Wykład „Zastosowanie materiałów polimerowych i inne metody odtwarzania części maszyn. Renowacja części maszyn z materiałów polimerowych Rodzaje części, elementów maszyn i urządzeń technologicznych oraz materiałów polimerowych odpowiednich do ich wytwarzania

polimery Nazywa się produkty połączenia chemicznego identycznych cząsteczek w postaci powtarzających się jednostek. Cząsteczki polimerów składają się z dziesiątek i setek tysięcy atomów. Polimery obejmują: celuloza, gumy, tworzywa sztuczne, włókna chemiczne, lakiery, kleje, folie, różne żywice itd.

Ze względu na pochodzenie materiały polimerowe dzielą się na naturalny I syntetyczny . Do naturalnych należą: skrobia, kalafonia, białka, kauczuk naturalny itp. Większość materiałów polimerowych stosowanych we współczesnym przemyśle to polimery syntetyczne. Otrzymuje się je w reakcjach polimeryzacji (bez powstawania produktów ubocznych), takich jak produkcja polietylenu, oraz polikondensacji (z powstawaniem produktów ubocznych), takich jak produkcja żywic fenolowo-formaldehydowych.

Otrzymywanie polimerów w reakcji polimeryzacji prowadzi się w następujący sposób. Substancje organiczne zawierające podwójne wiązania w cząsteczce wchodzą w reakcję polimeryzacji. Pod wpływem światła, ciepła, ciśnienia lub w obecności katalizatorów cząsteczki substancji łączą się ze sobą w wyniku otwarcia wiązań podwójnych, tworząc polimer.

Gdy polimery są wytwarzane w reakcji polikondensacji, dwa produkty monomeryczne reagują, tworząc polimer i produkt uboczny.

Wśród materiałów polimerowych szczególne miejsce zajmują tworzywa sztuczne. Jest to materiał, którego skład zawiera wysokocząsteczkowe żywice syntetyczne jako główny składnik. Otrzymuje się je w drodze syntezy chemicznej najprostszych substancji ekstrahowanych z dostępnych surowców, takich jak węgiel, wapno, powietrze, ropa.

Główną zaletą stosowania tworzyw sztucznych w porównaniu z innymi materiałami jest to łatwość obróbki ich w produkcie. Ich nieodłączne właściwości plastyczne umożliwiają wytwarzanie setek części o skomplikowanych konfiguracjach na godzinę za pomocą pras, automatycznych maszyn odlewniczych itp. Jednocześnie zużycie materiałów jest minimalne (praktycznie brak odpadów), zmniejsza się liczba maszyn i personelu obsługującego oraz zmniejsza się zużycie energii elektrycznej. W związku z tym potrzeba znacznie mniej inwestycji w organizację produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych.

Metody recyklingu tworzyw sztucznych a produkcja wyrobów z tworzyw sztucznych zależy od stosunku tworzyw sztucznych do temperatury. Przeznaczyć termoplastyczny I termoutwardzalne tworzywa sztuczne .

Do termoutwardzalnych obejmują tworzywa sztuczne, które po podgrzaniu do określonej temperatury miękną, a następnie nieodwracalnie zamieniają się w stan nietopliwy i nierozpuszczalny. Tworzywa termoutwardzalne nie mogą być poddane recyklingowi po utwardzeniu i dlatego nazywane są nieodwracalnymi. Przykładem termoutwardzalnych tworzyw sztucznych są tworzywa fenolowe. Wyroby z tworzyw termoutwardzalnych otrzymywane są poprzez prasowanie w formach. Te ostatnie mają wewnętrzną wnękę odpowiadającą kształtowi i wymiarom przyszłego produktu i zwykle składają się z dwóch odłączalnych części - matrycy i stempla. Matryca mocowana jest na płycie dolnej prasy, stempel na ruchomym suwaku prasy. Odmierzoną ilość proszku prasowanego, podgrzaną do temperatury 90 - 120°C, podaje się do matrycy, która ma temperaturę wymaganą do prasowania. Pod wpływem ciepła z nagrzanej matrycy polimer mięknie i uzyskuje niezbędną plastyczność. Pod działaniem stempla zmiękczony materiał wypełnia wnękę formy. W tym przypadku w żywicy termoutwardzalnej zachodzą złożone przemiany chemiczne, prowadzące do powstania materiału nietopliwego. Zestalenie produktu następuje w formie pod ciśnieniem. Po pewnej ekspozycji produkt jest usuwany z formy. Temperatura, ciśnienie i czas prasowania są określone przez właściwości prasowanych materiałów. Ponadto do przetwórstwa tworzyw termoutwardzalnych stosuje się również metodę wytłaczania, czyli wytłaczania. Metodą tą wytwarza się wyroby o kształcie płaskim (blachy, folie) lub cylindrycznym (pręty, rury).

Aby otrzymać produkty z termoplastycznych tworzyw sztucznych, stosuje się następujące metody: formowanie wtryskowe, wytłaczanie (wytłaczanie) i formowanie arkuszy . Ich zastosowanie wynika z termoplastyczności materiału.

Najbardziej odpowiednim procesem przetwarzania tworzyw termoplastycznych jest formowanie wtryskowe. Odbywa się to na specjalnych wtryskarkach. Sproszkowany lub granulowany polimer jest podawany do ogrzewanego cylindra wtryskarki, gdzie ulega stopieniu. Po schłodzeniu polimer termoplastyczny twardnieje i przybiera kształt części.

Również w przetwarzaniu tworzyw sztucznych na produkty stosuje się formowanie, tłoczenie, obróbkę skrawaniem, wydmuchiwanie wyrobów pustych. Wszystkie metody charakteryzują się krótkim cyklem technologicznym, niskimi kosztami pracy oraz łatwością automatyzacji.

Syntetyczne włókna otrzymywany z syntetycznych żywic o dużej masie cząsteczkowej. duża grupa tworzą włókna poliamidowe - kapron, nylon. Charakteryzują się dużą wytrzymałością, elastycznością, odpornością na alkalia, rezystancją izolacji elektrycznej. Lavsan należy do grupy włókien poliestrowych. Stosowany jest do produkcji tkanin, dzianin, materiałów elektroizolacyjnych. Różni się wysoką wytrzymałością mechaniczną.

Proces technologiczny Produkcja włókien chemicznych obejmuje następujące etapy:

1) przygotowanie masy przędzalniczej;

2) przędzenie włókien;

Wykończeniowy.

Guma- charakterystyczny przedstawiciel związków wielkocząsteczkowych (polimerowych). On jest głównym część integralna guma, może być pochodzenia roślinnego (naturalnego) i syntetycznego. Bardzo szerokie zastosowanie w branży otrzymał kauczuk syntetyczny. Jego skład chemiczny i struktura, a także właściwości fizyczne mogą być bardzo zróżnicowane i znacznie odbiegać od właściwości kauczuku naturalnego, co jest zaletą kauczuków syntetycznych.

Głównymi surowcami do produkcji kauczuków syntetycznych są gazy towarzyszące z rafinacji ropy naftowej, alkohol etylowy i acetylen. Główne metody produkcji to polimeryzacja i polikondensacja. Podczas przetwarzania gumy są przekształcane w gumę. Charakteryzuje się dużą elastycznością, odpornością na ścieranie, zginanie, gazo- i wodoodpornością, wysokimi właściwościami elektroizolacyjnymi oraz odpornością na agresywne środowisko.

Guma otrzymywany przez dodanie szeregu składników (składników) do gumy. Ta mieszanina jest następnie wulkanizowana. Wulkanizacja polega na utworzeniu mostków pomiędzy liniowymi cząsteczkami gumy i uzyskaniu trójwymiarowej przestrzennej struktury molekularnej. Taka struktura prowadzi do wzrostu stabilności termicznej i wytrzymałości materiału, do zmniejszenia jego rozpuszczalności i wzrostu odporności chemicznej. Najczęstszym środkiem wulkanizującym jest siarka, która również decyduje o twardości gumy. Wprowadza się również różne wypełniacze zarówno w celu poprawy właściwości (sadza, biel cynkowa, kaolin, przeciwutleniacze), jak i obniżenia kosztów (kreda, talk).

Wyroby gumowe wykonywane są: poprzez wytłaczanie, tłoczenie, wtryskiwanie, zanurzanie modeli w lateksie itp. Wyroby gumowe dzielimy ze względu na przeznaczenie i warunki eksploatacji.

W przemysł chemiczny Największe koszty są na surowce i średnio 60-70% kosztów, a na paliwa i energię - około 10%. Odpisy amortyzacyjne wynoszą 3-4%, wynagrodzenia głównych pracowników produkcyjnych wahają się od 3 do 20% kosztów produkcji i zależą od rodzaju produkcji.

Materiały polimerowe w naprawie samochodów

Materiały polimerowe w naprawie maszyn służą do przywracania wymiarów zużytym częściom, uszczelniania pęknięć i otworów, utwardzania połączeń gwintowych i pasowań stałych, zabezpieczania antykorozyjnego, klejenia części i materiałów, a także do produkcji części. Do tych celów najczęściej stosuje się żywice poliamidowe w postaci granulek o białym lub półprzezroczystym żółtym odcieniu (kapron w proszku). Różnią się od innych polimerów niskim współczynnikiem tarcia, znaczną stabilnością termiczną, dobrą urabialnością, wysoką odpornością antykorozyjną i chemiczną oraz są nieszkodliwe dla pracowników.

Materiały polimerowe stosowane są zarówno w postaci czystej (polietylen, polistyren, kapron, polipropylen), jak iw postaci tworzyw sztucznych. W celu formowania tworzyw sztucznych do materiału polimerowego dodaje się szereg składników: wypełniacze (włókno szklane, azbest, cement, proszki metali), które poprawiają właściwości fizyczne i mechaniczne tworzyw sztucznych; plastyfikatory (ftalan dibutylu, ftalan diakrylu, płynny tiokol i inne) poprawiające plastyczność i elastyczność tworzyw sztucznych; utwardzacze (polietylenopoliamina itp.) do utwardzania (polimeryzacji) tworzyw sztucznych.

Zastosowanie powłok polimerowych do renowacji zużytych części ma szereg zalet w porównaniu z innymi metodami. Niska temperatura nagrzewania części (250...320 °C) przed malowaniem nie zmienia struktury metalu. Powłoki polimerowe mogą przywrócić części o dużym zużyciu (1 ... 1,2 mm), podczas gdy chromowanie przywraca części o zużyciu nie większym niż 0,5 mm. Powłoka z reguły nie wymaga obróbki mechanicznej, ponieważ ma czystą błyszczącą powierzchnię i niewielką różnicę w grubości warstwy.

Główne operacje renowacji części z materiałów polimerowych obejmują przygotowanie części do renowacji, powlekanie, obróbkę cieplną i kontrolę.

Przygotowanie części do renowacji polega na wyizolowaniu miejsc, które nie mogą być pokryte i stworzeniu warunków zapewniających dobrą przyczepność (przyklejenie) powłoki polimerowej do metalu. Izolację wykonuje się folią aluminiową lub mosiężną lub płynnym szkłem z kredą. Miejsca przeznaczone do powlekania są traktowane wiórami ściernymi lub wiórami schłodzonego żeliwa i odtłuszczane acetonem lub benzyną.

W praktyce naprawczej stosuje się kilka metod nakładania powłok polimerowych powierzchnie metalowe. Najczęstszy gaz-płomień, wir i wibracje.

W metodzie gazowo-płomieniowej stosuje się płomień acetylenowy. Strumień powietrza z cząsteczkami proszku polimerowego jest przedmuchiwany przez tę latarkę. Proszek topi się i opadając na powierzchnię elementu podgrzanego do temperatury 20...260 °C (w zależności od marki użytego proszku) skleja się z nim, tworząc nałożoną warstwę. Po nałożeniu powłoki o wymaganej grubości, dopływ proszku jest zatrzymywany i detal jest dodatkowo podgrzewany w celu wyrównania i zgęstnienia warstwy. Natryskiwanie płomieniowe jest wygodne w użyciu do powlekania dużych części, przy użyciu instalacji UPN-4L, UPN-6-63. Grubość powłoki jest praktycznie nieograniczona.

Pokrywanie części metalowych materiałami polimerowymi metodą wirową odbywa się na instalacjach typu A-67M. Przygotowane części są podgrzewane w piecu termicznym lub palnikach gazowych do temperatury 280…300°C i umieszczane w komorze montażowej. Na wysokości 50...100 mm od dna instalacji zbrojona jest przegroda porowata, na którą wylewana jest sproszkowana warstwa nylonu o grubości co najmniej 100 mm. Do produkcji porowatej przegrody stosuje się włókno szklane, ceramikę i filc.

Sprężone powietrze, azot lub dwutlenek węgla pod ciśnieniem 0,1...0,2 MPa doprowadzane jest do komory przez przegrodę. Cząsteczki proszku równomiernie pokrywają część, topią się i tworzą jednolitą powłokę. Natrysk trwa 8…10 s, podczas natryskiwania detalu zgłaszany jest ruch posuwisto-zwrotny. Aby uzyskać wymaganą grubość nałożonej warstwy, każdą część należy kilkakrotnie zanurzyć w komorze. Po każdym zanurzeniu jest wyjmowany, aby proszek się stopił, a następnie ponownie umieszczany w komorze instalacyjnej. Chłodzenie regenerowanej części odbywa się w powietrzu, wodzie lub oleju mineralnym w temperaturze pokojowej.

Wibracyjna metoda natryskiwania opiera się na właściwości płynięcia materiałów sypkich pod wpływem drgań.W instalacji wibracyjnej kotwica i dno wibrują z częstotliwością 50 Hz. W tym przypadku następuje rozluźnienie i przejście proszku nylonowego w stan fluidalny. Podgrzaną część, podobnie jak w metodzie wirowej, zanurza się w warstwie proszku i usuwa w celu jego stopienia. Powtarzając te operacje, uzyskuje się wymaganą grubość powłoki polimerowej.

Po szybkim schłodzeniu stopiony poliamid krzepnie w postaci przezroczystej masy o obniżonej odporności na zużycie. Dlatego produkt i nałożoną na jego powierzchnię powłokę polimerową należy schładzać powoli. W tym przypadku ciemnieje i tworzy się mniej lub bardziej duże kryształy. Tak dobrze skrystalizowany poliamid jest twardszy niż przezroczysty, a przez to bardziej odporny na zużycie.

Rzadziej stosowana jest bezpłomieniowa metoda strumieniowego natryskiwania tworzyw sztucznych, która polega na natryskiwaniu proszku pistoletem natryskowym bez podgrzewania proszku na wcześniej przygotowaną i ogrzaną powierzchnię. Części przeznaczone do renowacji po przygotowaniu powierzchni (odtłuszczenie, moletowanie, czyszczenie chemiczne i trawienie, mycie) umieszcza się w aluminiowym trzpieniu. W piecu elektrycznym trzpień wraz z częściami jest podgrzewany do temperatury 240 ° C, po czym proszek jest nakładany na powierzchnię części za pomocą pistoletu natryskowego za pomocą ogrzanego sprężonego powietrza. Cząsteczki proszku topią się i tworzą ciągłą powłokę. Jako pistolet natryskowy stosuje się opryskiwacze używane do prac malarskich.

Wadą tej metody jest znaczna utrata materiałów proszkowych podczas natryskiwania oraz zanieczyszczenie powietrza.

Metoda formowania wtryskowego materiałów termoplastycznych w praktyce naprawczej przywraca i wytwarza części. Metoda ta polega na wyciśnięciu podgrzanego tworzywa sztucznego z cylindra grzejnego wtryskarki do zamkniętego gniazda formy. Formowanie wtryskowe odbywa się na wtryskarkach DB-3329, wtryskarkach PL-71 itp. Zużyta powierzchnia części jest wstępnie obrabiana tak, aby warstwa tworzywa miała co najmniej 0,5 mm na stronę. Jeśli to możliwe, części są rowkowane, wiercone.

Przygotowana część jest instalowana w podgrzewanej formie o nominalnych wymiarach przywracanej części, a podgrzane tworzywo sztuczne wtryskiwane jest do niej pod ciśnieniem 15 ... 125 MPa. Część musi być podgrzana do temperatury 230...290 °C. Najpopularniejszymi materiałami termoplastycznymi używanymi do przywracania części przez formowanie wtryskowe są nylon (polikaprolaktam) klasy B, P-68, P-54, żywice AK-7 i odpady nylonowe.

Aby poprawić jakość powłoki polimerowej, zaleca się późniejszą obróbkę cieplną, np. przetrzymanie przez 2 godziny w oleju o temperaturze 100…120 ° C, a następnie schłodzenie razem z olejem.

Materiały polimerowe, które są najczęściej stosowane w naprawie karoserii, umownie dzielą się na dwie grupy: kleje i tworzywa sztuczne.

Kleje przeznaczone są do tworzenia jednoczęściowych połączeń z różnych materiałów. Najczęściej do naprawy karoserii i ich części stosuje się następujące kleje:
- BF-2 i BF-4 - do klejenia materiałów metalowych i niemetalowych pracujących w temperaturach od -60 do 60°C;
- FL-4S - do uszczelniania przestrzeni między szwami w złączach klejowych ze stali, aluminium i innych stopów oraz do klejenia metali i materiałów niemetalowych;
- 88-N - do klejenia gumy do metali, szkła i innych materiałów na zimno oraz do klejenia gumy z gumą;
- utwardzanie na zimno 88-NP-35, 88-NP-43, 88-NP-130 - do mocowania różnych materiałów do malowanego metalu, szkła podczas montażu karoserii samochodów VAZ.

Części wykonane ze szkła organicznego są sklejane poprzez zmiękczenie sklejonych powierzchni dichloroetanem. Jako klej można zastosować roztwór składający się z 2...3% organicznych opiłków szklanych rozpuszczonych w kwasie mrówkowym lub dichloroetanie. Aby zapobiec szybkiemu odparowaniu i zagęszczeniu kleju, przechowuje się go w zamkniętym naczyniu w temperaturze 18 ... 20 ° C. Aby uzyskać lepkość roboczą zagęszczonego kleju (stężony syrop), rozcieńcza się go dichloroetanem.

Kleje epoksydowe są wszechstronne, łatwe w przygotowaniu i aplikacji oraz nie wymagają docisku do klejenia. Podczas naprawy karoserii stosuje się kompozycje klejów epoksydowych, których właściwości zależą od ich składu. Kompozycje epoksydowe powstają z komponentów, najczęściej z żywicy epoksydowej ED-16 lub ED-20, plastyfikatora ftalanu dibutylu, wypełniacza i utwardzacza. Żywice epoksydowe w kompozycjach polimerowych są spoiwami, plastyfikatory zmniejszają kruchość, zwiększają elastyczność utwardzonych żywic epoksydowych, wypełniacze zwiększają przewodność cieplną, zwiększają współczynnik rozszerzalności liniowej i zmniejszają skurcz żywicy. Wypełniacze wpływają zatem na właściwości fizyko-mechaniczne i technologiczne mieszanki. Jako wypełniacze stosuje się pył miki, kruszony azbest, proszek stalowy lub żeliwny i inne. Rodzaj i ilość utwardzacza określają szybkość i stopień zmian stanu skupienia kompozycji. Aby uszczelnić wgniecenia w ciałach i upierzeniu, jako utwardzacz zwykle stosuje się polietylenopoliaminę lub heksametylenodiaminę, w których kompozycja jest utwardzana bez ogrzewania w normalnych warunkach temperaturowych.

Tworzywa sztuczne służą do powlekania, uszczelniania wgnieceń i spawów w karoseriach samochodowych. Masa żaroodporna TPF-37 w postaci termoproszku składa się z żywicy poliwinylobutyralowej, polietylenu, żywicy fenolowo-formaldehydowej, wypełniacza i stabilizatora. Proszek termiczny nakłada się na powierzchnię ciała metodą natrysku płomieniowego.

DO Branża: - Naprawa maszyn budowlanych

Wyślij swoją dobrą pracę w bazie wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy korzystają z bazy wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Wam bardzo wdzięczni.

Hostowane na http://www.allbest.ru

1. Przegląd literatury na temat „Materiały polimerowe na częścisprzęt rolniczy" 2

2. Przegląd badań patentowych na temat: „Składy i technologia części polimerowych stosowanych w motoryzacjii maszyn rolniczych” 15

3. Część doświadczalno-technologiczna: „Opracowanie urządzeń technologicznych i technologii wytwarzania części polimerowych do pozyskiwania rolniczychnaturalny sprzęt" 21

Literatura 29

1. Przegląd literatury na temat „Materiały polimerowe na części sprzętu rolniczego”

Naturalne polimery, głównie pochodzenia roślinnego (drewno, guma, len, włókna juty, żywice itp.) były wykorzystywane przez człowieka od czasów starożytnych. Jednak dopiero w XX wieku, dzięki rozwojowi, przede wszystkim chemii, fizyki i technologii obróbki materiałów, powstały nowe sztuczne (syntetyczne) materiały polimerowe, rozwiązano fundamentalne zagadnienia głębokiej przemiany struktury polimerów naturalnych, a w miarę w efekcie powstała ogromna liczba unikalnych materiałów. Powstał nowy rozległy obszar materiałoznawstwa – nauka o strukturze, właściwościach i technologii polimerów i tworzyw sztucznych.

Określenie „materiały polimerowe” jest ogólne. Łączy w sobie trzy szerokie grupy materiałów syntetycznych, a mianowicie: polimery, tworzywa sztuczne i ich odmianę morfologiczną - polimerowe materiały kompozytowe (PCM) lub, jak się je nazywa, tworzywa sztuczne wzmocnione. Wspólną cechą tych grup jest to, że ich obowiązkową częścią jest składnik polimerowy, który określa główne odkształcenia termiczne i właściwości technologiczne materiału. Składnik polimerowy jest organiczną substancją wielkocząsteczkową otrzymaną w wyniku reakcji chemicznej pomiędzy cząsteczkami wyjściowych substancji niskocząsteczkowych – monomerów.

Polimery są zwykle nazywane substancjami wielkocząsteczkowymi (homopolimerami) z wprowadzonymi do nich dodatkami, a mianowicie stabilizatorami, inhibitorami, plastyfikatorami, smarami, przeciwradami itp. Fizycznie polimery są materiałami homofazowymi. Zachowują wszystkie właściwości fizyczne i chemiczne charakterystyczne dla homopolimerów.

Tworzywa sztuczne to materiały kompozytowe na bazie polimerów zawierające rozproszone lub krótkowłókniste wypełniacze, pigmenty i inne składniki objętościowe. Wypełniacze nie tworzą ciągłej fazy. Znajdują się one (ośrodek dyspersyjny) w matrycy polimerowej (ośrodek dyspersyjny). Fizycznie tworzywa sztuczne są heterofazowymi materiałami izotropowymi o tych samych makrowłaściwościach fizycznych we wszystkich kierunkach.

Materiały wzmocnione polimerami to rodzaj tworzyw sztucznych. Różnią się one tym, że stosują nie rozproszone, ale wzmacniające, czyli wypełniacze wzmacniające (włókna, tkaniny, wstążki, filc, monokryształy), które w PCM tworzą niezależną fazę ciągłą. Oddzielne odmiany takich PCM nazywane są laminowanymi tworzywami sztucznymi. Taka morfologia umożliwia otrzymanie tworzyw sztucznych o bardzo wysokiej wytrzymałości na odkształcenia, zmęczenia, właściwościach elektrofizycznych, akustycznych i innych docelowych, spełniających najwyższe współczesne wymagania.

Jako spoiwa w produkcji materiałów polimerowych stosuje się syntetyczne lub naturalne związki wielkocząsteczkowe, w tym żywice syntetyczne, związki wielkocząsteczkowe lub produkty ich przetwarzania, na przykład etery celulozy, bitumy itp.

Żywice stosowane do produkcji tworzyw sztucznych mogą być termoutwardzalne lub termoplastyczne, co determinuje ich główne właściwości technologiczne i użytkowe.

Wiele tworzyw sztucznych (głównie termoplastycznych) składa się z jednego spoiwa. Takie materiały obejmują polietylen, polistyren, poliamidy, szkło organiczne, nylon itp. Cechą materiałów termoplastycznych jest ich zdolność do mięknięcia po podgrzaniu i ponownego utwardzania po ochłodzeniu. Co więcej, procesy te są odwracalne i przebiegają w ten sam sposób podczas każdego cyklu grzania i chłodzenia. Struktura materiału nie zmienia się w tym przypadku, nie zachodzą w nim żadne zmiany. reakcje chemiczne.

Materiały termoplastyczne charakteryzują się niską gęstością, dobrą plastycznością, odpornością na paliwa i smary. Polietylen ma odporność na ciepło do 50 ℃, mrozoodporność do -70 ℃, odporny chemicznie, ale podlegający starzeniu. Służy do produkcji folii, rur, pojemników, artykułów gospodarstwa domowego. Polipropylen ma wyższe właściwości wytrzymałościowe, ale ma niższą mrozoodporność (do minus 20?). Zastosowania zbliżone do polietylenu. Polistyren to twardy, przezroczysty, zwarty materiał. Służy do produkcji części urządzeń i maszyn (uchwyty, obudowy, rury itp.). Poliuretany i poliamidy: kapron, nylon są wykorzystywane do produkcji nici i folii o wysokiej wytrzymałości. Szkła organiczne to przezroczyste ciała stałe stosowane w samolotach, motoryzacji, oprzyrządowaniu.

Do tworzyw termoplastycznych zalicza się również fluoroplastiki - unikalne materiały o bardzo niskim współczynniku tarcia. Stosuje się je do zaworów, kurków, pomp, tulei, uszczelek itp.).

Podczas ogrzewania materiały termoutwardzalne miękną tylko w początkowym okresie czasu, a następnie twardnieją w temperaturze ogrzewania na skutek zachodzących w ich strukturze nieodwracalnych reakcji chemicznych, w wyniku których materiał taki pozostaje stały i nie mięknie po ponownym ogrzaniu do wystarczająco wysokie temperatury. Reprezentantami materiałów termoutwardzalnych są żywice fenolowo-formaldehydowe, gliptalowe, epoksydowe, poliestry nienasycone itp. Charakter przebiegu reakcji chemicznych prowadzących do nieodwracalnego utwardzenia może mieć różny charakter. Można go stymulować poprzez dodawanie do żywic specjalnych substancji - utwardzaczy lub może zachodzić wyłącznie w wyniku aktywacji termicznej - podczas podgrzewania. Jednak w obu przypadkach cechą tworzyw termoutwardzalnych jest nieodwracalny charakter zmiany podstawowych właściwości materiału.

Podstawą tworzyw termoplastycznych są polimery termoutwardzalne. Jako wypełniacze stosuje się różne materiały nieorganiczne. W zależności od rodzaju wypełniacza materiały te dzielą się na proszkowe, włókniste i warstwowe. Materiały proszkowe jako wypełniacze wykorzystują mączkę drzewną lub celulozową, zmielony kwarc, talk, cement, grafit itp. Takie tworzywa sztuczne mają jednolite właściwości we wszystkich kierunkach i są dobrze sprasowane. Wadą jest niska odporność na obciążenia udarowe. Wykorzystywane są do produkcji części korpusów urządzeń, oprzyrządowania technologicznego w odlewniach (modeli) czy lekko obciążonych części matryc. Włókniste tworzywa sztuczne (włókna) mają wysokie właściwości wytrzymałościowe, zwłaszcza włókna szklane, ponieważ są zasadniczo materiałami kompozytowymi i wykorzystują właściwości zarówno podłoża, jak i włókien użytych do wytworzenia tych materiałów. Laminowane tworzywa sztuczne, podobnie jak tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami, są materiałami kompozytowymi. Charakteryzują się najwyższą wytrzymałością i jednocześnie plastycznością. Istnieją tekstolity (wypełniacz - tkanina bawełniana), getinax (wypełniacz - papier), tworzywa sztuczne laminowane drewnem (fornir drewniany), włókno szklane (tkanina z włókna szklanego). Tekstolit ma zwiększoną odporność na zużycie. Może być stosowany do produkcji kół zębatych, krzywek, łożysk i innych mocno obciążonych części.

Materiały te zawierają wiele rzeczy, które czynią życie człowieka, świat wokół niego piękniejszym, wygodniejszym, bogatszym. Materiały polimerowe są lekkie (5-7 razy lżejsze niż metale i stopy). Obliczenia wykazały, że wymiana wielu metalowych części samochodu na żywicę epoksydową wzmocnioną włóknem węglowym zmniejszy wagę samochodu o 40%; stanie się silniejszy; zużycie paliwa spadnie, odporność na korozję gwałtownie wzrośnie. Można je łatwo pomalować na różne kolory, mogą być błyszczące i matowe, przezroczyste i półprzezroczyste, fluorescencyjne. Materiały te nie ulegają zniszczeniu pod wpływem agresywnych środowisk, w których wyroby metalowe ulegają intensywnej korozji. Polimery organiczne są odpowiednikami tkankowymi, tj. w swojej budowie chemicznej są zbliżone do ludzkiej skóry, włosów, tkanki mięśniowej, co pozwala na zastosowanie ich w chirurgii rekonstrukcyjnej oraz pozwala na tworzenie wnętrz, w których człowiek czuje się jak najbardziej komfortowo.

Materiały polimerowe są łatwe w obróbce, dzięki czemu bez specjalnych kosztów można z nich tworzyć produkty o najdziwniejszych kształtach. Dzięki rozwojowi materiałoznawstwa polimerowego opracowano nowe technologie: klejenia, uszczelniania produktów itp. Wreszcie tylko polimery mają wysoką elastyczność - zdolność do dużych odwracalnych odkształceń, co najwyraźniej przejawia się w gumach i gumach.

Materiały polimerowe są bardzo jasno wprowadzane do życia, pozwalając rozwiązywać nie tylko problemy techniczne, ale także problemy estetyczne. Dziś możemy mówić o istnieniu pewnych zasad, sprawdzonych przepisów, które należy uwzględnić w projektowaniu artystycznym i tworzeniu wyrobów z tworzyw sztucznych.

Dzięki zastosowaniu polimerów możliwe jest bezpośrednie, proste i skuteczne rozwiązywanie problemów zarówno estetycznych, jak i funkcjonalnych. Przykładem może być ewolucja butelek w przemyśle perfumeryjnym lub pojemników w medycynie, gdzie jednocześnie stają się one albo atomizerami, albo zakraplaczami itp.

Można również dodać główne zalety materiałów polimerowych:

a) wysoka produktywność, dzięki której można wykluczyć z cyklu produkcyjnego pracochłonne i kosztowne operacje mechanicznej obróbki wyrobów;

b) minimalna energochłonność, wynikająca z faktu, że temperatury obróbki tych materiałów wynoszą z reguły 150-250°C, czyli są znacznie niższe niż metali i ceramiki;

c) możliwość uzyskania kilku produktów jednocześnie w jednym cyklu formowania, w tym złożonej konfiguracji, a przy produkcji wyrobów formowanych proces powinien odbywać się z dużymi prędkościami;

d) prawie wszystkie procesy przetwarzania materiałów polimerowych są zautomatyzowane, co może znacznie obniżyć koszty wynagrodzenie i poprawić jakość produktów.

Jednak materiały polimerowe mają również pewne wady, które należy wziąć pod uwagę przy wytwarzaniu produktów polimerowych.

Polimery są dielektrykami, gromadzą elektryczność statyczną. Jeśli produkt z tworzywa sztucznego ma duże wymiary, po dotknięciu może aktywnie przyciągać kurz, brud i wyładowania na osobę. Musimy rozwiązać problem usuwania elektryczności statycznej.

W produkcji wyrobów z tworzyw sztucznych głęboka ulga obróbki teksturowanej jest niedozwolona, ​​ponieważ brud gromadzi się w tych miejscach i może być niemożliwy do zmycia.

Wyrób polimerowy nie powinien mieć ostrych narożników, krawędzi, wąskich szczelin, wybór materiału powinien być dokonany z obowiązkowym uwzględnieniem warunków technologii przetwarzania i eksploatacji. Polimery i tworzywa sztuczne są więc materiałami o specyficznych właściwościach i możliwościach, przede wszystkim dlatego, że mają niezwykły skład chemiczny i strukturę.

Urządzenia do przetwórstwa tworzyw sztucznych służą do przetwarzania oryginalnego materiału polimerowego na produkty o z góry określonych właściwościach użytkowych. Projektowanie i produkcja maszyn i zespołów do przetwórstwa tworzyw sztucznych odbywa się w przedsiębiorstwach różnych gałęzi przemysłu.

Większość metod przetwórstwa tworzyw sztucznych polega na wykorzystaniu procesów formowania wyrobów z polimerów w stanie lepkim – wtrysku, prasowania, wytłaczania itp. Niektóre procesy opierają się na osiągnięciu przez materiał stanu wysoce elastycznego w czasie formowania – formowanie pneumopróżniowe. W przemyśle stosuje się metody formowania z roztworów i dyspersji polimerów.

Przetwarzanie materiałów polimerowych obejmuje trzy główne grupy procesów: przygotowawczy, kształtujący i wykańczający.

Procesy cyklu przygotowawczego są niezbędne do poprawy właściwości technologicznych przetwarzanych surowców, a także do uzyskania półproduktów i wykrojów stosowanych w głównych metodach przetwórczych. Takie procesy obejmują mielenie, granulowanie, suszenie, tabletkowanie, podgrzewanie.

Procesy formowania to procesy recyklingu, w których wytwarzane są produkty z tworzyw sztucznych. Można wyróżnić dwie grupy tych procesów: ciągłe (wytłaczanie, kalandrowanie) oraz okresowe (wtryskiwanie, próżniowe formowanie pneumatyczne, rozdmuchiwanie, natryskiwanie, prasowanie i szereg innych). Wytwarzanie wyrobów z włókna szklanego odbywa się metodami zróżnicowanymi pod względem konstrukcji sprzętowej i technologicznej. Proces technologiczny wytwarzania wyrobów z włókna szklanego składa się z następujących operacji: przygotowanie spoiwa i wypełniacza, połączenie spoiwa i wypełniacza, formowanie wyrobu.

Procesy wykończeniowe mają na celu nadanie gotowym produktom pewnego charakteru wygląd, tworząc integralne połączenie poszczególnych elementów wyrobu z tworzywa sztucznego. Należą do nich procesy mechanicznej obróbki wytwarzanych wyrobów, malowania i metalizacji ich powierzchni, spawania i klejenia poszczególnych części.

W Ostatnio Materiały polimerowe są aktywnie wykorzystywane zarówno do produkcji, jak i renowacji części do sprzętu rolniczego. W praktyce naprawczej tworzywa sztuczne są nakładane na powierzchnię części w celu przywrócenia ich wymiarów, zwiększenia odporności na zużycie i poprawy uszczelnienia. Jednocześnie powłoka z tworzywa sztucznego zmniejsza hałas tarcia i zwiększa odporność produktu na korozję. Cienka warstwa tworzywo sztuczne praktycznie nie pogarsza właściwości wytrzymałościowych metalu i nadaje części elastyczność, tj. zdolność do przyjęcia formy współpracującej części, co prowadzi do gwałtownego wzrostu powierzchni styku. Tworzywa sztuczne nanoszone są metodą wtrysku, prasowania na gorąco, wirowania, płomienia i odśrodkową.

Naprawa maszyn rolniczych materiałami polimerowymi, w porównaniu z innymi metodami, umożliwia regenerację części wysoka jakość i zmniejszyć:

pracochłonność - o 20-30%;

koszty materiałów - o 40-50%;

koszt pracy - o 15-20%.

Podczas renowacji części najczęściej stosuje się tworzywa akrylowe i poliamidowe, tekstolit i tworzywa sztuczne laminowane drewnem. Tekstolit i tworzywa laminowane drewnem są stosowane do renowacji zużytych powierzchni prowadnic maszyn, do produkcji kół zębatych, łożysk ślizgowych, tulei i innych części o trących powierzchniach roboczych.

Podczas naprawy szeroko stosowane są tworzywa akrylowe zawierające żywice akrylowe jako spoiwa - produkty polimeryzacji metakrylanu metylu i kopolimeryzacji metakrylanu metylu ze styrenem. Należą do nich: aktylan ATS-1, butakryl, tworzywo epoksydowo-akrylowe SHE-2 i SHE-3.

Te utwardzane na zimno termoplastyczne, szybko utwardzające się tworzywa sztuczne są wytwarzane przez zmieszanie proszku i płynu. Wytworzona masa o konsystencji kwaśnej śmietany twardnieje bez ogrzewania i nacisku.

Takie tworzywa sztuczne są stosowane w renowacji zużytych wyrobów jako kompensator zużycia do renowacji zerwanych łańcuchów wymiarowych obrabiarek i maszyn. Przy pomocy tworzyw sztucznych odnawiają: prowadnice kołowe łoża maszyn karuzelowych, kliny regulacyjne oraz listwy dociskowe do mechanizmów wszelkiego rodzaju urządzeń, w tym pras mechanicznych. Stosowane są również do naprawy łożysk wrzeciona rewolwerowego w tokarkach rewolwerowych; otwory, tuleje, gniazda kół zębatych i kół pasowych; części pomp hydraulicznych; mechanizmy wahadłowe i inne części urządzeń do cięcia metalu. Roztwór z tworzywa sztucznego jest również używany do klejenia materiałów.

Utwardzone tworzywo sztuczne jest odporne na zużycie, dobrze współpracuje z żeliwem, stalą, brązem, współczynnik tarcia przy braku smaru wynosi 0,20-0,18, a po wprowadzeniu do kompozycji wymaganej ilości dodatków przeciwciernych zmniejsza się do 0,143. Tworzywa sztuczne z tymi dodatkami mogą pracować bez smarowania.

Utwardzony plastik jest odporny na alkalia o dowolnym stężeniu, benzynę, terpentynę, wodę słodką i morską, oleje mineralne i roślinne. Warstwę plastiku można usunąć poprzez podgrzanie do 150-200C i dalsze wypalanie lub cięcie.

Lepkość tworzyw sztucznych zmienia się w zależności od ich przeznaczenia. W tym celu do roztworu tworzywa sztucznego wprowadza się sproszkowane, włókniste i warstwowe wypełniacze z materiałów metalicznych i niemetalicznych.

W celu poprawy właściwości użytkowych (zmniejszenia współczynnika tarcia i zwiększenia odporności na zużycie) wprowadza się je do tworzywa sztucznego (do 10%, ułamek masowy) proszek grafitowy.

W praktyce naprawczej rozpowszechnił się kapron klasy A i B. Jest to biały materiał stały z żółtym odcieniem, który ma wysoką wytrzymałość, odporność na zużycie, odporność na olej i benzynę, a także dobre właściwości przeciwcierne. Głównymi wadami kapronu są niska przewodność cieplna, odporność na ciepło i wytrzymałość zmęczeniowa. Maksymalna dopuszczalna temperatura pracy powłok nylonowych nie powinna przekraczać plus 70-80°C i minus 20-30°C.

Powłoka Capron naprawia powierzchnie tulei, wałów, tulei i innych części.

Rysunek 1. Schemat nakładania kapronu na zużytą powierzchnię części metodą wtrysku: 1 - górna część formy; 2 - kanał wlewowy; 3 - dolna część formy; 4 - część naprawcza; 5 - warstwa nylonu

Naprawa zużytych powierzchni części za pomocą kapronu odbywa się w większości przypadków metodą formowania wtryskowego na specjalnych wtryskarkach. Istota procesu polega na nałożeniu pod ciśnieniem warstwy nylonu na specjalnie przygotowaną zużytą powierzchnię części. Zużytą część instaluje się w formie (rys. 1), a stopiony nylon wtryskuje się pod ciśnieniem w powstałą szczelinę między częścią a ścianą formy. Następnie forma jest otwierana, część jest usuwana, usuwane są z niej nadlewy i wypływka. W razie potrzeby powłoka nylonowa jest poddawana obróbce mechanicznej w celu uzyskania wymaganych wymiarów. Aby poprawić jakość, gotowy element poddaje się obróbce termicznej w kąpieli olejowej w temperaturze 185-190°C i przetrzymuje w tej temperaturze przez 10-15 minut.

Podczas nakładania nylonu jest on podgrzewany do 240-250°C i podawany pod ciśnieniem 4-5 MPa (40-50 kgf/cm). Forma wraz z detalem jest podgrzewana do temperatury 80-100°C. Zalecana grubość powłoki od 0,5 do 5 mm. Wtrysk wykonywany jest na wtryskarkach, wtryskarkach itp. Metoda ta jest technologicznie prosta i nie wymaga odpowiednio wyrafinowanego sprzętu i oprzyrządowania.

Capron (w postaci proszku o wielkości 0,2-0,3 mm) można nakładać na powierzchnię części przez natryskiwanie. Istota tej metody polega na nałożeniu sproszkowanego nylonu na przygotowaną i ogrzaną powierzchnię części. Uderzając w nagrzaną część, cząsteczki sproszkowanego nylonu topią się, tworząc powłokę z tworzywa sztucznego.

Podczas naprawy połączeń stałych łożysk tocznych często stosuje się elastomer GEN-150V i uszczelniacz 6F. Pierwszy składa się z kauczuku nitrylowego SKP-40S i żywicy VGU. Drugi to produkt połączenia kauczuku butadienowego SKP-40 z żywicą FKU na bazie podstawionej żywicy fenolooctan winylu. Powierzchnie części przed malowaniem są czyszczone mechanicznie i odtłuszczane.

Powłokę nakłada się różnymi sposobami: przez polewanie, pędzlem, metodą odśrodkową - w zależności od konstrukcji części i sposobu aplikacji. Obróbkę cieplną powłoki z roztworu GEN-150V przeprowadza się w temperaturze 115 st w ciągu 40 min, z roztworu szczeliwa 6F - w temperaturze 150 ... 160? w ciągu trzech godzin. Trwałość stałych połączeń zależy od szybkości odpowiedzi. Główną przyczyną eksploatacji siedzeń bez powłoki polimerowej jest korozja cierna. Charakter zużycia zmienia się znacząco w zależności od pasowania łożysk pokrytych roztworem szczeliwa 6F. Powłoka polimerowa całkowicie zapobiega kontaktowi metalu i rozwojowi korozji ciernej, a to znacznie zmniejsza intensywność utraty nośności gniazd, szczególnie w elementach karoserii.

Kompozycje klejów na bazie epoksydów są ważne dla przywracania żywotności pękniętych żeliwnych części karoserii. Głównym składnikiem wiążącym tych kompozycji jest żywica epoksydowa marki ED-6 lub ED-5. Częściej stosowana jest żywica ED-6. Jest to przezroczysta lepka masa o jasnobrązowym kolorze. Aby przygotować kompozycję na bazie żywicy ED-6, dodaje się 10-15 części ftalanu dibutylu (plastyfikator), do 160 części wypełniacza i 7-8 części polietylenopoliaminy (utwardzacz) na 100 części (wagowych) żywicy. Jako wypełniacz użyj: proszku żelaza (160 części), proszku aluminium (25 części), cementu klasy 500 (120 części). Żywicę epoksydową ogrzewa się w pojemniku do temperatury 60-80°C, dodaje plastyfikator, a następnie wypełniacz. Utwardzacz wstrzykuje się bezpośrednio przed użyciem, ponieważ po tym kompozycję należy zużyć w ciągu 20-30 minut. Kompozycje na bazie żywic epoksydowych służą do naprawy części pracujących w temperaturach od -70 do +120°C. Służą do uszczelniania pęknięć i otworów w elementach karoserii, przywracania pasowań stałych i połączeń gwintowanych.

Podczas uszczelniania pęknięć określa się ich granice i przygotowuje się powierzchnie. Granice pęknięcia zwykle wierci się wiertłem o średnicy 2-3 mm i fazuje pod kątem 60-70° na głębokość 2-3 mm wzdłuż pęknięcia na całej jego długości (ryc. 2, a ). Powierzchnia jest czyszczona w odległości 40-50 mm po obu stronach pęknięcia do metalicznego połysku i wykonywane są nacięcia. Następnie odtłuszczono acetonem.

Łatka jest wycinana z włókna szklanego o takim rozmiarze, że zakrywa pęknięcie o 20-25 mm. Kompozycję na bazie żywic epoksydowych przygotowuje się bezpośrednio przed jej użyciem i nakłada pędzlem lub szpatułką na powierzchnie o grubości około 0,1-0,2 mm (ryc. 2, b). Następnie nakłada się łatkę i wałkuje za pomocą wałka (ryc. 2, c).

Rysunek 2. Schemat uszczelnienia pęknięć: a - cięcie powierzchni; b - wypełnienie kompozycją żywicy epoksydowej; c - zrolowanie nakładki wałkiem; 1 - warstwa kompozycji; 2 - nakładka; 3 - wałek

Na powierzchnię tej wykładziny ponownie nakłada się warstwę kleju, a następnie nakłada się kolejną warstwę, która zachodzi na poprzednią o 10-15 mm, walcując wałkiem i nakłada się kolejną warstwę powłoki klejowej. W celu utwardzenia powłoki klejowe przechowuje się przez 72 godziny w temperaturze 20°C lub 3 godziny w temperaturze 100°C. Podczas eksploatacji części karoserii poddawane są znacznym zmiennym obciążeniom mechanicznym i temperaturowym, co prowadzi do złuszczania się powłoki i utraty przez części wymaganej szczelności. Aby uniknąć niepożądanego rozwarstwienia, stosuje się metalowe płytki mocowane za pomocą śrub.

Materiały klejące nie tylko dają możliwość mocnego łączenia części wykonanych z różnych materiałów, ale także uszczelniają szczeliny i pęknięcia; uszczelnić światła, okna, węże i rury; izolować styki elektryczne; wyeliminować wibracje i hałas; służą do produkcji uszczelek i uszczelek o dowolnym kształcie.

Dobre wskaźniki jakości wykazują spawanie klejem wielkogabarytowych konstrukcji cienkościennych. Jest to obszar absolutnie nowy dla Rosji i wszystkich krajów WNP. Faktem jest, że cienkościenne konstrukcje, panele karoserii maszyn rolniczych, po wykonaniu stykowego zgrzewania punktowego, są nadal uszczelniane za pomocą różnych mastyksów, podkładów i plastizoli. Jest to dość pracochłonna operacja, aw przypadku szczelin większych niż 0,5 mm z reguły nie jest możliwe uzyskanie wysokiej jakości uszczelnienia. Technologia zgrzewania klejowego zapewnia nie tylko dobre uszczelnienie spawać, ale także zwiększa wytrzymałość stawu o 1,5 raza.

Połączenie wykonuje się w ten sposób: na łączone powierzchnie nakłada się warstwę kleju, następnie nakłada się je jedna na drugą i zgrzewa punktowo. Warstwa kleju przejmuje większość obciążeń, dzięki czemu punkt zgrzewu jest odciążony, poprawia się jego wydajność, co znacznie zwiększa wytrzymałość zmęczeniową i sztywność złącza. W rezultacie liczbę punktów spawania można zmniejszyć o 30-50 sztuk. i odpowiednio obniżyć koszty pracy i energii do spawania.

Materiały klejące stosowane w tej technologii to jedno- lub dwuskładnikowe kompozycje o konsystencji pasty. Ponadto jednoskładnikowe utwardzane są w temperaturze 410-430K (140-160?), co w niektórych przypadkach umożliwia połączenie suszenia kleju z suszeniem powłoki malarskiej nałożonej na gotowy produkt. Istotne jest również to, że spawanie klejem nie wymaga wstępnego czyszczenia łączonych powierzchni. Wreszcie technologia montażu zgrzewanego klejem rozwiązuje również kwestie ochrony spoiny przed korozją.

2. Przegląd opracowań patentowych na temat: „Składy i technologia części polimerowych stosowanych w maszynach samochodowych i rolniczych”

Dokonano przeglądu badań patentowych na głębokość 14 lat (1998-2012), znaleziono 8 patentów na ten temat:

W patencie na wynalazek nr 94903 (data rozpoczęcia patentu 22.04.2009) opisano użyteczny model formy wtryskowej, który dotyczy produkcji odlewniczej do wytwarzania wyrobów, głównie z polimeru termoplastycznego, metodą wtrysku formowania, głównie wyrobów grubościennych. Rozwiązanie techniczne wynalazku może mieć również zastosowanie do wytwarzania wyrobów z innych materiałów.

Celem wzoru użytkowego jest zwiększenie wydajności aplikacji formy wtryskowej. Problem rozwiązuje fakt, że forma do formowania wtryskowego, zawierająca rozłączne części 1 i 2, w jednej z których jest wykonana wnęka formująca 4 i umieszczony jest wyrzutnik 5, a w drugiej dysza 9. Posiada cechy charakterystyczne: wnęka formująca 4 jest wykonywana ze zmienną objętością za pomocą ruchomego znaku w postaci tłoka 6, który jest jednocześnie wyrzutnikiem. Co najmniej jeden znak kształtujący 7 może przejść przez tłok 6.

Możliwe jest również, aby kształt powierzchni tłoka 6 i współpracującej z nim powierzchni wnęki formującej 4 był inny niż cylindryczny.

W patencie na wynalazek nr 2312766 (data rozpoczęcia patentu 30.01.2006) opisano sposób wytwarzania wkładki formującej, w szczególności do wytwarzania wkładek formujących do otrzymywania wyrobów typu kwadratowego, które mogą być stosowane w ich produkcji, zarówno metodą tłoczenia, jak i formowania wtryskowego. Efektem technicznym zastrzeganego wynalazku jest stworzenie sposobu wytwarzania wkładki formującej, który umożliwia zwiększenie wydajności, jakości i dokładności wykonania, a także pozwala na zmianę kształtu i wymiarów części roboczej wkładki. Efekt techniczny uzyskuje się metodą wytwarzania wkładki formującej, w której korpus wkładki jest cięty wzdłużnie. Powierzchnia robocza części w kształcie beczki - półwkładki jest wykonywana przez obracanie z jednego przedmiotu obrabianego na specjalnie do tego przeznaczonym trzpieniu. Parametry beczkowatej powierzchni dobiera się na podstawie następujących warunków: wysokość lufy jest równa średnicy wkładki, promień tworzącej lufy jest równy połowie średnicy wkładki, promień równika lufy jest większy lub równy promieniowi tworzącej lufy, ale mniejszy lub równy średnicy wykładziny.

W patencie na wynalazek nr 2446187 (data rozpoczęcia patentu 17.06.2010) opisano sposób otrzymywania nanokompozytu polimerowego, który obejmuje mieszanie termoplastu z wypełniaczem - nanodiament syntezy detonacyjnej (DND) w stopionym termoplastie w trybie niestabilności sprężystej. W tym celu należy dobrać temperaturę i naprężenie ścinające, pod warunkiem, że wartość liczby Weissenberga jest nie mniejsza niż 10. Stosunek składników w % wag.: termoplast - 95-99,5, DND - 0,5-5. EFEKT: wynalazek umożliwia otrzymanie nanokompozytu polimerowego o podwyższonym module sprężystości, twardości, udarności, wytrzymałości na rozciąganie. Takie materiały mogą być wykorzystywane do produkcji obudów, polimerowych par ciernych (przekładni, łożysk itp.), a także w przemyśle lotniczym, ponieważ mają ulepszone właściwości mechaniczne i odporność na agresywne środowisko.

W patencie na wynalazek nr 2469860 (data rozpoczęcia patentu 17.07.2009) opisano urządzenie do wytwarzania przedmiotów trójwymiarowych poprzez zestalanie proszku lub płynnego materiału. Wymienna rama urządzenia do wytwarzania obiektu trójwymiarowego (3) zawiera ramę (1) i platformę (2) umieszczoną w ramie (1) z możliwością ruchu w pionie, natomiast rama (1) i platforma (2) tworzą przestrzeń roboczą wspomnianego urządzenia. Wymienna rama jest wykonana z możliwością wkładania i wyjmowania z wymienionego urządzenia, przy czym wspomniane urządzenie jest przeznaczone do wytwarzania trójwymiarowego przedmiotu (3) poprzez zestalenie sproszkowanego lub płynnego materiału (3a) przeznaczonego do wytwarzania wspomnianego przedmiotu (3) warstwa po warstwie w miejscach w każdej warstwie odpowiadających przekrojowi przedmiotu, który ma być wytwarzany (3). Po wewnętrznej stronie zwróconej w stronę przestrzeni roboczej rama (1) zawiera płyty szklano-ceramiczne (13). Efekt techniczny polega na zapewnieniu ogrzewania przestrzeni roboczej do wysokich temperatur dzięki małemu współczynnikowi rozszerzalności cieplnej płyt szklano-ceramicznych.

W patencie na wynalazek nr 2470963 (data rozpoczęcia patentu 06.12.2009) opisano reaktorowe termoplastyczne poliolefiny o wysokiej płynności i doskonałej jakości powierzchni, które obejmują (A) matrycę homo- lub kopolimeru propylenu, której udział masowy wynosi od 40 do 90% przy ISO 1133 MFR (230°C, obciążenie znamionowe 2,16 kg)? 200 g/10 min, oraz (B) elastomerowego kopolimeru etylenowo-propylenowego o udziale masowym od 2 do 30% o lepkości istotnej IV (zgodnie z ISO 1628 w dekalinie jako rozpuszczalniku)? 2,8 dl/g o zawartości etylenu powyżej 50 do 80% oraz (C) kopolimer elastomerowy etylen-propylen od 8 do 30% mas. o lepkości istotnej IV (zgodnie z ISO 1628 w dekalinie jako rozpuszczalniku) od 3,0 do 6,5 dl/g io zawartości masowej propylenu od 50 do 80%. Reaktorowe poliolefiny termoplastyczne są wytwarzane w wieloetapowym procesie polimeryzacji obejmującym co najmniej 3 kolejne etapy, w obecności układu katalitycznego zawierającego (i) prokatalizator Zieglera-Natty, w skład którego wchodzi produkt transestryfikacji niższym alkoholem i ester kwasu ftalowego, ( ii) kokatalizator metaloorganiczny i (iii) donor zewnętrzny przedstawiony wzorem (I), Si(OCH2CH3)3(NR1R2), gdzie wartości R1 i R2 są wskazane w zastrzeżeniach. Ujawniono również wieloetapowy sposób wytwarzania tych poliolefin, obejmujący albo kombinację jednego reaktora pętlowego i dwóch lub trzech reaktorów w fazie gazowej, albo kombinację dwóch reaktorów pętlowych i dwóch reaktorów w fazie gazowej połączonych szeregowo. Poliolefiny według wynalazku stosuje się do wytwarzania wyrobów formowanych wtryskowo dla przemysłu motoryzacyjnego. Wynalazek dotyczy również formowanych wyrobów wykonanych z reaktorowych termoplastycznych poliolefin. Poliolefiny mogą być stosowane do formowania wtryskowego dużych profili, które nie tworzą „fałd” i które jednocześnie wykazują dobrą równowagę udarności/sztywności oraz dobrą płynność.

W patencie na wynalazek nr 2471811 (data rozpoczęcia patentu 02.10.2008) opisano sposób wytwarzania polimerów propylenu. Otrzymany polimer propylenu ma wskaźnik szybkości płynięcia (230°C, 2,16 kg) powyżej 30 g/10 min. Proces prowadzi się w obecności układu katalitycznego zawierającego (A) stały składnik katalizatora zawierający Mg, Ti, halogen i związek elektronodonorowy wybrany spośród bursztynianów; (B) kokatalizator alkiloglinowy; i (C) związek krzemu o wzorze R1Si(OR)3, w którym R1 oznacza rozgałęziony alkil, a R niezależnie oznacza C1-C10 alkil. Opisano również sposób wytwarzania kompozycji polimeru propylenu i kompozycji heterofazowych. EFEKT: otrzymanie polimerów propylenu o zarówno szerokim rozkładzie masy cząsteczkowej, jak i wysokim wskaźniku szybkości płynięcia.

W patencie na wynalazek nr 2471817 (data rozpoczęcia patentu 01.10.2012) opisano sposób wytwarzania poliamidu-6 metodą polimeryzacji emulsyjnej kaprolaktamu. Metoda obejmuje przygotowanie masy reakcyjnej z kaprolaktamu, wody jako inicjatora i cieczy polietylosiloksanowej, ogrzanie jej, ekspozycję wstępną, ekspozycję główną w temperaturze 210-215°C, schłodzenie i oddzielenie powstałych granulek, przy czym masę reakcyjną najpierw przygotowuje się z kaprolaktamu i wodę podgrzaną do 210-215°C, ekspozycję wstępną prowadzi się w temperaturze 210-215°C przez 6-7 godzin, a do masy reakcyjnej przed ekspozycją główną wprowadza się ciekły polietylosiloksan podgrzany do temperatury 210-215°C, który jest przeprowadzany przez 5-15 godzin. Efektem technicznym jest poprawa jakości docelowego produktu oraz obniżenie kosztów energii.

W patencie na wynalazek nr 2471832 (data rozpoczęcia patentu 05.11.2007) opisano sposób wytwarzania ognioodpornej kompozycji poliamidowej, w szczególności odpowiedniej do wytwarzania wyrobów formowanych. Kompozycja na bazie poliamidu zawiera cyjanuran melaminy i nowolak. Kompozycja nadaje się do wytwarzania wyrobów formowanych o wysokiej stabilności wymiarowej i stosowanych w technice połączeń elektrycznych lub elektronicznych, takich jak przerywacze, przełączniki, urządzenia łączące.

Zgłaszający stwierdził, że kompozycja poliamidowa o niskiej zawartości nowolaku i stosunkowo niskiej zawartości cyjanuranu melaminy, pochodnej melaminy, zapewnia optymalne wyniki w dziedzinie ognioodporności i reabsorpcji wody. W przeciwieństwie do tego, co dotychczas było wiadomo, nowolak nie zmienia właściwości ognioodporności kompozycji poliamidowej zawierającej pochodną melaminy.

Ponadto nowolak i cyjanuran melaminy działają synergistycznie w kompozycji poliamidowej, chociaż te dwa związki stosowane jako środek zmniejszający palność generalnie działają inaczej. W rzeczywistości nowolak jest znany jako środek zaangażowany w tworzenie warstwy węgla, która izoluje matrycę poliamidową od płomienia. Z drugiej strony cyjanuran melaminy jest znany ze swojego wpływu na kontrolowane rozwarstwianie poliamidu, powodując tworzenie się kropel stopionego poliamidu, zapobiegając w ten sposób rozprzestrzenianiu się ognia.

3. Część doświadczalno-technologiczna: „Opracowanie urządzeń technologicznych i technologii wytwarzania części polimerowych do pozyskiwania sprzętu rolniczego”.

Rozwój wyposażenia technologicznego rozpoczyna się od badania danych wyjściowych dla konkretnego produktu polimerowego. Dane źródłowe obejmują:

rysunek wyrobu z zaznaczeniem położenia kanału wlewowego, ślady łącznika części formujących, wypychaczy itp.;

rodzaj produkcji (masowa, seryjna itp.);

roczny program wydawania produktów w częściach;

żywotność produktu;

obciążenia mechaniczne;

sprzęt, który może być użyty do wytworzenia produktu (prasy, maszyny termoutwardzalne lub termoutwardzalne, generatory wysokiej częstotliwości, termostaty itp.);

dane Specyfikacja techniczna wyposażenie nie ujęte w katalogach (zastosowanie niestandardowej dyszy, płyt adaptera, cokołów itp.);

sprzęt i urządzenia pomocnicze (kasety, produkty, urządzenia ładujące, urządzenia do przykręcania produktów lub znaków itp.) oraz ich dane paszportowe.

Rysunek 3. Rolka napinająca K 02.001

Rolka napinająca K 02.001 (rys. 3) jest elementem napinacza KM 15.010 do napędów łańcuchowych w kopaczkach do ziemniaków KTN-2VM, KST-1.4, KST-1.4M oraz w kopaczkach do cebuli KL-1.4 i PL-1 produkcji CJSC Agropromselmash. Rodzaj produkcji - małoseryjna, roczny program produkcyjny - 4600 - 5000 szt. W roku. Żywotność produktu - 5 lat. Tryb pracy sekcji polimerowej przedsiębiorstwa jest jednozmianowy. Obciążeniem mechanicznym jest tarcie suche, gdyż nie zaleca się stosowania środków smarnych, gdyż praca kombajnów odbywa się w warunkach pyłu piaskowego, który osadzając się na smarze będzie przyspieszał zużycie. Część ma stosunkowo małe wymiary: największa średnica to 65 mm, wysokość to 48 mm, waga to 0,112 kg.

Rysunek 4. Koło zębate napinające KM 15.040

Obecnie zamiast rolki napinającej K 02.001 stosuje się rolkę napinającą KM 15.040 (rys. 4), która jest zespołem montażowym składającym się z dwóch części:

korona koła zębatego K 07.604, materiał obrabiany - koło? 120 mm stal 45, waga 0,5 kg;

piasta KM 15.010.611 materiał obrabiany - okrąg? 56 mm st. 3, waga 0,28 kg.

Produkcja koła napinającego KM 15.040 jest dość pracochłonnym procesem technologicznym. Zarówno piasta, jak i korona przechodzą najpierw operację zaopatrzenia, która polega na cięciu półfabrykatów na piłach. Następnie następuje toczenie pierwotne. Następnie zęby są nacinane na koronie i poddawane obróbce cieplnej. Następnie korona koła łańcuchowego jest spawana z piastą w jedną całość i rozpoczyna się obrót wykańczający, w którym wierci się gniazdo pod łożysko.

Do wykonania rolki napinającej K 02.001 wymagana jest forma wtryskowa z łącznikiem w dwóch płaszczyznach, jednak biorąc pod uwagę produkcję na małą skalę, wykonanie takiej formy będzie niepraktyczne. Dlatego po przeanalizowaniu dokumentacji technicznej Agropromselmash CJSC doszedłem do wniosku, że bardziej celowe byłoby wygładzenie wałka, więc po obróceniu możemy otrzymać zarówno wałek napinający K 02.001, jak i wałek KB 08.050.001. Zakupiono wał KB 08.050.001, ponieważ w 2012 roku opracowaliśmy i wprowadziliśmy do produkcji kombajn ziemniaczany Lidchanin-1, gdzie trafia on na stół grodziowy w ilości 156 sztuk. Ale biorąc pod uwagę niewielką produkcję kombajnów, około 20 szt. rocznie postanowiono opracować formę wtryskową do produkcji rolki gładkiej K 00.001 oraz technologię produkcji rolki napinającej K 02.001 i rolki KB 08.050.001.

Przy wyborze materiału głównym priorytetem są właściwości przeciwcierne, odporność na uderzenia, dlatego zatrzymuję swój wybór na przeciwciernym Grodnamid PA6-LTA-SV30.

Do modelowania części, produkt końcowy istnieje wyposażenie technologiczne do ich produkcji duża liczba programy komputerowe: AutoCAD, Solid Works, Compass 3-d i inne. Ponieważ ta część jest niewielka i nie wymaga specjalnej dokładności wykonania, wybieramy niedrogi produkt. Jest to program komputerowy do trójwymiarowego modelowania rosyjskiej firmy Ascon: KOMPAS-3D V12. Jako główne źródło metodologiczne stosuje się „Podręcznik projektowania urządzeń do przetwórstwa tworzyw sztucznych” pod redakcją Panteleeva A.P., Szewcowa Yu.M. i Goryacheva I.A.

Zgodnie z rysunkiem produktu rysujemy model 3D i ustalamy charakterystykę środka ciężkości części:

Masa M = 137,46 g;

Powierzchnia S = 195,8 cm2;

Objętość V = 134,774 cm3.

Według podręcznika Pantelejewa wtryskarka D 3134 - 500P o objętości wtrysku 500 cm3, KuASY (tabela 6, s. 22), którą wybieramy, tak jak w przedsiębiorstwie, nadaje się do produkcji tego produktu .

Liczbę odlewów oraz wymaganą siłę zwarcia obliczamy na podstawie parametrów technicznych wtryskarki korzystając z danych literaturowych (Tabela 6, s. 22).

Liczba odlewów (wzór 7, strona 66):

nie = v1Qn / Qik1 = 0,7 500/134,774 1,02 = 2,546,

gdzie v1 = 0,7 – współczynnik wykorzystania maszyny; Qn \u003d 500 cm3 - nominalna objętość maszyny; Qi \u003d 134,774 cm3 - objętość jednego produktu; k1 \u003d 1,02 - współczynnik uwzględniający objętość systemu bramkowania opartego na jednym produkcie.

Wymagana siła docisku (wzór 5, strona 65):

Po \u003d 0,1 q Fpr nie k2 k3 \u003d 0,1 32 97,9 2 1,1 1,25 \u003d 861,52 kN 2500 kN,

gdzie q = 32 MPa to ciśnienie plastyczne w gnieździe formującym; Fpr \u003d 97,9 cm2 - obszar rzutu produktu na płaszczyznę części formy; no = 2 - ilość produktów w formularzu; k2 = 1,1 - współczynnik uwzględniający powierzchnię systemu bramowego w planie; k3 = 1,25 - współczynnik uwzględniający wykorzystanie maksymalnej siły zamykania płyt o 80 - 90%.

Na podstawie uzyskanych obliczeń można stwierdzić, że na wtryskarce D 3134 - 500P o objętości wtrysku 500 cm3 można odlewać jednocześnie 2 wyroby. Jest to możliwe w zależności od objętości wtrysku i wymaganej siły docisku.

Rozpoczynając opracowywanie formy, przede wszystkim konieczne jest prawidłowe ustawienie w niej produktu, przy jednoczesnym doborze optymalnej liczby produktów odlewanych. W tym celu należy uwzględnić specyficzne uwarunkowania produkcji (w tym narzędziowej), plan wytwarzania wyrobów, wymagany stopień mechanizacji i automatyzacji formy,

Podstawowe wymagania dotyczące pozycji produktu:

rzut w zakresie produktu lub grupy produktów powinien być umieszczony symetrycznie względem osi zaprasowywacza (wtryskarki);

konieczne jest takie zorientowanie produktu, aby podczas odlewania po rozcięciu formy pozostawał w niej w części ruchomej;

ostateczny wybór lokalizacji produktu musi być powiązany z lokalizacją wlotu systemu wlewowego, układu chłodzenia i prezentacji produktu.

Rysunek 5. Układ części w formularzu.

Na podstawie uzyskanych obliczeń rysujemy rozmieszczenie wyrobów w formie (rys. 5) Po wybraniu rozmieszczenia wyrobu w formie wtryskowej przystępujemy do projektowania elementów formy wtryskowej w oprogramowanie kompas 3d. Z literatury przedmiotu (Tabela 7, s. 24) dobieramy wymiary przyłączeniowe elementów montażowych wtryskarki, długość skoku płyty ruchomej oraz wymiary graniczne formy wtryskowej. Wybieramy stal 45 jako materiał na półmatryce, tabliczki znamionowe, przypisujemy obróbkę cieplną - hartowanie, a następnie odpuszczanie. Na pozostałe płyty (górna i dolna, płyta oporowa, płyty dociskowe) dobieramy materiał St 3. Kolumny, tuleje wlewowe i prowadzące, wypychacze ze stali U8 z późniejszą obróbką cieplną.

Najpierw rysujemy górną i dolną półmatrycę, umieszczając w nich produkty według wybranego schematu. Grubość półmatryc przyjmuje się wstępnie na 50 mm, biorąc pod uwagę fakt, że minimalny wymiar złożonej formy powinien wynosić 250 mm. Wstępnie przyjmujemy również, że górna i dolna płyta będą miały po 30 mm.

W przybliżeniu skok ruchomej części formy Lx można określić za pomocą wzoru dla części wymagającej użycia wypychaczy prętowych (strona 325 )

Lx = I + c = 48 + 60 = 108 mm< LM = 500 мм,

gdzie I jest wysokością części; c to wartość uwzględniająca wysokość wlewu, prześwit wymagany do usunięcia części itp.; w formach z układem przewężek prętowych i punktowo-prętowych przyjmuje się wartość c równą 60 mm; LM \u003d 500 mm - skok ruchomej płyty maszyny (podany w paszporcie maszyny).

Jednym z głównych elementów formy jest system wlewowy, który łączy cylinder z formą i wypełnia ją.

d1 \u003d dc + (0,4 - 0,6) \u003d 4 +0,5 \u003d 4,5 mm.

Optymalna długość L centralnego kanału wlewowego zależy od jego średnicy d1 i wynosi 20 - 40 mm. Środkowy kanał wlewowy musi być stożkowy. Kąt stożka zależy od skurczu polimeru i jego właściwości adhezyjnych. Zalecany kąt stożka b = 3°. Należy zauważyć, że promień kuli tulei r musi być o 1 mm większy niż promień kuli dyszy maszyny r1, aby zapewnić normalne dopasowanie tulei do dyszy podczas zamykania. Bezpośrednio za tuleją do chwytania pierwszej schłodzonej porcji masy i utrzymywania układu wlewowego w ruchomej części formy zwykle umieszcza się specjalne gniazdo z odwróconym stożkiem.

Kanały dystrybucji zlokalizowane są w obu półformach. Pole przekroju poprzecznego kanału dystrybucyjnego określa wzór empiryczny (s. 326):

Fruk? = = 16,235 mm2,

gdzie Fnp = 3,14 3,122 = 32,47 mm2 - największe pole przekroju poprzecznego tej części kanału, która poprzedza obliczoną; nrk = 2 -- liczba rozgałęzionych kanałów dystrybucyjnych.

Najkorzystniejszy kształt przekroju poprzecznego takich kanałów jest okrągły, ponieważ mają one najmniejszą powierzchnię kontaktu masy ze ściankami kanału, co zapewnia najmniejsze straty ciśnienia i ciepła.

Przekrój kanału dolotowego w zależności od przyjętego układu wlewowego może być trapezowy, okrągły (wlewy punktowe), pierścieniowy. Obszar tej sekcji określa wzór (s. 328):

Fvk? = = 8,49 mm2,

gdzie F0 = 3,14 · 2,33 = 16,98 mm2 - pole przekroju wlotu kanału głównego; nvk \u003d 2 - liczba kanałów wlotowych.

Pole przekroju kanałów wentylacyjnych określa następujący wzór empiryczny:

F, = 0,05 V = 0,05 134,774 = 6,739 mm2,

gdzie V \u003d 134,774 cm3 - objętość części bez wnęk, zbrojenie; 0,05 to współczynnik mający wymiar cm-1.

Kanały wentylacyjne wykonywane są w kształcie prostokąta o szerokości mniejszej niż szerokość kanału wlotowego i głębokości od 0,03 do 0,06 mm. Kanały są wykonywane w formie po jej przetestowaniu tylko wtedy, gdy Przekrój szczeliny w ruchomych przegubach są mniejsze niż obliczona wartość Fv.

Modelowanie poszczególnych elementów formularza za pomocą program komputerowy zbieramy je w jedną całość, wizualnie oceniając niedopasowania i luki. W miarę składania wymodelowanej formy wtryskowej dopasowujemy grubość płyt. Długość skoku wyrzutników określa się metodą selekcji, sprawdzając jednocześnie spójność ruchu poszczególnych elementów. Na podstawie uzyskanych modeli 3d tworzona jest dokumentacja projektowa i technologiczna, która jest niezbędna do wykonania oprzyrządowania technologicznego.

Literatura

część autotraktora z materiału polimerowego

Doy M., Edwards S. - Dynamiczna teoria polimerów. Za. z angielskiego. - M.: "Mir", 1998.

Kryzhanovsky VK, Burlov VV, Panimatchenko AD, Kryzhanovskaya Yu. V., - Właściwości techniczne materiałów polimerowych. - Sankt Petersburg. "Zawód", 2005.

Mirzoev R. G., Kugushev I. D., Braginsky V. A. i in. - Podstawy projektowania i obliczania części z tworzyw sztucznych oraz wyposażenia technologicznego do ich produkcji. - L. "Inżynieria" 1972.

AP Pantelejew, Yu.M. Szewcow, I.A. Goryachev - Przewodnik po projektowaniu urządzeń do przetwórstwa tworzyw sztucznych. - M.: „Inżynieria”. 1986

Tager AA, - Chemia fizyczna polimerów. - M. "Chemia", 1968.

„Właściwości techniczne materiałów polimerowych” Uch.- ref.poz. WK. Kryzhanovsky, V.V. Burłow, A.D. Panimatchenko, Yu.V. Kryzhanovskaya.-Spb., Wydawnictwo Professiya, 2003.

„Projektowanie form wtryskowych na 130 przykładach”. Pod redakcją mgr inż. dr E. Lindner te. Nauki P. Unger. Petersburg 2006

Hostowane na Allbest.ru

Podobne dokumenty

Charakterystyka urządzeń do produkcji wyrobów gumowych. Obliczanie zagnieżdżenia oprzyrządowania, wymiarów wykonawczych części formujących, parametrów opon, zainstalowanego zasobu oprzyrządowania. Materiały częściowe, ich właściwości, technologia obróbki.

praca semestralna, dodano 30.10.2011


Klasyfikacja mechanizmów, elementów i części. Wymagania dotyczące maszyn, mechanizmów i części. Standaryzacja części maszyn. Wytwarzalność części maszyn. Cechy szczegółów sprzętu do szycia. Postanowienia ogólne ESKD: rodzaje, kompletność.

Ściągawka, dodano 28.11.2007


Technologia wykonania części i zespołów świeczników, dobór materiałów. Uzasadnienie technologii wytwarzania części, doboru przejść technologicznych i operacji. Kolejność wytwarzania produktu artystycznego metodą obróbki części pod ciśnieniem.

praca semestralna, dodano 01.04.2016


Ocena możliwości produkcyjnych produktu. Przegląd metod wytwarzania części. Operacje trasy przetwarzania. Uzasadnienie asortymentu przedmiotu obrabianego i sposobu jego wykonania. Obliczanie warunków skrawania przy toczeniu. Rozwój urządzeń technologicznych.

praca semestralna, dodano 01.12.2016


Rozgromienie wykonanie piórnika. Dobór materiału, ścieżki technologicznej obróbki detali przy minimalnych kosztach wyposażenia i oprzyrządowania. Studium wykonalności procesu wytwarzania produktu.

prezentacja, dodano 06.04.2011


Metodyka wykonywania obliczeń kinematycznych, siłowych i wytrzymałościowych zespołów i części urządzeń energetycznych. Cechy doboru materiałów, rodzaj obróbki cieplnej jednostek i części wyposażenia elektrowni, a także systemy ich zaopatrzenia.

praca semestralna, dodano 14.12.2010


Określenie złożoności wykonywania prac przy produkcji części z cienkiej blachy. Obliczanie liczby personelu. Obliczenie ilości wymaganego wyposażenia technologicznego. Planowanie lokalizacji. Opracowanie harmonogramu technologicznego przygotowania produkcji.

praca semestralna, dodano 12.02.2009


Cel i cechy konstrukcyjne części „przekładnia” i „osłona”. Wybór i uzasadnienie metod otrzymywania półfabrykatów; właściwości chemiczne, mechaniczne i technologiczne stali. Dobór sprzętu i oprzyrządowania do odlewania części; obliczenia analityczne.

praca semestralna, dodano 18.09.2013


Obliczenia i opracowanie projektu urządzeń technologicznych do produkcji produktu „Pofałdowanie”. Obliczanie wyposażenia do gniazdowania. Projektowanie wnęk formujących. Obliczanie skurczu i wymiarów użytkowych kształtek. Obliczenia termiczne sprzętu.

praca semestralna, dodano 23.08.2014


Cechy technologii wytwarzania standardowych konstrukcji na przykładzie korpusu zbiornika. Badanie charakteru połączenia części ze sobą, wybór metody spawania i sprzętu. Sposoby transportu, montażu i mocowania części, właściwości materiałów.

Zajmują jedno z czołowych miejsc wśród materiałów konstrukcyjnych dla inżynierii mechanicznej. Tym samym zużycie tworzyw sztucznych w tej branży staje się współmierne (w jednostkach objętości) do zużycia stali. Stale wzrasta również zużycie farb i lakierów, włókien syntetycznych, klejów, gumy itp.

Możliwość zastosowania polimerów w inżynierii mechanicznej determinowana przede wszystkim możliwością obniżenia kosztów produkcji. Jednocześnie poprawiane są również najważniejsze parametry techniczne i ekonomiczne maszyn: zmniejsza się masa, zwiększa się trwałość, niezawodność itp. W wyniku wprowadzenia polimery uwalniane są zasoby metali, a dzięki ograniczeniu ilości odpadów podczas przetwórstwa znacznie wzrasta stopień wykorzystania materiałów (średnie wartości stopnia wykorzystania tworzyw sztucznych są około 2 razy wyższe niż dla metali).

Główne zalety polimerowych materiałów konstrukcyjnych:

• wysoka specyficzność (stosunek wytrzymałości do gęstości);
• odporność na zużycie;
• odporność na wpływy chemiczne;
• dobre właściwości dielektryczne;
• właściwości materiałów polimerowych można zmieniać w szerokim zakresie, modyfikując polimery lub łącząc je z różnymi składnikami. W szczególności, gdy do polimerów zostaną wprowadzone odpowiednie wypełniacze (patrz), można otrzymać materiały cierne i przeciwcierne, a także materiały o właściwościach przewodzących, magnetycznych i innych specjalnych.

Wady materiałów polimerowych obejmują:

• skłonny do starzenia;
• tendencja do odkształcania się pod obciążeniem (pełzanie);
• zależność charakterystyk wytrzymałościowych od warunków obciążenia (temperatura, czas);
• stosunkowo niska odporność na ciepło;
• stosunkowo duży współczynnik temperaturowy rozszerzalności liniowej;
• zmienić rozmiar, gdy materiał jest narażony na działanie wilgoci lub agresywnych mediów.

Z tworzyw sztucznych wytwarzana jest szeroka gama części i zespołów maszyn oraz oprzyrządowania technologicznego o różnym przeznaczeniu.

Główne obszary zastosowań tworzyw sztucznych w budowie maszyn:

Rodzaje części, zespołów maszyn i urządzeń technologicznych oraz materiałów polimerowych nadających się do ich wytwarzania:

• Koła zębate i ślimakowe: poliamidy, pentaplasty, poliwęglany, , , włókna włókniste, tekstolit, ;
• Krążki, pokrętła, uchwyty, guziki: poliamidy, aminoplasty, włókna włókniste, tekstolit, tworzywa drzewne;
• Rolki, rolki, prowadnice: poliamidy, polipropylen, poliwęglany, tworzywa drzewne;
• Łożyska ślizgowe: poliamidy, polipropylen, pentaplasty, poliwęglany, poliformaldehyd, tworzywa fenolowe, włókna włókniste, tekstolit, tworzywa drzewne;
• Prowadnice maszynowe: poliamidy, tworzywa epoksydowe, tekstolit;
• Szczegóły łożysk tocznych:poliamidy, poliwęglany, poliformaldehyd;
• Klocki hamulcowe, klocki: tworzywa fenolowe, tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami, tworzywa drzewne;
• Rury, kształtki, filtry do instalacji olejowych i wodnych: polietylen, polichlorek winylu, polipropylen, poliwęglany, włókno szklane;
• Korpusy robocze wentylatorów, pomp i maszyn hydraulicznych: poliamidy, polietylen, polichlorek winylu, polipropylen, pentaplasty, poliwęglany, włókno szklane.
• Uszczelnienia: poliamidy, polietylen, polichlorek winylu, polipropylen;
• Obudowy, obudowy, pokrywy, zbiorniki: polietylen, aminoplasty, polichlorek winylu, polipropylen, poliakrylany, poliwęglany, tworzywa fenolowe, włókno szklane;
• Szczegóły urządzeń i maszyn mechanika precyzyjna: poliamidy, polietylen, polichlorek winylu, polipropylen, pentaplastiki, poliwęglany, poliformaldehyd, tworzywa fenolowe, włókna włókniste;
• Śruby, nakrętki, podkładki: poliamidy, polietylen, aminoplastiki, polichlorek winylu, polipropylen, pentaplastiki, poliwęglany, poliformaldehyd, tworzywa fenolowe, włókna włókniste;
• Sprężyny, resory piórowe, mechanizmy krzywkowe, zawory: poliamidy, polichlorek winylu, polipropylen, poliwęglany, poliformaldehyd, tekstrolit, włókno szklane;
• Wielkogabarytowe elementy konstrukcyjne, pojemniki, tace itp.: polietylen, polichlorek winylu, polistyren, włókno szklane;
• Części elektroizolacyjne, panele, osłony, obudowy przyrządów: poliamidy, polietylen, fluoroplasty, aminoplasty, polichlorek winylu, polipropylen, polistyren, poliakrylany, tworzywa epoksydowe, pentaplasty, poliwęglany, poliformaldehyd, tworzywa fenolowe, tworzywa sztuczne wzmocnione włóknami, tekstolit, tworzywa drzewne, włókno szklane;
• Części optyczne przepuszczające światło (soczewki, okulary itp.): polietylen, aminoplasty, polipropylen, polistyren, poliakrylany, poliwęglany;
• Kopiarki, szablony kontrolne: polietylen, polichlorek winylu, polipropylen, tworzywa epoksydowe;
• Zimne stemple: tworzywa epoksydowe, pentaplasty, tworzywa fenolowe, włókno szklane;
• Modele odlewnicze: polistyren, poliakrylany, tworzywa epoksydowe, tworzywa fenolowe, włókno szklane;

Poniżej przedstawiono przykłady zastosowania materiałów polimerowych do produkcji części do ogólnych celów inżynierskich (łożyska, koła zębate, pasy, koła pasowe itp.). O specyfice wykorzystania tych materiałów w różnych gałęziach inżynierii zob. , , Polimery w elektrotechnice, Polimery w transporcie kolejowym.

• Do produkcji łożysk ślizgowych przy użyciu różnych materiałów, które duża odporność na zużycie i niski współczynnik tarcia(patrz Materiały polimerowe przeciwcierne), a także odporność na ciepło, stabilność wymiarowa w warunkach eksploatacji i długiej żywotności przy wysokich wartościach nośności (iloczyn dopuszczalnego obciążenia i prędkości poślizgu). Odporność na zużycie, nośność i inne właściwości materiałów łożyskowych gwałtownie wzrastają, gdy wprowadza się do nich wypełniacze (po wypełnieniu grafitem kryptokrystalicznym odporność na zużycie wzrasta 1000 razy). Łożyska od wypełniony grafitem fluoroplast-4 mogą pracować bez smarowania, a także w agresywnych środowiskach (patrz. Grafitoplasty).
• Podstawowe wymagania dla tworzyw sztucznych na przekładnie - wysoki wytrzymałość kontaktowa i odporność na zginanie, odporność na zużycie, zdolność tłumienia, wytrzymałość dynamiczna, stabilność wymiarowa. Przy stosowaniu tworzyw sztucznych spełniających te wymagania zwiększa się trwałość kół, poziom hałasu spada średnio 1,5 razy, maleje wrażliwość przekładni na obecność smaru, a wymagania dotyczące dokładności wykonania kół są zmniejszone. Jednak jeden ząb poliamid ze standardowym konturem pod względem wytrzymałości statycznej jest gorszy od zębów wykonanych z aluminium, ulepszonej lub hartowanej stali odpowiednio o 1,4, 3-5 i 7 razy. Odkształcenie zębów plastycznych dochodzi do dziesiątych części milimetra, a wymiary podkładki stykowej stają się porównywalne z wielkością zęba. Niemniej jednak dzięki nowym rozwiązaniom technologicznym i konstrukcyjnym udało się rozszerzyć zakres kół zębatych wykonanych z tworzyw sztucznych, zwiększyć ich nośność, zwiększyć dokładność kinematyczną, odporność na zużycie itp. jak najlepiej wykorzystać zalety obu materiałów.
• Tworzywa sztuczne są coraz częściej stosowane zamiast stali nierdzewnej i innych materiałów w transmisjach falowych , charakteryzujący się zwartością i dużymi przełożeniami (na przykład od 64: 1 zanim 320: 1 ), a także do produkcji gwiazd w napędach łańcuchowych.
• Płaskie, klinowe i ząbkowane plastikowe pasy (poliamidy, polichlorek winylu), a także z gumy (patrz. Wyroby gumowe) mogą służyć do przenoszenia nawet znacznych mocy. W przeciwieństwie do tradycyjnych pasków, pasy polimerowe może pracować w agresywnym środowisku bez użycia rolek napinających. Taśmy wielowarstwowe o szerokości 10-1200 mm wzmocnione włóknami syntetycznymi mogą przenosić moc do 3600 kw przy prędkościach 50 -80 m/s. Aplikacja w napędach pasowych trwałe i odporne na zużycie plastikowe koła pasowe, charakteryzujące się niską gęstością, wysokim współczynnikiem przyczepności do pasa, stabilnością wymiarową, pozwalają na zmniejszenie sił bezwładności, zwiększenie żywotności pasów, zmniejszenie poboru mocy przez maszynę, a w niektórych przypadkach zwiększyć zdolność trakcyjną przekładni.
• Zastosowanie materiałów polimerowych do okładzin bloków i bębnów urządzeń dźwigowych zwiększa wytrzymałość tych części oraz zwiększa trwałość lin.
• Stosowanie rury wykonane z materiałów polimerowych zamiast metalu prowadzi do uproszczenia ich montażu dzięki redukcji masy, redukcji strat hydraulicznych i zużycia energii do transportu materiałów, zwiększeniu przepustowości rur, zwiększeniu żywotności (szczególnie w środowiskach agresywnych, na lądzie i wodzie) oraz odporności na wstrząs hydrauliczny.
• Aplikacja przezroczyste rurki polimerowe pozwala ponadto na wizualną obserwację ruchu produktu. Rury z materiałów polimerowych patrz także Polimery w rolnictwie i gospodarce wodnej, Polimery w budownictwie.
• glowny material do uszczelek , które oprócz wysokiej odporności na ścieranie i ciepło muszą posiadać, a także odporność w różnych agresywnych środowiskach, są kauczuki na bazie chloroprenu, butadieno-nitrylu, krzemoorganiczne, zawierające fluor i inne gumki specjalny cel(patrz Kauczuki syntetyczne, Przemysłowe produkty gumowe). Do uszczelnienia ruchomych połączeń lub połączeń, które są poddawane dużym naciskom, zwykle stosuje się uszczelki z tworzywa sztucznego.
• Stosowane są materiały polimerowe do mocowania połączeń gwintowanych , realizowane na różne sposoby: za pomocą nakrętek wykonanych z tworzywa sztucznego, na których gwint powstaje poprzez wkręcenie w nie metalowych śrub, za pomocą podkładek i wkładek wykonanych z tworzywa sztucznego, a także za pomocą mas szybkowiążących (patrz Związki polimerowe). Te sposoby mocowania zapewniają zwiększenie żywotności połączeń gwintowych, które jednocześnie pełnią funkcje elementów uszczelniających.
• Związki epoksydowe i akrylanowe są stosowane jako uniwersalne kompensatory błędów podczas montażu elementów maszyn i przyrządów. Dzięki ich zastosowaniu proces montażu (np. skrzyń biegów) sprowadza się do zamontowania części z wymaganą dokładnością i wypełnienia pastą przestrzeni pomiędzy współpracującymi częściami. Wypełniając luki, związek kompensuje wszystkie błędy w obróbce i montażu części. Zastosowanie kompensatorów pozwala rozszerzyć tolerancje powierzchni produkcyjnych o 2-3 klasy, obniżyć koszty obróbki części i zmniejszyć pracochłonność ich montażu. Określona dokładność ogniwa zamykającego łańcuchów wymiarowych zespołu może być zapewniona w jednym ustawieniu.
• Używając kleje(patrz. Kleje syntetyczne) udało się stworzyć prefabrykowane koła zębate wykonane z metali i tworzyw sztucznych, upraszczają montaż zespołów łożyskowych, obniżają koszty napraw maszyn i zwiększają ich niezawodność. Przykładowo, w wyniku zastosowania prowadnic z klejonymi okładzinami z materiałów przeciwciernych, wzrosły właściwości użytkowe obrabiarek i uproszczono ich naprawę. Zastosowanie klejów syntetycznych do produkcji płyt magnetycznych doprowadziło do poprawy ich właściwości elektroizolacyjnych.
• Osprzęt technologiczny z tworzyw sztucznych (Przyrządy do wiercenia części, szablony do kontroli części o złożonej konfiguracji, stemple, urządzenia do znakowania itp.) są lżejsze, tańsze, łatwiejsze w produkcji niż podobny metalowy. Właściwości operacyjne takiego sprzętu zwiększają się, gdy jest wzmocnienie metalowe, stosując włókna metalowe jako wypełniacze lub metalizację powierzchni roboczych (patrz Metalizacja tworzyw sztucznych). Tworzywa sztuczne są wykorzystywane do różnych wyposażenie odlewni . Tak więc w przemyśle metoda odlewania części według spalonych modeli z , z fenole robić masy formierskie, formy skorupowe i rdzenie . Materiały polimerowe służą również jako spoiwa w narzędziach ściernych (na przykład w produkcji skór ściernych odpornych na ciepło i wodę).
• Duże znaczenie gospodarcze ma stosowanie farb i lakierów oraz innych materiały polimerowe do antykorozyjnego zabezpieczania konstrukcji metalowych podczas ich budowy, transportu, konserwacji i eksploatacji, a także do dekoracyjnego wykończenia i nadawania specjalnych właściwości (elektroizolacyjnych, przeciwciernych itp.). Wielkość zużycia takich materiałów wynosi -30% całkowitego zużycia materiałów polimerowych w inżynierii mechanicznej. Zobacz Powłoki malarskie, Antykorozyjne powłoki polimerowe, Ochronne powłoki malarskie i lakiernicze, Natryskiwanie.

Pozyskać Dodatkowe informacje i (lub) po najświeższe informacje na dany temat odwiedź zakładkę tematyczną: . Ponadto możesz użyć innych etykiet tematycznych (patrz poniżej).

Bibliografia: Dosł.: VolmirA. S, Pavlenko V. F., Ponomarev A. T., Polymer Mechanics, nr 1, 105 A972); Wykorzystanie tworzyw konstrukcyjnych w produkcji samolot, wyd. Pod redakcją A. L. Abibova, Moskwa, 1971. Pavlenko V. F., Elektrownie do samolotów pionowego startu i lądowania, M., 1972; Bulatov G. a., Pianki poliuretanowe i ich zastosowanie w samolotach, M., 1970; BA Prigoda, VS Kokunko, anteny radarowe samolotów, M., 1070; Scow, A.L., SAMPE Journal, 8, nr 2, 25 A972); Peterson GP, ​​AIAA Paper, nr 367, 1, A971); Wetter R., Kunststoffe, 10, nr 10, 756 A970); Johnson Z.P., Rubber World, 161, nr 6, 79 A970); Encyklopedia nauki i technologii polimerów, t. 1, NY-, 1964, s. 568. G. S. Gołowkin.

Powstanie przemysłu maszynowego, które obserwuje się obecnie w Rosji, zapewnia realizację procesy technologiczne Produkcji pojemników i opakowań polimerowych, jak każdej innowacji towarzyszy pojawienie się różnego rodzaju problemów, na które chcielibyśmy zwrócić Państwa uwagę.

Pojawienie się nowego obszaru przemysłu przemysłowego doprowadziło również do powstania specjalistycznej terminologii, która jest dość szeroko, ale niestety nie zawsze poprawnie używana, nawet wśród specjalistów. Taka sytuacja stwarza dość wyraźne trudności nie tylko w odbiorze różnego rodzaju materiałów informacyjnych o opakowaniach polimerowych i urządzeniach do ich produkcji, ale, co jeszcze bardziej niedopuszczalne, często wprowadza w błąd, tworząc fałszywe wyobrażenia na temat niektórych aspektów związanych z produkcją i wykorzystaniem polimeru. opakowanie. opakowanie. Spróbujmy zrozumieć podstawowe definicje, pojęcia i kategorie ekonomiczne, które towarzyszą procesom produkcji opakowań polimerowych oraz sprzęt do ich realizacji.

Jeśli przejdziemy do GOST 17527-86 „Opakowania. Terminy i definicje”, stanie się jasne, że opakowanie jest rozumiane jako pewien zestaw środków ochronnych i środków materialnych (nasza kursywa), które zapewniają przygotowanie różnych rodzajów produktów do transportu i ich bezpieczeństwo materialne. Z powyższej definicji jasno wynika, że ​​​​twórcy GOST starali się w jednej definicji połączyć koncepcję opakowania jako kompleksu procesów technologicznych, które zapewniają pakowanie produktów za pomocą specjalnego sprzętu lub ręcznie, z jednej strony, az drugiej strony , jako środek materialny (poszczególne rodzaje produktów), chroniący produkty przed uszkodzeniem lub utratą podczas transportu, magazynowania i składowania. Stąd zupełnie inne znaczenie, jakie można nadać terminowi „opakowanie”. Nie będziemy omawiać zalet ani wad tej definicji, ale zwrócimy uwagę na fakt, że w ogóle nie wpływa ona na takie pojęcie jak „pojemnik”, który jest integralnym, a czasem jedynym elementem (środkiem) opakowania, a także reprezentującym określone rodzaje produktów do lokowania produktu. W wielu konkretnych przypadkach dość trudno jest rozróżnić pojęcia „pojemnik” i „opakowanie”, dlatego w literaturze często używa się pojęcia uogólnionego, określanego jako narzędzie opakowaniowe. Poniżej zostaną omówione technologie wytwarzania takich wyrobów z materiałów polimerowych oraz sprzęt do ich realizacji.

W praktyce światowej istnieje wiele różnych metod technologicznych przetwarzania materiałów polimerowych na produkty opakowaniowe, wdrażanych na odpowiednich typach urządzeń specjalnych. Do najpowszechniejszych należą: wtrysk (wtrysk), wytłaczanie i wtrysk z rozdmuchem, formowanie pneumatyczne i próżniowe, termoformowanie mechaniczne, a także technologie ekstruzji do wytwarzania materiałów arkuszowych i foliowych. Rozważmy istotę tych metod technologicznych, biorąc pod uwagę, że polimerowe środki opakowaniowe są wykonane z termoplastycznych materiałów polimerowych, często nazywanych termoplastycznymi.

Metoda formowania (wtrysku) formowania tworzyw termoplastycznych (rys. 1) polega na tym, że wyjściowy materiał polimerowy w postaci granulek lub proszku jest ładowany do leja zasypowego wtryskarki, gdzie jest wychwytywany przez obracający się ślimak (ślimak) 3 i transportowane przez nią wzdłuż osi plastyfikowanego ogrzanego cylindra 2 do jego części dyszowej, przechodząc ze stanu stałego do stanu stopionego. Wraz z nagromadzeniem wymaganej objętości stopionego polimeru 4 ten ostatni jest wtryskiwany w wyniku ruchu postępowego śruby przez specjalną dyszę 5 do zamkniętej chłodzonej formy wtryskowej 1 . Stopiony polimer, który wypełnił wnękę formy, jest w niej przetrzymywany przez pewien czas pod ciśnieniem i stygnie. Następnie otwiera się forma wtryskowa, gotowy produkt 6 jest usuwany z wnęki, a cykl formowania jest powtarzany.

Metoda jest realizowana za pomocą specjalnego sprzętu tzw wtryskarki(wcześniej produkowane w ZSRR wtryskarki to tzw "wtryskarki" ) i ma szereg zalet w porównaniu z innymi metodami formowania wyrobów z polimerów: wysoka wydajność, wysoki poziom mechanizacja i automatyzacja realizowanego procesu, brak etapu pozyskiwania detalu do formowania wyrobów, niewielka ilość odpadów, możliwość formowania wyrobów o niemal dowolnym zadanym rozkładzie grubości ścianek. Wady obejmują niemożność formowania wyrobów pustych typu zamkniętego (butelek, kanistrów itp.) Oraz produktów o dużych rozmiarach. Jednocześnie metoda ta, jak żadna inna, posiada dobrze rozwiniętą bazę teoretyczną, naukowo uzasadnioną i szeroko stosowaną w praktyce metodę obliczania i projektowania narzędzia formującego do jej realizacji, zapewniającą wytwarzanie wyrobów o określonych parametrach.

Implementacja metody wytłaczanie z rozdmuchem pojemników i opakowań polimerowych (rys. 2) polega na tym, że wyjściowy materiał polimerowy w postaci granulek lub proszku jest ugniatany przez obracającą się śrubę wytłaczarki (prasy ślimakowej) w jej nagrzanym cylindrze i przeciskany (wytłaczany) przez narzędzie formujące - pierścieniową głowicę wytłaczarską 1 , pozostawiając go w postaci półwyrobu rurowego (węża). 2 oraz dostania się do przestrzeni pomiędzy otwartymi połówkami schłodzonej nadmuchiwanej formy 4 zamontowane na ruchomych płytach urządzenia odbiorczego. Gdy przedmiot osiągnie określoną długość, półformy są zamykane poprzez uchwycenie przedmiotu i jego napompowanie sprężonym gazem dostarczanym do wnęki przedmiotu przez nadmuchiwaną złączkę 3 . Po schłodzeniu nadmuchiwane formy otwierają się i gotowy wydrążony produkt 5 jest usuwany z nadmuchiwanego smoczka. Następnie cykl formowania jest powtarzany.

Metoda ta posiada szereg zalet: prostota technologii i możliwość pełnej automatyzacji procesu formowania, wysoka wydajność połączona z możliwością połączenia produkcji pojemników w jednym strumieniu z produkcją wyrobów pakowanych, ich pakowaniem, zakręcaniem, etykietowaniem pojemników itp., relatywnie niski koszt oprzyrządowania technologicznego i narzędzi formujących (formy rozdmuchowe, głowice wytłaczarskie). Do głównych wad metody należy zaliczyć: jej realizacja przebiega dwuetapowo (uzyskanie wykroju rurowego i następnie rozdmuchanie go w wyrób), co wymaga użycia dwóch rodzajów narzędzi formujących (głowicy wytłaczarki do wytwarzania wykroju oraz formy rozdmuchowej ); otrzymane produkty mają znaczną różnicę grubości (niejednorodność grubości ścianek); obecność odpadów technologicznych. Jednak zalety i techniczne wskaźniki ekonomiczne Metoda stabilnie zapewnia nie tylko „przetrwanie”, ale także jej rozwój na rynku. I tak na przykład w ostatnim czasie pojawiły się informacje o nowych odmianach metody wytłaczania z rozdmuchem i formujących elementach urządzeń do ich realizacji. Odrębne badania wykazały, że np. wymuszone rozciąganie preformy podczas jej nadmuchiwania w połączeniu z intensywnym chłodzeniem wyrobów prowadzi do zmian w strukturze polimerów, które wpływają na ich charakterystyki użytkowe (wytrzymałość, gazoprzepuszczalność, przewodność cieplna itp.). Jednak odmiany te nie rozpowszechniły się jeszcze w przemyśle opakowaniowym.

Różnice w grubości polimerowych pojemników i opakowań otrzymanych przez wytłaczanie z rozdmuchem wynikają z kilku powodów. Jedna z nich polega na grawitacyjnym rozciąganiu półwyrobów podczas ich wytłaczania przez narzędzie formujące. Aby zwalczyć to zjawisko, opracowano kilka metod. Na przykład, aby zmniejszyć grawitacyjne rozciąganie półfabrykatów, zoptymalizowano prędkość wytłaczania półfabrykatów. Powszechnie stosuje się również „programowanie” kęsa, gdy jego grawitacyjne rozciąganie jest kompensowane przez celową zmianę grubości ścianki kęsa podczas procesu wyciskania. W tym celu stosuje się głowice wytłaczające o specjalnej konstrukcji, które umożliwiają kontrolę szerokości tworzącej się pierścieniowej szczeliny głowicy podczas procesu wytłaczania według określonego programu. Powodzenie „programowania” półwyrobu zależy od poprawności rozwiązania problemu jego grawitacyjnego ciągnienia, które jest funkcją sterowania szczeliną formującą głowicy wytłaczarki. Zgodnie z tą funkcją programowane są urządzenia nastawcze, które sterują pracą jednostek ekstruzyjno-rozdmuchowych.

Sterowanie szczeliną formującą narzędzia (pierścieniowej głowicy wytłaczającej) służy również do uzyskiwania „zaprogramowanych” półwyrobów rurowych, które zapewniają wytwarzanie wyrobów o zadanym rozkładzie grubości ścianek. Zadanie określenia funkcji sterowania szczeliną formującą głowy jest w tym przypadku znacznie trudniejsze niż w poprzednim. W praktyce funkcja sterowania jest wybierana empirycznie podczas formowania każdego konkretnego produktu.
W tym celu kęs o stałej grubości ścianki jest najpierw wytłaczany, zaznaczany na jego powierzchni, a następnie wdmuchiwany do wyrobu. Powstały produkt jest cięty i analizowany jest rozkład grubości ścianek w porównaniu z określonym. Następnie cała procedura jest powtarzana, ale z tą różnicą, że podczas wyciskania detalu, poprzez zmianę szczeliny kanału formującego głowicy, zwiększa się lub zmniejsza grubość ścianki detalu w razie potrzeby (zgodnie z oznaczeniem) miejsca zgodnie z wynikami poprzedniego eksperymentu. Otrzymany wyrób ponownie poddaje się analizie i tak dalej, aż rozkład grubości ścianek w wyrobie wynikowym odpowiada określonemu. Taka procedura, powtarzana czasem nawet kilkanaście lub więcej razy, wymaga określonych kosztów pracy, zużycia surowców, nośników ciepła i energii. Co więcej, często okazuje się, że zaprojektowana konstrukcja wyrobu nie pozwala w ogóle go formować przy zadanym rozkładzie grubości ścianek.
Innym ważnym problemem praktycznym, który musi zostać rozwiązany przy wdrażaniu omawianej metody, jest konieczność uwzględnienia obserwowanego podczas wyciskania półwyrobów zjawiska powrotu sprężystego, polegającego na zmianie wymiarów geometrycznych („spuchnięcia”) wytłoczenia w stosunku do wymiarów geometrycznych kanału formującego narzędzia. Nie wchodząc w analizę teoretycznych wyobrażeń o istocie tego procesu i sposobach jego opisu, podkreślamy jedynie zasadność uwzględnienia tego zjawiska z punktu widzenia obliczeń i projektowania parametrów geometrycznych elementów profilujących (trzpienia i ustniki) głowic wytłaczających, które zapewniają wytwarzanie detali o określonych parametrach geometrycznych.

metoda formowanie wtryskowe z rozdmuchem polega na tym, że w pierwszym etapie procesu, poprzez formowanie wtryskowe (patrz wyżej), otrzymuje się półwyrób rurowy, zwany preformą, z którego następnie wdmuchiwany jest wydrążony wyrób. Metodę tę można przeprowadzić według dwóch schematów technologicznych. Pierwsza z nich polega na rozdmuchu otrzymanych półfabrykatów bezpośrednio po etapie formowania wtryskowego. W tym celu wtryskarki zapewniające formowanie półfabrykatów są wyposażone w dodatkową jednostkę, w której półfabrykaty są wdmuchiwane w produkty. W tym przypadku odlane kęsy rurowe pozostające na wydrążonych rdzeniach po otwarciu formy wtryskowej przekazywane są do wyposażonej w formy rozdmuchowe jednostki rozdmuchowej, w której kęsy są rozdmuchiwane na wyroby. Zgodnie z drugim schematem (rys. 3) etapy otrzymywania wykrojów i ich rozdmuchiwania w produkty są przeprowadzane oddzielnie od siebie. W tym przypadku do otrzymywania preform służą konwencjonalne wtryskarki wyposażone w narzędzie formierskie, ale etap rozdmuchiwania preform w wyroby odbywa się na specjalnych liniach rozdmuchowych zawierających lej magazynowy, urządzenie do orientowania i przesuwania wykrojek oraz urządzenie do podgrzewania wykrojów. 1 , jednostka rozdmuchowa do podgrzewanych preform 2 w produkty 5 , wyposażone w dmuchane półformy 4

I nadmuchiwany sutek 3 . Do korzyści Ta metoda powinien charakteryzować się wysokim stopniem mechanizacji i automatyzacji oraz wysoką wydajnością urządzeń: linie do rozdmuchu wyrobów pustych z półfabrykatów wtryskowych firmy Sidel (Francja) i Krupp-Kautex (Niemcy) mogą wyprodukować od kilkuset do kilkudziesięciu tysięcy sztuk na godzina. Wadami tej metody formowania są wysokie koszty głównego wyposażenia technologicznego i narzędzia do formowania użytego do jego wykonania; po drugie, przemysłowe zastosowanie praktycznie dotychczas tylko jednego materiału polimerowego – politereftalanu etylenu. Ponadto wytwarzane produkty mają również różne grubości.

metoda pneumatyczne i próżniowe formowanie wyrobów polimerowych(rys. 4) polega na tym, że jest zamocowany wzdłuż konturu w urządzeniu mocującym 4 i zainstalowany nad formą (matryca formująca) 3 płaski (arkusz lub folia) półfabrykat 1 ogrzane przez urządzenie grzewcze 2 do określonej temperatury, a następnie pod wpływem różnicy ciśnień powstającej pomiędzy powierzchniami przedmiotu obrabianego, wtapia się w wyrób 5 . Istnieje wiele odmian tej metody, w których spadek ciśnienia zapewnia się na różne sposoby. Najbardziej rozpowszechnione są dwa z nich: wytworzenie nadmiernego ciśnienia pneumatycznego nad przedmiotem obrabianym i opróżnienie objętości wnęki pod nim.

Metoda ta jest realizowana na różnego typu maszynach do formowania próżniowego, maszynach do mechano-pneumoformowania oraz różnego rodzaju niestandardowych urządzeniach. Jej główne zalety to możliwość wytwarzania wyrobów wielkogabarytowych, prostota technologii, stosunkowo niski koszt podstawowego wyposażenia i narzędzi formujących. Główne wady związane są z niską wydajnością, obecnością pomocniczych operacji technologicznych (cięcie i cięcie półfabrykatów do formowania, obróbka gotowych produktów), zależnością od dostępności początkowych półfabrykatów i dość dużą ilością odpadów technologicznych. Rozwój i doskonalenie metody ma na celu stworzenie zautomatyzowanych maszyn i linii, które zapewniają wysoką wydajność i brak dodatkowej obróbki mechanicznej produktów, w połączeniu z ich zadowalającą jakością.

metoda mechanotermoformowanie (rys.5) różni się od metody formowania pneumatycznego i próżniowego tylko tym, że formuje produkt 5 płaski kęs 1 przeprowadzane z powodu ruchu translacyjnego stempla formującego 3 wyciągając nagrzane urządzenie 2 obrabiany przedmiot trzymany w urządzeniu mocującym 4 .

Metoda jest wdrażana na maszynach do formowania próżniowego, specjalnych urządzeniach do tłoczenia i liniach do produkcji pojemników z materiałów walcowanych. Odpowiednie nowoczesne linie automatyczne (np. niemieckiej firmy „Illig”) charakteryzują się bardzo wysokimi parametrami: prędkość walcowanego materiału sięga kilkudziesięciu metrów na minutę, a wydajność jednostkowa – do kilkudziesięciu tysięcy produktów na godzinę . Zapewnia to konkurencyjność metody nawet w odniesieniu do formowania wtryskowego wyrobów polimerowych. Do jego głównych wad należy zależność od obecności materiału w postaci arkusza lub rolki, stosunkowo duża ilość odpadów oraz zauważalna różnica w grubości otrzymanych produktów.

O ekonomicznej wykonalności określonej technologii decyduje przede wszystkim seryjna produkcja produktu, co wyraźnie pokazują dane porównawcze podane w tabeli, w której parametry odpowiadające jej tworzeniu metodą pneumopróżniową są traktowane jako względne warunkowe jednostki kosztów kapitałowych i koszt produkcji 20-litrowego pojemnika z polietylenu.

Oprócz rozważanych metod technologicznych, które z reguły zapewniają wytwarzanie sztywnych typów pojemników i opakowań polimerowych, istnieją technologie wytwarzania wyrobów opakowaniowych miękkich, do których należą folie polimerowe i wyroby z nich wykonane (worki, worki itp.). Zauważ, że w literaturze popularnej dość często pojęcie "folie polimerowe" związany z pojęciem "elastyczne materiały opakowaniowe" . Chciałbym zwrócić uwagę na ogólnie bezsensowność ostatniego pojęcia: możemy mówić jedynie o właściwościach różnych materiałów, w tym polimerów, do przeciwstawiania się deformacji spowodowanej obciążeniem zewnętrznym. Ale sam opór kojarzy się w technice z zupełnie jasnym i znanym od dawna pojęciem sztywności konstrukcji (a mianowicie konstrukcji, a nie materiału), determinowanej jej geometrią i właściwościami materiału, z którego jest wykonana. Jeśli mówimy o konstrukcjach, których sztywność jest niska i które w rezultacie nie mogą przenosić momentów zginających, to takie konstrukcje wykonane z metali nazywane są bezmomentowymi (skorupy bezmomentowe, membrany), a te wykonane z materiałów polimerowych nazywane są miękkimi. Nawiasem mówiąc, według kryterium względnej sztywności płaskie produkty polimerowe dzielą się na arkusze i folie.

Metody produkcji i ekonomiczne wskaźniki, rel. konw. jednostki	Roczna produkcja wyrobów, tysiące sztuk
Formowanie wtryskowe z rozdmuchem: nakłady inwestycyjne …………….
koszt …………………….
Pneumatyczne formowanie próżniowe: nakłady inwestycyjne …………….
koszt …………………….
Wytłaczanie z rozdmuchem: nakłady inwestycyjne …………….
koszt …………………….

Produkcja folii polimerowych opiera się na technologie wytłaczania , którego realizacja ma dwie odmiany. Technologię produkcji folii typu sleeve można wyjaśnić na przykładzie pracy linii foliowej (rys. 6).

Surowce polimerowe w postaci granulatu z leja załadowczego 1 przechwycone przez obracającą się śrubę prasy ślimakowej 2 i transportowane przez nią do wnętrza cylindra
prasowanie, topienie i homogenizowanie. Następnie powstały stopiony polimer jest przeciskany przez obracającą się śrubę przez pierścieniową głowicę wytłaczającą. 10 , pozostawiając go w postaci rurkowatego kęsa 3 , który jest nadmuchiwany sprężonym gazem w folię rurową 4 , chłodzony pierścieniem dmuchawy 9 . Powstała rurowa folia jest składana za pomocą specjalnego urządzenia 5 i „wybrany” przez urządzenie ciągnące 6 , z którego następnie wchodzi do urządzenia 8 , zapewniając zwinięcie go w rolkę 7 .

Jednak nie wszystkie materiały polimerowe nadają się do nadmuchiwania w struktury skorupowe, a opisana technologia nie nadaje się do wytwarzania folii z takich materiałów. W takich przypadkach stosuje się tzw. metodę flat-slot, zgodnie z którą stopiony polimer jest wytłaczany przez głowicę płasko-szczelinową w postaci wstęgi, która jest „kalibrowana” w szczelinie dwu- lub wielootworowej -walcowe kalandry prasujące i ostatecznie schładzane na stole rolkowym (czasem przez rozpylanie wody). Istniejące technologie produkcji folii polimerowych zapewniają zarówno folie jednowarstwowe, jak i wielowarstwowe; produkcja tego ostatniego wiąże się z dużymi trudnościami, zarówno technologicznymi, jak i konstrukcyjnymi.

Na zakończenie zwróćmy uwagę na jeden z najważniejszych aspektów produkcji opakowań polimerowych, któremu nawet w specjalistycznych periodykach krajowych nie poświęca się należytej uwagi, co wymyka się wszelkim racjonalnym wyjaśnieniom. Chodzi o to, że nie można wyprodukować ani jednego produktu opakowaniowego z polimeru bez narzędzia formującego, które musi być wyposażone w taki lub inny rodzaj wyposażenia technologicznego. Producenci sprzętu z reguły nie uzupełniają go o narzędzie formujące (jedynym wyjątkiem są linie do folii). Taka sytuacja jest całkiem zrozumiała i wytłumaczalna: producenta sprzętu nie stać na wcześniejsze zaprojektowanie, nie mówiąc już o wyprodukowaniu narzędzi formierskich „na każdą okazję”. Ponadto, w zależności od stopnia skomplikowania wyrobu przeznaczonego do produkcji, wybranej technologii wytwarzania, koszt narzędzia formującego może osiągnąć poziom kosztu samej aparatury procesowej. Na przykład wyposażenie jednostki wytłaczająco-rozdmuchowej w kątową głowicę wytłaczającą, która zapewnia „programowanie” grubości ścianki wytłaczanej preformy, prawie podwaja jej koszt. W przemyśle kraje rozwinięte ten problem został rozwiązany - od dawna istnieją wyspecjalizowane firmy zajmujące się projektowaniem i produkcją narzędzi formujących do obróbki polimerów. Tutaj, w Rosji, rozwiązanie tego problemu jest wciąż w powijakach. Prowadzi to do tego, że narzędzie formujące zaprojektowane przez nie zawsze fachowo wyszkolonych specjalistów nie jest w stanie zapewnić produkcji wyrobów, których jakość odpowiadałaby międzynarodowym standardom. Ponadto nie należy zapominać, że zaprojektowane narzędzie formujące do produkcji określonego rodzaju produktu w dużej mierze, jeśli w ogóle, determinuje wybór wielkości sprzętu. Wynika z tego, że dobór urządzeń oraz konstrukcja narzędzia formującego to nierozerwalnie ze sobą powiązane zadania, których rozwiązanie powinno zoptymalizować proces produkcyjny. W przeciwnym razie narzędzie formujące albo w ogóle nie może być zainstalowane na urządzeniu, albo nie pracuje z pełną wydajnością technologiczną, zmniejszając ekonomiczność produkcji.

Z powyższego wynika, że ​​produkcja pojemników i opakowań z materiałów polimerowych jest procesem bardzo złożonym, wielopoziomowym, którego pomyślne wdrożenie wymaga głębokiej szkolenie zawodowe nie tylko w dziedzinie ekonomii i technologii przetwórstwa polimerów, ale przede wszystkim w zakresie projektowania urządzeń i narzędzi do formowania.