Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
7_1_PROTYaZhKA.doc
Скачиваний:
130
Добавлен:
14.01.2017
Размер:
7.46 Mб
Скачать

7. Оборудование для пластического формования

При формовании заготовок технологи стремятся обеспечить наименьшие усилия формообразования при минимальном содержании временной технологической связки (ВТС). Формообразованию препятствуют силы трения между частицами (внутреннее трение) и между частицами и стенками формы (внешнее трение). Увеличение содержания ВТС снижает трение, но создает проблемы сохранения геометрии изделия после его извлечения из формы. Чем больше ВТС, тем большие напряжения могут возникать в заготовке при ее удалении, что ведет к браку.

При протяжке (выдавливании, экструзии) используют глинистые массы с влажностью 14–25%. Давление прессования в головке пресса 0,15 – 1,8 МПа. Для протяжки применяют ленточные и поршневые прессы вакуумные и безвакуумные. Ленточные (шнековые, винтовые) прессы напоминают кухонную мясорубку. Они непрерывного действия, но вращение массы создает дефекты. Прочность лопастей винта ограничивает давление формования. Поршневые прессы напоминают шприц. Они периодические, но нет вращения массы и можно формовать при более высоком давлении, что повышает качество изделий.

Массозаготовительный завод (шликер, порошок, пластичная масса)

Пластичную массу получают из шликеров на фильтр–прессах, но фильтр засоряется, и его проницаемость меняется, что затрудняет изготовление массы с постоянной влажностью, которую требуют современные формовочные автоматы (для автоматов отклонение по влажности должно быть менее 1 %).

В Европе из–за близкого расположения потребителей существуют заводы, производящие формовочные массы (порошки, шликеры, пластичные массы). После БРС порошок имеет практически постоянную влажность (особенно после вылеживания в силосе), шликер тоже получают с определенной влажностью. Смешивая их в необходимой пропорции, получают пластичную массу с требуемой влажностью. В России реализации таких заводов препятствуют большие расстояния между керамическими предприятиями.

7.1. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ МЕТОДОМ ПРОТЯЖКИ = ВЫДАВЛИВАНИЕ = ЭКСТРУЗИЯ. ЛЕНТОЧНЫЕ ПРЕССЫ

Масса перемещается шнеком вдоль корпуса пресса к головке и мундштуку. В головке масса сжимается, что создает обратные потоки. После мундштука давление резко падает до атмосферного, что при наличии в массе воздуха может приводить к браку. Объемную производительность пресса (Q) вычисляют по приводимой ниже формуле. Для этого объем массы, перемещаемый за один оборот (сечение, заполненное массой, (D2 – d2)/4 умножают на шаг винта H без толщины лопасти ) надо умножить на скорость вращения винта n (об/мин) и на КПД (K).

Q = [(D2d2)/4]*(H)*n*K,

где D – внутренний диаметр корпуса пресса, d – диаметр ступицы винта.

K = K1 * K2 * K3 ,

где K1 – учитывает потери на проворачиваемость массы, K2 – потери на обратные потоки, K3 – потери на сжатие массы в головке пресса.

Ленточный лопастный безвакуумный пресс (рисунок сверху) состоит из приемной коробки 7 с вдавливающим валком 6, корпуса 9 с рифленой облицовкой 8, головки 10, мундштука 11 и вала 14 с лопастями 12. Внутри приемной коробки над лопастями смонтирован вдавливающий валок 6. Привод лопастного вала 14 осуществляется от электродвигателя 1 через редуктор 2 и соединительную муфту 3.

Приемная коробка служит для приема массы, из которой она забирается лопастями винта. В приемной коробке устанавливают вдавливающий валок (рисунок а). Оптимальный угол  между линией, соединяющей оси их валов, и горизонтальной линией равен 35–50. Длину валка следует принимать равной шагу винта; диаметр d – несколько меньше диаметра винта D, т. е. d = (0,7 – 0,75)D; зазор между лопастями винта и валком – не больше 1 – 2 мм, а окружные скорости винта и валка должны быть одинаковыми. Длина приемной коробки должна быть равна шагу винта, который здесь может быть несколько больше, чем в корпусе. В этом случае масса, находящаяся между лопастями, за один оборот винта из приемной коробки поступит в корпус пресса. Зазор между лопастями винта и корпусом пресса должен быть не более 1 – 2 мм. При правильно выбранном шаге (угле подъема винтовой линии) исключается обратное движение массы и скапливание ее в приемной коробке.

Установка двух вдавливающих валков (рисунок б) улучшает вдавливание, но уменьшает ширину загрузочного отверстия. Вдавливающие лопасти двух лопастных вдавливателей (рисунок в), входя в пространство между лопастями винта, помогают винту забирать и продвигать массу к мундштуку пресса.

Корпус пресса связывает приемную коробку с головкой пресса. В корпусе происходит транспортировка и некоторое уплотнение массы.

В коническом корпусе (рисунок г) происходит значительное уплотнение массы, но возрастает сила трения, препятствующая продвижению массы к головке, и усложняется ремонт и подгонка лопастей. При износе кромки лопастей возникают обратные потоки массы.

В корпусе комбинированной формы (комбинация усеченного конуса с цилиндром) (рисунок д) при перемещении массы происходят те же явления, что и в коническом, хотя и в несколько меньшей степени, а также усложняется изготовление, ремонт и подгонка лопастей к внутренней поверхности корпуса.

Корпус ступенчатый (рисунок е) выполняется с кольцевыми уступами, в которые входят лопасти винта, что препятствует обратным потокам массы. Каждая секция корпуса имеет форму усеченного конуса. Такая форма усложняет изготовление, ремонт и подгонку лопастей к внутренней поверхности корпуса. Нашли применение в вертикальных трубных и в некоторых конструкциях горизонтальных прессов.

Корпус цилиндрический (рисунок ж) является наиболее простым и чаще всего применяемым. В нем легче поддерживать постоянный зазор 1 – 2 мм между наружными кромками лопастей винта и внутренней поверхностью корпуса.

Для предохранения от износа внутреннюю поверхность корпуса выкладывают стальными листами или же в корпус вставляют литую стальную облицовку в виде отдельных колец (рисунок к) или втулки (рисунок и). Продольные канавки (рисунок и) или углубления (рисунок к) забиваются массой, и трение массы о массу препятствует проворачиванию и обратным потокам.

Для уменьшения проворачивания и обратных потоков применяют штыри (рисунок з). Это требует создания разреза в лопасти и увеличивает сопротивление проталкиванию массы, но дает выигрыш за счет снижения потерь на проворачивание и обратные потоки.

Крыльчатка 1 при вращении винта 4 тоже вращается, препятствует проворачиванию и обратным потокам (рисунок выше), а также очищает лопасти винта. Но это усложняет конструкцию.

Винты. Прерывистые винты (рисунок а) лучше перемешивают, но происходит захват воздуха в массу. Сплошные винты (на рисунке все остальные) хуже перемешивают, но меньше захват воздуха в массу. Перед головкой пресса расположена выжимная или выпорная лопасть. Она двух или трехзаходная, чтобы более равномерно подавать массу в головку и мундштук. Для уменьшения вероятности проскальзывания массы по винту шаг винта по мере приближения к головке уменьшают. Для обеспечения дополнительного сжатия (как в коническом корпусе) при использовании цилиндрического корпуса применяют коническую ступицу с увеличением диаметра к выжимной лопасти (к головке пресса).

Прессовая головка. В ней происходит сжатие массы и начало формообразования. Ленты пластичной массы, образующиеся после шнека, соединяются между собой в монолит. Чаще используют одномундштучные головки (рисунок а), реже – двухмундштучные (рисунок б). Для пластичных масс применяют длинные головки, для жестких – короткие, а иногда даже пластину (рисунок в). Иначе происходит сдвиг между лентами пластичной массы, приводящий к кольцевым трещинам в брусе.

Мундштуки обеспечивают формообразование массы. Для снижения трения массы о стенки мундштука на его внутренней поверхности создают смазку из воды.

Металлический мундштук 6 (рисунок а) по внутреннему периметру имеет три канала 4. Каналы закрыты тонкими металлическими пластинами из латуни, белой жести или тонколистовой стали (1 мм) в форме чешуи. Проходя через мундштук, брус оказывает давление на чешую, а она – на воду, которая при этом выходит через зазоры между пластинами и слегка смачивает глиняный брус. Внутренняя чешуя 5 (рисунок б) мундштука съемная, легко сменяемая.

Можно использовать обратный осмос. На мундштук подают минус, на массу – плюс (рисунок д). Ионы гидроксония H3O+, присутствующие в массе, разряжаются на границе масса–стенка мундштука, образуя пленку воды.

Для создания полостей в формуемой заготовке применяют керны (рисунки б и г). К плите 7 болтами 6 крепится скоба 5 с кернодержателями 4, к которым приварены керны 3. На кернах закреплены насадки 2. Кернодержатели закрепляют подальше от выхода массы из мундштука, чтобы залечить дефекты в массе от крепления. Керны уменьшают "живое сечение" и увеличивают скорость массы в мундштуке. Это может вызывать недопрессовку массы, поэтому скорость вращения винта надо уменьшать.

Схема распределения давления в массе при ее уплотнении в ленточном прессе

Деформации в массе при ее прохождении через головку и мундштук