Calculul presiunii în timpul vulcanizării cauciucului brut. Calculul regimului tehnologic de suprapunere si vulcanizare

Atunci când alegeți un mod de vulcanizare, trebuie să țineți cont de influența principalilor factori tehnologici asupra acestui proces, adică. proprietăți medii, temperatură și presiune.

1.3.1 Miercuri. Deoarece produsele din cauciuc sunt vulcanizate nu numai în matrițe metalice, ci și direct într-un mediu de răcire, atunci când îl alegeți pe acesta din urmă, este necesar să se cunoască nu numai proprietățile termofizice ale acestuia, ci și efectul asupra proprietăților produselor din cauciuc în contact cu acesta. Astfel, în timpul vulcanizării într-un mediu cu aer cald, oxigenul provoacă oxidarea cauciucului, care le înrăutățește semnificativ proprietățile. În timpul vulcanizării într-un mediu cu vapori de apă saturați, datorită condensării vaporilor pe suprafața produsului, condițiile pentru transferul de căldură se modifică, prin urmare, este posibilă vulcanizarea neuniformă a produsului.

Atunci când alegeți un mediu de vulcanizare, se iau în considerare tipul de produs, compoziția compusului de cauciuc, echipamentul utilizat, caracteristicile procesului și alți factori.

1.3.2 Temperatura. Practic, temperatura de vulcanizare a produselor din cauciuc este de 140 - 170 °C, în unele cazuri - 190 - 260 °C. Odată cu creșterea temperaturii, durata vulcanizării este redusă, dar pentru produsele cu pereți groși crește posibilitatea supravulcanizării produselor de la suprafață și vulcanizării neuniforme în grosime. Acest lucru duce la deteriorarea calității produselor.

La intensificarea proceselor de vulcanizare, trebuie amintit că uneori proprietățile (calitatea) cauciucului se deteriorează odată cu creșterea temperaturii. Astfel, cauciucurile pe bază de cauciuc natural și izopren la temperaturi de vulcanizare peste 140°C se caracterizează printr-o deteriorare accentuată a proprietăților mecanice. Odată cu creșterea temperaturii de vulcanizare a produselor din cauciuc-țesătură, se observă o deteriorare a calității țesăturii cauciucate, precum și o scădere a rezistenței legăturii sale cu cauciucul.

În timpul vulcanizării, temperaturile de la suprafață și din centrul produselor cu pereți groși nu sunt aceleași. Daca durata procesului este determinata de conditiile necesare asigurarii unui anumit grad de structurare in centrul produsului, atunci straturile de suprafata vor fi puternic supravulcanizate. Pentru a reduce eterogenitatea proprietăților în timpul vulcanizării produselor cu pereți groși, acestea nu trebuie vulcanizate la o temperatură foarte ridicată. La determinarea duratei de vulcanizare a unor astfel de produse, trebuie avut în vedere faptul că structurarea continuă o perioadă de timp după terminarea încălzirii din cauza căldurii absorbite. Prin urmare, în procesul de încălzire, nu ar trebui să se realizeze vulcanizarea completă a piesei de prelucrat în grosime. Pentru a reduce neomogenitatea încălzirii, se efectuează încălzirea în trepte sau amestecul de cauciuc este preîncălzit. La vulcanizarea produselor masive, se folosesc programe care mențin automat modul necesar.

1.3.3 Presiune. Vulcanizarea produselor din cauciuc este posibilă fără presiune și sub presiune. Majoritatea produselor sunt vulcanizate sub presiune (0,5 - 5 MPa), ceea ce contribuie la deteriorarea proprietăților fizice și mecanice ale vulcanizatelor, eliminând în același timp porozitatea produselor și îmbunătățind aspectul acestora.

La încălzire, presiunea internă apare în amestecul de cauciuc din cauza evaporării umidității și a eliberării de substanțe gazoase formate în timpul dezintegrarii acceleratorilor (în special ultra-acceleratoare) sau în timpul interacțiunii acizilor cu sărurile carbonice cu formarea de substanțe volatile ( dioxid de carbon din cretă sau carbonat de magneziu în prezența acizilor stearic și a altor acizi), precum și desorbția aerului absorbit și absorbit mecanic. Pentru a obține produse de înaltă calitate, compușii de cauciuc trebuie vulcanizați la o presiune care depășește presiunea internă a compusului de cauciuc.

Pentru a preveni apariția porozității, în amestecurile de cauciuc se introduc substanțe care absorb apă și gaze (gips și oxid de calciu), care absorb umiditatea conținută în amestec, formând compuși chimici suficient de stabili.

Evacuarea preliminară a compușilor de cauciuc în timpul procesului de turnare în mașinile melcate reduce dramatic porozitatea și permite vulcanizarea fără presiune.

Alegerea corectă a modului de presiune aplicată este deosebit de importantă pentru vulcanizarea produselor multistrat. De exemplu, în cazul unei scăderi premature a presiunii în camerele de gătit în timpul vulcanizării anvelopelor, respingerea este posibilă datorită formării de cauciuc burete și delaminării carcasei.

La vulcanizarea produselor din țesătură de cauciuc, presiunea are o mare influență asupra adâncimii de penetrare a amestecului de cauciuc în țesătură; odată cu creșterea adâncimii de penetrare, crește rezistența produselor la mai multe coturi. Adâncimea de penetrare a amestecului de cauciuc în țesătură depinde de capacitatea amestecului de a se răspândi atunci când este încălzit, care, la rândul său, este determinată de proprietățile cauciucului original și ale componentelor sale.

Cu tehnologia existentă, modul de vulcanizare este de obicei dezvoltat în avans prin metode de calcul și experimentale și este stabilit un program pentru procesul de vulcanizare în fabricarea produselor. Pentru implementarea punctuală a regimului prescris, procesul este dotat cu instrumente de control și automatizare care implementează cel mai precis programul rigid prescris pentru regimul de vulcanizare.

Dezavantajele acestei metode sunt instabilitatea caracteristicilor produselor fabricate din cauza imposibilității de a asigura reproductibilitatea deplină a procesului, din cauza limitării preciziei sistemelor de automatizare și a posibilității de schimbare a modurilor, precum și modificări ale caracteristicilor. a compusului de cauciuc în timp.

A fost dezvoltată o metodă de control care elimină dezavantajele celor de mai sus. O metodă de control al procesului de vulcanizare a produselor din cauciuc prin controlul timpului de vulcanizare, caracterizată prin aceea că timpul de vulcanizare al produselor din cauciuc este corectat în funcție de timp pentru a obține modulul maxim de forfecare al amestecului de cauciuc în timpul vulcanizării mostrelor de cauciuc prelucrat amestec in conditii de laborator pe reometru si abaterea modulului de tractiune al cauciucului din produsele manufacturate de la valoarea stabilita .

Există o metodă care vă permite să determinați parametrii de vulcanizare în etapa inițială a procesului. Se caracterizează prin faptul că prevede procesul de vulcanizare a compusului cauciuc, prelevarea de probe în timpul implementării procesului, pregătirea probelor pentru analiză.

Date inițiale pentru calcule

Datele inițiale pentru calcul sunt documentația tehnică pentru presa de vulcanizare cu cadru tip 250-600 4E cu următorii parametri:

1. Dimensiuni plăci de încălzire, mm - 600 x 600;

2. Forța nominală, kN - 2500;

3. Număr etaje, buc. - 4;

4. Distanța dintre plăci, .mm - 160;

5. Incalzire cu placi - electrica;

6. Interval de control al temperaturii, 0 С - 20 până la 250;

7. Precizia menținerii temperaturii plăcii, 0 C - + 5,0;

8. Durata vulcanizării, min - 1 30;

9. Presiune în sistemul hidraulic, MPa

a) scăzut - 5;

b) ridicat - 32;

10. Puterea motorului electric al instalației hidraulice, kW - 5,5;

11. Puterea plăcilor electrice de încălzire, kW - 4;

12. Durata închiderii plăcilor, s - 12;

13. Durata deschiderii plăcii, s - 8;

14. Număr de preprese - 2;

15. Manșetă din cauciuc produs turnat din compusul de cauciuc 7-51 - 3060(B)-1 (MUP "VNTK") cu dimensiuni, mm:

a) înălțime-45;

b) diametrul interior - 209;

c) diametrul exterior - 240;

16. Dimensiunile benzii piesei de prelucrat de secțiune dreptunghiulară, mm - 16x46x740

Calculul timpului de vulcanizare

Date inițiale: pentru fabricarea unei manșete în formă de V 45x240x209 mm, se utilizează un compus de cauciuc 7-51-3060(B)-1. pentru turnarea manșetei, semifabricatele se realizează prin extrudare sub forma unei benzi cu secțiunea de 16x46, care se decupează în lungimi măsurate de 740 mm. Grosimea piesei de prelucrat este O = 2h = 16 mm. Conform datelor MUP „VNTK”, măsurarea cineticii vulcanizării pe vulcametrul Mojanto și determinarea vulcanizării optime pe plăci standard o = 2 mm la 143 °C a fost t = 7 min. .

În funcție de timpul de încălzire al unei plăci dintr-un compus de cauciuc cu o grosime de 2 mm, acesta este de 10 s. Cu o grosime a piesei mai mare de 2 mm, este necesar să se țină cont de timpul necesar pentru încălzirea piesei de prelucrat cu o precizie a alinierii acesteia la mijloc de ±2 °C.

Temperatura piesei de prelucrat înainte de așezarea în matriță t = 25 °C;

Temperatura de încălzire a bileței t = 143 °С;

Coeficientul de conductivitate termică a compusului de cauciuc ?= 0,1 W/m °C.

Difuzivitate termică

Coeficientul de transfer de căldură al compusului de cauciuc? \u003d 23 W / ° C.

Timpul total de vulcanizare al manșetei este egal cu suma timpului de încălzire și timpul de vulcanizare al plăcii standard

Timpul de încălzire al unei piese de prelucrat cu grosimea de 2h = 16 mm este determinat pentru modul nestaționar de încălzire a unei piese lungi cu secțiunea de 16 x 46 mm, conform utilizării graficelor care permit calcularea temperaturii în timp pe suprafață. și în mijlocul (și în alte puncte) al secțiunii piesei de prelucrat:

În expresii

unde este criteriul Biot - un complex adimensional care caracterizează raportul dintre rezistențele termice ale transferului de căldură al compusului de cauciuc pe suprafață și conductivitatea sa termică în interiorul piesei de prelucrat în timpul încălzirii.

Bi \u003d 23 * 0,008 / 0,1 \u003d 1,84

F0 - criteriul Fourier - un complex adimensional care caracterizează modificarea câmpului de temperatură în piesa de prelucrat în timpul încălzirii în timp.

temperatura relativă a piesei de prelucrat se găsește prin formula

Unde 0x=(tx=o - temperatura relativă și absolută în centrul piesei de prelucrat.

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

Conform orarului pentru valorile calculate și? găsim valoarea criteriului F0=3.7.

Cunoscând valoarea criteriului Fourier, calculăm timpul necesar încălzirii mijlocului piesei de prelucrat cu o precizie de egalizare a temperaturii de ± 2 °C.

3 \u003d 0,0082 * 3,7 / 2,1 * 10 "7 \u003d 1128 \u003d 18,8 min

temperatura adimensională (relativă) de pe suprafața piesei de prelucrat este determinată din grafic la F0 = 1,84 și Bi = 3,7

Temperatura de suprafață va fi

Procesul de încălzire este un proces non-staționar, deoarece câmpul de temperatură se modifică în timp. În plus, după ce temperatura se egalizează la ±2 °C de-a lungul grosimii piesei de prelucrat, procesul se apropie de cel staționar.

Timpul total de întărire va fi același.

1. In functie de marimea modelului alege un suport, tinand cont ca in matrita finita distanta de la model pana la marginile matritei trebuie sa fie de minim 8 mm.

2. Utilizați o perie rigidă cu apă cu săpun pentru a curăța părțile interioare ale clemei și căptușelile metalice care vin în contact cu cauciucul brut, uscați clema și căptușelile

3. Clătiți și uscați modelul principal înainte de turnare

4. puneți vulcanizatorul la încălzire până la o temperatură de 150°C. Temperatura de încălzire nu trebuie să depășească 163°C.

5. Încălzește cele două semifabricate de cauciuc în contact cu modelul de pe placa de vulcanizare pentru a se înmuia timp de 5-8 minute.

6. așezați toate cavitățile modelului, îndoiți complexe cu bucăți de cauciuc brut, zdrobiți cu o spatulă și încălziți împreună cu semifabricatele

7. puneți modelul între două semifabricate înmuiate, în timp ce conul de colectare trebuie să fie la același nivel cu capătul semifabricatelor de cauciuc, sertizati cu grijă pentru a evita formarea

8. puneți sacul de cauciuc pregătit cu modelul în suport. În acest caz, conul de canalizare al modelului trebuie să se potrivească perfect pe suport

9. tăiați semifabricate de cauciuc în funcție de dimensiunea clemei. Numărul de straturi de cauciuc depinde de înălțimea clemei și de grosimea plăcilor de cauciuc (3,2 mm). Se folosesc matrițe cu o înălțime de 18mm - 6 straturi de cauciuc, 20mm - 7 straturi, 30mm - 10 straturi.

10. umpleți clema cu căptușeli metalice la 5-7 mm deasupra marginilor, apoi așezați plăcile metalice de garnitură deasupra și de jos și instalați în presă

11. dacă este necesar, încălziți fără a prinde presa timp de câteva minute, apoi comprimați complet clema cu presa. Programați cronometrul de presare pentru timpul necesar, pe baza calculului de 10-15 minute pentru 1 strat de cauciuc

12. Prevulcanizați timp de 6-8 minute. Setați presiunea deformării finale pe regulator la o rată de 28-30 kg/cm suprafața matrițelor. Cu toate acestea, nu trebuie să depășească 100.000 N pentru a evita deteriorarea pieselor mecanice ale presei.

13. Dacă este modelat corect, excesul de cauciuc ar trebui să iasă din cușcă.

14. după expirarea timpului de turnare se scoate clema din presă și se răcește în apă, apoi la aer timp de 20 de minute.

15. dezasamblați clema răcită, clătiți cu apă, îndepărtați resturile de cauciuc brut aderente, tăiați blitz-ul

16. Dupa racire, matrita de cauciuc cu modelul sigilat in ea se taie in asa fel (zigzag) incat sa nu existe deplasarea celor doua jumatati de matrita la primirea modelelor de ceara. În unele cazuri, inserțiile sunt decupate suplimentar, ceea ce facilitează extragerea șabloanelor, se fac tăieturi (bulburi) de pe suprafața frontală pentru a îmbunătăți umplerea secțiunilor subțiri ale cavității matriței cu compoziția modelului.

Distingeți între tăieturi deschise și închise. Când tăiați matrița de cauciuc deschisă în jumătate, modelul iese parțial într-una dintre jumătăți. Cu tăiere închisă, după tăiere, modelul se află sub un strat subțire de cauciuc într-una dintre jumătăți.

Tăierea se efectuează în următoarea secvență:

1. După ce s-a determinat poziția modelului în matriță prin crestătura de pe spruce și folosind schița modelului, faceți tăieturi din spruce de-a lungul perimetrului în ambele direcții, decupând dinții de fixare cu o înălțime și o frecvență de până la 5 mm. Pentru a facilita tăierea matriței cu un bisturiu, este necesar să folosiți clești de expansiune.

3. eliberați cu grijă modelul de cauciuc

4. in matrita taiata in jumatate trebuie facute mai multe taieturi, incepand de la model pana la marginile formei, pentru a elibera aer in timpul epilarii si pentru a preveni deformarea cerurilor la indepartare.

5. Curățați matrița cu o perie tare și pudră de talc.

Instrumente, echipamente, materiale utilizate:

Formele din cauciuc sunt realizate în cleme de vulcanizare metalice Forma dreptunghiulara dintr-un material care se incalzeste rapid, nu se oxideaza in apa si nu se lipeste de cauciucul brut (aliaj de aluminiu). Designul cuștii trebuie să îndeplinească următoarele cerințe: asamblarea și dezasamblarea rapid și convenabil, să asigure o etanșeitate suficientă la întărirea cauciucului brut, trebuie să aibă pereți largi pentru a asigura o rezistență suficientă sub presiunea masei de cauciuc din vulcanizator.

con metalic

1. Scară din cauciuc vulcanizat

   Cauciuc siliconic

   capacul scarii

A. Gaură în scară

B. Font de referință con

Orez. 1 Vedere și componente ale clemei asamblate gata pentru vulcanizare

Presă de vulcanizare folosit pentru presarea și vulcanizarea cauciucului brut, care este instalat într-o cușcă între două plăci încălzite.

Parametrii tehnici ai vulcanizatorului EV 40N: (dacă vulcanizatorul este diferit, atunci nu-l scrieți !!!) - tensiune de alimentare ....................... ....... .....220V, 50/60 Hz - dimensiuni exterioare……lungime 310mm; latime 250mm; înălțime 550 mm - plan de lucru ............................................. ..170x240mm - distanta maxima intre placi.............80mm - consumul de energie....................... .......... .............825W; - greutatea............................................... ..............................35 kg; - intervalul de temperatură de vulcanizare…… de la 50 la 200° С - intervalul de timp de vulcanizare…… de la 1 la 99 min

Temperatura și timpul de întărire sunt setate și controlate de un programator digital. Două plăci de aluminiu sunt încălzite uniform, ceea ce duce la sinterizarea de înaltă calitate a cauciucului. Dimensiunea maximă a matriței este de 85x70 mm. Timpul și temperatura sunt controlate de componente digitale pentru a se potrivi îndeaproape cu parametrii specificați de producătorii de cauciuc. Un ventilator special este încorporat în panoul de control, care vă permite să răciți rapid ștampila în modul automat și, prin urmare, să îndepărtați rapid matricea finită din vulcanizator. Plăcile de încălzire de formă pătrată asigură distribuția maximă a căldurii, o caracteristică care permite vulcanizatorului să fie utilizat cu matrițe rotunde, dreptunghiulare sau pătrate.

Bisturiu turnat- Acesta este un cuțit cu lame de tip chirurgical cu mâner din oțel sau plastic, care are caneluri pentru atașarea lamelor înlocuibile. Pentru tăierea formei se folosesc 3 tipuri de lame: - drepte, ascuțite pe o parte; drept, ascuțit pe ambele părți și curbe.

Foaie de cauciuc pastă vulcanizată la cald pe bază de siliconEconosil F.E. Knight Castaldo (SUA) Acestea sunt compoziții de silicon special concepute pentru tehnologia de turnare cu investiții pentru producerea de piese turnate de bijuterii de înaltă calitate. Pentru a lucra cu astfel de cauciucuri se folosesc metode și echipamente tradiționale. Cauciucurile păstoase se potrivesc cu ușurință în matriță, nu dau niciodată bule și umplu toate golurile atunci când sunt strâns ambalate, deoarece. creșterea volumului în timpul vulcanizării. Formele după vulcanizare sunt tăiate cu ușurință cu o lamă de bisturiu. Cauciucurile nu interferează cu materialul modelului, ceea ce îmbunătățește foarte mult calitatea suprafeței. Nu este nevoie de spray cu silicon pentru a separa cerurile de matrita de cauciuc, matrita contine deja componente care ajuta ceara sa fie usor separata de cauciuc. Un posibil dezavantaj care este caracteristic unor cauciucuri tehnice care nu sunt special adaptate pentru așezarea manuală într-o formă caracteristică producției de bijuterii este o sensibilitate crescută la grăsimi. Sebumul, care este întotdeauna prezent pe mâini, poate duce la delaminarea formei finite la punctul de contact. Temperaturi de vulcanizare 140 -177°C cu o rată de 10-15 minute pe un strat de cauciuc de așezat.

Asamblare pom de Crăciun

După ce sunt realizate modelele de ceară, acestea se procedează la asamblarea arborelui de ceară, pentru care se folosesc spru-uri - risers de ceară, care sunt realizate din deșeurile compoziției modelului de la modele de topire sau o ceară specială (de gating), care, atunci când ars, se arde mai repede decât alte ceară din acest „pom de Crăciun”. Acest lucru facilitează curgerea liberă a formelor de ceară din balon. Sprue trebuie să fie suficient de groasă (5...7mm în diametru) pentru ca metalul lichid să poată ajunge în părțile subțiri ale cavității modelului înainte de a se întări. Este destinat: pentru lipirea modelelor de ceară, îndepărtarea cerii în timpul topirii, recoacere, mișcarea metalului topit într-o cavitate separată, alimentarea pieselor turnate în timpul cristalizării, reducerea turbulenței topiturii. Pentru a umple mai bine matrița, a economisi metalul prețios și a reduce greutatea sistemului de închidere, se recomandă folosirea unei forme conice a coloanei.

Calea metalului în os de hering trebuie să fie de forma corectă, fără îndoituri, cu raze mari de curbură, acest lucru va ajuta la evitarea turbulențelor în flux și va favoriza eliberarea de ceară din forma întărită. Particulele de metal se mișcă în direcții diferite, ceea ce poate provoca captarea particulelor străine, curgerea neuniformă și consecința acestui lucru - porozitatea. Formarea porozității contribuie la creșterea fluidității metalului, adică. temperatura lui este prea mare.

Dimensiunea canalelor de alimentare ar trebui să fie suficientă pentru a umple modelul cu metal.

Dacă modelul are grosimi diferite în locuri diferite, este necesar să se prevadă mai multe canale de alimentare atașate părților modelului cu cea mai mare grosime - masa lichidă trebuie să treacă din zonele mai groase în cele mai subțiri și niciodată invers.

Fig.1 Fig.2 Fig.3

Fig.1 - amplasarea incorectă a spruelui.

Fig. 2 și 3 - amplasarea corectă a coloanelor.

Metalul începe să se întărească în locurile cu cea mai mică grosime. Produsul devine incomplet și poros dacă temperaturile matriței și ale metalului sunt prea scăzute. Canalele de alimentare ar trebui să meargă în cele mai mari părți ale modelului.

La asamblarea pomului de Crăciun, se folosesc 3 opțiuni condiționate pentru aranjarea ceară:

- rânduri verticale;

- rânduri orizontale;

- într-un model de șah.

Alegerea opțiunii de șablon depinde de gama de șabloane, ținând cont de posibilitatea celui mai dens șablon. În acest caz, cerurile nu trebuie să se atingă între ele. Distanța dintre cele mai apropiate puncte ale modelului trebuie să fie de cel puțin 3 mm. Când plasați șablonul pe verticală, este necesar să țineți cont de posibilitatea ca aerul să scape în timpul aspirarii prin vibrații a „pomului de Crăciun” din adânciturile din șablon.

Pentru a asambla modelele într-un bloc, ridicătorul de ceară este fixat într-un dispozitiv special - un suport. Suportul este proiectat astfel încât la asamblarea arborelui de ceară, spruce cu sigiliul să poată fi rotit în jurul mai multor axe. Apoi, cu o lamă subțire a unei spatule electrice, atingeți în același timp atât alimentatorul modelului, cât și scaunul. După aceea, cuțitul este îndepărtat rapid, iar piesele care trebuie îmbinate sunt ușor apăsate una pe cealaltă până ce ceara se întărește la locul lipirii. Se repetă operațiunea, rotind „Bradul de Crăciun” după cum este necesar, până la umplerea completă a colțului.

Un arbore de ceară trebuie asamblat din modele de ceară cu aproximativ aceeași grosime a peretelui în secțiuni, deoarece temperatura de turnare a metalului este setată în funcție de grosimea peretelui modelelor.

Dacă este necesar să turnați modele cu grosimi diferite de perete într-un singur balon, atunci modelele subțiri trebuie plasate în vârful copacului și mai aproape de butoi, iar cele groase mai aproape de exterior, deoarece temperatura este mai mare în centrul balonul.

Modelele din ceară groasă nu trebuie așezate aproape împreună cu suprafețele lor mari. Este de dorit să plasați suprafețe mari ale unor modele lângă suprafețe mici ale altora.

Modelele de ceară ar trebui să fie plasate la un unghi ascuțit față de ridicător (60° - 80°), acest lucru facilitează arderea cerii și promovează turnarea mai lină a metalului în toate părțile cavității modelului.

Distanța de la partea superioară a vasului de sprue până la rândul de jos al modelelor de ceară trebuie să fie de cel puțin 10 mm, din cauza posibilei forme de scurgeri în rândul de jos al arborelui de ceară.

Din punct de vedere tehnologic, procesul de vulcanizare este transformarea cauciucului „brut” în cauciuc. Ca reacție chimică, presupune integrarea macromoleculelor liniare de cauciuc, care își pierd ușor stabilitatea atunci când sunt expuse la influențe externe, într-o singură rețea de vulcanizare. Este creat în spațiul tridimensional datorită legăturilor chimice încrucișate.

Un astfel de tip de structură „reticulat” oferă cauciucului caracteristici suplimentare de rezistență. Duritatea și elasticitatea, rezistența la îngheț și la căldură se îmbunătățesc cu scăderea solubilității în substanțe organice și umflarea.

Plasa rezultată are o structură complexă. Include nu numai noduri care conectează perechi de macromolecule, ci și cele care unesc mai multe molecule în același timp, precum și legături chimice încrucișate, care sunt, parcă, „punți” între fragmente liniare.

Formarea lor are loc sub acțiunea agenților speciali, ale căror molecule acționează parțial ca material de construcție, reacționând chimic între ele și macromoleculele de cauciuc la temperatură ridicată.

Proprietățile materialelor

Proprietățile de performanță ale cauciucului vulcanizat rezultat și ale produselor realizate din acesta depind în mare măsură de tipul de reactiv utilizat. Aceste caracteristici includ rezistența la expunerea la medii agresive, rata de deformare în timpul compresiei sau creșterii temperaturii și rezistența la reacții termic-oxidative.

Legăturile rezultate limitează ireversibil mobilitatea moleculelor sub acțiune mecanică, menținând în același timp elasticitatea ridicată a materialului cu capacitatea de deformare plastică. Structura și numărul acestor legături sunt determinate de metoda de vulcanizare a cauciucului și de agenții chimici utilizați pentru aceasta.

Procesul nu este monoton, iar indicatorii individuali ai amestecului vulcanizat în schimbarea lor ating minimum și maxim în momente diferite. Raportul cel mai potrivit dintre caracteristicile fizice și mecanice ale elastomerului rezultat se numește optim.

Compoziția vulcanizabilă, pe lângă cauciuc și agenți chimici, include o serie de substanțe suplimentare care contribuie la producerea cauciucului cu proprietățile de performanță dorite. După scopul lor, ele sunt împărțite în acceleratori (activatori), umpluturi, dedurizați (plastifianți) și antioxidanți (antioxidanți). Acceleratoarele (cel mai adesea este oxid de zinc) facilitează interacțiunea chimică a tuturor ingredientelor compusului de cauciuc, ajută la reducerea consumului de materii prime, timpul de prelucrare a acestuia și îmbunătățește proprietățile vulcanizatoarelor.

Materialele de umplutură precum creta, caolinul, negrul de fum cresc rezistența mecanică, rezistența la uzură, rezistența la abraziune și alte caracteristici fizice ale elastomerului. Reumplerea volumului de materie primă, reduc astfel consumul de cauciuc și scad costul produsului rezultat. Se adaugă dedurizatori pentru a îmbunătăți procesabilitatea prelucrării compușilor de cauciuc, pentru a reduce vâscozitatea acestora și pentru a crește volumul materialelor de umplutură.

De asemenea, plastifianții sunt capabili să crească rezistența dinamică a elastomerilor, rezistența la abraziune. Antioxidanții care stabilizează procesul sunt introduși în compoziția amestecului pentru a preveni „îmbătrânirea” cauciucului. Diverse combinații ale acestor substanțe sunt utilizate în dezvoltarea formulărilor speciale de cauciuc brut pentru a prezice și corecta procesul de vulcanizare.

Tipuri de vulcanizare

Cauciucurile cele mai des utilizate (butadienă-stiren, butadienă și naturală) sunt vulcanizate în combinație cu sulf prin încălzirea amestecului la 140-160°C. Acest proces se numește vulcanizare cu sulf. Atomii de sulf sunt implicați în formarea legăturilor încrucișate intermoleculare. Când se adaugă până la 5% sulf într-un amestec cu cauciuc, se produce un vulcanizat moale, care este utilizat pentru fabricarea tuburilor de automobile, anvelopelor, tuburilor de cauciuc, bile etc.

Când se adaugă mai mult de 30% sulf, se obține o ebonită destul de dură, cu elasticitate redusă. Ca acceleratori în acest proces, se folosesc tioram, captax etc., a căror completitudine este asigurată prin adăugarea de activatori constând din oxizi metalici, de obicei zinc.

Vulcanizarea prin radiații este, de asemenea, posibilă. Se realizează prin radiații ionizante, folosind fluxuri de electroni emise de cobaltul radioactiv. Acest proces fără sulf are ca rezultat elastomeri cu rezistență chimică și termică deosebită. Pentru producerea cauciucurilor speciale, se adaugă peroxizi organici, rășini sintetice și alți compuși sub aceiași parametri de proces ca și în cazul adăugării de sulf.

La scară industrială, compoziția vulcanizabilă, plasată într-o matriță, este încălzită la presiune ridicată. Pentru a face acest lucru, matrițele sunt plasate între plăcile încălzite ale presei hidraulice. La fabricarea produselor neformate, amestecul este turnat în autoclave, cazane sau vulcanizatoare individuale. Încălzirea cauciucului pentru vulcanizare în acest echipament se realizează folosind aer, abur, apă încălzită sau curent electric de înaltă frecvență.

Cei mai mari consumatori de produse din cauciuc de mulți ani rămân întreprinderile de automobile și de inginerie agricolă. Gradul de saturație al produselor lor cu produse din cauciuc este un indicator al fiabilității și confortului ridicat. În plus, piesele din elastomeri sunt adesea folosite în producția de instalații sanitare, încălțăminte, papetărie și produse pentru copii.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Foloseste formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

postat pe http://www.allbest.ru/

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse

Agenția Federală pentru Educație

Universitatea Tehnică de Stat Perm

Departamentul KTEI

Lucrarea de decontare nr 2

Calculul regimului tehnologic de suprapunere si vulcanizare

cauciuc afarădesprelaţie

Completat de: student gr.KTEI-04-1:

Murzina O.A.

Verificat: profesor al catedrei CTEI

Popov O.A.

Perm 2008

marca cablu: GOST 6598-73

secțiunea conductorului: S= 6 mm 2

Tensiune nominală: U=3 kV

temperatura aburului în tubul de vulcanizare: T P=195°С

1. d pr \u003d 0,4 mm - diametrul firului;

n=280 - numărul de fire din miez;

N=7 - numărul de fire; (sistem de răsucire a șuvițelor 1+6);

D de la = 1,8 mm - grosimea izolației de cauciuc;

d w =3,98 mm - diametrul miezului;

2. Cauciuc tip RTI - 1 conform OST 16.0.505.015-79; marca de compus cauciuc TSSh - 35A.

3. Consum de materiale la 1 m de miez izolat:

d etc - diametrul firului, mm;

n - numărul de fire din miez;

n 1 - numărul de fire în miez;

G- greutatea specifică a miezului de metal, r=8, 890 kg/cum 3 ;

la 1 ,la 2 - coeficienți ținând cont de răsucirea firelor într-un miez și a miezurilor într-un cablu; la 1 =1,0 34 , la 2 =1 ,034 .

d- diametrul miezului;

la 5 - coeficient luând în considerare factorii tehnologici (suprapunere neuniformă, umplerea golurilor între fire), la 5 =1, 17 ;

s- grosimea izolației.

4. Alegem echipamentul ANV - 115;

Lungimea tubului de vulcanizare l T= 100 m;

5. Calculul sag-ului produsului în conductă

Unde R- greutate de 1 m miez izolat, kg/m,

g Domnișoară 2 ,

l T- lungimea conductei, m,

T- forța de întindere admisă, Pa

unde S este secțiunea transversală a miezului conductor, m 2 ,

Rezistența la tracțiune a materialului miezului, Pa,

La- factor de securitate, K \u003d 2 + 3;

d uh- diametrul produsului, m.

Condiția nu este îndeplinită, prin urmare luăm o linie înclinată.

6. Regimul de temperatură al prelucrării cauciucului pe presă:

7. Dimensiuni scule:

8. Performanța presei - Q= 5 kg/min

Viteza de presare:

R din- consum de cauciuc la 1 m, kg/m .

La T- coeficient tehnologic, La T=0,7 ? 0,8

cablu de alimentare cu izolație prin vulcanizare

9, Caracteristicile termofizice ale condensului la o temperatură dată:

Căldura de vaporizare - r= 876 10 3 j/kg,

Densitate - =876 /m 3 ,

Conductivitate termică - \u003d 0,67 W/m°C,

Vâscozitatea cinematică a condensului

la temperatura aburului (setată) - =0,16 6 10 -6 m 2 /cu.

10. Coeficientul de transfer termic pe suprafața miezului izolat -, W/m 2 Cu(conducta orizontala)

Unde La n- coeficient ţinând cont de rugozitatea suprafeţei de izolaţie La n=0,80 ? 0,85 ;

T cu este temperatura medie a peretelui,

unde T p este temperatura cauciucului care iese din cap, Cu;

g- accelerarea gravitației, Domnișoară 2 ,

E t- coeficient ținând cont de dependența caracteristicilor termofizice ale condensului de temperatură

Conductibilitatea termică specifică a condensului la T nși T cu respectiv, W/m Cu; =0,685W/m°C

MM cu- vâscozitatea absolută a condensului la T nși T la respectiv, M=140, M cu=201 ,

11. Pentru determinarea timpului de vulcanizare vom folosi metode numerice. Calculul se face în program (Anexa 1).

12. Intensitatea vulcanizării straturilor exterioare de cauciuc nu depinde de timp și se determină din expresie

Unde T uh- temperatura de început a vulcanizării intensive.

E max efectul de vulcanizare maxim admisibil ( 36000 s),

Să găsim timpul maxim admisibil pentru ca izolația să rămână în conducta de vulcanizare

14. Calculul dependenței intensității vulcanizării într-un punct cu rază r- U r(t) din timp:

Unde La în=2 - coeficientul de temperatura de vulcanizare a cauciucului.

Pentru majoritatea cauciucurilor T uh=143 Cu- temperatura de început a vulcanizării intensive.

Apoi efectul de vulcanizare este determinat de formulă

N - numărul de intervale de-a lungul axei t,

Unde La 0 =1,16 - coeficient ținând cont de vulcanizarea suplimentară a cauciucului în perioada inițială de răcire (pe suprafața interioară a izolației, temperatura în timpul răcirii scade la 143 Cu peste orar).

15. Viteza de trecere a miezului izolat prin conducta de vulcanizare:

16. Specificați dimensiunile tamburului de primire și calculați lungimea miezului izolat pe tambur ( L, m).

Tamburul se foloseste cu dimensiunile tamburului de decolare pentru masina generala de pozare (3+1) AVM -2400/1800

Unde d SH- diametrul gâtului tamburului, mm;

d- diametrul izolației (ecranului), mm;

l- lungimea gâtului tobei, mm;

D 1 - diametru prin bobinarea produsului pe tambur, mm;

D 1 = D sch- (4 ? 6) d=1 200 - 4 7,58 = 2370 mm,

Unde D sch- diametrul benzii tamburului,

.

rutare:

Cod organizație pentru dezvoltatori KTEI-04-1

Harta schițelor modului tehnologic de izolare și vulcanizare

Marca cablu

Cod document

Dezvoltator

Lucrarea de decontare nr 2

Kanyukova Yu.I.

Nume material

Grad material

material

Denumirea echipamentului

Marca echipamentului

Performanţă

lungimea conductei,

Presiunea aburului, MPa

Numărul tamburului de preluare

OST 16.0.505.015-79

Linie de cablu de vulcanizare continuă

Construcția miezului

Izolatie

Diametrul sculei

Viteza liniară m/min

Presiunea aburului, MPa

Lungimea pe tamburul de preluare,

fire

fire

diametrul miezului,

izolatie

* Notă: Regimul de temperatură pentru prelucrarea cauciucului:

1 apăsare. 1 zonă - 60 Cu

Zona 2 - 80 Cu

Temperatura capului - 90 Cu

Temperatura TPG - 80 °C

Temperatura aburului - 195 ° С

Găzduit pe Allbest.ru

Documente similare

Calculul modului tehnologic de aplicare a capacelor de protecție ale unui cablu de alimentare pentru parametri dați. Design perne și grosimi nominale. Lățimea și pasul maxim admis de înfășurare a benzilor blindate. Calculul parametrilor de înfășurare pentru benzi de hârtie și plastic.

lucrare de control, adaugat 02.02.2011


Revizuirea progreselor în tehnologia cablurilor și proiectarea cablurilor de alimentare. Calculul elementelor structurale ale cablului: miez conductor, izolație; parametrii electrici si termici ai cablului. Dependența curentului de scurtcircuit de timpul de răspuns al protecției.

lucrare de termen, adăugată 06/04/2009


Calculul ariei secțiunii transversale și al formei miezului purtător de curent. Estimarea dependenței intensității câmpului electric de grosimea stratului izolator. Determinarea parametrilor electrici ai cablului. Calculul rezistenței termice a elementelor structurale și a mediului.

lucrare de termen, adăugată 01.10.2015


Utilizare pentru cabluri de alimentare de izolare de materialele poliolefine moderne care sunt expuse vulcanizării. Deteriorarea proprietăților mecanice la temperaturi apropiate de punctul de topire. Principalele metode de reticulare a materialelor termoplastice.

prezentare, adaugat 11.07.2013


Utilizare pentru cabluri de alimentare de izolare de materialele poliolefine moderne care sunt expuse vulcanizării. Prelucrarea polietilenei la nivel molecular. Metode de reticulare a materialelor termoplastice. Cabluri cu izolație XLPE.

prezentare, adaugat 20.07.2015


Sarcina de a calcula regimul ca determinarea parametrilor caracteristici ai regimului, datele inițiale necesare și etapele principale. Caracteristicile metodei de calculare a modului la o tensiune dată la sfârșitul și la începutul liniei de alimentare, diferențele lor, interpretarea rezultatelor.

prezentare, adaugat 20.10.2013


Scopul principal al pachetului software Cosmos este rezolvarea problemelor de planificare pe termen scurt și management operațional pe baza informațiilor telemetrice. Calculul stării de echilibru și evaluarea stării modului sistemului de alimentare în funcție de datele de telemetrie.

lucrare de termen, adăugată 26.02.2012


Localizarea economiei și informații generale, caracteristici organizatorice și economice. Selectia echipamentelor tehnologice si de putere. Calculul încălzirii și ventilației. Elaborarea unei scheme de automatizare a regimului de temperatură, alimentarea hambarului.

teză, adăugată 25.07.2011


Încălzitoarele de apă din rețea verticale. Calculul temperaturii medii a apei. Determinarea capacității termice a apei, a fluxului de căldură primit de apă. Coeficientul de transfer termic de la peretele conductei. Parametrii termofizici ai condensului la o temperatură medie a condensului.

lucrare de termen, adăugată 28.11.2012


Caracteristici de calcul a parametrilor circuitului echivalent pentru liniile de transport de energie. Specificul calculului modului de funcționare al rețelei, ținând cont de banca de condensatoare. Determinarea parametrilor modului de funcționare a rețelei electrice prin metoda iterativă (metoda aproximărilor succesive).