Все о металле, его обработке и переработке

7.1.1. Предварительное вспенивание полистирола

В условиях мелкосерийного производства предварительное вспе­нивание полистирола осуществляется в пару над кипящей водой, в водяной ванне или автоклаве. Простейшая установка для подвспе — нивания полистирола в пару представлена на рис. 7.1. Вспениватель паровой включает в себя бак со встроенными ТЕНами (термические электронагреватели); стенки, которые защищены теплоизоляцион­ным материалом; крышку с рамкой, которая имеет возможность пе­ремещения внутри бака. В положении над баком рамка посредством рычажного механизма может опускаться в бак до определенного регулируемого упора. На рамку устанавливается сетчатый проти­вень для полистирола. Работает подвспениватель следующим обра­зом. В бак до определенного уровня заливается вода и доводится до кипения при открытой крышке. Затем рамка с противнем, на кото­рой равномерным тонким слоем насыпан полистирол, опускается в бак до упора, и крышка закрывается. После определенного време­ни выдержки над водяной ванной крышка бака открывается, ры­чажным механизмом рамка с противнем извлекается из бака, и про­тивень со вспененным полистиролом снимается с рамки. Затем цикл подвспенивания новой порции полистирола повторяется.

Параметры ванны для подвспенивания полистирола:

• размер сита в плане — 500 х 600 мм;

• температура воды в ванне — 100 °С;

• температура пара на уровне 50 мм от воды — 97-98 °С;

• время вспенивания — 3-5 мин;

• производительность — не менее 3 кг/ч;

• емкость бака — 0,08 м3.

Г—— 500 X 500—— п

Il

Sl

Г-Н I

R—11

! 1

Ki-V) f "

-J——— ш

I

! —г— I

—- ¦ t

Теплоизоляция

Рис. 7.1. Вспениватель паровой: 1 — бак; 2 — рамка; 3 — рычаг; 4 — противень; 5 — электронагреватели; б — вода; 7 — крышка

В условиях серийного и массового производства применяются вспениватели периодического и непрерывного действия.

На рис. 7.2 представлен вспениватель периодического действия модели 4221 конструкции ОАО «НИИТАвтопром». Вспениватель имеет раму 1, на которой установлены: автоклав 2, дозатор 3 и рас­ходный бункер для пенополистирола 4. Под автоклавом располо­жена камера сушки 5, жестко соединенная с измельчителем комьев гранул пенополистирола 6. К опорным стойкам рамы крепится воз — душно-отопительный агрегат 7, подающий подогретый воздух в ка­меру сушки, а также аппараты и труборазводка систем подачи воз­духа, пара, вакуумирования, пневмо — и электрооборудования. Систе­ма подачи воды предназначена для подвода воды к вакуумному насосу и для охлаждения шиберов дозатора; система подачи пара — для подготовки, регулирования давления и подачи пара к автоклаву и воздушно-отопительному агрегату; система вакуумирования — для вакуумирования автоклава в автоматическом и полуавтомати­ческом режимах. Пневмооборудование, кроме привода соответст­вующих исполнительных механизмов, осуществляет продувку дозатора и автоклава. Электрооборудование, кроме срабатывания механизмов в определенной последовательности, обеспечивает выполнение следующих операций:

• контроль температуры и давления пара в автоклаве;

• контроль наличия воды и давления воздуха.

Рис. 7.2. Вспениватель периодического действия модели 4221

Работает вспениватель следующим образом. Перед началом ра­боты в автоматическом режиме производятся прогрев автоклава в режиме «Нагрев» и заполнение дозатора полистиролом из бункера. После нажатия кнопки «Пуск» в автоматическом режиме в авто­клав подается пар, и по достижении заданной температуры в каме­ру автоклава всасывается порция полистирола. По истечении вре­мени пропаривания подача пара прекращается и осуществляется слив конденсата. Затем последовательно производится вакууми — рование автоклава для удаления переувлажненного, насыщенно­го парами пентана, горячего воздуха и открывается дно автокла­ва, включается продувка сжатым воздухом, и пенополистирол высыпается в камеру сушки. Дно автоклава закрывается, и цикл автоматически возобновляется. Сушка пенополистирола в камере осуществляется в кипящем слое, дробление комьев гранул в из­мельчителе и выгрузка из него производятся непрерывно. Темпера­тура подогрева воздуха, подаваемого в камеру сушки, должна быть в пределах 40-50 °С. Техническая характеристика вспенивателя модели 4221 приведена в табл. 7.1.

Рис. 7.3. Вспениватель периодического действия серии PRO-HD

Таблица 7.1

Техническая характеристика вспенивателя модели 4221

Параметры

Значение параметров

Диаметр камеры всасывания, мм

400

Высота камеры, мм

1000

Объем камеры, м3

0,28

Производительность, кг/ч

40

Температура пара, 0C

115

Установленная мощность, кВт

8,6

Габариты: длина/ширина/высота, мм

4100/1850/3450

На рис. 7.3 представлен вспениватель серии PRO-HD фирмы «STIROLOGIC» (Германия), который получил широкое распро­странение среди производителей моделей из пенополистирола бла­годаря своим преимуществам:

• разработан специально для литейного производства;

• камера вспенивания изготовлена из прозрачного термостой­кого материала;

• автоматический контроль плотности пенополистирола;

• полная автоматизация процесса;

• минимальная плотность пенополистирола (19-21 г/л) при мелких гранулах;

• компактность конструкции вспенивателя.

Техническая характеристика вспенивателей модели PR02-HD представлена в табл. 7.2.

Таблица 7.2

Техническая характеристика вспенивателей периодического действия модели PR02-HD

Параметры

PR02-HD 500

PR02-HD 1000

Диаметр камеры вспенивания, мм

400

Высота камеры вспенивания, мм

500

1000

Максимальное рабочее давление, МПа

0,06

Производительность при плотности пенополистирола 18-24 г/л, кг/ч

39-63

66-83

На рис. 7.4 представлен вспениватель периодического действия модели PED-200 фирмы «BERNDORF» (Италия). Фирма занимает­ся производством оборудования для переработки пенополистирола и изготовления из него изделий. Переработка пенополистирола осуществляется путем периодической загрузки, вспенивания и вы­грузки дозы полистирола. В состав вспенивателя входят:

• система загрузки полистирола;

• система подготовки пара;

• камера вспенивания с мешалкой и механизмом выгрузки;

• ванна для сушки гранул вспененного полистирола в кипящем слое;

• механизм измельчения комьев;

• вибросито;

• релейная система управления.

Рис. 7.4. Вспениватель периодического действия модели PED-200: а) общий вид; б) вид на камеру вспенивания и пульт управления

Таблица 7.3

Техническая характеристика вспенивателя периодического действия модели PED-200

Параметры

Значение параметров

Диаметр камеры вспенивания, мм

650

Высота камеры вспенивания, мм

1500

Объем камеры вспенивания, м3

0,5

Максимальное рабочее давление, МПа

0,07

Производительность при плотности

176

Пенополистирола 20 г/л, кг/ч

Многие фирмы применяют вспениватели непрерывного дейст­вия серии PE фирмы «BERNDORF» (Италия). Это полностью ав­томатизированные установки, в которых полистирол вспенивается до плотности, задаваемой оператором на пульте управления. Полу­чаемая плотность зависит от типа сырья, и ее минимальная вели­чина может быть 14 г/л. В результате второй фазы вспенивания плотность может снизиться до 9 г/л. Основные особенности вспе­нивателей описываемой серии:

• корпус камеры всасывания из нержавеющей стали с тепло­изоляцией из стекловолокна;

• большой люк для чистки камеры вспенивания;

• возможность быстрой замены лопастей мешалки;

• закрытая камера вспенивания с клапаном для автоматическо­го сброса пара;

• шнек для подачи полистирола в подвспениватель с регули­руемой скоростью;

• пневмотранспорт в кипящем слое, снабженный вентилятором и секторным разгрузчиком пенополистирола.

Вспениватель серии PE снабжен цифровым терморегулятором для контроля плотности пенополистирола. Регулирование темпера­туры на вспенивателях моделей PE 600 и PE 800 ручное, модели PE 1250 автоматическое. Кроме того, во избежание ошибки опера­тором при пуске и остановке осуществляется автоматический кон­троль подачи воздуха, пара и материала. Рабочий цикл прерывает­ся автоматически при отсутствии воздуха или перегрузке. На пане­ли управления (рис. 7.5) представлена мнемосхема с указателями

Рис. 7.5. Панель управления вспенивателя серии PE

Пневмотранспорт снабжен вентилятором с регулируемой пода­чей воздуха, что позволяет избежать образования заторов материа­ла на входе в пневмотранспорт. Нижняя часть его, представляющая собой камеру с переменным сечением и регулируемым распреде­лением воздуха, снабжена алюминиевым листом с отверстиями, являющимися днищем пневмотранспорта. Секторный разгрузчик и вентилятор обеспечивают правильное опорожнение пневмотранс­порта и подачу материала в бункера хранения пенополистирола. Вспениватель имеет дополнительные устройства, такие как агрегат повторного вспенивания пенополистирола для получения низкой его плотности (до 9 г/л), система подачи сырья посредством всасы­вания, автоматическая система контроля заданной плотности пенопо­листирола. Техническая характеристика вспенивателей серии PE при­ведена в табл. 7.4.

Параметры

PE 600

PE 800

PE 1250

Диаметр камеры вспенивания, мм Высота камеры вспенивания, мм

635 1900

800 2400

1250 3600

Объем камеры вспенивания, м3

0,6

1,2

4,4

Производительность в зависимости

20-400

20-850

20-2500

От плотности пенополистирола, первое вспенивание, г/л-кг/ч

25-700

25-1400

25-3000

Производительность второго вспени­

25

60

150

Вания при плотности пенополистирола 9 г/л, м3/ч

Габариты, мм: длина

5130

7000

8500

Высота

3400

4250

5700

Широкое распространение получили также вспениватели пе­риодического и непрерывного действия серий VSD и V фирмы «KURTZ» (Германия), приведенные на рис. 7.6 и 7.7.

Рис. 7.6. Вспениватель периодического действия серии VSD

Рис. 7.7. Вспениватель непрерывного действия серии V

Особенностями вспенивателей фирмы «KURTZ» являются:

¦ возможность переработки материалов с низким содержанием пентана и сополимеров;

¦ равномерное распределение плотности по всему объему;

¦ быстрая переналадка на другие плотности, от 8 до 100 г/л, благодаря равномерному подмешиванию воздуха;

¦ полная очистка резервуара от остатков материала;

¦ простота обслуживания.

К дополнительному оборудованию, которым комплектуются эти вспениватели, относятся:

¦ сушка в кипящем слое;

¦ вибросито;

¦ шнековый питатель;

¦ вентилятор для транспортировки материала;

¦ инжекторная воздуходувка;

¦ система автоматического регулирования плотности;

¦ система контроля для полностью автоматизированного про­изводства с программированием различных плотностей


И транспортировкой в соответствующие бункера для хране­ния пенополистирола.

Система управления в зависимости от требований может по­ставляться в различных исполнениях — от задания параметров вручную до полного автоматического контроля за плотностью ма­териала. При оснащении вспенивателя программируемым коман — доконтроллером имеется возможность:

¦ отражения на дисплее всех протекающих процессов при вспенивании полистирола;

¦ воспроизведения, при необходимости, одной из нескольких программ протекания технологического процесса, заложен­ных в памяти контроллера.

В табл. 7.5 и 7.6 приведена производительность вспенивателей периодического и непрерывного действия серий VSD и V в зави­симости от требуемой плотности материала.

Отличительными признаками вспенивателей серии VSD явля­ются:

¦ быстрая переналадка вспенивателя на другой вид сырья и другую плотность пенополистирола;

¦ получение низкой плотности за один рабочий цикл подвспе­нивания полистирола;

¦ точное соблюдение заданных параметров;

¦ возможность переработки специального полистирола.

Таблица 7.5

Производительность вспенивателей серии VSD, кг/ч

Плот­ность, г/л

VSD 700

VSD 1000

VSD 1400

VSD 3000

VSD 4600

VSD 6300

13

210

300

420

900

1600

2600

15

300

450

680

1400

2100

3400

20

420

580

770

1650

2600

3800

25

550

800

1100

2000

3000

4200

Отличительными признаками вспенивателей серии V являются:

¦ высокая производительность;

¦ система автоматического контроля за плотностью пенополи­стирола с начала и до конца рабочего цикла;

¦ устройство по вторичному вспениванию пенополистирола, которое поставляется по требованию заказчика.

Плотность, г/л

V 600

V 800

V 1000

V 1300

15

180

400

1000

2000

20

350

650

1400

2300

25

600

900

1850

2600

7.7.2. Хранение пенополистирола после предварительного вспенивания

На рис.7.8 представлен бункер для пенополистирола модели 4222 конструкции ОАО «НИИТАвтопром».

Бункер представляет собой минимальный модуль, состоящий из двух емкостей. В зависимости от программы заказывается необхо­димое количество модулей. Бункер состоит из двух сшитых из прочной воздухопроницаемой ткани и изолированных друг от дру­га мешков 1, закрытых тканевыми крышками и подвешенных на петлях внутри сварно-сборочного каркаса 2. Мешки заужены в нижней части и снабжены шиберными устройствами 3.

Рис. 7.8. Бункер для пенополистирола модели 4222

В крышках предусмотрены окна, через которые осуществляется загрузка мешков. Загрузка пенополистирола и выгрузка его из мешков после выдержки в течение определенного технологическо­го времени осуществляются попеременно. Загрузка пенополисти­рола производится воздушным потоком от вентилятора вспенива­теля модели 4221. Этим же потоком осуществляется и сушка его в мешках. Для транспортировки пенополистирола от вспенивателя до бункера и выдачи его из бункера ОАО «НИИТАвтопром» разра­ботана система пневмотранспорта модели 4224, а от бункера до установки для изготовления моделей — тележка-бункер модели 4223 с полезным объемом 0,4 м3. Загрузка пенополистирола в те­лежку-бункер и выгрузка из нее производятся автоматически при ее подключении к бункеру с пенополистиролом или к установке для изготовления моделей. Техническая характеристика бункера модели 4222 представлена в табл. 7.7.

Таблица 7.7

Техническая характеристика бункера для пенополистирола модели 4222

Параметры

Значение параметров

Полезный объем одной емкости, м3

8,5

Общий объем, м3

17

Масса пенополистирола в бункере при плот­

340-1700

Ности 20-100 г/л

Габариты: длина/ширина/высота, мм

4000/2200/4000

7.1.3. Изготовление моделей

В условиях мелкосерийного производства модели из пенополи­стирола изготавливаются автоклавным способом. При этом ручная пресс-форма заполняется гранулами пенополистирола с помощью специального задувного устройства и затем помещается в автоклав. После тепловой обработки пресс-форма извлекается из автоклава, охлаждается в водяной ванне, разбирается, и модель извлекается. Затем цикл повторяется. Для изготовления моделей могут использо­ваться медицинские автоклавы моделей ГПД-400, ГПД-600 и др.

На рис. 7.9 представлено задувное устройство, которое состоит из корпуса 1 и рукоятки 2. Воздух от цеховой сети подается через штуцер 9 в камеру смешивания, куда поступает пенополистирол в гранулах через штуцер б. В корпусе расположено сопло 11, поло­жение которого относительно рабочего сопла 7 регулируется резь­бовым соединением. Корпус 1 соединен с рукояткой 2 гайкой 4. Рабочее сопло 7 регулируется относительно сопла 11 и фиксирует­ся гайкой 3. Герметизация камеры смешивания достигается рези­новыми прокладками 17 и 18. В рукоятке расположен клапан, со­стоящий из пружины 14, осей 6 и 13, втулки 5, курка 10, соединен­ного с пружиной осью 15. Прокладки 13, 12 я пробка 16 гермети­зируют клапан подачи воздуха в камеру смешивания. Задувное устройство работает следующим образом. При нажатии курка 10 ось 6 перемещается в сторону пружины, сжимает ее, и воздух через штуцер 9 по каналам в рукоятке 2 поступает в камеру смешивания и далее в канал рабочего сопла 7. В камере смешивания образуется разрежение, в результате которого по каналу штуцера 8 поступают гранулы пенополистирола, которые увлекаются воздушным пото­ком в рабочее сопло 7 и далее через отверстие в пресс-форме в ее полость. Штуцер 8 соединен с бункером пенополистирола про­зрачным полиэтиленовым шлангом, что позволяет визуально на­блюдать за ходом заполнения пресс-формы гранулами пенополи­стирола. Для прекращения работы задувного устройства отпуска­ется курок, который под действием пружины возвращается в ис­ходное положение, перекрывая канал поступления воздуха.

Рис. 7.9. Задувное устройство для ручного заполнения пресс-форм пенополистиролом

Рис. 7.10. Установка для изготовления моделей из пенополистирола модели 4220

В условиях серийного и массового производства модели изго­тавливаются на полуавтоматических и автоматических установках.

На рис. 7.10 представлена автоматическая установка для изготов­ления моделей из пенополистирола с вертикальной плоскостью разъ­ема оснастки модели 4220, сконструированная ОАО «НИИТАвто — пром». Установка включает в себя сварную раму с решетчатыми па­нелями и дверцами, а также подвижную и неподвижную подмо — дельные рамки, которые после крепления к ним половинок пресс — форм, образуют соответственно подвижную и неподвижную паро­вые камеры со встроенными трубопроводами для подачи пара, воз­духа, воды для охлаждения пресс-формы, создания вакуума и сброса конденсата. Подвижная подмодельная рамка перемещается по четы­рем направляющим, закрепленным на раме установки, с помощью гидроцилиндра, который служит и для запирания пресс-формы во время формообразования модели. На раме закреплены также рас­ходный бункер для пенополистирола и манипулятор для извлечения модели. Кроме того, в состав установки входит система подачи пара, воды, вакуумирования, а также пневмо-, гидро — и электрооборудова-


Ние. Для заполнения пресс-формы пенополистиролом используются специальные задувные устройства — инжекторы.

Установка модели 4220 работает следующим образом. С нача­лом автоматического цикла подвижная рама быстро, а в конце хода медленно перемещается до смыкания половинок пресс-форм. Од­новременно с началом цикла в паровые камеры подается пар для разогрева пресс-формы. По истечении заданного времени подача пара прекращается. После слива конденсата и вакуумирования па­ровых камер открывается шибер, и пенополистирол под давлением сжатого воздуха из бункера подается в пресс-форму. Подача пара для спекания модели, вакуумирование паровых камер, подача воды для охлаждения пресс-формы и ее слив в зависимости от техноло­гического процесса осуществляются одним из способов, преду­смотренных на установке. При раскрытии пресс-формы в подвиж­ную паровую камеру подается воздушный импульс для прижатия модели к неподвижной части пресс-формы. Далее подвижный за­хват манипулятора, снабженный вакуумными присосками, посред­ством пневмоцилиндров подводится вплотную к модели, извлекает ее из пресс-формы и, вынося за пределы установки, укладывает в специальную тару или на цеховой транспортер. Установка может поставляться по требованию заказчика без манипулятора. Извле­чение моделей в этом случае производится сжатым воздухом или механическими выталкивателями. Техническая характеристика автоматической установки для изготовления моделей из пенополи­стирола модели 4220 представлена в табл. 7.8.

Таблица 7.8

Техническая характеристика установки модели 4220

Параметры

Значение параметров

Размер базовой плиты, мм

1145 х 725

Размер паровой камеры в свету, мм

1105 х 625

Глубина неподвижной паровой камеры, мм

260^110

Производительность, съемов/ч

До 30

Усилие запирания, кН

180

Давление рабочей жидкости в гидросистеме, МПа

4-15

Максимальное количество инжекторов

24

Установленная мощность, кВт

16

Система управления — программируемый ко-

Мандоконтроллер

Габариты: длина/ширина/ высота, мм

4200/2250/3100

Основные особенности установки модели 4220:

¦ простота конструкции (при наличии всех необходимых уст­ройств для получения качественных моделей);

¦ жесткость конструкции с четырьмя направляющими, обеспечи­вающая стабильность и высокую точность изготовления моделей;

¦ компактное расположение аппаратуры для подачи пара, сжа­того воздуха и воды, обеспечивающее легкий доступ для осмотра и обслуживания;

¦ наличие манипулятора с вакуумными присосками для съема моделей, приспособленного для работы с различными пресс- формами.

На установке модели 4220 можно также изготавливать:

• фасонную упаковку для хранения и транспортировки теле-, аудио-, видеоаппаратуры, всевозможных бытовых приборов и т. д.;

• легкую прочную и безвредную тару многоразового использо­вания для сбора, транспортировки и хранения в подвалах и холодильных камерах овощей, фруктов и другой сельскохо­зяйственной продукции;

• декоративные и шумоизолирующие панели с торцевым зам­ком и габаритными размерами 500 х 500 х 15 мм;

• теплоизолирующие панели с торцевым замком для жилищного строительства с габаритными размерами 1000 х 500 х 20-100 мм.

На рис. 7.11 представлен автомат для изготовления моделей из пенополистирола модели ПМ-ЗМ, сконструированный Специаль­ным проектно-конструкторским и технологическим бюро Института проблем литья АН УССР (сейчас Физико-технический институт ме­таллов и сплавов HAH Украины) в 1974 г. Кроме главного верти­кального разъема автомат имеет четыре дополнительных пневмати­ческих цилиндра, что дает возможность иметь еще два разъема в горизонтальной и два в вертикальной плоскости. Такая конструкция автомата позволяет изготавливать сложные модели за один цикл и избежать последующей сборки модели при помощи клея. Слева на рисунке показана группа моделей корпуса вентиля, изготовление которого на автоматах с одной плоскостью разъема не представляет­ся возможным. На данный момент это единственный из сущест­вующих модельный автомат с дополнительными плоскостями разъ­ема. Техническая характеристика модельного автомата модели ПМ-ЗМ приведена в табл. 7.9.

Рис. 7.11. Автомат для изготовления моделей из пенополистирола модели ПМ-ЗМ

Таблица 7.9

Техническая характеристика модельного автомата Модели ПМ-ЗМ

Параметры

Значение

Параметров

Производительность, съемов/ч

3(М0

Количество плоскостей разъема пресс-формы, шт.

5

Количество пневматических цилиндров, шт.

5

Максимальные габариты пресс-формы, мм

600 х 600 х 500

Давление пара, МПа

0,18-0,5

Рабочее давление воздуха, МПа

0,4-0,5

Расход пара, кг/ч

20-30

Расход воздуха, м3/ч

3

Расход воды, м3/ч

1,5

Установленная мощность, кВт

1,0

Габариты: длина/ширина/высота, мм

1710/2100/1600

Масса, кг

1160

Режим работы — наладочный, автоматический

Система управления — микропроцессор

На рис. 7.12 представлена автоматическая установка для изготов­ления моделей из пенополистирола с вертикальной плоскостью разъема оснастки серии MPH, а на рис. 7.13 — установка с горизон­тальной плоскостью разъема пресс-формы серии MPV-F производ­ства фирмы «STIROLOGIC».


Рис. 7.12. Установка для изготовления моделей из пенополистирола серии MPH: а) вид спереди; б) вид сзади

Основные особенности установок этих серий:

• высокопроизводительная вакуумная система, обеспечиваю­щая сухую поверхность моделей, остаточную влажность в пределах 4-6 %, ускоренную стабилизацию моделей и вы­полняющая повторную сушку моделей;

• электронная система управления GE-FANUC;

• возможность замены пресс-формы за 15-20 мин;


Компактный энергетический блок;

Система заполнения пресс-формы под давлением, обеспечи­вающая получение тонкостенных моделей (3 мм);

Рис. 7.13. Установка для изготовления моделей из пенополистирола серии MPV-F: а) вид спереди; б) вид сзади

• точная регулировка предварительного зазора по разъему пресс-формы для эвакуации воздуха при ее заполнении пено — полистиролом;

• встроенный манипулятор для безопасности извлечения моде­лей;

К дополнительным устройствам относятся:

¦ специальный инжектор для подачи пенополистирола в пресс — форму;

¦ полуавтоматическое устройство для замены пресс-формы за 5-7 мин.

Техническая характеристика установок серий MPH и MPV-F приведена в табл. 7.10.

Таблица 7.10

Техническая характеристика установок серий MPH и MPV-F

Параметры

MPH 80/50

MPH 100/80

MPH 160/100

MPV 60/40-F

MPV 80/60-F

Размер паро­вой камеры в свету, мм

800 х 500

IOOOx х 800

1600 X

Х 1000

600 х 400

800 х 600

Глубина под­вижной и непо­движной паро­вых камер, мм

180

190

200

180

Расстояние ме­жду подвижной и неподвижной паровыми камерами, мм

650

800

650

Установленная мощность, кВт

8,0

8,0

14,5

8,0

10,0

Фирма «STIROLOGIC» разработала также специальные уста­новки модели FORAM с горизонтальной плоскостью разъема пресс-формы для изготовления моделей из пенополистирола в усло­виях мелкосерийного производства (рис. 7.14).

?

Рис. 7.14. Установка для изготовления моделей из пенополистирола в условиях мелкосерийного производства модели FORAM

Основные особенности этой установки:

• возможность изготовления высокоточных моделей и их час­тей сложной конфигурации;

• отсутствие потерь времени при замене пресс-формы;

• возможность изготовления одновременно нескольких моделей;

• механизированное раскрытие пресс-формы. Техническая характеристика установки модели FORAM приве­дена в табл. 7.11.

Таблица 7.11

Параметры

Техническая характеристика установки модели FORAM

Значение параметров


750 х 450 х 200 400

150

3,0

Максимальный размер модели, мм

Максимальное расстояние между подвижной и неподвижной камерами, мм Минимальное расстояние между подвижной

И неподвижной камерами, мм Установленная мощность, кВт


Фирмой «BERNDORF» (Италия) разработан ряд установок для изготовления моделей с вертикальной линией разъема пресс — формы с использованием модульного принципа.

Базовая установка укомплектована:

• загрузчиком пенополистирола для быстрого заполнения пресс-формы под давлением сжатого воздуха;

• автоматической системой подачи материала из бункера;

• вакуумным насосом;

• гидравлической системой закрытия и открытия пресс-формы;

• электронным щитом управления с программируемым коман — доконтроллером и запоминанием восьми различных режимов обработки пенополистирола паром.

К дополнительным устройствам, обеспечивающим более высо­кую степень автоматизации, относятся:

Ф съемщик моделей с автоматическим приводом;

• электрическая или ручная таль для обеспечения операции смены пресс-формы.

Кроме того, установки для изготовления моделей могут быть оснащены компьютером, дающим возможность:

- контролировать все функции установки параметров техноло­гического цикла: величину давления, время, положение по­движной камеры и т. д.;

- запоминать параметры, относящиеся к различным пресс — формам, при двадцати режимах;

- программировать технологические параметры технологиче­ского процесса с помощью клавиатуры и дисплея на пульте управления;

- осуществлять связь с центром посредством печатающего уст­ройства или компьютера.

На рис. 7.15 представлена одна из установок серии ACCA 0-90 фирмы «BERNDORF» для изготовления моделей из пенополи­стирола. Технические характеристики автоматических устано­вок серий ACCA 0-90 и ACCA 150 приведены соответственно в табл. 7.12 и 7.13.


Рис. 7.15. Установка для изготовления моделей из пенополистирола модели ACCA 0-90/2: а) общий вид; б) вид на раскрытую пресс-форму


Техническая характеристика установок серии ACCA 150

Параметры

ACCA 0-90/0

ACCA 0-90/2

ACCA 0-90/5

Размер базовой плиты, мм

925 х 725

1145 х725

1360 х 725

Размер паровой камеры в свету,

MM

885 х 685

1105×685

1320 х 685

Глубина базовой камеры, мм

210-450

210-450

210-450

Максимальное количество инжекторов, шт

12

24

Габариты:

Длина/ширина/высота, мм

4300/2100/3000

4300/2300/ 3000

Примечание. Для всех установок: усилие запирания пресс-формы — 180 кН; давление рабочей жидкости в гидросистеме — 15 МПа; установленная мощ­ность — 10 кВт; высота с талью — 370 мм.

Таблица 7.13

Параметры

ACCA 150-0

ACCA 150-2

ACCA 150-5

Размер базовой плиты, мм

1450 х 925

1450 х1145

1450 х1360

Размер паровой камеры

1410×885

1410х1105

1105 х 1320

В свету, мм

Примечание. Для всех установок: глубина базовой камеры — 165-550 мм; усилие запирания пресс-формы — 300 кН; давление рабочей жидкости — 15 МПа; максимальное количество инжекторов — 24; установленная мощ­ность— 15 кВт.

Рис. 7.17. Установка для изготовления моделей из пенополистирола модели Kl014

На рис. 7.16 и 7.17 представлены автоматические установки для изготовления моделей из пенополистирола с вертикальной линией разъема пресс-формы моделей К68 и Kl014 фирмы «KURTZ». Ос­новные особенности этих установок:

• простота обслуживания благодаря микропроцессорной си­стеме управления;

• широкий выбор вариантов программ;

• возможность настройки движения паровой камеры на всех этапах с пульта управления;

• точная остановка подвижной паровой камеры, допуск на за­зор не более 0,1 мм;

• короткий цикл работы за счет применения клапанов и трубо­проводов большого сечения и экономичной вакуумной сис­темы охлаждения конденсата;

• центральное распределение рабочих сред: воздуха, пара и ва­куума;

• электронный контроль за рабочими средами;

• экономия электроэнергии за счет точного дозирования охла­ждающей воды;

• большой ход открытия паровой камеры для объемных моде­лей;

• специальная «куртц-система» быстрой смены пресс-форм при помощи механических или гидравлических зажимов;

• возможность встраивания систем автоматизированного съема моделей и их укладка.

К дополнительным устройствам относятся:

• манипулятор для съема моделей и их укладки в тару;

• запоминающее устройство с дискетами.

В табл. 7.14 приведена техническая характеристика установок для изготовления моделей с вертикальной плоскостью разъема пресс-формы, а в табл. 7.15 — параметры паровых камер всех установок серии К фирмы «KURTZ».

Таблица 7.14

Техническая характеристика установок серии К

Параметры

К68

K710LF

К813

К1014

К1214

 

Размер паро­вой камеры в свету, мм

800 х 600

1000 х 700

1300 х 800

1400 х1000

1400 х1200

 

Параметры

К68

K710LF

К813

К1014

К1214

Максимальное расстояние между подвиж­ной и непо­движной ка­мерами, MM

1270

1320

1520

Усилие запи­рания, кН

95

150

240

490

Установленная

Мощность,

КВт

7

8,5

10

14

16

Габариты, мм: длина/ ширина/ высота

3470/ 2180/ 3485

4366/ 2835/ 2765

3655/ 3300/ 4275

4310/ 3685/ 4360

4470/ 3685/ 4560

Примечание. Для всех установок: давление рабочей жидкости в гидросистеме:

Низкое — 4,5 МПа, высокое — 25 МПа; количество инжекторов — 6-30.

Таблица 7.15 Параметры паровых камер установок серии К

Модель

Размеры паровой камеры в свету, мм

Максимальное расстояние между камерами, мм

К57

700×500

К68

800×600

К710 К810

100×700 100×800

1250

К813

1300×800

К912

1200×900

К1013

1300×1000

К1014

1400×1000

1500

К1015

1500×1000

К1214

1400×1200

К1018

1800×1000

КИП

1700×1300

2000

К1318

1800×1300

К13.517

1700×1350

Рис. 7.18. Установка для изготовления моделей из пенополистирола модели МЗЗ: а) позиция выдачи готовых моделей; б) позиция смены пресс-формы

На рис. 7.18 представлена автоматическая установка для изго­товления моделей из пенополистирола с вертикальной плоско­стью разъема модели МЗЗ фирмы «SAPLEST» (Франция), а в табл. 7.16 приведена техническая характеристика установок се­рии M этой фирмы.


МЗЗ

М86

Ml 08

Параметры


Размер паровой камеры в свету, мм

Минимальный ход подвижной паровой камеры, мм Максимальный ход паровой камеры, мм

Ход паровой камеры, транс­портирующей модель на пози­цию съема, мм

Установленная мощность, кВт Габариты: длима/ ширина/ высота, мм

800 х 600

1150

300 х 300 150 650

700

3400 х 2300 х х 2500

4300 х 3250 х х 3400

1080 х 800

180 900

1400

8,5

4300 х 3800 х х 3600


Фирмой «SAPLEST» была разработана технология изготовле­ния модели из пенополистирола блока цилиндров автомобиля фирмы «PEUGEOT», для чего были изготовлены специальная ав­томатическая установка и сложная пресс-форма, имеющая шесть плоскостей разъема. Это позволило за один цикл изготавливать основную часть модели блока цилиндров. Производительность автоматической установки — 12-16 съемов/ч.

Фирмой «FATA» по лицензии фирмы «SAPLEST» был разрабо­тан ряд установок для изготовления газифицируемых моделей се­рии SF/M. Установка модели SF/M108 представлена на рис. 7.19. В табл. 7.17 приведены технические характеристики установок этой серии.

Основные особенности установок серии:

• перемещение подвижных частей на шариковых направляющих;

• хранение вспененного пенополистирола в бункерах на уста­новке;

• возможность размещения инжекторов с обеих сторон пресс — формы;

• автоматический съем моделей манипулятором и их установка на ленточный транспортер;

• быстрая замена пресс-форм сверху с применением ручных зажимов или гидравлики;

• прозрачная кабина с дверцами, полностью закрывающая установку в целях безопасности.

Параметры

SF/M33

SF/M86

SF/M108

Минимальный ход

Подвижной паровой

150

180

240

Камеры, мм

Максимальный ход

650

900

Камеры, мм

Размер паровой

390 х 390

850 х 580

1080 х 800

Камеры, мм

Ход паровой камеры

На позицию съема,

700

1400

1700

Mm

Установленная мощ­

6

Ir

Ность, MM

Габариты: длина/

2300/3400/2500

4492/3670/2900

4650/4213/2900

Ширина/высота, мм

Рис. 7.19. Установка для изготовления газифицируемых моделей модели SF/M108

В условиях мелкосерийного производства сборка пенополи — стироловых моделей из отдельных частей и моделей в блоки производится вручную с применением кондуктора и клея. В условиях серийного и массового производства применяются полуавтоматиче­ские установки для склейки и сварки моделей из отдельных частей и моделей в блоки. На рис. 7.20 представлена полуавтоматическая установка для склеивания пенополистироловых моделей из двух и более частей с горизонтальной плоскостью разъема кондукторов модели 4191, сконструированная ОАО «НИИТАвтопром».

Установка представляет собой жесткую рамную конструкцию, на основании которой смонтированы: механизм подъема нижнего кондуктора с пневмоцилиндра; ванна с клеем-расплавом, в днище которой смонтированы ТЕНы; механизм перемещения копира для нанесения клея на модель; механизм перемещения верхнего кондук­тора в положение над ванной и обратно с приводом от пневмоцилинд­ра; система автоматической смазки трущихся пар; пневмо — и электро­оборудование. Установка со всех сторон закрыта ограждением, включающим решетчатые панели и дверцы для доступа к агрегатам

А

Рис. 7.20. Установка для склеивания моделей

Из двух и более частей модели 4191: а) общий вид; б) вид на оснастку для склеивания частей модели корпуса электродвигателя (см. также с. 350)

Б установки при обслуживании.

Исключение составляет под­вижная передняя дверца, кото­рой оператор пользуется каж­дый раз в цикле для установки частей модели и съема готовой продукции.

Установка модели 4191 ра­ботает следующим образом. Оператор вручную устанавли­вает склеенные части модели в нижний и верхний кондукторы, в которых они затем удержи­ваются за счет вакуумирова­ния. После нажатия кнопки «Пуск» верхний кондуктор пе­ремещается в положение над ванной, затем подвижный ко­пир, выходя из клея-расплава, перемещается вверх до сопри­косновения с поверхностью разъема модели, на которой Рис. 7.20. Окончание остается тонкий слой клея-

Расплава, перешедший с копира за время его выдержки в верхнем положении. Далее копир опускается в ванну с клеем-расплавом, а верхний кондуктор возвращается в первоначальное положение. После этого нижний кондуктор перемещается вверх до соприкосновения склеиваемых частей модели. По истечении времени выдержки клей- расплав затвердевает, и готовая модель извлекается оператором из нижнего кондуктора. Техническая характеристика полуавтоматиче­ской установки для склеивания пенополистироловых моделей из двух и более частей с горизонтальными плоскостями разъема кондуктора модели 4191 представлена в табл. 7.18.

Таблица 7.18

Техническая характеристика установки модели 4191

Параметры

Значение параметров

Размеры верхнего и нижнего кондукторов

Максимальные, мм:

Длина

950

Ширина

500

Высота

180

Параметры

Значение параметров

 

Производительность, съемов/ч

100

 

Привод — пневматический

 

Нагрев ванны с клеем — электрический

 

Система управления — программируемый

 

Командоконтроллер

 

Установленная мощность, кВт

40

 

Габариты: длина/ширина/высота, мм

4500x4100x2600

 

Основные особенности установки модели 4191:

• жесткость конструкции, обеспечивающая стабильность и вы­сокую точность склеивания моделей;

• простота и удобство размещения и фиксации моделей в верх­нем и нижнем кондукторах;

• возможность одновременного склеивания нескольких мо­дельных частей одной модели.

Рис. 7.21. Установка для склеивания пенополистироловых моделей серии IFT

Рис. 7.22. Структурная схема установки для склеивания пенополистироловых моделей серии IFT: 1 — нижний кондуктор; 2 — верхний кондуктор;

3 — копир для нанесения клея; 4 -— система вакуумирования;

5 — ванна с клеем; 6 —металлоконструкция; 7 — мешалка

На рис. 7.21 представлена полуавтоматическая установка для склеивания пенополистироловых моделей серии IFT с горизонталь­ной плоскостью разъема оснастки фирмы «FATA ALUMINIUM», а на рис. 7.22 — структурная схема этой установки.

Особенности установки серии IFT:

• перемещение подвижных частей на шариковых направляющих;

• разогрев клея и поддержание соответствующей температуры с помощью нагретой жидкости, циркулирующей между двойными стенками ванны для клея;

• универсальная система для установки и крепления кондукторов;

• быстрая замена кондукторов сверху с применением ручных захватов.

Установки серии IFT поставляются с пневматическим (модель Р) или с гидравлическим (модель I) приводами. Установка модели P имеет производительность 57 съемов/ч при мощности 16 кВт, а установки модели I имеют производительность 72 съемов/ч при мощности 30 кВт (максимальное давление рабочей жидкости — 3,5 МПа). Некоторые параметры установок для сборки моделей из отдельных частей серии IF F приведены в табл. 7.19.

Параметры

2L/P

2L/I

2LS/P

2LS/I

3L/P

3L/1

3LS/P

3LS/I

Габариты, мм: длина ширина высота

2550 2185 3535

2800 2635 3985

Расстояние между плос­костями кон­дуктора, MM

550

750

550

750

На рис. 7.23 представлена полуавтоматическая установка модели 4193 для сварки двух половинок пустотелого пенополистиролового стояка, сконструированная ОАО «НИИТАвтопром». Установка со­стоит из сварной станины, на которой смонтированы: механизм пе­ремещения нижнего кондуктора с приводом от пневмоцилиндра; механизм поворота верхнего кондуктора с ручным приводом; элек­тронагреватель для термопластины; механизм перемещения термо­пластины с приводом от пневмоцилиндра; пневмо — и электрообору­дование. Электронагреватель включает в себя алюминиевую нагре­вательную плиту со встроенными ТЕНами и теплоизолирующий кожух, в котором предусмотрена щель для введения термопластины. Установка со всех сторон закрыта ограждением, состоящим из пане­лей с дверцами. Открытыми остаются зоны установки половинок стояка в верхний и нижний кондукторы и система подготовки воздуха.

Установка модели 4193 работает следующим образом. Оператор вручную устанавливает половинки моделей стояка в нижний и верхний кондукторы, которые удерживаются в кондукторах за счет вакуума, и вручную поворачивает верхний кондуктор в положение над нижним. После нажатия кнопки «Пуск» нижний кондуктор пе­ремещается к верхнему, при этом между частями моделей стояка остается зазор, в который входит предварительно нагретая до задан­ной температуры термопластина. После определенной выдержки, в течение которой происходит подплавление поверхностей полови­нок моделей стояка, термопластина возвращается в электронагрева­тель для подогрева, а части модели стояка прижимаются друг к дру­гу и выдерживаются в течение заданного времени до затвердевания шва. Готовая модель стояка извлекается оператором вручную из нижнего кондуктора.

Рис. 7.23. Установка для сварки стояка из пенополистирола модели 4193: а) общий вид; б) вид спереди на кондуктор

Техническая характеристика установки для сварки стояка из пенополистирола модели 4193 приведена в табл. 7.20. Следует от­метить простоту и удобство размещения и фиксации половинок моделей в верхнем и нижнем кондукторах.

Таблица 7.20

Техническая характеристика установки модели 4193

Параметры

Значение параметров

Максимальная высота стояка, мм

950

Производительность, съемов/ч

100

Привод — пневматический

Нагрев термопластины — электрический

Система управления — программируемый

Командоконтроллер

Установленная мощность, кВт

11

Габариты: длина/ширина/высота

4150/1600/2100

На рис. 7.24 представлена полуавтоматическая установка модели 4192 для сборки моделей в блоки путем приваривания к стояку из пенополистирола по двум взаимно перпендикулярным осям четы­рех моделей в ярусе, сконструированная ОАО «НИИТАвтопром». Число ярусов зависит от размера модели. Установка включает в себя жесткую рамную конструкцию, в которой смонтированы: механизм перемещения в горизонтальной плоскости двух кондук­торов с моделями (перемещение их происходит от пневмоцилинд — ров); механизм перемещения в вертикальной плоскости кондукто­ра с моделью стояка с приводом от пневмоцилиндра; электрона­греватель для двух термопластин; механизм перемещения в верти­кальной плоскости термопластин с приводом от пневмоцилиндра; пневмо — и электрооборудование.

Установка модели 4192 работает следующим образом. Оператор вручную устанавливает пенополистироловый стояк в центральный кондуктор, а модели — в два боковых кондуктора, расположенные по обе стороны от центрального и ниже его. После нажатия кнопки «Пуск» кондуктор со стояком опускаются в нижнее положение, а боковые кондукторы перемещаются к стояку и фиксируются с за­зором между ними и стояком для ввода нагретой термопластины. Нагретые термопластины перемещаются от электронагревателя, расположенного в нижней части установки и в конце хода, вверх, попадают в зазор между стояком и моделями. После выдержки, в течение которой происходит подплавление свариваемых поверх­ностей, термопластины выходят из зазора, и срабатывает механизм поджатая моделей к стояку. После некоторой выдержки, достаточ­ной для сварки, механизм протяжки моделей поднимает блок с двумя моделями и стояком в верхнее положение, а боковые кон­дукторы возвращаются в исходное положение. Для приваривания второй пары моделей к стояку оператор вручную устанавливает модели в боковые кондукторы и поворачивает центральный кон­дуктор на 90°. Нажатием кнопки «Пуск» воспроизводится анало­гичный цикл сварки моделей со стояком. Готовый модельный блок, состоящий из стояка и четырех моделей, извлекается оператором из центрального кондуктора. Техническая характеристика установ­ки для сборки модельных блоков термосваркой модели 4192 при­ведена в табл. 7.21.

Рис. 7.24. Установка для сборки модельных блоков термосваркой

Модели 4192

Таблица 7.21

Техническая характеристика установки модели 4192

Параметры

Значение параметров

Максимальная высота модели, мм

800

Максимальная высота стояка, мм

950

Производительность, съемов/ч

60

Параметры

Значение параметров

Привод — пневматический

Нагрев термопластины — электрический

Система управления — программируемый

Командоконтроллер

Установленная мощность, кВт

Габариты: длина/ширина/высота, мм

9

3650/3700/3450

Особенностями установки модели 4192 являются:

• возможность сваривать модельные блоки со стояками значи­тельной высоты за счет специальной конструкции механизма перемещения термопластины;

• жесткость конструкции, обеспечивающая стабильность и вы­сокую точность сваривания моделей со стояком, что особенно важно при протяженных стояках.

Фирмой «FATA» разработаны полуавтоматические установки для сборки модельных блоков двумя способами: термосваркой и склеиванием. Структурные схемы установок представлены на рис. 7.25 и 7.26.

Термосваркой фирмы FATA

Рис. 7.26. Структурная схема установки сборки модельных блоков склеиванием фирмы FATA: 1 — нижний кондуктор; 2 — верхний кондуктор; 3 — копир для нанесения клея; 4 — мешалка; 5 — ванна с клеем; 6 — челнок; 7 — металлоконструкция

Установка имеет габаритные размеры: при сборке термосвар­кой: длина 2000 мм, ширина 1100 мм и высота 2500 мм; при сборке склеиванием: длина 2720 мм, ширина 2910 мм и высота 2330 мм.

7.1.5. Оборудование для окраски моделей и модельных блоков

Для серийного и массового производства ОАО «НИИТАвтопром» разработана полуавтоматическая установка для окраски модельных блоков модели 4205, которая представлена на рис. 7.27. Установка включает в себя раму, на которой смонтированы: окрасочный бак, предназначенный для текущего расхода краски; бак хранения краски, предназначенный для поддержания находящейся в нем краски в рабочем состоянии и восполнения потерь краски в окра­сочном баке; подъемник, предназначенный для закрепления мо­дельного блока, его равномерного окунания в краску и извлечения из бака; пневмо — и электрооборудование.

Баки имеют одинаковую конструкцию, снабжены крышками с приводами от пневмоцилиндров, мешалками для краски с элек­троприводами и насосами для перекачки краски.

Установка модели 4205 работает следующим образом. Готовая краска заливается в окрасочный бак и в бак хранения краски. Блок моделей вручную устанавливается и фиксируется в захвате на кон­соли подъемника. Включением пневмоцилиндра производится опускание модельного блока в бак и его подъем из бака. Затем вручную осуществляется съем окрашенного блока моделей с захва­тов консольного подъемника. По мере расходования краски в про­цессе окрашивания блоков по команде сигнализатора уровня краска из бака хранения перекачивается в окрасочный бак. В целях преду­преждения оседания компонентов краски и поддержания необходи­мой консистенции мешалка в баке хранения работает постоянно, а в окрасочном баке включается при нахождении консоли подъемни­ка в верхнем положении и отключается при срабатывании захвата блока. Техническая характеристика установки для окраски модель­ных блоков модели 4205 приведена в табл. 7.22.

Рис. 7.27. Установка для окраски модельных блоков модели 4205

Таблица 7.22

Техническая характеристика установки модели 4205

Параметры

Значение параметров

Максимальные размеры модельного блока:

700/950

Диаметр описанной окружности/ высота, м

Производительность, блоков/ч

60

Привод — пневматический

Система управления — релейная

Установленная мощность, кВт

10

Габариты: длина/ширина/высота, мм

2900/3300/3200

Nf

ПНКХ

Рис. 7.28. Структурная схе­ма установки для окраски модельных блоков фирмы

«FATA ALUMINIUM»: 1 — модельный блок; 2 — бак с краской; 3 — узел крепления модельного блока; 4 — меха­низм перемещения модельного блока

На рис. 7.28 представлена структурная схема установки фирмы «FLAT ALUMINIUM» для окраски модельных блоков, аналогичной установке, описанной выше, но только с одним баком. Габаритные