Расчет времени вулканизации резины в пресс форме. Расчет технологического режима наложения и вулканизации

1. в зависимости от величины модели выбрать обойму, учитывая, что в готовой пресс-форме расстояние от модели до краев пресс-формы должно быть не менее 8 мм.

2. обработать жесткой кистью с мыльным раствором внутренние части обоймы и металлические вкладыши, соприкасающиеся с сырой резиной, просушить обойму и вкладыши

3. мастер-модель перед формовкой промыть и просушить

4. поставить вулканизатор на разогрев до температуры 150°С. Температура разогрева не должна превышать 163°С.

5. две резиновых заготовки, соприкасающиеся с моделью, прогреть на плите вулканизатора для размягчения в течение 5-8 минут.

6. все полости модели, сложные изгибы проложить кусочками сырой резины, умять шпателем и прогреть вместе с заготовками

7. модель положить между двумя размягченными заготовками, при этом конус литника должен быть вровень с торцом резиновых заготовок, тщательно обжать во избежание непроформовки

8. вложить в обойму подготовленный пакет из резины с моделью. При этом литниковый конус модели должен плотно прилегать к обойме

9. нарезать заготовки резины по размерам обоймы. Количество слоев резины зависит от высоты обоймы и толщины пластин резины (3,2мм). Используются пресс-формы высотой 18мм – 6 слоев резины, 20мм – 7 слоев, 30мм – 10 слоев.

10. заполнить металлическими вкладышами обойму выше краев на 5-7 мм, после чего сверху и снизу проложить прокладочные металлические пластины и установить в пресс

11. при необходимости прогреть, не зажимая пресс, несколько минут, затем сжать обойму прессом полностью. Запрограммировать таймер пресса на необходимое время, исходя из расчета 10-15 мин на 1 слой резины

12. в течение 6-8 минут провести предварительную вулканизацию. Установить давление окончательной деформации на регуляторе из расчета 28-30 кг/смповерхности пресс-форм. Однако, оно не должно превышать усилия 100000 Н во избежание повреждений механических частей пресса

13. при правильно выполненной формовке излишек резины должен выйти из обоймы наружу

14. по истечении времени формовки обойму вынуть из пресса и охладить в воде, затем на воздухе в течение 20 минут.

15. охлажденную обойму разобрать, промыть водой, удалить налипшие остатки сырой резины, обрезать облой

16. после охлаждения резиновую пресс-форму запечатанной в ней моделью разрезают таким образом (зигзагообразно), чтобы не было смещения двух половинок формы при получении восковых моделей. В некоторых случаях дополнительно вырезают вкладыши, которые облегчают извлечение восковок, производят надрезы (выпоры) с лицевой поверхности для улучшения заполнения модельным составом тонких сечений полости пресс-формы.

Различают открытую и закрытую разрезки. При открытой разрезке резиновой пресс-формы пополам модель частично выступает в одной из половинок. При закрытой разрезке после разрезки модель находится под тонким слоем резины в одной из половинок.

Разрезка осуществляется в следующей последовательности:

1. определив по ризке на литнике положение модели в пресс-форме и воспользовавшись эскизом модели, делают надрезы от литника по периметру в обе стороны, вырезая фиксирующие зубцы высотой и частотой до 5 мм. Для облегчения разрезки пресс-формы скальпелем необходимо использовать разжимные плоскогубцы

3. осторожно освободить модель от резины

4. в разрезанной пополам пресс-форме следует сделать несколько надрезов, начиная от модели к краям формы, для выхода воздуха при восковании и для предотвращения деформации восковок при их извлечении

5. прочистить пресс-форму жесткой кистью с тальком.

Инструмент, оборудование, используемые материалы:

Резиновые пресс-формы изготавливают в металлических вулканизационных обоймах прямоугольной формы из быстропрогреваемого, не окисляющегося в воде и не прилипающего к сырой резине материала (алюминиевый сплав). Конструкция обоймы должна отвечать следующим требованиям: быстро и удобно собираться и разбираться, обеспечивать достаточную герметичность при вулканизации сырой резины, должна иметь широкие стенки, чтобы обеспечить достаточную прочность при действии давления резиновой массы от вулканизатора.

Металлический конус

Стремянка вулканизации каучука
Силиконовый каучук
Крышка стремянки

А. Отверстие в стремянке

В. Опорный шрифт конуса

Рис. 1 Вид и составные части собранной обоймы готовой для вулканизации

Вулканизационный пресс используется для прессования и вулканизации сырой резины, которую в обойме устанавливают между двумя нагретыми плитами.

Технические параметры вулканизатора EV 40N: (если вулканизатор другой, то это не писать!!!) - напряжение питания.................................220В, 50/60 Гц - внешние габариты ……длина 310мм; ширина 250мм; высота 550мм - рабочая плоскость...............................................170x240мм - максимальное расстояние между плитами...........80 мм - потребляемая мощность.......................................825 Вт; - вес.......................................................................35 кг; - диапазон температуры вулканизации …… от 50 до 200° С - дипазон времени вулканизации…………….от 1 до 99 мин

Температура и время вулканизации устанавливается и контролируется с помощью цифрового программатора. Две алюминиевые плиты нагреваются равномерно, что обуславливает качественное спекание резины. Максимальный размер пресс-формы 85х70 мм. Время и температура контролируются цифровыми компонентами для обеспечения точного соответствия параметрам, задаваемым производителями резин. В контрольную панель встроен специальный вентилятор, позволяющий быстро охладить штамп в автоматическом режиме, и тем самым быстро извлечь готовую матрицу из вулканизатора. Нагревающие пластины квадратной формы обеспечивают максимальное распространение тепла, свойство, позволяющее использовать вулканизатор с круглыми, прямоугольными или квадратными матрицами.

Формовоный скальпель – это нож с лезвиями хирургического типа со стальной или пластмассовой ручкой, в которой имеются пазы для закрепления сменных лезвий. Для разрезки формы применяют 3 типа лезвий: - прямые, заточенные с одной стороны; прямые, заточенные с двух сторон, и кривые.

Листовая пастообразная резина горячей вулканизации на силиконовой основе Econosil компании F.E. Knight Castaldo (США).Это силиконовые композиции, специально разработанные для технологии литья по выплавляемым моделям для производства высококачественного ювелирного литья. Для работы с такими резинами используются традиционные методы и оборудование. Пастообразные резины легко укладываются в форму, никогда не дают пузырей и при плотной укладке заполняют все пустоты, т.к. увеличиваются в объеме при вулканизации. Формы после вулканизации легко режутся лезвием скальпеля. Резины не воздействуют с материалом модели, что значительно улучшает качество поверхности. Для отделения восковок от резиновой формы, не требуется использования силиконового спрея – форма уже содержит компоненты, способствующие легкому отделению восковок от резины. Возможный недостаток, характерный для некоторых технических резин, не приспособленных специально для ручной укладки в форму, характерной для ювелирного производства – повышенная чувствительность к жирам. Кожный жир, всегда присутствующий на руках, может привести к расслоению готовой формы в месте прикосновения. Температуры вулканизации 140 –177°С из расчета 10-15 мин на один слой укладываемой резины.

Сборка «ёлки»

После изготовления восковых моделей переходят к сборке воскового дерева, для чего используют литники - восковые стояки, которые делают из отходов модельного состава от выплавки моделей или специальный (литниковый) воск, который при выжигании выгорает быстрее, чем другие воски данной «ёлочки». Это способствует свободному вытеканию восковых форм из опоки. Литник должен быть достаточно толстым (диаметром 5...7мм), чтобы жидкий металл мог достичь тонких частей модельной полости, прежде чем затвердеет. Он предназначен: для припаивания восковых моделей, удаления воска при вытапливании, отжиге, движения расплавленного металла в отдельную полость, подпитки отливок в процессе кристаллизации, уменьшения турбулентности расплава. Для лучшего заполнения формы, экономии драгоценного металла и снижения массы литниковой системы рекомендуется применять коническую форму стояка.

Путь прохождения металла в «елочке» должен иметь правильную форму, без изломов, с большими радиусами закругления, это поможет избежать турбулентности потока и благоприятствует выходу воска из затвердевшей формы. Частицы металла двигаются в разных направлениях, что может вызвать захват посторонних частиц, неравномерность потока и следствие этого - пористость. Образованию пористости способствует повышенная текучесть металла, т.е. его слишком высокая температура.

Величина каналов питания должна быть достаточной для наполнения модели металлом.

Если модель имеет разную толщину в разных местах, необходимо обеспечить несколько питающих каналов, прикрепленных к частям модели с наибольшей толщиной - жидкая масса должна проходить из участка с большей толщиной в меньшие, и никогда наоборот.

Рис.1 Рис.2 Рис.3

Рис.1 – неверное расположение литника.

Рис.2 и 3 –правильное расположение литников.

Металл начинает затвердевать в местах с наименьшей толщиной. Изделие становится неполным и пористым, если температура формы и металла слишком низки. Питающие каналы должны выходить в наиболее крупные части модели.

При сборке «елочки» используют 3 условных варианта наборки восковок:

- вертикальными рядами;

- горизонтальными рядами;

- в шахматном порядке.

Выбор варианта наборки зависит от ассортимента восковок с учетом возможности максимально плотной наборки. При этом восковки не должны касаться друг друга. Расстояние между ближайшими точками модели должно быть не менее 3 мм. При размещении восковки на стояке необходимо учитывать возможность для выхода воздуха при вибровакуумировании «елочки» из углублений в восковке.

Для сборки моделей в блок восковой стояк укрепляют в специальном приспособлении - держателе. Держатель устроен так, чтобы при сборке восковой ёлки, литник с уплотнителем можно было поворачивать вокруг нескольких осей. Затем тонким лезвием электрошпателя касаются одновременно питателя модели и посадочного места. После этого нож быстро убирают, а соединяемые части слегка прижимают одна к другой до застывания воска в месте припайки. Операцию повторяют, поворачивая «ёлку» по мере необходимости, пока стояк не будет заполнен полностью.

Восковая ёлка должна собираться из восковых моделей приблизительно одинаковой толщины стенок в сечениях, т.к температура заливки металла устанавливается в зависимости толщины стенок моделей.

Если в одной опоке необходимо отлить модели с разной толщиной стенок, то тонкие модели следует разместить на вершине «ёлки» и ближе к стволу, а толстые ближе к внешней стороне, т.к в центре опоки более высокая температура.

Толстые восковые модели не должные размещаться своими большими поверхностями близко друг к другу. Желательно большие поверхности одних моделей размещать рядом с малыми поверхностями других.

Восковые модели следует располагать под острым углом к стояку (60° - 80°), это облегчает выжигание воска и способствует более плавной заливке металла по всем частям модельной полости.

Расстояние от верхушки литниковой чаши до нижнего ряда восковых моделей должно составлять не менее 10 мм, в связи с возможным образованием недоливов в нижнем ряду восковой ёлки.

Продажа со склада (СПб, Москва, Челябинск) от производителя, производство на заводах-изготовителях и поставки
Word (498 Kb) Excel (68 Kb)

Общая информация

* Принимая шины в ремонт, внимательно проверяйте их общее состояние. Исследуйте все шины на наличие скрытых дефектов. Особое внимание необходимо обратить на состояние бортов.

* Для достижения качественного ремонта необходимо наличие следующих условий:
- организованного в соответствии с требованиями санитарных норм и технологического процесса рабочего места;
- освещения, соответствующего санитарным нормам;
- прошедшего обучение и аттестацию персонала;
- все материалы должны быть рекомендованы к применению фирмой “Термопресс” и проверены на соответствие гарантийному сроку.
- хранение материалов и оборудования должно выполняться с соблюдением соответствующих требований, изложенных в прилагаемых инструкциях и сопроводительных документах.

* Изготовитель оставляет за собой право на любые изменения с целью технического усовершенствования.

* При выборе пластырей, инструмента и оборудования используйте действующие таблицы и инструкции.

Внимание: Для ремонта автомобильных шин методом горячей вулканизации следует применять специальные термопластыри с черным адгезивным слоем и индексом "t°" в обозначении.

Указание по технике безопасности:

* При работе с инструментами соблюдайте требования соответствующих правил по технике безопасности, там, где это необходимо, используйте защитные средства, такие, как защитные очки, рукавицы, респираторы и т.д.

* При обращении с растворами соблюдайте меры безопасности, указанные на этикетках, необходимо наличие вытяжной вентиляции.

* Работайте только на исправном оборудовании, применяйте исправный инструмент.

Для ремонта автомобильных шин методом горячей вулканизации рекомендуется использовать вулканизаторы типа "Комплекс""

Указанные в этой инструкции растворы могут поставляться в упаковке, отличной от указанной в каталоге.

Ремонт радиальных и диагональных шин

Данная инструкция знакомит с ремонтными работами, которые проводятся на боковине. Беговая дорожка и плечо шин ремонтируются аналогично.

1. Принимая шины в ремонт, внимательно проверяйте их общее состояние. Исследуйте все шины на наличие скрытых дефектов. Предварительно определите ремонтопригодность шины, для этого замерьте размеры повреждения, и по таблице предварительно подберите номер пластыря.

Замерьте расстояние от края повреждения до края борта шины. Размер должен, быть больше или равен значению, указанному в таблице выбора пластырей.

Если размеры повреждения превышают допустимые нормы, то шину ремонтировать нельзя.

2. Шина перед началом ремонта должна быть тщательно просушена. Сушку шин рекомендуется производить в сухом отапливаемом помещении. Для ускорения допускается сушить место повреждения лампой или струей подогретого воздуха с применением тепловентилятора (арт. № 05 010), при этом нельзя допускать прогрева резины выше 80° С.

Используйте защитные очки!

3. Обработайте зону повреждения с внутренней и наружной стороны очистителем Ликвид Баффер и с помощью скребка удалите загрязнения.

4. Вырежьте поврежденную резину ножом или колпачковым резцом (арт. № 04 008…04 0012). Удалите поврежденные концы корда (рис. 2). При ремонте беговой дорожки удалите ослабевшую, поврежденную или ржавую проволоку брекера кусачками.

5. Скруглите окончания трещин при помощи острого штифтового шерохователя (арт.№ 04 110) или специально заточенной трубки.

6. Обработайте воронку повреждения в зоне стального корда с помощью отрезного диска (арт.№ 04 420) (рис. 3) или шлифовального конуса (арт.№ 04 400) и затем обработайте поверхность резины с помощью шероховального кольца (арт.№ 04 160) так, чтобы получилась воронка в форме чашки (рис. 4)

ВНИМАНИЕ! Окончательно обработанная поверхность резины должна быть шероховатой (ни в коем случае не гладкой). Во время обработки не допускайте подгорания резины, для этого окончательную шероховку производите на малых оборотах инструмента (до 750 об/мин.)

7. Правильно подготовленная воронка повреждения (рис. 5).

ВНИМАНИЕ! Не загрязняйте зачищенную поверхность и не обрабатывайте очистителем Ликвид Баффер. Не допускайте промежуточного хранения во избежание загрязнения и окисления обработанной поверхности.

8. Замерьте размер повреждения. При ремонте диагональных шин найдите число PR (число слоев корда), обозначенное на боковой стенке шины. Выберите нужный пластырь в соответствии с действующими таблицами и отметьте номер пластыря на шине мелом. Для расчета времени вулканизации замерьте максимальную толщину стенки в месте повреждения и сделайте отметку на поверхности шины.

9. Для правильной установки термопластыря проведите на внутренней стороне шины по центру места ремонта вспомогательные линии в радиальном и осевом направлениях (рис. 6). При ремонте боковины диагональных шин необходимо использовать специальные боковые пластыри с индексом “Б”, которые позволяют устанавливать их ближе к краю борта. Для удобства работы разведите борта шины при помощи борторасширителя (арт.№ 06 003).

10. Нанесите по центру каждой из сторон пластыря вспомогательные линии (рис. 7).

11. Установите термопластырь (стрелкой в направлении края борта) на внутреннюю сторону шины в месте повреждения так, чтобы вспомогательные линии на шине и пластыре совпали. Обведите термопластырь по контуру с припуском 5-10 мм

12. Случаи повреждений. Эскизы 8 а, б, в показывают установку термопластыря по принципу совмещения центра повреждения и центра термопластыря. Эскиз 8 г показывает возможность ремонта повреждения вблизи неремонтируемой зоны, при этом центр повреждений не совпадает с центром термопластыря. В этом случае край пластыря должен накладываться как можно ближе к краю борта.

13. На внутреннюю поверхность шины в месте ремонта необходимо аккуратно нанести очиститель Ликвид Баффер на площадь, большую, чем выбранный термопластырь, аккуратно удалите загрязнения с помощью скребка (арт.№ 04 022). При этом избегать попадания Ликвид Баффера на поверхность обработанной воронки (см. предупреждение к п.7).

Поверните шину так, чтобы место ремонта оказалось сбоку, и дайте просохнуть 10-15 мин.

14. Обработайте шину внутри размеченного участка (рис. 9) с помощью контурного круга (арт.№ 04 300) или круглой металлической щетки (арт.№ 04 340).При ремонте бескамерных шин необходимо полностью удалить рыхлый герметичный слой до слоя плотной резины.

ВНИМАНИЕ! Обработку производить очень осторожно, чтобы не повредить нити корда.

15. Удалите пыль и резиновую крошку внутри и снаружи шины в месте ремонта с помощью щетки-сметки или пылесоса (рис.10).

Не допускается очистка сжатым воздухом, содержащим масло или влагу.

16. Проверьте качество слоя резины на обработанном участке. Полностью удалите мягкие, скатывающиеся при их отдирании частицы резины.

17. Равномерно нанесите на подготовленную для установки термопластыря поверхность шины первый слой термораствора (арт.№ 10 600). Время сушки – 60 минут (проба тыльной стороной пальца - прилипания не должно быть).

18. После высыхания первого слоя термораствора на поверхности шины нанесите второй слой. Время сушки второго слоя 15-20 минут (проба тыльной стороной пальца должно ощущаться легкое прилипание). Для отсчета времени используйте таймер (арт.№ 11 001)

19. Снимите защитную пленку со стороны адгезивной резины от середины примерно на 5-7см в обе стороны (защитную пленку с верхней стороны термопластыря необходимо оставить).

20. Снимите бортовой расширитель. Пластырь с освобожденной средней зоной наложить на место ремонта, совмещая вспомогательные линии на пластыре и шине. Прикатайте середину пластыря роликом

21. Поочередно удалите обе части защитной пленки с пластыря. С усилием и без пропусков прикатайте всю поверхность пластыря прикаточным роликом (арт. № 05 002).

22. При ремонте бескамерных шин, удаленный во время шероховки герметичный слой внутри шины вокруг термопластыря необходимо восстановить. Для этого нужно вырезать полоски сырой резины (1 мм) и прикатать их роликом по периметру пластыря с таким расчетом, чтобы перекрыть отшерохованную поверхность шины вокруг пластыря.

23. Нанесите на поверхность воронки два слоя термораствора (арт.№ 10 600). Время сушки – 60 минут (проба тыльной стороной пальца - прилипания не должно быть). После высыхания первого слоя нанесите второй слой. Время сушки второго слоя 15-20 минут (проба тыльной стороной пальца должно ощущаться легкое прилипание) (рис.12). Для отсчета времени используйте таймер.

ВНИМАНИЕ! Для сокращения времени допускается нанесение первого слоя термораствора одновременно на поверхность под пластырь и на воронку повреждения.

24. Для заполнения воронки повреждения шины нарежьте полоски сырой резины (3мм) шириной 10-15 мм и нагрейте их на специальной плите (арт. № 11 011) (рис. 13).

25. Произведите последовательное заполнение воронки полосками из сырой резины (3мм), тщательно прикатывая их друг к другу при помощи прикаточного ролика, не допуская образования воздушных пузырей (рис. 14).

26. Обрежьте неровности ножом, при этом уровень сырой резины, заполняющей воронку, должен превышать общий уровень поверхности шины минимум на 3 мм для шин Л/А и 5 мм для шин Г/А (рис. 15).

27. Произведите вулканизацию места ремонта при помощи вулканизаторов "Комплекс-1", "Комплекс-2" или "Комплекс-3" обеспечивающих режим одновременной вулканизации пластыря и воронки повреждения.

Соблюдайте требования инструкций по эксплуатации вулканизаторов!

Время вулканизации шин при температуре вулканизации 140 °С складывается из:
- 30 минут для прогрева нагревателей
- 5 минут на каждый миллиметр толщины шины с учетом толщины пластыря.
- при ремонте тракторных и вездеходных шин с глубоким профилем необходимо увеличить время вулканизации на 50%.

28. После проведения режима вулканизации шина должна остыть под давлением до t = 90°С.

29. Демонтируйте отремонтированную шину с вулканизатора.

30. После вулканизации проконтролируйте качество отремонтированной поверхности. Поверхность резины в месте ремонта должна быть плотной, без воздушных пор. Наличие воздушных пор говорит о недостаточном давлении в процессе вулканизации.

31. Отшлифуйте внешнюю сторону места ремонта до уровня основной поверхности шины. Используйте инструмент для шлифования (арт. № 05 003; 05 004) (рис. 16). При шлифовке резина не должна тянуться и скатываться в комочки – это происходит в случае, когда резина недостаточно провулканизирована. Необходимо увеличить время вулканизации.

32. На камерных шинах присыпьте края пластыря безасбестовым тальком (арт. № 11 005).

33. При ремонте беговой дорожки восстановите рисунок протектора с помощью нарезателя протектора (рис. 17).

Перед вводом в эксплуатацию (монтажом) еще раз проверьте качество ремонта!

34. Произвести монтаж шины на диск, накачать и проверить на герметичность.

Эксплуатировать шину допускается через 3 часа после окончания процесса вулканизации. Отремонтированные шины следует устанавливать только на заднюю ось автомобиля!

Сравнительный анализ себестоимости ремонта автошин методом холодной и горячей вулканизации

1. Таблица расхода и стоимости материалов:

Материалы	Стоимость, руб.
	Холодная вулканизация	Горячая вулканизация

Пластырь
Ликвид Баффер

MTR раствор
Резина MTR 3 мм
Резина MTR 1 мм
Голубая резина SV
Герметик

Из данной таблицы видно, что затраты на материалы при горячей вулканизации меньше чем при холодной на 35%.

2. Таблица расчета технологического времени на ремонт.

Результаты данной таблицы показывают, что при ремонте шины методом горячей вулканизации более чем в 2 раза сокращается время ремонта.
Это достигается за счет сокращения времени выдержки при использовании пластыря для горячей вулканизации. Также сокращается время вулканизации за счет непосредственного контакта гибких нагревательных элементов с шиной, при этом не требуется дополнительное время на прогрев и подушек выравнивания давления, которые используются при работе с жесткими нагревательными элементами.

3. В результате проведенных статических и динамических испытаний на обкаточном стенде установлено, что прочность связи пластыря с шиной при холодной вулканизации лучшими импортными материалами фирмы Rema Tip-Top , Maruni, Tech составляет от 6,5 кгс/см 2 до 8 кгс/см 2 , (по ГОСТ необходимо не ниже 5 кгс/см 2).
При горячей вулканизации прочность связи составляет от 12 кгс/см 2 до 16 кгс/см 2 , что позволяет увеличить гарантийный пробег шин после ремонта на весь срок их эксплуатации.
В результате проведенного сравнительного анализа установлено, что при горячей вулканизации на оборудовании, материалами и по технологии фирмы снижается себестоимость и увеличивается производительность труда, повышается качество ремонта.

Предлагаемый способ позволяет определить минимальное время вулканизации резиновых смесей под давлением, гарантирующее отсутствие пор, путем использования для вулканизации массивного образца пресс-формы со сферической формующей полостью. Полученный свулканизованный сферический образец разрезают диаметрально и при наличии пор на срезе измеряют минимальный радиус зоны порообразования. Затем по предложенному соотношению определяют минимальное время вулканизации, гарантирующее отсутствие пор. Предлагаемый способ обеспечивает высокую точность определения минимального времени вулканизации резиновых смесей под давлением, гарантирующего отсутствие пор. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области вулканизации толстостенных резино-технических изделий, в частности к вулканизации шин, и предназначено для разработки режимов вулканизации и установки оптимальных режимов работы вулканизационного оборудования. Известен способ определения минимального времени вулканизации резины под давлением (ГОСТ 12535-78 "Смеси резиновые. Методы определения вулканизационных характеристик"), по которому вулканизуют тонкостенный образец при заданной постоянной температуре, одновременно определяют кинетику вулканизации на реометре фирмы "Монсанто" и в последующем по реограмме (зависимость "динамический модуль M д время ") определяют время достижения 15% от максимального значения M д, которое и принимают за минимальное время вулканизации (в дальнейшем по тексту мин). Однако, точность определения мин по данному способу недостаточна, так как применение тонких образцов не дает возможности учесть влияние диффузионных процессов на порообразование, имеющееся при вулканизации толстостенных резиновых изделий. Это происходит из-за того, что летучие продукты химических реакций, образующиеся при вулканизации резин, в тонких образцах сравнительно быстро диффундируют изнутри к поверхности, и при снятии давления, даже в недостаточно свулканизованных образцах пор, не наблюдаются. Наиболее близким по технической сущности является способ определения минимального времени вулканизации резиновых смесей под давлением, гарантирующего отсутствие пор, при котором в пресс-форме осуществляют вулканизацию массивного образца при заданных давлении, температуре и продолжительности нагрева, извлекают свулканизованный образец из пресс-формы, разрезают его, визуально определяют наличие пор в нем и определяют эквивалентное время вулканизации (Зыков М. В. "Технологические аспекты интенсификации режимов вулканизации автомобильных шин". Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва. 1990 г. с.7-9, поступил в Российскую Государственную Библиотеку 26.12.90 г., рег. N 29068T. Несовершенством способа являются недостаточная точность в определении мин из-за дискретного изменения толщины различных образцов и значительная трудоемкость (необходима серия опытов). Техническим результатом изобретения является повышение точности определения минимального времени вулканизации резиновых смесей под давлением, гарантирующего отсутствие пор и снижение трудоемкости способа. Указанный технический результат достигается тем, что при осуществлении способа определения минимального времени вулканизации резиновых смесей под давлением, гарантирующего отсутствие пор, в пресс-форме осуществляют вулканизацию массивного образца при заданных давлении, температуре и продолжительности нагрева, извлекают свулканизованный образец из пресс-формы, разрезают его, визуально определяют наличие пор в нем и определяют расчетный показатель степени вулканизации, согласно изобретению вулканизацию массивного образца осуществляют в пресс-форме со сферической формующей полостью диаметром от 10 до 70 мм, полученный свулканизованный сферический образец разрезают диаметрально и, при наличии пор на срезе, измеряют максимальный радиус зоны порообразования и определяют минимальное время вулканизации, гарантирующее отсутствие пор, мин (r п) по соотношению: < r п < R), мм; к - общая продолжительность нагрева резинового образца в пресс-форме, c; K - температурный коэффициент вулканизации, определяющий изменение скорости вулканизации при изменении температуры на 10 o C, выбираемый в пределах 1,6 - 2,4 в зависимости от состава резин и уровня температур, безразмерная величина; t(r п,) - изменение температуры в точке с координатой (r п) по времени (), o C; t экв - постоянная эквивалентная температура, к которой приводятся результаты неизотермической вулканизации, o C; при этом t(r п,) определяют по соотношению t(r п,) = t c ()-, где t c () - изменение температуры среды по времени, o C; - относительная избыточная температура, безразмерная величина;
Предлагаемый способ поясняется фигурой, на которой представлен диаметральный срез сферического резинового образца. Предлагаемый способ может быть осуществлен следующим образом. Заготовку резиновой смеси помещают в предварительно прогретую пресс-форму со сферической формующей полостью диаметром 10 - 70 мм, состоящую из 2-х симметричных разъемных полуформ и содержащую прессующее приспособление. Прессуют заготовку под давлением P, величина которого должна быть не менее 10 H/м 2 , что превышает внутреннее давление летучих продуктов, образующихся в процессе вулканизации, и позволяет получить монолитный вулканизат. Пресс-форму с резиновой заготовкой помещают в пресс и производят вулканизацию при заданных давлении, температуре и продолжительности нагрева, осуществляя их контроль. Температура вулканизации испытуемых образцов может находиться, например, в интервале 140-200 o C, который включает практически весь диапазон изменения температур теплоносителей, используемых в производстве шин. Следует отметить также, что применение температуры нагрева ниже 140 o C может привести к необоснованному удлинению режима вулканизации, а использование температур, превышающих 200 o C, в большинстве случаев недопустимо из-за недостаточной температуростойкости резин. Приведенный диапазон изменения размеров сферической формующей полости пресс-формы диктуется необходимостью целесообразного выбора оптимальной продолжительности режима вулканизации при заданных температурах вулканизации. Применение образца диаметром более 70 мм приведет к необоснованному удлинению режима вулканизации, а использование образца диаметром менее 10 мм не обеспечивает достаточную точность определения r п на наблюдаемом срезе, так как для корректного определения min (r п) желательно соблюдать соотношение (R-r п) 3 мм. По окончании вулканизации извлекают свулканизованный сферический образец из пресс-формы, разрезают его диаметрально и, при наличии пор на срезе, измеряют максимальный радиус зоны порообразования (r п) (см. фиг.), далее определяют минимальное время вулканизации, гарантирующее отсутствие пор, мин (r п) по соотношению:

где r п - максимальный радиус зоны порообразования (0 < r < R), мм;
к - общая продолжительность нагрева резинового образца в пресс-форме, с;
K - температурный коэффициент вулканизации, определяющий изменение скорости вулканизации при изменении температуры на 10 o C, выбираемый в пределах 1,6 - 2,4 в зависимости от состава резин и уровня температур, безразмерная величина;
t(r п,) - изменение температуры в точке с координатой (r п) по времени (), o C;
t экв - постоянная эквивалентная температура, к которой приводятся результаты неизотермической вулканизации, o C. Указанное соотношение (1) позволяет определить эквивалентное время вулканизации резин (А.И.Лукомская, П.Ф.Баденков, Л.М.Каперша "Тепловые основы вулканизации резиновых изделий". Изд-во "Химия", Москва. 1972 г., с. 254). При этом t(r п,) определяют по соотношению:
t(r п,) = t c ()-, (2)
где t c () - изменение температуры среды по времени, o C;
- относительная избыточная температура, безразмерная величина;
t 0 - начальная температура образца, o C;
Величину определяют по соотношению:

где A n = (-1) n+1 2, (n=1,2,3,...), безразмерная величина;
R - радиус свулканизованного образца, мм;
п = n, характеристические числа (n=1, 2, 3...);
F o = (a)/R 2 - (критерий Фурье), безразмерная величина;
где a - коэффициент температуропроводности резиновой смеси, м 2 /с;
- текущее время вулканизации (0 < к), с. Приведенные соотношения (2) и (3) с достаточной точностью, позволяют оценить изменение температуры по времени применительно к сферическому резиновому образцу при его нагреве или охлаждении в зависимости от граничных и начальных температур, размеров и теплофизических характеристик материала, из которого он изготовлен (А.В.Лыков "Теория теплопроводности". Гос.изд-во технико-теоретической литературы, Москва, 1952 г., с.98). Причем, для корректного определения мин (r п) на наблюдаемом срезе сферического образца разница между радиусами R и r п должна составлять не менее 3 мм. Это необходимо для того, чтобы избежать влияния краевых эффектов и соответствующих погрешностей, связанных с дифффузией летучих продуктов. Пример. Резиновую смесь на основе СКИ-3 и СКД (70:30 м.ч.) с коэффициентом температуропроводности a = 1,61 10 -7 м 2 /с и начальной температурой t 0 = 20 o C вулканизовали в пресс-форме со сферической формующей полостью диаметром 50 мм (R=25 мм) (до снятия давления, равного 10 H/м 2) в течение = 1200 с при постоянной температуре нагрева t c , равной 155 o C. После снятия давления свулканизованный сферический образец извлекали из пресс-формы, разрезали диаметрально и, при наличии пор на срезе, измеряли максимальный радиус зоны порообразования (r п), равный в рассматриваемом примере 20 мм. Замеры делались на одном образце. Далее мин (r п) рассчитывали как функцию времени вулканизации (), радиуса свулканизованного сферического образца (R), максимального радиуса зоны порообразования (r п), критерия Фурье (F 0), температур (t c , t o , , t(r п,)) при температурном коэффициенте вулканизации K = 2 и t экв = 155 o C в соответствии с приведенными выше соотношениями (1), (2), (3). Данные, необходимые для расчетного определения изменения температуры по времени t(r п,) в контролируемом слое, ее значения и эквивалентные времена вулканизации F(r п,) при заданной эквивалентной температуре t экв = 155 o C, рассчитанные с шагом по времени, равным 300 с, сведены в таблицу. За минимальное время вулканизации исследуемой резиновой смеси под давлением, гарантирующее отсутствие пор, мин (r п) принимаем значение эквивалентного времени вулканизации F(r п,), соответствующее конечному моменту времени нагрева резинового образца к, т.е. мин (r п) = F(r п, к) = 7,7 экв.мин при t экв = 155 o C. Таким образом, применение сферического образца для определения минимального времени вулканизации резиновых смесей под давлением позволяет повысить точность способа за счет использования в качестве исходной характеристики максимального радиуса (r п) зоны порообразования, величина которой может изменяться непрерывно, в широком диапазоне значений, причем при использовании одного образца. Заявленный способ, в отличие от известного, позволяет определить минимальное время вулканизации резиновых смесей под давлением мин (r п), гарантирующее отсутствие пор, при исследовании только одного образца, что значительно снижает его трудоемкость.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Пермский Государственный Технический Университет

Кафедра КТЭИ

Расчётная работа №2

Расчет технологического режима наложения и вулканизации

резиновой из о ляции

Выполнила: студентка гр.КТЭИ-04-1:

Мурзина О.А.

Проверил: преподаватель кафедры КТЭИ

Попов О.А.

Пермь 2008

марка кабеля: ГОСТ 6598-73

сечение токопроводящей жилы: S =6мм 2

номинальное напряжение: U =3 кВ

температура пара в вулканизационной трубе: Т п =195°С

1. d пр =0,4мм - диаметр проволоки;

n=280 - число проволок в жиле;

N=7 - число стренг; (система скрутки стренг 1+6);

Д из =1,8мм - толщина резиновой изоляции;

d ж =3,98 мм - диаметр жилы;

2. Тип резины РТИ - 1 по ОСТ 16.0.505.015-79; марка резиновой смеси ТСШ - 35А.

3. Расход материалов на 1 м изолированной жилы:

d пр - диаметр проволок, мм;

n - число проволок в жиле;

n 1 - число стренг в жиле;

г - удельный вес металла жилы, г=8 , 890кг/ с м 3 ;

к 1 ,к 2 - коэффициенты, учитывающие укрутку проволок в жилу и жил в кабель, к 1 =1,0 34 , к 2 =1 ,034 .

d - диаметр жилы;

к 5 - коэффициент, учитывающий технологические факторы (неравномерность наложения, заполнение пустот между проволоками), к 5 =1, 17 ;

s - толщина изоляции.

4. Выбираем оборудование АНВ - 115;

Длина вулканизационной трубы l Т = 100 м ;

5. Расчет стрелы провиса изделия в трубе

где Р - масса 1 м изолированной жилы, кг/м ,

g м/с 2 ,

l T - длина трубы, м ,

Т - допустимое усилие натяжения, Па

где S - сечение токопроводящей жилы, м 2 ,

Предел прочности при растяжении материала жилы,Па ,

К - коэффициент запаса прочности, К =2+3 ;

d э - диаметр изделия, м .

Условие не выполняется, следовательно берем наклонную линию.

6. Температурный режим переработки резины на прессе:

7. Размеры инструмента:

8. Производительность пресса - Q = 5 кг/мин

Скорость опрессования:

Р из - расход резины на 1 м, кг/м .

К Т - технологический коэффициент, К Т =0,7 ? 0,8

вулканизация изоляция силовой кабель

9, Теплофизические характеристики конденсата при заданной температуре:

Теплота парообразования - r = 876 10 3 Дж/кг ,

Плотность - =876/м 3 ,

Теплопроводность - =0,67 Вт/м°С ,

Кинематическая вязкость конденсата

при температуре пара (заданной) - =0,16 6 10 -6 м 2 /с .

10.Коэффициент теплоотдачи на поверхности изолированной жилы - , Вт/м 2 С (горизонтальная труба)

где К n - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности изоляции К n =0,80 ? 0,85 ;

Т с - средняя температура стенки,

где Т р - температура резины, выходящей из головки, С ;

g - ускорение свободного падения, м/с 2 ,

Е t - коэффициент, учитывающий зависимость теплофизических характеристик конденсата от температуры

Удельная теплопроводность конденсата при Т n и Т с соответственно, Вт/м С ; =0,685 Вт/м°С

М, М с - абсолютная вязкость конденсата при Т n и Т к соответственно, М=140 , М с =201 ,

11.Для определения времени вулканизации воспользуемся численными методами. Расчет производится в программе (приложение1).

12.Интенсивность вулканизации внешних слоев резины не зависит от времени и определяется из выражения

где Т э - температура начала интенсивной вулканизации.

Е max максимально допустимый эффект вулканизации (36000 с ),

Найдем максимально допустимое время нахождения изоляции в вулканизационной трубе

14. Расчёт зависимости интенсивности вулканизации в точке с радиусом r - У r (t ) от времени:

где К в =2 - температурный коэффициент вулканизации резины.

Для большинства резин Т э =143 С - температура начала интенсивной вулканизации.

Тогда эффект вулканизации определяется по формуле

N - число интервалов по оси t ,

Где К 0 =1,16 - коэффициент, учитывающий дополнительную вулканизацию резины в начальный период охлаждения (на внутренней поверхности изоляции температура при охлаждении снижается до 143 С через некоторое время).

15.Скорость прохождения изолированной жилы через вулканизационную трубу:

16.Уточнить размеры приемного барабана и рассчитать длину изолированной жилы на барабане (L , м ).

Используется барабан с размерами отдающего барабана для машины общей скрутки (3+1) AVM -2400/1800

где d ш - диаметр шейки барабана, мм;

d - диаметр по изоляции (экрану), мм;

l - длина шейки барабана, мм;

D 1 - диаметр по намотке изделия на барабане, мм;

D 1 = D щ - (4 ? 6) d =1 200 - 4 7,58 = 2370 мм,

Где D щ - диаметр щеки барабана,

.

Технологическая карта:

Код организации разработчика КТЭИ-04-1

Карта эскизов технологического режима изолирования и вулканизации

Марка кабеля

Код документов

Разработчик

Расчётная работа №2

Канюкова Ю.И.

Наименование

материала

Марка материала

материал

Наименование оборудования

Марка оборудования

Производительность

Длина трубы,

Давление пара, МПа

Номер приемного барабана

ОСТ 16.0.505.015-79

Кабельная линия непрерывной вулканизации

Конструкция жил

Изоляция

Диаметр инструмента

Линейная скорость м/мин

Давление пара, МПа

Длина на приемном барабане,

проволок

Диаметр жилы,

изоляция

* Примечание: Температурный режим переработки резин:

1 пресс. 1 зона - 60 С

2 зона- 80 С

Температура головки - 90 С

Температура ТПЖ - 80 °С

Температура пара - 195 °С

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Расчет технологического режима наложения защитных покровов силового кабеля при заданных параметрах. Конструкция подушки и номинальные толщины. Ширина и максимально допустимый шаг обмотки бронелент. Расчет параметров обмотки бумажных и пластмассовых лент.

контрольная работа , добавлен 02.02.2011

Обзор достижений в кабельной технике и конструкций силовых кабелей. Расчёт конструктивных элементов кабеля: токопроводящей жилы, изоляции; электрических и тепловых параметров кабеля. Зависимость тока короткого замыкания от времени срабатывания защиты.

курсовая работа , добавлен 04.06.2009

Расчет площади сечения и формы токоведущей жилы. Оценка зависимости напряженности электрического поля в толще изоляционного слоя. Определение электрических параметров кабеля. Расчет тепловых сопротивлений конструктивных элементов и окружающей среды.

курсовая работа , добавлен 10.01.2015

Использование для силовых кабелей изоляции из современных полиолефиновых материалов, подвергаемых вулканизации. Ухудшение механических свойств при температурах, близких к температуре плавления. Основные способы сшивания термопластичных материалов.

презентация , добавлен 07.11.2013

Использовании для силовых кабелей изоляции из современных полиолефиновых материалов, подвергаемых вулканизации. Обработка полиэтилена на молекулярном уровне. Способы сшивания термопластичных материалов. Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена.

презентация , добавлен 20.07.2015

Задача расчета режима как определение характерных параметров режима, необходимые исходные данные и основные этапы. Особенности метода расчета режима при заданном напряжении в конце и в начале линии электропередач, их отличия, интерпретация результатов.

презентация , добавлен 20.10.2013

Основное назначение программного комплекса "Космос" - решение задач краткосрочного планирования и оперативного управления на основе телеметрической информации. Расчет установившегося режима и оценка состояния режима энергосистемы по данным телеизмерений.

курсовая работа , добавлен 26.02.2012

Местоположение хозяйства и общие сведения, организационно-экономическая характеристика. Выбор технологического и силового оборудования. Расчет отопления и вентиляции. Разработка схемы автоматизации температурного режима, электроснабжения коровника.

дипломная работа , добавлен 25.07.2011

Подогреватели сетевой воды вертикальные. Расчет средней температуры воды. Определение теплоемкости воды, теплового потока, получаемого водой. Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы. Теплофизические параметры конденсата при средней температуре конденсата.

курсовая работа , добавлен 28.11.2012

Особенности расчета параметров схемы замещения ЛЭП. Специфика выполнения расчета рабочего режима сети с учетом конденсаторной батареи. Определение параметров рабочего режима электрической сети итерационным методом (методом последовательных приближений).

Исходные данные для расчетов

Исходными данными для расчета является техническая документация на рамный вулканизационный пресс типа 250-600 4Э с параметрами:

1. Размеры нагревательных плит, мм - 600 х 600;

2. Номинальное усилие, кН - 2500;

3. Количество этажей, шт. - 4;

4. Расстояние между плитами, .мм - 160;

5. Обогрев плит - электрический;

6. Диапазон регулирования температуры,0 С - 20 до 250;

7. Точность поддержания температуры плиты,0 С - + 5,0;

8. Длительность вулканизации, мин - 1 30;

9. Давление в гидросистеме, МПа

a) низкое - 5;

b) высокое - 32;

10. Мощность электродвигателя гидроустановки, кВт - 5,5;

11. Мощность электронагревательных плит, кВт - 4;

12. Продолжительность смыкания плит, с - 12;

13. Продолжительность размыкания плит, с - 8;

14. Число подпрессовок - 2;

15. Формуемое изделие резиновая манжета из резиновой смеси 7-51 - 3060(B)-1 (МУП "ВНТК") с размерами , мм:

a) высота-45;

b) внутренний диаметр - 209;

c) наружный диаметр - 240;

16. Размеры заготовки полоса прямоугольного сечения, мм - 16x46x740

Расчет времени вулканизации

Исходные данные: для изготовления V - образной манжеты 45x240x209 мм используется резиновая смесь 7-51-3060(Б)-1. для формования манжеты изготавливают заготовки шприцеванием в виде полосы с сечением 16x46, которую режут на мерные длины 740 мм. Толщина заготовки составляет О = 2h = 16 мм. По данным МУП "ВНТК" измерение кинетики вулканизации на вулкаметре Можанто и определение оптимума вулканизации на стандартных пластинах о = 2 мм при 143 ос составило t = 7 мин. .

Согласно время прогрева пластины из резиновой смеси толщиной 2 мм составляет 10 с. При толщине детали более 2 мм, необходимо учитывать время, необходимое на прогрев заготовки с точностью ее выравнивания в середине ±2 °С.

Температура заготовки до укладки в пресс-форму t = 25 °С;

Температура нагрева заготовки t = 143 °С;

Коэффициент теплопроводности резиновой смеси ?= 0,1 Вт/м °С.

Коэффициент температуропроводности

Коэффициент теплоотдачи резиновой смеси ? =23 Вт/°С.

Полное время вулканизации манжеты равно сумме времени прогрева и времени вулканизации стандартной пластины

Время прогрева заготовки толщиной 2h = 16 мм определяем для нестационарного режима прогрева длинномерной заготовки сечением 16 х 46 мм, согласно с помощью графиков, позволяющих рассчитать температуру во времени на поверхности и в середине (и других точках) сечения заготовки:

В выражениях

где - это критерий Био - безразмерный комплекс, характеризующий соотношение термических сопротивлений теплоотдачи резиновой смеси на поверхности к теплопроводности ее внутри заготовки при прогреве.

Bi = 23*0,008/0,1 = 1,84

F0 - критерий Фурье - безразмерный комплекс, характеризующий изменение температурного поля в заготовке при прогреве во времени.

относительная температура заготовки находится по формуле

Где 0х=(tx=o - относительная и абсолютная температура в центре заготовки.

= (145-143)/(145-25) = 0.017

По графику по рассчитанным значениям и? находим значение критерия F0=3,7.

Зная значение критерия Фурье, рассчитаем время, необходимое для прогрева середины заготовки с точностью выравнивания температуры ± 2 °С

3= 0,0082*3,7/2.1*10"7 = 1128 = 18,8 мин

безразмерную (относительную) температуру на поверхности заготовки определяем по графику при F0 = 1,84 и Bi =3,7

Температура поверхности будет равна

Gроцесс прогрева является нестационарным процессом, так как температурное поле изменяется во времени. Дальше после выравнивания температуры до ±2 °С по толщине заготовки процесс приближается к стационарному.

Общее время вулканизации будет равно.