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