Основные типы, характеристика и назначение каландров, их устройство и принцип действия. Распорные усилия при каландровании. Тепловой режим работы каландра и недостатки системы охлаждения. Инструмент и оснащение, необходимые для эксплуатации машины.
Аннотация к работе
В силу этого для получения листа или пленки с гладкой поверхностью материал приходится пропускать через несколько (чаще всего через два или три) зазоров. каландр тепловой инструмент машина В зависимости от реализуемой ими задачи каландры можно разделить на следующие типы: · листовальные каландры для изготовления листов резиновой смеси, а также для обрезинивания корда и/или тканей (скорость вращения всех валков этих каландров одинакова); Вследствие разности скоростей валков происходит втирание резиновой смеси в ткань при прохождении ее в зазоре между средним и нижним или средним и верхним валками. По характеристике давления валков и изменения зазора каландры делятся на две группы: 1. Кроме того, температура поверхности валков и смеси на каландрах больше, чем на вальцах, что приводит к повышенной теплоотдаче в окружающую среду.Было описано и изучено назначение, устройство и принцип действия каландров, а также инструмент и оснащение, необходимое для эксплуатации на предприятии ПАО «Омскшина».
Введение
Перспективы использования каландра.
Каландры применяют в различных областях технологии уже более 100 лет. В металлургической промышленности - это прокатные станы; в текстильной промышленности, бумажной промышленности и промышленности переработки пластмасс - это машины, сходные по конструкции, называемые каландрами. За последние 50 лет скорости каландрования возросли с 10- 15 до 400 м/мин, и, по-видимому, эта скорость не является пределом.
Производство резиновых изделий является одной из самых сложных технологий современной цивилизации.
Приготовленная резиновая смесь подвергается дальнейшей переработке экструзией и каландрованием, т.к. резиновое изделие - это композиционный материал, который часто армируют текстилем и/или металлом.
Каландрование представляет собой непрерывное продавливание полимерного материала через зазор между вращающимися навстречу друг другу темперируемыми цилиндрами, при котором образуется бесконечный тонкий лист или пленка.
В отличие от вальцевания, полимерный материал при каландровании проходит через зазор только один раз. В силу этого для получения листа или пленки с гладкой поверхностью материал приходится пропускать через несколько (чаще всего через два или три) зазоров. каландр тепловой инструмент машина
1. Каландр
Каландр (из фр. calandre от греч. ????????? - каток, валик) - машина для непрерывного формования листа полимера или бумаги, методом пропуска его через зазор между вращающимися валами. В результате каландрирования получается полотно необходимой толщины и ширины. Основными характеристиками каландра является число валков, их длина, диаметр и взаимное расположение.
Геометрия каландровых валков является определяющим фактором для качества поверхности листа. Для защиты валков от износа применяют высокоскоростное газопламенное напыление твердых сплавов (более длительная защита) либо гальваническое хромирование (более распространено).
2. Основные типы и назначение каландров
В зависимости от реализуемой ими задачи каландры можно разделить на следующие типы: · листовальные каландры для изготовления листов резиновой смеси, а также для обрезинивания корда и/или тканей (скорость вращения всех валков этих каландров одинакова);
· промазочные каландры для промазки или втирания резиновой смеси в ткань (их валки имеют различные скорости вращения);
· универсальные каландры, которые могут работать как листовальные, так и как промазочные, т.е. без фрикции или с фрикцией (фрикцией называется отношение окружной скорости заднего валка к окружной скорости переднего валка);
· профильные каландры для выпуска профилируемой ленты или полосы резиновой смеси и для нанесения рисунка;
· дублировочные каландры для получения многослойных заготовок;
· лабораторные каландры.
Листовальные каландры чаще всего бывают трех- и четырехвалковые. Валки листовальных каландров вращаются с одинаковой скоростью. В зависимости от назначения и типа выпускаемых заготовок листовальные каландры иногда называют кордными и т.д.
Промазочные каландры обычно имеют три или четыре валка. Скорость вращения среднего валка промазочного каландра, в отличие от листовального, в 1,2 - 1,5 раза выше, чем скорость верхнего и нижнего валков. Вследствие разности скоростей валков происходит втирание резиновой смеси в ткань при прохождении ее в зазоре между средним и нижним или средним и верхним валками.
Универсальные каландры бывают трех- или четырехвалковыми. Они применяются в тех случаях, когда необходимо на одной машине проводить ка листование резиновой смеси, так и промазку тканей. В силу этого листовальные каландры оснащаются устройствами, позволяющими переключать работу каландра с промазки ткани на обкладку и выпуск листовой резины.
Профильные каландры обычно имеют четыре валка, из которых выносной является профильным. На рабочую поверхность профильного валка наносится рисунок (например, рисунок подошвы галоши и др.); в остальном устройство профильных каландров не отличается от устройства листовальных.
Дублировочные каландры обычно имеют два валка, вращающиеся с одинаковой скоростью. Дублирование может быть осуществлено и на трехвалковом каландре, снебженном специальным дублировочным роликом.
Лабораторные каландры бывают трех- или четырехвалковыми. На них можно производить как листование резиновых смесей, так и промазку тканей
В зависимости от числа валков каландры бывают двух-, трех-, четырех- и пятивалковые.
По характеристике давления валков и изменения зазора каландры делятся на две группы: 1. С постоянным зазором (давление в зазоре является величиной переменной).
2. С переменным зазором (давление в зазоре является величиной постоянной).
В первом случае положение осей валков и величина зазора, могут изменяться принудительно при помощи специальной системы регулировки величины зазора. В процессе выполнения одной операции величина зазора остается постоянной. При втягивании в зазор заготовок различной толщины давление валков на материал изменяется, возрастая с увеличением степени обжатия.
Во втором случае в паре валков ось одного неподвижна, а ось второго имеет возможность перемещения подшипниковах опор при сохранении параллельности расположения валков. При этом происходит изменение величины зазора между валками. Давление валка на материал осуществляется при помощи различных приспособлений (грузов, пружин, гидравлических цилиндров и пр.), в силу чего величина зазора будет изменяться в процессе работы (реакция обрабатываемого материала на валки уравновешивает опорные силы).
3. Распорные усилия при каландровании
Распорным усилием называется величина сил сопротивления деформации перерабатываемого материала, которые стремятся раздвинуть валки.
Под действием распорного усилия валки каландра прогибаются, в результате чего при цилиндрической форме валков толщина каландруемого изделия (листа или пленки) оказывается переменной по ширине.
Для получения изделия с высокой степенью равнотолщинности необходимо обеспечить компенсацию прогиба валков. Для этого применяют три основных метода: 1. Бомбировка валков;
2. Перекрещивание валков;
3. Контризгиб валков.
Бомбировка валков состоит в том, что внешнему калибрующему валку каландра придают бочкообразную форму. Диаметр средней части такого валка делают несколько большим, чем на его концах, а профиль поверхности выполняют по параболе.
Перекрещивание валков состоит в том, что внешний калибрующий валок поворачивают в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, проходящей через серидину валка. Вследствие этого поворота зазор на краях валка оказывается больше, чем в середине.
Контризгиб валков состоит в том, что к концам внешнего калибрующего валка прикладываются усилия, создающие изгибающий момент, противоположный по знаку изгибающему моменту, возникающему под действием распорного усилия.
Большинство современных каландров оснащается как бомбированными валками, так и устройствами для перекрещивания или контризгиба валков. Комбинируя эти методы, удается добиться компенсации прогиба, при которой максимальные отклонения толщины пленки от номинального значения не превышают 1-2 мкм.. Тепловой режим работы каландра
Тепловой режим работы каландра иной, чем у вальцов. Вследствие однократного прохождения материала через зазор массовая производительность велика и количество уносимой смесью теплоты также велико.
С другой стороны, тепловыделение за счет работы деформации резиновой смеси на каландре меньше, чем на вальцах. Кроме того, температура поверхности валков и смеси на каландрах больше, чем на вальцах, что приводит к повышенной теплоотдаче в окружающую среду.
Поэтому каландрование, в отличие от вальцевания, часто требует подвода теплоты к рабочим поверхностям валков.
В старых конструкциях каландров применяется система охлаждения и подогрева путем подачи воды или насыщенного пара во внутреннюю полость валков.
Основные недостатки старой системы охлаждения: 1. Неравномерность температуры по длине рабочей части валка;
2. Малый коэффициент теплоотдачи, особенно при охлаждении;
3. Отсутствие возможности регулирования температуры теплоносителя и хладагента.
Проблема получения равномерной температуры по поверхности рабочей части валка может быть решена применением новой системы (иногда ее называют система Барко) охлаждения и подогрева валков.
Теплообмен в этой системе осуществляется посредством подачи теплоносителя через периферийно расположенный ряд отверстий параллельно образующей валка в непосредственной близости к рабочей поверхности. Центральная полость служит в таких валках для подвода и отвода теплоносителя.
Каждый валок имеет индивидуальную систему кондиционированной воды (нагретой или охлажденной до определенной температуры). Если требуется подогреть валок, то включается подогреватель, при охлаждении включается холодильник.
В этом случае легко достигается высокая точность и однородность температуры валков каландра и возможность автоматического регулирования температуры валков.
5. Устройство и принцип действия каландра
Рассмотрим в качестве примера устройство четырехвалкового универсального каландра, предназначенного для листования смеси, промазки и обкладки ткани с одной или двух сторон слоем резиновой смеси (рис.5.3). Каландр состоит из двух чугунных станин 2, смонтированных на общей фундаментной плите 1. Станины соединены траверсой 5. В проемах станин размещены корпуса подшипников 3 скольжения или качения (в зависимости от назначения каландра). В подшипниках вращаются в разные стороны валки 4, расположенные по Г-образной схеме. Подшипники среднего приводного валка неподвижно закреплены в станинах. Подшипники нижнего, верхнего и выносного валков можно перемещать при регулировании зазора между валками с помощью механизмов 6, состоящих из двухступенчатого червячного редуктора, двухскоростного электродвигателя и двух винтов, устанавливаемых на каждой стороне подвижного валка.
Резиновая смесь подается в зазор между верхним и выносным валком при листовании или односторонней обкладке. В случае двухсторонней обкладки резиновая смесь дополнительно поступает в зазор между нижним и средним валком.
Для непрерывной и равномерной подачи резиновой смеси на каландрах используется специальное устройство, состоящее из ленточного транспортера, подающего на каландр срезанную с валков резиновую ленту, и эксцентрикового механизма, сообщающего транспортеру колебательное движение для равномерной раскладки ленты вдоль рабочего зазора. Смазка валковых подшипников (жидкая или густая) поступает централизованно, от масляной станции. Безопасность работы гарантируется аварийным тормозным устройством, которое состоит из двух тросиков, натянутых по обеим сторонам машины. Один конец тросика закреплен неподвижно, а второй соединен с конечным выключателем. При нажатии на тросик аварийного устройства происходит электродинамическое торможение, и каландр автоматически останавливается не более, чем за 1/4 оборота среднего валка.
Валки каландров приводятся в движение от электродвигателя через эластичную муфту, редуктор, зубчатую муфту, блок-редуктор и универсальные шпиндели или от электродвигателя через коническо-цилиндрический редуктор посредством приводных и функциональных шестерен.
В последние годы широкое распространение получили конструкции каландров с треугольным (трехвалковые) и S-образные (четырехвалковые) расположением валков.
6. Инструмент и оснащение, необходимые для эксплуатации машины
Вспомогательные устройства. Любой каландр снабжают рядом вспомогательных устройств: закаточными и размоточными приспособлениями, питательными транспортерами, охлаждающими барабанами и т. д.
Для закатки полученных листов и заготовок применяются различные закаточные (материал закатывается в рулон) и раскаточные устройства, которые можно условно разделить на две группы: 1. закаточное устройство, работающее при постоянной частоте вращения оси закатываемого рулона и при заторможенном вращении раскаточного рулона (промазка тканей резиновой смесью);
2. закаточное устройство, работающее при постоянной скорости, равной скорости движения материала (обкладка ткани).
Для предотвращения образования складок устанавливают ширительные валики. На поверхность валика нанесена нарезка: в одну сторону от середины - правая, в другую - левая. При образовании большого числа складок применяют валики с большим углом подъема винтовой нарезки, а также валики с винтовой нарезкой, выполненной с переменным шагом.
Для непрерывности работы каландра (легко посчитать, что при толщине листа примерно 3мм и скорости каландрования 30м/мин рулон диаметром 800мм образуется за 5-6мин) применяют закаточные устройства с двойной закаткой. В этом случае после закатки одного рулона можно, повернув раму закаточного приспособления, передать отрезанный конец на свободную ось.
Закаточное устройство с поворотной крестовиной (рис. 28) состоит из двух квадратных рам 3 и 6, которые закрепленны на оси 2. На ней же свободно вращается зубчатое колесо, на хвостовике которого закрепленна звездочка 8, приводимая в движение от каландра. Это зубчатое колесо сцеплено паразитными шестернями с четырьмя колесами, сидящими на втулках. Муфта 5 служит для изменения частоты вращения валика держателя, а муфта 7 - для передачи движения штанге 4. После завершения закатки электродвигатель 1 через редуктор и зубчатую пару поворачивает ось 2, закатанная бобина опускается и снимается. После поворота крестовин электродвигатель автоматически отключается и тормозится.
Резательное устройство применяется для обрезки каландруемого материала, а также для разрезания полотна на отдельные полосы. Обычно резка осуществляется дисковым ножом на рабочем ролике. При этом ножи прижимаются к ролику плоскими пружинами. Привод рабочего ролика - индивидуальный от электродвигателя через редуктор и цепную передачу.
Вывод
Было описано и изучено назначение, устройство и принцип действия каландров, а также инструмент и оснащение, необходимое для эксплуатации на предприятии ПАО «Омскшина».