Оборудование заводов по переработке пластмасс

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭКСТРУЗИОННО-ВЫДУВНОГО ФОРМОВАНИЯ

Экструзионно-выдувной аг. регат (ЭВА) состоит из трех основ­ных частей: экструдера с головкой, предназначенного для формования одной или нескольких заготовок; выдувной маши­ны с одной или несколькими формами; аппаратуры управле­ния, в которую входит аппаратура управления экструдером, выдувной машиной и головкой, формующей заготовку, и - систе­мы пневмо - или гидропривода.

По способу формования заготовки ЭВА подразделяются на агрегаты с непрерывной экструзией заготовки, агрегаты с осе­вым перемещением червяка и периодической экструзией заго­товки и агрегаты с копильником и периодической экструзией

Заготовки ((применяются для изготовления изделий большой емкости.— свыше 50 л).

По расположению червяка различают ЭВА с горизонталь­ным и вертикальным червяком.

В настоящее время наиболее широко распространены экс­трузионные агрегаты с непрерывным выдавливанием заготов­ки (для изделий емкостью До 0,5 л) и экструзионные агрегаты с копильником (для изделий емкостью 0,5 л).

По емкости формируемых изделий ЭВА в соответствии с ОСТ 2610—73 подразделяются на десять основных типоразме­ров (табл. 8.1). Типичный ЭВА (рис. 8.2) состоит из экструде­ра 1, многоручьевой головки для формования заготовок 2, выдувной машины с комплектом форм 3, устройства для сушки и подогрева гранул 5, пневмозагрузчика 6, шкафа тепловой ав­томатики 8, пульта управления 9, системы пневмо - и гидропри­вода 7 и устройства для удаления облоя 4.

Головки для изготовления трубчатых заготовок по направ­лению потока расплава разделяются на прямоточные и угло­вые, по числу одновременно формуемых заготовок — на одно - и многоручьевые.

Схема простейшей прямоточной головки приведена на рис. 8.3. Головка состоит из разъемного корпуса 1, обогреваемого
плавного колена 3, адаптера 4, матрицы 7, дорна с кониче­ским наконечником 8, перфорированного дорнодержателя 2Г ленточных нагревателей 5, сгруппированных в три тепловые - зоны, и трех термопар (на рисунке не показаны). Расплав А непрерывно поступает от экструдера и, проходя по угловому каналу, попадает через отверстия дорнодержателя 2 в кольце­вой канал корпуса головки, из которого он попадает в кониче­скую щель В, образованную коническим наконечником и кони­ческим отверстием в матрице, откуда и выдавливается в виде заготовки С. Центровка матрицы относительно дорна произ­водится с помощью трех равнорасположенных центровочных болтов. Крепление матрицы к головке осуществляется накид­ным фланцем 6.

Двухручьевая головка с тангенциальным вводом расплава (рис. 8.4) состоит из адаптера 1, через который по каналам а и в расплав от экструдера поступает в кольцевые каналы д и б, выполненные в виде кольцевых канавок на обоих дорнах 2, закрепленных в конических гнездах корпуса 6. Вытекая из кольцевых каналов, расплав формирует кольцевую струю, ко­торая выдавливается через конический формующий зазор, об­разованный наконечником 5, укрепленным на конце дорна 2, перемещаемым микрометрическим винтом 7, и матрицей 4.

Центровка матрицы относительно дорна осуществляется при помощи трех центровочных болтов, равномерно расположен­ных по периферии накидного фланца 3, крепящего матрицу к корпусу головки. Микрометрические винты 7 служат для про­дольного перемещения наконечника 5, за счёт которого осуще­ствляется регулирование формующего зазора, необходимое для

Таблица 8.1. Основные параметры отечественных выдувных агрегатов

Емкость из­делий, л

Число из­делий, по­лучаемых за Один цикл

Емкость копильни - ка, смЗ

Усилие за­мыкания формы, кН

Размеры крепежных плит ІдлинаХ X ширина),

Расстояние между кре­пежными плитами, см

И S Е О. ° £

К Е-

О. >, с к

TOC o "1-3" h z АВ-0,15 0,05—1,15 2—4

АВ-0,5 0,15—0,50 2—4

АВ-1 0,5—1,0 2—4

АВ-2,5 1,0—2,5 2—4

АВ-Ю 2,5—10,0 2—4

АВ-30 10—30 1—2

АВ-60 30—60 1

АВ-125 60—125 1

АВ-250 125—250 1 -

АВ-500 250—500 1

Рис. 8.5. Заготовка с программным изменением толщины стенок. Числа — зна­чения толщины стенок заготовки (справа) и изделия (слева) в мм.

•обеспечения равенства толщины стенок обеих экструдируемых заготовок.

Для выравнивания давления. по периферии кольцевой щели служит имеющаяся на дорне фигурная кольцевая расточка. Для улучшения свариваемости частей потока, рассекаемого дорном, на пути расплава располагается область сжатия г, в пределах которой поперечное сечение потока уменьшается.

Головки с продольным перемещением наконечника дорна иногда называют пинольными.

При изготовлении фасонных изделий для уменьшения рас­хода материала необходимо использовать заготовки с про­граммным изменением толщины стенок (рис. 8.5). Для изготов­ления таких заготовок применяют специальные головки с по­движным дорном (рис. ,8.6). Головка состоит из корпуса 1, в коническом седле которого неподвижно закреплен дорн 2, удерживаемый гайкой 9. Конический наконечник дорна 3 уста­новлен на штоке 5 поршня 7 гидроцилиндра 6, укрепленного на корпусе при помощи шпилек 8.

Изменение величины формующего зазора между матрицей 4 и наконечником 3 осуществляется при вертикальном перемеще­нии наконечника 3, приводимого в движение поршнем 7 гидро­цилиндра 6.

Схема управления перемещением наконечника дорна при­ведена на рис. 8.7. В исходном состоянии электромагниты 5 и 12 обесточены, управляющие золотники 6 и 11 находятся в нейтральном положении, перекрывая выход гидравлической
жидкости из обеих полостей гидроцилиндра 8. При этом пор­шень оказывается запертым и не может перемещаться ни вверх, ни вниз, в результате чего формующий зазор остается постоянным. При подаче напряжения на обмотку какого-либо электромагнита, например золотника 6, последний открывает доступ маслу под давлением в верхнюю полость гидроцилинд­ра и направляет его на слив из нижней (штоковой) полости цилиндра. Поршень гидроцилиндра вместе со штоком и нако­нечником дорна 10 при этом опускается. Одновременно увели­чиваются формующий зазор и толщина заготовки. Как только величина формующего зазора достигнет заданного значения,, обмотка электромагнита 5 обесточится, и золотник 6 под дей­ствием пружины вернется в исходное положение, перекрывая движение масла в полостях гидроцилиндра и фиксируя его поршень в новом положении. Аналогичным образом происходит и перемещение поршня вверх, ведущее к уменьшению зазора и утонению заготовки. Управление толщиной заготовки осуще­ствляется по программе, заданной в блоке электронного управ­ления, следящего за длиной экструдируемой заготовки при помощи фотореле.

Для изготовления изделий емкостью от 4 л и более приме­няют аккумуляторные головки с копильниками плунжерного или кольцевого типа. Простейшая аккумуляторная головкаї

Рис. 8.8. Аккумуляторная головка плунжерного типа. Пояснения в тексте.

Плунжерного типа (рис. 8.8) состоит из обогреваемого корпуса 4, на котором с по­мощью разъемной ко­нической муфты 3 ук­реплен наконечник 2 с дорном 14 и матри­цей 13. Расплав, на­гнетаемый екструде­ром 12, поступает по каналу а в рабочую полость 5 аккумулято­ра, перемещая вверх поршень 11. Величина пластицируемой дозы определяется положе­нием установленного на штоке 6 кулачка 10, который в нужный момент набегает на конечный выключатель 9, останавливающий червячный экструдер. Заготовка 1 выдав­ливается из копильника поршнем 7 гидроцилиндра 8. Преиму­щества плунжерного аккумулятора по сравнению с непрерыв­ным процессом экструзии состоит в том, что он позволяет вы­давливать заготовку со скоростью, при которой заготовка не успевает деформироваться под действием собственного веса.

Для формования заготовок большого диаметра применяют аккумуляторные головки с кольцевым поршнем (рис. 8.9).

—! Расплав, поступающий из экст­рудера по центральному каналу б а, проходит в кольцевое прост­ранство б, откуда он перетекает под кольцевой поршень 3, соеди­ненный тремя штангами с порш - j нем гидроцилиндра впрыска (на схеме не показаны). Под давле - Расллаб нием расплава поршень смеща­ется вверх, причем величина сме­щения определяется заданным 5 объемом заготовки. При выдав-

Рис. 8.9. Аккумуляторная головка с кольцевым поршнем. Пояснения в тек­сте.

Рис. 8.10. Головка для экстру­зии трехслойной заготовки. По­яснения в тексте.

Ливании заготовки гидро­цилиндр перемещает пор­шень вниз, продавливая расплав через кольцевой канал в между коничес­ким наконечником 7 дор­на 4 и матрицей 6, ук­репленной на корпусе го­ловки 2 при помощи шпи­лек 5. Центровка матри­цы относительно дорна производится при помо­щи центровочных винтов 8. Для предотвращения чрезмерного износа па­ры плунжер — цилиндр служит сменная втулка 1, запрессованная в обо­греваемый корпус 2. Дорн 4 соединен с порш­нем механизма програм­много регулирования за­зора между матрицей и наконечником дорна. Ак­кумуляторные головки с

Кольцевым поршнем такого типа применяют для изготовления изделий объемом от 1,5 до 400 л. Максимальный диаметр заго­товки достигает 1300 мм.

В -последнее время получили распространение ЭВА, на ко­торых производят многослойные изделия, например бутыли, наружный и внутренний слои которых изготавливаются из од­ного материала, а промежуточный — из другого. Такие машины комплектуются двумя экструдерами, каждый из которых экс - трудирует свой полимер. Оба потока расплава подводятся к общей головке, в которой формируется слоеная заготовка. Ти­пичный пример головки такого типа приведен на рис. ,8.10.

Расплав А, формующий наружный и внутренний слои, по­ступает от одного из экструдеров через соединительный патру­бок 1 и, попадая в головку, делится на два потока. Один из них проходит по центральному каналу и направляется к кони­ческому рассекателю 2, установленному на перфорированном дорнодержателе 3. Проходя через отверстия в дорне дорнодер - жателя, расплав попадает в кольцевое пространство а, обра­зованное внутренней поверхностью корпуса головки 4 и наруж­
ной поверхностью дорна 5. Эта кольцевая струя формирует внутренний слой заготовки. Расплав Б, из которого формирует­ся промежуточный слой, поступает в головку от второго экс­трудера через патрубок 6 по каналу д и, попадая в фигурный кольцевой канал г, образует кольцевую струю, которая по - кольцевой щели е выдавливается на поверхность ранее сфор­мированной струи первого расплава. Сформировавшийся двух­слойный поток поступает к щели ж, через которую на его по­верхность выдавливается третий внешний слой, подаваемый к щели ж через боковые каналы в и спиральный кольцевой ка­нал б. Сформированная трехслойная струя выдавливается через формующий зазор между наконечником дорна 7 и мат­рицей 8, закрепленной при помощи фланца 9 на подвижном стакане 10, который установлен на колонках 11, соединенных с поршнем механизма программного регулирования зазора между матрицей и наконечником дорна.

Отличительная особенность этой головки — возможность изготовления трехслойной заготовки с программированным из­менением толщины.