Файл: 1 Начало промышленного производства ряда полимеров и пластмасс.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 335
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
г/10 мин. Основными условиями получения ПЭ-пленок с одинаковыми усадочными свойствами (усадка 30÷40 %) в продольном и поперечном направлении является высокая ориентация макромолекул полимера при формовании пленочного рукава за счет больших степеней раздува (3,5÷5) и вытяжки при резком охлаждении до линии кристаллизации. Наиболее оптимальной формой рукава при этом принято считать грибовидную с вытянутой цилиндрической шейкой (форма а). Практически термоусадочные пленки могут быть получены на обычных установках, предназначенных для получения рукавных пленок. Однако соотношение размеров тянущих валков и диаметра дорна формующей головки должно обеспечивать высокую степень раздува пленочного рукава.
Процесс автоматической упаковки изделия в термоусадочную пленку схематически показан на рис. 5.33.
Подлежащий упаковке предмет (коробка, штучное изделие, банка, т.е. изделие практически любой формы) вводят в зону между двумя полотнами термоусадочной пленки. По выполнении поперечных и продольных сварочных швов изделие оказывается внутри свободного мешка – “чехла”. При использовании рукавной пленки продольных швов не требуется. При прохождении термоусадочной камеры “чехла” дает усадку, и изделие плотно обжимается пленочным материалом. Высококачественная упаковка требует тщательного термостатирования и равномерной со всех сторон подачи нагретого воздуха.
5.5.4 Экструзионные линии производства труб, шлангов и профильных изделий
Процесс получения гладких, перфорированных, армированных, гофрированных труб, шлангов, кабельной изоляции и профилей основан на непрерывном выдавливании расплава через соответствующую формующую головку с последующим охлаждением и отводом в соответствующие приемные устройства.
Процесс получения данной продукции имеет множество общих стадий технологической схемы. Основными и общими элементами схемы является:
1. подготовка сырья;
2. плавление и гомогенизация расплава в экструдере;
3. формование исходной заготовки методом экструзии расплава через головку соответствующего профиля;
4. калибровка (для изделий с большой размерной точностью);
5. одно- и двухстадийное охлаждение готового изделия;
6. соответствующее профилю изделия тянущее устройство;
7. маркировка;
8. намотка или резка.
Трубные линии. Наиболее ответственным видом изделий такого рода являются трубные изделия, т.к. предназначены для работы под давлением, под осевым напряжением. Кроме того, их геометрические размеры должно точно соответствовать техническим требованиям при сборке с соединительной арматурой.
Методом экструзии можно изготавливать трубные изделия от десятых долей миллиметра (капиллярные трубки) до труб диаметром 1500 мм с толщиной стенки 52 мм и более. Есть информация, что проработана технология и экструзионное оборудование для производства труб Ø 3000 мм.
Основными материалами для получения трубных изделий экструзией служат ПЭНП, ПЭВП, ПЭСД, ПП, ПВХ, ПТФЭ.
Трубы из ПЭ и ПП применяются для транспортировки воды, воздуха, различных жидких и газообразных продуктов, к которым стойки эти материалы. Трубы из непластифицированного ПВХ (винипласта) применяются для транспортировки технической воды и жидкостей, к которым стоек винипласт.
Фторопластовые трубы (обычно из Ф-4Д) изготавливаются диаметром от 30 до600 мм и применяются для перекачки агрессивных жидкостей.
Широкое применение нашли гофрированные трубы и шланги. Их применяют в сельском хозяйстве, строительстве, электротехнике, станкостроении, медицине, судостроении, в бытовых приборах. Достоинство гофрированных труб и шлангов сочетание продольной гибкости с поперечной жесткостью. Они выпускаются в широком диапазоне диаметров от 16 до 200 мм.
Для придания трубному изделию профиля заданных размеров и исключения его деформации в охлаждающем устройстве его калибруют, т.е. предварительно охлаждают с приданием расплаву определенной конфигурации и размеров. Калибрование труб и шлангов проводят по наружной или внутренней поверхности. Применяются различные системы калибрования. Наибольшее применение получил способ калибрования труб по наружному диаметру, что связано с особенностями сборки труб и соединения с арматурой.
Принцип калибрования трубной заготовки по наружному диаметру заключается в ее протягивании через охлаждаемую втулку, к внутренней поверхности которой заготовка прижимается либо сжатым воздухом, либо атмосферным давлением (вакуумное калибрующее устройство). Схема калибрования сжатым воздухом показа на рис. 5.35.
В протягиваемую через калибрующую втулку трубу по каналу в дорне формующей головки подается сжатый воздух. Он прижимает горячую эластичную трубу к внутренней поверхности втулки. Давление в трубе сохраняется благодаря плавающей пробке. Она удерживается или тросом, присоединенным к дорну, или электромагнитом. В корпус втулки подается охлаждающая вода. Принцип калибрования трубы в вакуумном калибрующем устройстве показан на
рис. 5.36. Горячая мягкая труба атмосферным давлением прижимается к той части калибрующей втулки, которая проходит через вакуум-секцию устройства.
Калибрование трубы по внутреннему диаметру производится с помощью охлаждаемого внутри конического удлинителя- дорна, по наружной поверхности которого протягивается трубная заготовка (рис. 5.37).
Технология производства гофрированных от изготовления гладких труб отличается тем, что за формующей головкой вместо калибратора установлен гофратор с двумя рядами движущихся по замкнутому контуру полуформ и готовая гофротруба поступает на намоточное устройство. В технологических линиях применяются гофраторы различных систем, из которых наибольшее распространение получили двухцепные гофраторы (рис. 5.38). Гофратор представляет собой две движущиеся цепи, к которым прикреплены полуформы, создающие профиль гофра. При смыкании полуформ образуется формующий канал. Охлаждение полуформ осуществляется воздухом, нагнетаемым вентилятором. Во внутрь трубы (вначале гофратора эластичной) подается сжатый воздух, удерживаемый “плавающей пробкой”. Воздухом горячая эластичная труба во входной части гофратора прижимается к полуформам и формируется профиль гофра. И по ходу движения по гофратору труба охлаждается. Профиль гофра может быть полукруглым, прямоугольным, треугольным, “кремлевская стена”, трапецевидным. Последний наиболее применим: обеспечивает наиболее удобное извлечение гофротрубы при размыкании полуформ.
Инжекционно-выдувное формование полых изделий из литьевых заготовок (преформ).
При инжекционно-выдувном формовании вначале отливают тонкостенную заготовку (преформу) в литьевой форме на дорне. Затем дорн с горячей заготовкой переносят в выдувную форму, где под действием сжатого воздуха из заготовки формуются изделие.
Инжекционно-выдувные агрегаты обычно комплектуют на базе литьевых машин для переработки термопластов. Все дополнительные операции, связанные с размыканием и замыканием форм и их перемещениями, а также транспортировкой заготовки и сталкиванием готового изделия автоматизированы.
Инжекционно-выдувной метод менее производителен, чем экструзионно-выдувной, и не позволяет формировать полые изделия больших размеров (до 250 л) и сложной конструкции. К преимуществам этого метода относится возможность формирования изделий с калиброванной горловиной и заданным распределением толщины изделий на различных участках. Изделия обычно более прочные и имеют более чистую поверхность; отсутствуют отходы материала; изделия не нуждаются в зачистке и механической обработке (пример, емкости из ПТЭФ).
Применятся однофазный и двухфазный способы инжекционно-выдувного формования.
Схема однофазного формования приведена на рис. 5.46. В позиции I из червячной литьевой машины пластифицированный материал впрыскивается в замкнутую литьевую форму, обеспечивая формование заготовки для полого изделия. После частичного остывания заготовки литьевая форма размыкается, и переносное устройство поворачивается на 1800 вокруг вертикальной оси. При этом отлитая заготовка переносится вместе с дорном в полость разомкнутой выдувной формы (позиция II). Выдувная форма замыкается, и через каналы (а) и (б) в переносном устройстве нагнетается сжатый воздух для формования изделия из заготовки. После охлаждения и затвердевания изделия выдувная форма размыкается, отформованное полое изделие сбрасывается с дорна струей сжатого воздуха или механическим сталкивателем, и цикл формования повторяется.
Более широко применяется двухфазный раздельный способ получения объемных изделий малой емкости из ПЭТ-преформ (пробирок). На специализированных червячно-плунжерных литьевых машинах (широко применятся термопластавтоматы модели“Husky”) в 48-гнездных и более литьевых формах отливаются ПЭТ-преформы, которые затем поставляются на предприятия-производители пищевых жидких продуктов. В специализированных цехах данных предприятий на высокоскоростных ротационных выдувных машинах (SBM-машинах) (рис. 5.47) формуются ПЭТ-бутылки.
Основные узлы SBM-машины – камера ИК-нагрева преформ и блок выдува емкости. Из основного загрузочного бункера преформы поступают в распределитель, в котором автоматически принимают необходимое положение. При помощи подающей спирали они поступают на подающее зубчатое колесо. Каждая преформа захватывается за кольцо на горлышке специальными цапфами и в перевернутом положении подается на карусель нагрева, которая проносит их сквозь камеру нагрева. Внутри камеры преформы постоянно вращаются вокруг своей оси, для того, чтобы нагрев был равномерным. По выходе из камеры нагрева разогретые до температуры около 110 0С преформы в течение определенного времени оставляются для уравнивания (эквилибрации) температуры, а затем подаются в открытые формы для выдува бутылок (а). Как только форма закрывается (б), преформа немедленно вытягивается и предварительно надувается. Растягивание выполняется механически с помощью специального растягивающего стержня, который вставляется в горлышко будущей бутылки и опускается вниз, в сторону ее дна (
в). В результате этого размягченная преформа удлиняется. Глубина хода стержня регулируется механически и зависит от размера и формы будущей бутылки. Затем в течение секунды продолжается фаза выдува (г), проходящая при давлении в 2,5 МПа, в ходе которой бутылка приобретает свою окончательную форму. Растягивающий стержень вынимается, бутылка, прижимаясь к холодным стенкам формы, охлаждается и становится достаточно жесткой, после чего форма открывается и выпускает готовую бутылку (д).
Процесс автоматической упаковки изделия в термоусадочную пленку схематически показан на рис. 5.33.
Подлежащий упаковке предмет (коробка, штучное изделие, банка, т.е. изделие практически любой формы) вводят в зону между двумя полотнами термоусадочной пленки. По выполнении поперечных и продольных сварочных швов изделие оказывается внутри свободного мешка – “чехла”. При использовании рукавной пленки продольных швов не требуется. При прохождении термоусадочной камеры “чехла” дает усадку, и изделие плотно обжимается пленочным материалом. Высококачественная упаковка требует тщательного термостатирования и равномерной со всех сторон подачи нагретого воздуха.
-
Экструзионные линии производства труб
5.5.4 Экструзионные линии производства труб, шлангов и профильных изделий
Процесс получения гладких, перфорированных, армированных, гофрированных труб, шлангов, кабельной изоляции и профилей основан на непрерывном выдавливании расплава через соответствующую формующую головку с последующим охлаждением и отводом в соответствующие приемные устройства.
Процесс получения данной продукции имеет множество общих стадий технологической схемы. Основными и общими элементами схемы является:
1. подготовка сырья;
2. плавление и гомогенизация расплава в экструдере;
3. формование исходной заготовки методом экструзии расплава через головку соответствующего профиля;
4. калибровка (для изделий с большой размерной точностью);
5. одно- и двухстадийное охлаждение готового изделия;
6. соответствующее профилю изделия тянущее устройство;
7. маркировка;
8. намотка или резка.
Трубные линии. Наиболее ответственным видом изделий такого рода являются трубные изделия, т.к. предназначены для работы под давлением, под осевым напряжением. Кроме того, их геометрические размеры должно точно соответствовать техническим требованиям при сборке с соединительной арматурой.
Методом экструзии можно изготавливать трубные изделия от десятых долей миллиметра (капиллярные трубки) до труб диаметром 1500 мм с толщиной стенки 52 мм и более. Есть информация, что проработана технология и экструзионное оборудование для производства труб Ø 3000 мм.
Основными материалами для получения трубных изделий экструзией служат ПЭНП, ПЭВП, ПЭСД, ПП, ПВХ, ПТФЭ.
Трубы из ПЭ и ПП применяются для транспортировки воды, воздуха, различных жидких и газообразных продуктов, к которым стойки эти материалы. Трубы из непластифицированного ПВХ (винипласта) применяются для транспортировки технической воды и жидкостей, к которым стоек винипласт.
Фторопластовые трубы (обычно из Ф-4Д) изготавливаются диаметром от 30 до600 мм и применяются для перекачки агрессивных жидкостей.
Широкое применение нашли гофрированные трубы и шланги. Их применяют в сельском хозяйстве, строительстве, электротехнике, станкостроении, медицине, судостроении, в бытовых приборах. Достоинство гофрированных труб и шлангов сочетание продольной гибкости с поперечной жесткостью. Они выпускаются в широком диапазоне диаметров от 16 до 200 мм.
Для придания трубному изделию профиля заданных размеров и исключения его деформации в охлаждающем устройстве его калибруют, т.е. предварительно охлаждают с приданием расплаву определенной конфигурации и размеров. Калибрование труб и шлангов проводят по наружной или внутренней поверхности. Применяются различные системы калибрования. Наибольшее применение получил способ калибрования труб по наружному диаметру, что связано с особенностями сборки труб и соединения с арматурой.
Принцип калибрования трубной заготовки по наружному диаметру заключается в ее протягивании через охлаждаемую втулку, к внутренней поверхности которой заготовка прижимается либо сжатым воздухом, либо атмосферным давлением (вакуумное калибрующее устройство). Схема калибрования сжатым воздухом показа на рис. 5.35.
В протягиваемую через калибрующую втулку трубу по каналу в дорне формующей головки подается сжатый воздух. Он прижимает горячую эластичную трубу к внутренней поверхности втулки. Давление в трубе сохраняется благодаря плавающей пробке. Она удерживается или тросом, присоединенным к дорну, или электромагнитом. В корпус втулки подается охлаждающая вода. Принцип калибрования трубы в вакуумном калибрующем устройстве показан на
рис. 5.36. Горячая мягкая труба атмосферным давлением прижимается к той части калибрующей втулки, которая проходит через вакуум-секцию устройства.
Калибрование трубы по внутреннему диаметру производится с помощью охлаждаемого внутри конического удлинителя- дорна, по наружной поверхности которого протягивается трубная заготовка (рис. 5.37).
Технология производства гофрированных от изготовления гладких труб отличается тем, что за формующей головкой вместо калибратора установлен гофратор с двумя рядами движущихся по замкнутому контуру полуформ и готовая гофротруба поступает на намоточное устройство. В технологических линиях применяются гофраторы различных систем, из которых наибольшее распространение получили двухцепные гофраторы (рис. 5.38). Гофратор представляет собой две движущиеся цепи, к которым прикреплены полуформы, создающие профиль гофра. При смыкании полуформ образуется формующий канал. Охлаждение полуформ осуществляется воздухом, нагнетаемым вентилятором. Во внутрь трубы (вначале гофратора эластичной) подается сжатый воздух, удерживаемый “плавающей пробкой”. Воздухом горячая эластичная труба во входной части гофратора прижимается к полуформам и формируется профиль гофра. И по ходу движения по гофратору труба охлаждается. Профиль гофра может быть полукруглым, прямоугольным, треугольным, “кремлевская стена”, трапецевидным. Последний наиболее применим: обеспечивает наиболее удобное извлечение гофротрубы при размыкании полуформ.
-
Инжекционно-выдувное формование полых изделий из литьевых заготовок (преформ)
Инжекционно-выдувное формование полых изделий из литьевых заготовок (преформ).
При инжекционно-выдувном формовании вначале отливают тонкостенную заготовку (преформу) в литьевой форме на дорне. Затем дорн с горячей заготовкой переносят в выдувную форму, где под действием сжатого воздуха из заготовки формуются изделие.
Инжекционно-выдувные агрегаты обычно комплектуют на базе литьевых машин для переработки термопластов. Все дополнительные операции, связанные с размыканием и замыканием форм и их перемещениями, а также транспортировкой заготовки и сталкиванием готового изделия автоматизированы.
Инжекционно-выдувной метод менее производителен, чем экструзионно-выдувной, и не позволяет формировать полые изделия больших размеров (до 250 л) и сложной конструкции. К преимуществам этого метода относится возможность формирования изделий с калиброванной горловиной и заданным распределением толщины изделий на различных участках. Изделия обычно более прочные и имеют более чистую поверхность; отсутствуют отходы материала; изделия не нуждаются в зачистке и механической обработке (пример, емкости из ПТЭФ).
Применятся однофазный и двухфазный способы инжекционно-выдувного формования.
Схема однофазного формования приведена на рис. 5.46. В позиции I из червячной литьевой машины пластифицированный материал впрыскивается в замкнутую литьевую форму, обеспечивая формование заготовки для полого изделия. После частичного остывания заготовки литьевая форма размыкается, и переносное устройство поворачивается на 1800 вокруг вертикальной оси. При этом отлитая заготовка переносится вместе с дорном в полость разомкнутой выдувной формы (позиция II). Выдувная форма замыкается, и через каналы (а) и (б) в переносном устройстве нагнетается сжатый воздух для формования изделия из заготовки. После охлаждения и затвердевания изделия выдувная форма размыкается, отформованное полое изделие сбрасывается с дорна струей сжатого воздуха или механическим сталкивателем, и цикл формования повторяется.
Более широко применяется двухфазный раздельный способ получения объемных изделий малой емкости из ПЭТ-преформ (пробирок). На специализированных червячно-плунжерных литьевых машинах (широко применятся термопластавтоматы модели“Husky”) в 48-гнездных и более литьевых формах отливаются ПЭТ-преформы, которые затем поставляются на предприятия-производители пищевых жидких продуктов. В специализированных цехах данных предприятий на высокоскоростных ротационных выдувных машинах (SBM-машинах) (рис. 5.47) формуются ПЭТ-бутылки.
Основные узлы SBM-машины – камера ИК-нагрева преформ и блок выдува емкости. Из основного загрузочного бункера преформы поступают в распределитель, в котором автоматически принимают необходимое положение. При помощи подающей спирали они поступают на подающее зубчатое колесо. Каждая преформа захватывается за кольцо на горлышке специальными цапфами и в перевернутом положении подается на карусель нагрева, которая проносит их сквозь камеру нагрева. Внутри камеры преформы постоянно вращаются вокруг своей оси, для того, чтобы нагрев был равномерным. По выходе из камеры нагрева разогретые до температуры около 110 0С преформы в течение определенного времени оставляются для уравнивания (эквилибрации) температуры, а затем подаются в открытые формы для выдува бутылок (а). Как только форма закрывается (б), преформа немедленно вытягивается и предварительно надувается. Растягивание выполняется механически с помощью специального растягивающего стержня, который вставляется в горлышко будущей бутылки и опускается вниз, в сторону ее дна (
в). В результате этого размягченная преформа удлиняется. Глубина хода стержня регулируется механически и зависит от размера и формы будущей бутылки. Затем в течение секунды продолжается фаза выдува (г), проходящая при давлении в 2,5 МПа, в ходе которой бутылка приобретает свою окончательную форму. Растягивающий стержень вынимается, бутылка, прижимаясь к холодным стенкам формы, охлаждается и становится достаточно жесткой, после чего форма открывается и выпускает готовую бутылку (д).