5 -  Екструзія.

 

4.3  Пряме (компресійне) пресування

 

Пряме пресування дає  можливість   нескладні точні  деталі в прес - формах  простих  конструкцій, причому тиск у період всієї операції пресування передається  безпосередньо на вироби, що пресуються. До недоліків прямого пресування варто віднести: появу облоя на лінії рознімання прес - форми, необхідність підвищених умов пресування, труднощі формування деталі складної конфігурації, а також виробів з арматурами внаслідок первісного заповнення гнізда, що оформляє, форми порожньою непрогрітою прес - масою, здатної ушкодити встановлених арматур.(Рис.4.6).

              Рисунок 4.6 - Пряме (компресійне) пресування.

 

Для проектованої дільниці по виготовленню ГТВ, приймаємо метод пресування як найбільш прийнятний. Даний метод виготовлення ГТВ не вимагає громіздкого устаткування (дорогого), знизити витрати на оснащеність ділянки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. РОЗРОБКА КОНСТРУКЦІЇ ПРЕСС - ВУЛКАНІЗАТОРА

 

Підготовлену для пресування гуму  поміщають у порожнину  прес – форми й запресовують на гідравлічному прес – вулканізаторі. Пресс – форма має отвори для виходу повітря. Пресування гумової маси відбувається з обігрівом форми до З, завдяки чому одночасно відбувається вулканізація виробу. Використання прес - вулканізатора забезпечує підвищення продуктивності праці й зниженню собівартості виробу.

 

5.1 Опис конструкції прес - вулканізатора

 

Розроблений прес - вулканізатор  складається зі звареної рами, на якій у верхній частині на траверсі встановлені два гідроциліндра і гідростанція. На вертикальній стійці - апаратури пресування гідроциліндром.

На штоку гідроциліндра  закріплена верхня підвісна плита, що має кульову опору при рівномірності притиску прес - форм.

На нижній частині  рами закріплена нерухома плита. Нагрівальна  плита являє собою сталеву плиту з пазами, у яких покладені нагрівальні тени та зверху закриті кришкою.

Керування нагрівальними  елементами здійснюється з пульта керування  змонтованого на стійці прес - вулканізатора. Пересування нерухомої плити  здійснюється по двох стійках, а висота підйому плити - ходом штока гідроциліндрів.

Постійний тиск у гідроциліндрі  постійний тиск, створюваний гумою  в процесі вулканізації, що забезпечує гарну  заповнюваність порожнини  прес – форми гумою. Надлишок гуми видавлюється в  облой.

 

 

 

2. Розрахунок привода рухливої плити прес – вулканізатора

 

По технічній характеристиці зусилля притиску повинне бути 400 тс, що створюється гідроциліндром (Рис. 5.1).

 

                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5.1 - Кінематична схема

Для створення такого тиску в циліндрі необхідно розрахувати діаметр поршня циліндра.

Діаметр поршня циліндра визначається по формулі:

                              , см   (5.1)

де - Q –зусилля, що утворюється  штоками, Q - 400 тс;

                  Р – тиск, що утворюється масляним насосом НШ – 46, Р = 180 .

Тоді              ,см   (5.2)

Приймаємо Д = 95 мм або стандартний гідроциліндр В – 100 – З   Д = 100 мм.

 

Масляний насос НШ – 46 продуктивністю 54 л /хв., створює тиск Р= (18 МПа). Для забезпечення цих характеристик необхідний електродвигун потужністю 4 кВт.

 

 

3. Розрахунок часу нагрівання плити прес - вулканізатора

 

У нагрівальну плиту  монтується 10 тенів потужністю кожного 0,5 кВт. Плита розміром  400*550*30 мм має об'єм 6600 .При щільності стали 8,2 , маса нагрівальної плити становить:

   (5,2)

Оскільки тени мають  повітряний прошарок, то ККД тенів  становить  =0,8.

Час нагрівання плити  залежить від теплоємності матеріалу, маси плити, ККД теплопередачі й  потужності нагрівальних елементів  і визначається по формулі: