niirp.com/tehnologiya_izgot...yh_remnej/
Традиционная технология изготовления обернутых кордшнуровых ремней заключается в послойной сборке сердечника ремня из резины и кордшнура, профилировании сердечника до формы, приближающейся к форме готового ремня, обертке сердечника прорезиненной тканью, формовании и вулканизации заготовки ремня в канавках вулканизационных форм.
Технологический процесс изготовления ремней является одним из наиболее сложных в отрасли и включает следующие основные стадии (рис. II):
развеска ингредиентов, приготовление резиновых смесей, клеевых и пропиточных составов, сушка ткани;
каландрование резиновых смесей, сушка и промазка оберточной ткани, промазка и обкладка ткани для связующей пластины многоручье- вых ремней;
раскрой оберточной ткани и резка ее на ленточки;
пропитка кордшнура;
сборки викеля и резка его на сердечники;
скашивание сердечников;
обертка сердечников;
вулканизация заготовок, стабилизация длины ремней;
промер размеров, маркировка, комплектация по длинам.
Технология изготовления ремней должна обеспечить размеры ремня, начальные (деформационные, тяговые и др.) характеристики ремня, определяющие его работоспособность, сохранение характеристик ремня в течение определенного времени в заданных пределах»
В соответствии с изложенной технологической схемой оборудование можно разделить на три группы: для подготовки полуфабрикатов, изготовления ремней ш контроля качества ремней.
На каждой стадии технологического процесса изготовления кордшнуровых ремней к оборудованию должны предъявляться повышенные требования по обеспечению стабильности параметров работы и их контролю, так как даже небольшие нарушения на любой технологической операции, суммируясь по всей цепочке, могут привести к серьезным колебаниям качества ремней. В последнее время в мировой практике все больше ощущается тенденция к автоматизации как отдельных операций, так и целых стадий процесса.
Подготовка полуфабрикатов. При подготовке полуфабрикатов стадию изготовления сердечников ремней необходимо обеспечить листами невулканизованных резиновых смесей, закатанных в прокладку, пропитанными и термообработанными кордшнурами, клеевым составом для промазки кордшнура и оберточной ленточкой.
Резиновые смеси изготавливают в резиносмесителе РСВД-250-20 в комплекте с вальцами См 2100x660 с переменной фрикцией. Использование таких вальцев связано с особенностями переработки резин с волокнистым наполнителем, которые имеют тенденцию к переходу на задний быстроходный валок. Большинство зарубежных фирм применяет резиносмесители типа "Бенбери" с емкостью загрузочной камеры 140-250 л и частотой вращения ротора 20-40 мин-1.
Для качественного охлаждения резиновых смесей после листо- вальных вальцев за рубежом применяют специальные установки, работающие в комплекте с вальцами, например автоматическую охлаждающую установку "Batch-off" типа НС [4б]. На отечественных заводах РТИ применяют фестонную установку УФТ-15, охлаждающую путем обдува воздухом и орошения антиадгезионным составом резиновую ленту, срезаемую с листовальных вальцев.
Процесс пропитки и термообработки кордшнура определяет как адгезионные и деформационные свойства несущего слоя, так и технологическое его поведение на последующих операциях. Благодаря пропитке обеспечиваются необходимая связь кордшнура с резиной и оптимальное соотношение модуля с тепловой усадкой.
В процессе обработки шнур проходит черев пропиточные ванны изоны сушки и термообработки (термовытяжки и термостабилизации). Натяжение в зонах пропитки и термообработки задается и поддерживается системой натяжных станций (до 6 станций на весь цикл обработки) и может изменяться от 0,5 даН на один шнур на размотке до 20- 40 даН в зоне термовытяжки. Натяжение в каждой зоне контролируется с помощью тензоколец, динамометров либо другими средствами измерения. Некоторые установки оснащают дополнительными ваннами для пропитки корда ужесточающими составами с целью повышения модуля шнура и технологичности его при сборке ремней.
Наряду с одноручьевыми агрегатами АКШ-4, используемыми для пропитки и сушки анидных кордшнуров, в отечественном производстве шнуровых ремней применяют четырехручьевые агрегаты ЛК-4, предназначенные для одностадийной и двухстадийной пропитки и термообработки полиамидных и полиэфирных кордшнуров. На отечественной пропиточной линии ЛН-24, освоенной на Оренбургском заводе РТИ, можно провести одновременно одно- или двухстадийную пропитку и термообработку 24 ручьев полиамидных или полиэфирных нитей. В процессе обработки контролируется общая вытяжка нитей, натяжение на один ручей по зонам термообработки, температура сушки, термовытяжки и термостабилизации, скорость нитей. Принципиаьная схема установки представлена на рис. 12.
Основными требованиями к процессу каландрования резиновых смесей являются обеспечение равномерности калибра по ширине и стабильность его по длине каландрованного полотна, качественного охлаждения полотна, хорошего качества поверхности и намотки в холст с минимальным колебанием ширины закатки.
Промазку и обкладку ткани осуществляют обычно на трех- или четырехвалковом каландре за два последовательных прохода. Перед обработкой на каландре ткань просушивают либо на отдельном сушильном агрегате, либо на барабанах, входящих в состав каландровой линии. Разогретую резиновую смесь после вальцев подают транспортером с раскладчиком, предназначенным для равномерного заполнения питающего зазора каландра.
Оберточную ткань промазывают резиновой смесью с фрикцией 1:1,5. Для удобства и непрерывности работы при перезарядке рулонов зарубежные фирмы применяют накопители, устанавливаемые как впереди, так и позади каландров. Точность калибра резины поддерживают автоматически с помощью системы измерения калибра (обычно Г -толщиномером), имеющей обратную связь с механизмом раздвиже- ния валков. После каландрования резина, пройдя систему охладительных барабанов, поступает на закаточную станцию [47].
В последнее время в зарубежном производстве получили распространение системы листования резины с помощью штифтовых экструде- ров с валковой головкой, рекомендуемые для профилирования смесей на основе различных каучуков, в том числе для переработки смесей с волокнистым наполнителем на основе полихлоропренов [48].
Поперечный раскрой резины с волокнистым наполнителем после листования осуществляют либо непосредственно на приемном транспортере каландра, либо на специальных машинах для раскроя. Раскроенные листы можно соединять встык или с небольшим нахлестом с при- каткой стыка зубчатым (при соединении встык) либо гладким (при соединении внахлест) роликом. Помимо этого на отечественных заводах раскроенные листы дублируют с расположением стыков дублированного полотна в шахматном порядке, получая полотно вдвое большей толщины. Из отечественного оборудования наиболее полно отвечают требованиям переработки ремневых резин трехвалковые (3-6I0-I730) и четыре хвалковые (4-610-1730) каландры завода "Большевик" в комплекте с линией отбора и охлаждения резиновых смесей♦ Ткани перед обработкой на*каландре сушат на 20-барабанной сушилке СБМ 2/I80-I.
Для раскроя промазанной оберточной ткани используют специальные машины (автоматически либо с применением ручных операций), осуществляющие раскатку рулона оберточной ткани с отбором холста, подачу тканевого полотна на раскроечный стол, резку ткани под определенным углом дисковым ножом, стыковку косяков ткани с небольшим нахлестом. Раскроенное на ленточки полотно разрезают после ее закатки в рулон с полиэтиленовой прокладкой или в полотне с последующей закаткой полос ткани в полиэтиленовую прокладку. Второй способ предпочтительней, так как обеспечивает большую стабильность ширины резки и лучшее качество намотки ленточки. Известны [48] зарубежные раскроечные машины, в которых процесс ориентации и стыковки раскроенных косяков осуществляется автоматически с помощью системы вакуумных присосок и прикаточных валиков.
Диагонально-резательный агрегат ДРА-045, применяемый для раскроя и резки оберточной ткани на ленточки, обеспечивает автоматический раскрой тканевого полотна на косяки необходимой ширины. Ориентация и стыковка косяков ткани, а также резка рулонов ткани в полиэтиленовой прокладке осуществляются вручную.
Сборка,обертка и вулканизация. Сборка является наиболее ответственной операцией технологического процесса, которая во многом определяет уровень качества ремней. В настоящее время существуют два конкурирующих между собой процесса сборки - индивидуальная и групповая.
При индивидуальной сборке кордшнуровых ремней каждый сердечник собирают отдельно путем последовательного наложения элементов конструкции на два шкива, расстояние между которыми определяется длиной ремня. Для подготовки полуфабрикатов обычно применяют дополнительно к вышеперечисленному оборудованию станки для резки ленточки резины слоя растяжения, в основном из рулона поперечнозакроенной волокнистой резины, и шприц-машину для профилирования трапецевидной заготовки слоя сжатия [49]. После сборки сердечника его обертывают ленточкой косозакроенной оберточной ткани. Все операции выполняют на одном станке (обычно в большей степени автоматизированном), либо на двух станках с разделением операций сборки и обертки.
При групповом способе осуществляют аналогичным образом сборку кольцевого викеля шириной 500-1200 мм, который затем разрезают на прямоугольные либо скошенные до трапецевидной формы сердечники, ^-угольные сердечники скашивают на отдельном станке, после чего они поступают на станки для обертки. Последовательность операций изготовлении заготовок индивидуальным и групповым способами схематично представлена на рис. 13.
Сопоставление известных способов групповой и индивидуальной сборки и оборудования для их осуществления показывает, что индивидуальная сборка менее производительна и требует более сложного и дорогостоящего оборудования в связи с необходимостью осуществления на одном станке множества различных операций» Для обеспечения одинаковой производительности участок с использованием станков индивидуальной сборки требует примерно в 3 раза больше производственной площади, чем комплект оборудования для групповой сборки. Следует отметить, что сердечники после индивидуальной сборки более стабильны по размерам в связи с большей степенью автоматизации станка. Групповая сборка требует более тщательного межоперационного контроля размеров и массы сердечников.
Можно полагать, что индивидуальная сборка - результат попыток обеспечить возможность сборки кордшнуровых ремней длиной более 4000 мм, т.е. таких, сборка которых на одном барабане затруднительна. Значительно проще решить вопрос навивки нескольких витков шнура на ширину 10-50 ммг чем обеспечить качественную навивку на всю ширину викеля при групповой сборке.
До настоящего времени в отечественной промышленности сердечники ремней собирали на сборочных станках типа СКР [50,51], которые не могут обеспечить повышенных требований технологического процесса изготовления кордшнуровых ремней в связи со следующими основными недостатками:
несовершенство системы натяжения кордшнура, приводящее к тому, что колебания натяжения кордшнура при ндвивке составляют +-60% номинала [52];
отсутствие надежных питателей, что вынуждает заводы применять раскаточные стойки, которые не обеспечивают постоянство натяжения резин, стабильность их калибра и приводит часто к увеличению колебания высоты сердечников, усадке резины после снятия сердечников с арабана, деформации и скручиванию их перед скашиванием;
резка викеля одиночным ножом, которая не обеспечивает регламентных допусков на ширину сердечника;
применение cкладных сборочных барабанов затрудняет съем сердечников после резки викеля.
В новых сборочных станках применена автоматическая система поддержания натяжения кордшнура с точностью номинала. Питатели к сборочным станкам снабжены устройством для поддержания натяжения резинового полотна. Автоматическая резка блоками ножей обеспечивает регламентные допуски на ширину сердечников в пределах +0,8 мм и значительно сокращает общее время резки. Конструкция раздвижных сборочных барабанов в комплекте с вулканизованными рубашками облегчает съем сердечников после резки, повышает точность настройки на необходимую длину викеля. Для обеспечения сборки ремней в диапазоне 1000 - 4500 мм применяют 15 раздвижных барабанов с диапазоном изменения длины каждого барабана от 100 до 300 мм. При работе на старых станках на тот же диапазон длины требуется около 30 складных сборочных барабанов.
Для обеспечения сборки кордшнуровых ремней длиной более 4500 мм разработано специальное приспособление к двухбарабанному сборочному станку СРК-2 [53]. Станок дополнительно комплектуется кареткой для укладки кордшнура, механизмом стабилизации осевого положения викеля и обеспечивает сборку кордшнуровых ремней длиной более 2700 мм в соответствии с раздвижением приводного и выносного барабанов. На базе этого станка ВНИИРТмашем разработан станок для сборки кордшнуровых ремней длиной до 8000 мм (индекс 331.081).
Для обеспечения качественной сборки сердечников кордшнуровых ремней на однобарабанных станках необходимо осуществлять контроль качества полуфабрикатов и параметров сборки.
При сборке длинных кордшнуровых ремней на двухбарабанном станке следует дополнительно контролировать работу механизма регулиров- осевого положения викеля, регулировку блока слежения каретки и Работу системы пневмоподдува викеля.
При некотором снижении производительности сборки кордшнуровых ремней в сравнении с тканевыми ( ˜ на 20-30%) качество сборки сердечников кордшнуровых ремней с применением перечисленного оборудования соответствует уровню современной технологии.
Операцию скашивания сердечников до шестигранной формы прово^ дят на сборочном станке при резке викеля или на отдельном станке, Цель операции скашивания - приближение формы сердечника к форме готового ремня. При скашивании, совмещенном с резкой викеля, угод скашивания составляет обычно 65° (для обеспечения технологичное^ скашивания), что отрицательно сказывается на расположении элемент тов конструкции ремня при формовании сечения в процессе вулканизм ции и особенно расположении витков кордшнура. На рис. 15 схематик но показано перетекание резины при формовании сердечников шестигранной формы. Для большей наглядности сердечники собраны из чередующихся слоев черной и светлой резины. Применение кордшнура с увеличенной тепловой усадкой чаото искажает его расположение, особенно в сердечниках с углом скашивания 65°. Приближение угла скашивания к углу клина готового ремня значительно улучшает распо ложение кордшнура. Выделение операции скашивания на отдельный сга кок позволяет без затруднений осуществить скашивание под углом 40 (для вентиляторных и приводных ремней). Кроме того, облегчается процесс межоперационного контроля размеров и массы прямоугольных сердечников после сборки и корректировки параметров сердечника.
Для скашивания сердечников применяют специальные станки инд.131.161 с модернизированным узлом скашивания для ремней длиной до 2650 мм и инд.131.281 для ремней длиной до 4500 мм. Скашивание ремней длиной до 18 м возможно также на оберточных станках ОКР-2, оснащенных узлом скашивания сердечников. В настоящее время готовят к выпуску две модификации (инд.131.282, инд.131.311) модернизированных станков для скашивания сердечников длиной до 12 м.
Станки для обертки сердечников завершают стадию изготовления заготовок клиновых ремней. Основной задачей этой операции является равномерная обкладка сечения кордшнурового сердечника одним или несколькими слоями оберточной ленточки. В оберточных станках старой конструкции (0KP-I, ОКР-2 и др.) параметры обертки, ширина ленточки во многом определяются клейкостью промазочной резины и соответственно усилиями, необходимыми для разделения слоев обертки при размотке ее из ролика.
В настоящее время промышленность оснащается новыми полуавтоматическими станками для обертки приводных и вентиляторных ремней. Станки обеспечивают производительную обертку ремней всех сечений длиной до 2,65 м (инд.573-9) и до 9 м (инд.573-10). Помимо этого, для обертки кордшнуровых ремней узких сечений разработаны станки серии СОКР. В этих станках применены усовершенствованные узлы обжима сердечника, обеспечена устойчивость сердечников при обертке ремней узких сечений, усовершенствована электронная схема управления автоматикой. Для стабилизации натяжения и размеров ленточки при размотке с ролика применена полиэтиленовая прокладка. При работе станка ленточки подают группой тянульных роликов, скорость которых синхронна скорости роликов механизма отбора полиэтиленовой прокладки [рис. 1б]. Натяжение ленточки устанавливается минимально необходимым для обеспечения отслоения ее от прокладки и регулируется положением груза на конце рычага, включающего размотку и подачу ленточки. Число слоев ленточки отсчитывается автоматически с помощью фотоэлектрического датчика, который срабатывает от метки, нанесенной на ленточку специальным устройством. Конструкция и техническая характеристика зарубежных оберточных станков принципиально отличаются от вышеописанных моделей отечественных станков.
Вулканизация завершает процесс изготовления ремней. Цель ее - окончательное оформление сечения ремня и обеспечение необходимых свойств элементов конструкции и в первую очередь резины.
Известные способы вулканизации сводятся в основном к формованию и нагреву массива заготовки или по всей ее длине (котловая и диафрагменная вулканизация ремней длиной до 4,5 м), или прерывистыми участками (челюстная вулканизация ремней длиной > 2,5 м), или непрерывной вулканизацией в зоне, перемещающейся по длине заготовки (ротационная вулканизация ремней длиной > 1м). Эти способы подробно описаны [50,51]. Принципиальное их отличие - в величине давления формования [54], в значительной степени определяющей конечное качество получаемых ремней.
В технологии ведущих зарубежных фирм в последнее время широко используются диафрагменные вулканизаторы для ремней длиной до 4,5 м [49,54].
Некоторые фирмы применяют для вулканизации ремней ротационные вулканизаторы либо ряд челюстных прессов, модифицированных по диапазонам длин. Для вулканизации длинных ремней применяют в основном ротационные или челюстные прессы [42,55].
Как уже отмечалось, одним из главных условий качественного оформления сечения, его монолитности и прочности связи между элементами сечения является обеспечение достаточного давления формования. Это давление должно быть выше парциального давления газообразных продуктов вулканизации, чтобы избежать порообразования в резине. Кроме того, важно создать условия, обеспечивающие заполнение вулканизационной формы разогретой невулканизованной резиной до начала ее структурирования. При котловой вулканизации давление ограничено прочностью материалов корпуса и обычно не превышает 4-5 атм. При ротационной вулканизации давление определяется сопротивлением разогретой резиновой смеси в зоне вулканизации при растекании ее по канавке вулканизационной формы. Для больших ротационных прессов производства ЧССР при диаметре барабана 500 мм давление не превышает 3-4 атм. Помимо этого, возможность натяжения заготовок ремней на ротационных прессах для снижения тепловой усадки несущего слоя ограничена опасностью смещения кордшнура [56].
