Механическое оборудование для производства строительных материалов и изделий

КОНВЕЙЕРНЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ И ПОЛИРОВАНИЯ СТЕКЛА

Технологический процесс шлифовки и полировки стекла в конвейерных установках организован по принципу непрерывного потока равномерно движущихся столов с уложенными на них листами стекла.

Существуют два основных типа конвейерных установок — цикличные и бесцикличные.

При цикличной двухпутной схеме производства обрабатываемые листы стекла сначала проходят шлифовку, затем передаются на второй путь, где проходят полировку. По окончании полировки одной стороны листа его переворачивают и передают на первый путь, где осуществляется шлифовка второй стороны и затем на втором пути полировка. Нетрудно установить, что при такой схеме производства загрузка конвейера происходит циклично, поскольку с момента, когда начинается шлифовка второй стороны листа,

подача новых необработан­ных листов стекла прекра­щается (также и разгрузка конвейера). Следователь­но, часть установленного оборудования, часть тех­нологических и вспомога­тельных рабочих исполь­зуются неполностью.

Более прогрессивным способом конвейерной шли­фовки и полировки стекла является рассматриваемый ниже бесцикличный спо­соб, при котором на двух­путном конвейере произ­водится непрерывный вы­пуск готового стекла.

Технологический про­цесс производства на двух­путных конвейерах при бесцикличном выпуске го­товых изделий сводится к следующему.

Листы стекла, подлежа­щие обработке, торцовым укладчиком 1 (фиг. 234) загружаются на кон­вейер 2. Далее листы при помощи присосного кра­на 3 укладываются на сто­лы 4, которые перемещают­ся по направляющим ста­нины конвейера. Поверх­ность стола покрыта бай­кой. Для предохранения от сдвига листы, по краям заливаются гипсом.

Столы с листами стекла непрерывным потоком по­ступают к шлифовальным станкам 5, которые осуще­ствляют шлифовку поверх­ности листа. Листы стекла после шлифовальных стан­ков очищаются водой от абразивной пульпы и про­тираются резиновыми щет­ками, затем поступают к полировальным стан­кам 6. Пройдя полироваль­ные станки, края листов освобождаются от крепле­ния гипсом и листы под­рываются дисками, после

чего цепным ускорителем 7 столы отделяются от общей линии и передаются на поперечный конвейер 8. Со стола, находящегося на поперечном кон­вейере, лист стекла снимается краном 9, который одновременно поворачи­вает лист и укладывает его на конвейер 10 необработанной поверхностью вверх. Стол в это время толкателем 11 вводится в цепь столов второй линии конвейера.

С конвейера 10 лист стекла снимается присосным краном 12 и уклады­вается на стол.

На второй линии конвейера происходит шлифовка и полировка второй стороны листа (аналогично первой). Пройдя процесс обработки, края листов освобождаются от крепления гипсом, листы подрываются дисками и столы вместе с лежащими на них листами поступают при помощи цепного ускори­теля 13 на поперечный конвейер 14. Готовые листы стекла снимаются со сто­лов присосным краном 15, который передает их затем на конвейер 16, где они моются и сушатся, и затем на столах 17 размечаются и режутся на задан­ные форматы.

Столы, освобожденные от стекла и тщательно очищенные, толкателем 18 вводятся в общую линию.

В рассмотренной схеме производства выработка полированного стекла идет непрерывно.

Производительность конвейерных установок колеблется в широких пре­делах от 100 тыс. до 5 млн. м2 полированного стекла в год.

Рассмотренная выше схема относится к конвейерной установке ШСР-500. Производительность этой установки 1,3 млн. ж2 полированного стекла в год. Размер обрабатываемого стекла: ширина 1700 мм, длина 2500 мм и толщина (полированного) 5,5—8 мм. Конструктивная скорость конвейера 0,8— 2,5 м/мин. Количество шлифовальных станков — 40 (по 20 на каждой линии), количество полировальных станков — 70 (по 35 на каждой линии). Макси­мальное удельное давление при шлифовке 250 г/слг2. Мощность электродвига­теля шлифовального станка 25,5 квт, а полировального до 30—35 квт. Установленная мощность электродвигателей 3500 квт.

Количество шлифовальных и полировальных станков в первом при­ближении можно определить по формуле

(637)

где і — количество станков;

v — скорость движения столов в м/мин (проектная v = 2 м/мин)-, I — расстояние между станками;

t — продолжительность обработки в минутах. При шлифовании про­должительность обработки принимается равной 20 мин., а при полировании 35 мин.

Так, например, при расстоянии между станками в конвейере ШС-500, равном 2,1 м, получим для одной линии

Принимая резерв в 5%, получим для двух линий: шлифовальных 40 стан­ков, полировальных 70.

Производительность конвейера подсчитывается по формуле

где Q — производительность конвейера в мУгод; b — ширина стекла в м;

ki — коэффициент, учитывающий бой и отходы стекла; k2 — коэффициент, учитывающий заполнение столов стеклом по длине (0,98);

v — скорость движения столов конвейера (до 2,5 м/мин)-, k3 — коэффициент, учитывающий обработку стекла с двух сторон; величина k3 для конвейеров с цикличным выпуском продукции равна 2, а для конвейеров с непрерывным выпуском 1; її — число минут работы за год

ij = 60-24.iV, (639)

здесь i2 — число рабочих дней в году.

Ниже приводится рассмотрение конструкций основных механизмов и машин, входящих в состав конвейера ШСР-500.

Стол конвейера. Точность обработки стекла в значительной мере опре­деляется конструкцией столов и тщательностью их изготовления. На кон­вейере ШСР-500 имеется 138 столов.

Поверхность стола прострагивается для обеспечения полного прилегания листа стекла.

Стол 1 выполняется коробчатой формы и отливается из чугуна с ребрами жесткости на нижней стороне (фиг. 235). Столы, установленные на направляю­щих конвейера, сцеплены между собой автосцепкой 2 и образуют непрерыв­ную линию, к которой в начале ее присоединяется очередной стол, а в конце — отделяется. По краям верхней плоскости стола имеются козырьки 3, служа­

щие для упора краев стекла и удер­жания гипсового раствора, на кото­ром устанавливается стекло.

С нижней стороны стол имеет две пары направляющих: первая пара 4 служит для перемещения стола по направляющим конвейера и вторая пара 5 для перемещения по роликам

поперечного конвейера. Для точной установки столов, по отношению друг к другу, на торцах их крепятся штыри 6, которые заходят в отверстия втулок 7.

Перемещение столов осуществляется от главного привода, ведущие шестерни которого находятся в зацеплении с рейками 8 стола.

Сцепка столов производится при помощи крючков 1 (фиг. 236), которые, отжимаясь пружиной 2, заходят за выступ 3 следующего стола.

На боковых сторонах столов имеются кулачки, которые воздействуют на концевые выключателй направляющих и служат для включения или выклю­чения механизмов по ходу стола.

На фиг. 237 показана секция направляющего пути конвейера. Каждая линия состоит из 27 литых секций, соединенных между собой болтами. Рабочие плоскости 1 направляющих имеют коробчатую форму. Смазка направляющих консистентная, поступающая по трубопроводам от централь­ной автоматической станции. Смазка подается на рабочие плоскости через отверстия 2, расположенные по длине с шагом 3 м, и расходится по смазоч­ным канавкам.

Главный привод конвейера устанавливается в начале каждой линии кон­вейера. На фиг. 238 показана кинематическая схема привода, имеющего две пары электродвигателей, из которых одна — резервная. При работе конвей­ера со скоростью от 0,8 до 1,5 м/мин включается двигатель мощностью 45 кет, а при скорости до 2,5 м/мин — электродвигатель мощностью 65 кет. Электродвигатели применяются с регулируемым числом оборотов, при этом
электродвигатели для скорости конвейера до 1,5 мі мин принимаются тихо­ходными, а для скорости до 2,5 мі мин — быстроходными. На фиг. 238 пока­зана кинематическая схема главного привода конвейера (на схеме: /— рейки стола; 2 — главный редуктор; 3 — промежуточный редуктор; 4 — электродвигатели 45 квт; 5 — электродвигатели 65 квт; 6 — моторные редукторы).

Мощность электродвигателя главного привода подсчитывается по формуле

N = "ШГ /cem* (64°)

где IV — суммарное тяговое усилие в кг;

v — скорость движения конвейера (0,0417 м/сек); г] — к. п. д. привода (■»] = 0,954-0,72 = 0,396).

Тяговое усилие определяется по формуле

w = (Q + F)f + Ff1 кг, (641)

где Q — общий вес столов одной линии (при весе стола 4500 кг и числе сто­лов 65 получим Q — 292 500 кг);

F — суммарное давление от нажатия шлифовальников и полироваль­ников на стекло (для одной линии);

/ — коэффициент трения по направляющим (0,1), fx — коэффициент трения между движущимся стеклом (шлифовальни- ками и полировальниками).

F = /iFi + і zF2; (642)

здесь і і — число шлифовальных станков (без резерва) (19);

<2 — число полировальных станков (35); ij — общее давление, создаваемое шлифовальниками;

i2F 2 — общее давление, создаваемое полировальниками FL = я (В — d ) _ 11 850 кг

где D — диаметр шлифовальника (2 м);

d — диаметр внутреннего отверстия шлифовальника (0,66 ж);

Pi — среднее удельное давление шлифовальников (186,5 г/см2— 1865 кг/м2);

ki — коэффициент, учитывающий заполнение шайбы каблуками [для шлифовальников больших диаметров (2 м) kt = 0,3]; k2 — коэффициент, учитывающий величину площади, перекрываемой шлифовальником (k2 = 0,9).

В табл. 11 приводятся средние данные о числе оборотов шпинделя, о вели­чинах давления и коэффициентах трения при шлифовании (по данным ПКБ Гис), а в табл. 12 — при полировании.

По данным таблицы находим величины среднего давления и среднего значения коэффициента трения:

100-2 + 9-250 + 6-150 + 2-100 юсе / 2 юсс, 2

Рісредн ----------- —---------- ^-------- —------------ 186,5 г! см2 = 1865 кг/см2;

г 2-0,2 + 9-0,07 + 6-0,1 +2-0,15 П1 Тер — ід — U.1-

Далее находим

2jF2 = -4-Р2-*2 = - Г --925-33 = 43 000 кг,

где D1 — диаметр полировального диска (0,45 м) п — число дисков полировальника; р2 — среднее удельное давление полирования; і2 — число полировальных станков.

100 • 24 + 80 ■ 5 + 60 - 4 по с /а 2 по г /2

р2 средн =---------------- gg---------------- = 92,5 г! ем2 = 925 кг/мг;

t 0,5 ■ 24 + 0,65 ■ 5 + 0,95 -4 А с_0

It ср — зз — 0,57о.

В формуле (641) величина. Рц равна

Ffi= 2 fLficp 2 ^2ср>

Ffy = 11 850-0,1 + 43 000-0,578 = 25 985 кг.

Подставляя найденные величины в формулу (641), получим с учетом фор­мулы (642)

W = (Q + F)f +Fft = (292 500 + 54 850) 0,1 + 25 985 = 60720 кг;

д, W-v 60 720-0,0417 со с ~' 102г) ~ 102-0,396 — ’ тт'

По паспорту мощность электродвигателя 65 квт.

Присосный кран предназначается для съема листов стекла с конвейера загрузки (или с конвейера, на который укладывается перевернутый лист), транспортировки их к столам и для укладки листов на столы. Эти же краны обеспечивают передачу готовых листов стекла к моечно-сущильной машине.

Кран (фиг. 239) состоит из следующих основных частей: ходовой тележки, приводного устройства для передвижения крана, присосной рамы с меха­низмом подъема и опускания ее, вакуумной установки.

Ходовая тележка выполнена в виде рамы 1 с ходовыми колесами 2, пере­двигающимися по двухтавровому пути.

Приводное устройство для передвижения крана состоит из электро­двигателя 3, электротормоза 4, редуктора 5 и зубчатой передачи 6, обеспе­чивающей вращение вала 7 с ходовыми колесами. В связи с тем, что в процессе работы применяются две скорости перемещения — рабочая, равная 20,6 м/мин, и замедленная, равная 1,93 м/мин, предусмотрена установка второго электродвигателя 8 с электротормозом. Электродвигатель замедлен­ного хода включается за 200—300 мм до остановки.

К раме 1 ходовой тележки подвешен пантограф 10, конец которого при­соединен к раме И, а к ней, в свою очередь, подвешивается присосная рама 12. Пантограф служит для уравновешивания присосной рамы и обеспечивает ее строгую горизонтальность при подъеме и опускании. В специальных расточках присосной рамы присоединены на пружинах 24 трубки, несущие резиновые чаши-присоски 13, которые в момент создания вакуума плотно прилегают к поверхности стекла.

Рама 11 поднимается и опускается при помощи троса 14, который одним концом прикрепляется к раме, а другим через блок 15 к барабану 16, который приводится во вращение электродвигателем 17 через редуктор 18.

Вакуумная установка состоит из двух насосов 19 с фильтрами 20. Вакуум - насосы приводятся в действие от электродвигателей 21 через клиноременную передачу. Вакуум-насосы во избежание перегрева работают поочередно. Резиновые чаши-присоски подсоединяются к ресиверу вакуум-установки через золотниковое устройство. В случае выключения по какой-либо причине вакуум-насосов лист стекла удерживается присосками благодаря наличию ресивера, всегда находящегося под вакуумом.

На фиг. 240 показана кинематическая схема присосного крана.

От электродвигателя 1 рабочего хода через зубчатую передачу 2 при­водится во вращение вал 3, на котором закреплено коническое зубчатое колесо 4 дифференциала. Зубчатое колесо 4 входит в зацепление с кониче­скими шестернями-сателлитами 5, которые связаны между собой поводком 6. Поводок соединен с валом 7. Во время рабочего хода зубчатое коническое колесо 8 и червячное колесо 9, сидящие на валу 7 свободно, неподвижны, так как выходной вал электродвигателя 10 замедленного хода заторможен. Вследствие указанного сателлитовые шестерни обкатываются по колесу 8, вращая при этом через поводок 6 вал 7, а от последнего через зубчатые пере­дачи 11 и 12 приводится вал 12 ходовых колес 14.

При замедленном ходе, наоборот, затормаживается зубчатое колесо 4 и включается в работу электродвигатель 10 замедленного хода, который через червячную передачу 9 и зубчатое колесо 8 вращает сателлитовые шестерни. Передача на ходовой вал" 13 осуществляется далее в порядке, изложенном выше.

Мощность, потребная для передвижения присосного крана, определяется исходя из сопротивления движению сил трения:

W = 6 (-ТГ + тг) Р кг’ (644)

где G — вес крана (—3000 кг);

[і — коэффициент трения качения (0,05 см)

[ij — приведенный коэффициент трения в подшипниках качения (0,015); d — диаметр цапфы в мм

D — диаметр колеса в мм

Р — коэффициент, учитывающий трение в ребордах колес (принят рав­ным 2,5).

Потребная мощность

», W-о....

75г] *"■’ (645)

где v — скорость движения крана в м/сек;

■П — суммарный к. п. д.

Мощность, потребная для поднятия груза редуктором подъема присос­ного крана, определяется по формуле

^ W л - с - <646>

где Gj — вес в кг поднимаемого груза — листа стекла, присосной рамы

пантографа и пр. (принимаем G = 500 кг); v — скорость подъема груза (6 м/сек)-,

т] — суммарный к. п. д. редуктора.

Шлифовальный станок (фиг. 241) состоит из шлифовальной (шпиндель­ной) головки 1, шлифовальника 2 и привода 3. Все шлифовальные станки конвейера одинаковы и управляются с главного пульта управления. Кроме того, каждый станок имеет индивидуальное пусковое устройство 4. О неис­правности какого-либо из станков поступает сигнал на центральный пульт управления.

Основной частью станка является шлифовальная (шпиндельная) головка (фиг. 242, а). Корпус 1 головки состоит из трех частей, соединенных между собой болтами. В средней части корпуса, являющегося пневмо­цилиндром, размещается поршень 2, снабженный направляющими 3.

В нижней части корпуса устанавливается шлицевое червячное колесо 4, приводимое во вращение червяком 5. Внутри червячного колеса проходит шпиндель 6, подвешенный на упорном шарикоподшипнике 7 на поршне 2. Шпиндель получает вращательное движение от шлицевой втулки, а осе­вое — от поршня. Подавая сжатый воздух над или под поршень, регули­руют величину удельного давления шлифования. На нижнем конце шпин­деля закрепляется шлифовальник.

Шлифовальник (фиг. 242, б) имеет массивный круглый чугунный диск 1, к которому снизу крепится диск с каблуками 2. Сверху к диску прикреплена чугунная чаша 3 с отверстиями для подвода шлифовальной смеси (пульпы). Число оборотов шлифовальника регулируется сменными шкивами в зависи­

мости от рабочей скорости конвейера. Окружные скорости на периферии каб­луков шлифовальника 6,55; 7,30; 8,06 м/сек, что соответствует 62,5; 69,6 и 76,7 об/мин.

Постоянство удельного давления на стекло в процессе шлифовки обеспе­чивается автоматическим регулированием при помощи специального при­способления в пределах от 50 до 250 г/см2. Регулирование основано на том, что работа, производимая щлифовальником, пропорциональна мощности, потребляемой электродвигателем. Давление на стекло определяется весом шлифовальника со шпинделем за вычетом силы, которая создается давлением воздуха в цилиндре шлифовальной головки. При работе станка давление воздуха поддерживается постоянным при помощи регулятора давления 1 (фиг. 243) и регистрируется манометром 2. При увеличении сопротивления вращению шлифовальника возрастает ток, потребляемый электродвига­телем.

При достижении током величины, принятой для реле максимального тока, последнее срабатывает и включает электромагнитный компенсацион­ный клапан 3, который, открываясь, обеспечивает повышение давления в цилиндре шлифовальной головки станка, уменьшая этим давление шлифо­вальника на стекло. Когда давление уменьшается, снижается ток и реле закрывает электромагнитный компенсационный клапан. Для предотвраще­ния динамических ударов, возможных в связи с большим весом шлифоваль­ника, предусмотрен буферный клапан 4. Кроме компенсационного и буфер­ного клапанов, в приспособлении имеется еще два игольчатых клапана 5иб, при помощи которых осуществляется более плавная регулировка удельного давления.

Полировальный станок по конструкции аналогичен шлифовальному с той лишь разницей, что взамен шлифовальника на нижнем конце шпинделя закрепляется полировальная звездочка (фиг. 244), состоящая из корпуса 1,

полировальных дисков 2 и чаши 3. В корпусе по окружности равномерно расположено девять отверстий для установки вертикальных валиков 4, на которых шарнирно подвешиваются полировальные диски, свободно вра­щающиеся вокруг вертикальных валиков. К корпусу 5 полировального

диска 2 на винтах крепятся диски б с наклеенным на нем техническим войло­ком 7. Крокусная суспензия подается в резиновую чашу 8, а из нее по трубо­проводам 9 к полировальным дискам.

Для регулирования удельного давления полировальника на стекло на полировальные диски надеваются грузы 10. Удельное давление на стекло можно регулировать в пределах от 40 до 120 г! см?.

Для подъема полировальной звездочки служит автоматическое пневма­тическое устройство, схема которого показана на фиг. 245. Сжатый воздух подается под поршень цилиндра шпиндельной головки через клапан 1 при включении электромагнита 2, действующего от реле максимального тока. Опускание звездочки происходит замедленно путем регулирования выпуска воздуха из цилиндра через клапан 3.

Устройство для смывания абразива и крокусной суспензии с поверхности стекла после шлифовки и полировки его. Устройство состоит из электродви­гателя 1 (фиг. 246), редуктора 2, муфты 3, ведущего барабана 4, ведомого барабана 5, подъемной рамы 6 и подъемного механизма 7.

Устройство монтируется на двух стойках, установленных по бокам линий конвейера. На барабанах 4 и 5 натягивается прорезиненный ремень, к кото­рому прикреплены щетки 8. Лента со щетками движется в направлении, перпендикулярном движению конвейера (скорость движения ленты со щет­ками можно регулировать в пределах 0,18—0,55 м/сек). Число щеток, одно­временно находящихся на стекле, 13 шт. Под движущиеся щетки из водопро­вода 9 подается вода. Сбоку щеток установлена резиновая полоса, протираю­щая стекло.