Литейное производство

Конвейерные системы

При определении обоснованности инвестиций в систему централизованной вакуум­ной загрузки (в ходе замены отдельных загрузчиков или при установке нового обо­рудования) литейному производству следует учитывать различные факторы:

1. Возврат инвестиций за счет экономии трудовых затрат и необходимость ис­пользования дополнительных площадей.

2. Возврат инвестиций за счет уменьшения потерь сырья на 2%.

3. Число используемых полимеров и возможность их подачи навалом.

4. Изменяемое расстояние от места расположения внешнего хранилища до обо­рудования.

5. Расположение оборудования вблизи стены, где удобно закрепить систему трубопроводов.

6. Возможное разложение продукта.

Центральная система литейного производства состоит из некоторого количества емкостей для хране­ния больших объемов, которые аналогичны силосным башням, или баков для за­грузки, вакуумного насоса, конвейеров, вакуумных и пневматических трубопрово­дов, клапанов очистки линий, загрузчиков с вакуумными клапанами, центральным фильтром (если не используется бесфильтровая технология), фильтра безопасно­сти и пульта управления. Дополнительными устройствами могут быть сушилки общего назначения, дозаторы, установленные прямо на литьевой машине, пли ме­шалки. К сведениям, которые определяют пригодность оборудования, относятся суммарное литейное производство полимерной продукции в час и максимальное расстояние подачи сырьевого материала. Если в линию включены более 10 машин пли маши­ны не сгруппированы удобным образом, то надо проектировать несколько систем (рис. 6. 10).

Данная технология управления имеет двухпроводной интерфейс привод-дат­чик (ИПД) пли другой способ управления на базе «шины» — это позволяет упро­стить установку и расширение системы с помощью цветного сенсорного дисплея с человеко-машинным интерфейсом (ЧМИ). Двухжильные кабели системы ИПД дают возможность подключаться к бункерам загрузчиков в любой точке по длине кабеля за счет маленьких самопроникающих штырей. Подобная технология устра­няет необходимость прокладки многожильных кабелей и установки электрических щитков.

Рис. 6. 10. Типовая центральная система вакуумного транспортирования на литейном производстве: / — вакуумный трубопровод; 2— центральный пульт управления и вакуумный насос; 3 — загрузчик навес­ки материала для измельчения; 4 — трубопроводы подачи сырьевого материала; 5 — емкости источника

Если в последующем требуется отключить контакты от шины, то для восстанов­ления изоляции используется специальный компаунд.

Центральные пульты управления литейного производства с цветным графическим и сенсорными дис­плеями дают возможность операторам изменять параметры загрузки для каждого отдельного загрузчика, что позволяет делать изменения в порядке загрузки. Такое управление включает в себя периодическое сканирование отдельных загрузчиков с приоритетным вмешательством путем открывания соответствующего вакуумного клапана каждого загрузчика, когда возникает необходимость в добавлении материа­ла. В систему также входят общая схема диагностики неисправностей и надежная система их предупреждения.

Такая система управления может быть подключена к общей системе управления литейным производством.

Охлаждение и отвод тепла на литейном производстве

Тепло, которое необходимо для расплавления и гомогенизации полимерных материа­лов, обычно не увеличивает их температуру более 220 "С при впрыске в литьевую форму, откуда тепло отводится для отверждения отливки. Если этот процесс будет протекать естественным образом при температуре окружающего воздуха, то охлажде­ние займет большое количество времени, поэтому обычно используется дополнитель­ное охлаждение. Требования для охлаждения каждого полимера выражаются в ккал/кг/ч и находятся в пределах от 70 до 200.

С конструктивной точки зрения пресс-форма имеет каналы для охлаждения водой или маслом, которые расположены вокруг пресс-формы. Если вода в водопроводе нахо­дится при температуре от 10 до 15 °С, то многие компании устанавливают внешние градирни для повторного использования подогретой воды, поскольку она подогре­вается после охлаждения пресс-формы до 30 "С.

Для ускорения процесса охлажденная вода должна подаваться из мобильных охладителей, которые расположены возле литьевой машины или в центре помеще­ния при использовании ее для нескольких единиц оборудования. Производитель­ность воздушного охладителя воды (градирни) зависит от температуры окружаю­щего воздуха, но он должен быть в состоянии охлаждать воду до 15 "С.

Вода охлаждается до более низкой температуры за счет использования хладаген­тов, не принадлежащих группе фреонов (CFC-free). Поток регулируется таким обра­зом, чтобы управлять температурой критических элементов устройства. Некоторые охладители могут охлаждать воду до -20 °С с помощью гликолевого антифриза (рис. 6. 11).

На некоторых приемных патрубках для подачи охлажденной воды в каналы системы охлаждения пресс-формы установлены крепления шлангов, позволяющие их быст­ро снимать. Для предотвращения утечки воду чаще подают при обычном давлении, не используя насосов для нагнетания. Литьевая форма, однако, может охладиться слиш­ком сильно; это может привести к тому, что расплав замерзнет до того, как полностью будет заполнена формующая полость. В этих случаях литейное производство использует регуляторы по­тока. Регуляторы потока обычно устанавливаются на машину и состоят из набора прозрачных вертикальных труб с пузырьками, что дает возможность осуществлять визуальный контроль за потоком воды в каждом охлаждающем канале.

Если отливка извлекается из прессформы до завершения охлаждения, то она может деформироваться и в ней могут образоваться утяжины.

Рис. 6. 11. Типовая схема узла охлаждения: 1 — дополнительный холодильник (поставляется по заказу); 2 — холодильник; 3 — регулирующий вен­тиль; 4 — проточный теплообменник; 5— насос для подачи холодной воды; 6— регулятор температуры; 7 — компрессор; 8 — вход циркулирующей рабочей среды; 9 — выход циркулирующей рабочей среды

Деформация может также носить более обширный характер из-за наличия опре­деленных неорганических пигментов в полимере, таких как фталоцнаниновые кра­сители. Иногда эту проблему позволяет решить фиксация детали после литья.

Пузырьки в пластмассовых изделиях или пустоты на их поверхности обычно случаются из-за не­равномерного охлаждения, поскольку центральная часть детали остается в полурас­плавленном состоянии даже тогда, когда поверхность уже охлаждена. Этот эффект можно устранить, добавляя агент, который при температуре плавления химически разлагается и генерирует мельчайшие пузырьки азота, а те способствуют полному за­полнению формующей полости. Такая технология была развита до появления литья с газом.

Еще одним методом охлаждения является помещение готовой детали из пластмассы в воду или размещение ее на конвейере, который находится под водой.

В заключение отметим, что охлаждение, каким бы способом оно ни достигалось, является существенным элементом технологического процесса, который обеспечи­вает прочность детали из пластмассы и сокращает время цикла, что напрямую влияет на рентабель­ность переработки.