СМЕШЕНИЕ, УПЛОТНЕНИЕ И ПРЕССОВАНИЕ УГМ Лекция 6

Конструкции смесительных машин Смесители бывают следующих типов : машины с архимедовой спиралью и шнековые смесители, машины с вращающимися спиралями и лопастями, центробежные, с эксцентриковой осью.

Двухлопастные смесительные машины периодического действия 1– электродвигатель ; 2 – редуктор ; 3 – корыто ; 4 – загрузочные отверстия ; 5 – Z- образные лопасти

1–редуктор; 2–загрузочно-разгрузочное устройство; 3–лопасть; 4–кожух

Достоинства и недостатки Достоинства периодических машин : малая чувствительность к погрешностям дозирования ; допустимость корректирования свойств массы ; возможность контроля на любой стадии процесса. Недостатком машин такого типа является невысокая производительность.

Смесительные машины непрерывного действия Применяются на алюминиевых заводах для производства электродной массы. Два взаимно зацепляющихся шнека вращаются в одном и том же направлении. 1 – загрузочное отверстие ; 2 – питающий червяк ; 3 – нагнетательные витки ; 4 – тормозящие витки ; 5 – паровая рубашка ; 6 – разгрузочные отверстия ; 7 – отбойный червяк

Установка питания смесителя 1 – бункеры ; 2 – питатели ; 3 – весовой дозатор ; 4 – конический смеситель порошков ; 5 – бункер ; 6 – червячный питатель ; 7 – емкость с обогревом для хранения связующего ; 8 – шестеренчатый насос ; 9 – регулятор точного количества связующего

Уплотнение масс Цель – дальнейшее уплотнение материала, удаление остатков воздуха. Предварительно смешанная масса, обрабатываемая на вальцах и бегунах. Под воздействием механических сил происходят химические изменения. Существенная роль принадлежит в этом процессе и реакции окисления под действием кислорода воздуха

Вальцы Приготовленная в смесителях масса подается в зазор между вальцами, вращающимися с различной скоростью. В результате трения и адгезии при многократном пропускании через вальцы масса разогревается, пластифицируется и подвергается действию срезающих сил. Технологический режим процесса вальцевания характеризуется температурой вальцов ( Т =100–200 ° С )

Бегуны Для них в большей степени характерны раздавливающие и скользящие усилия, причем происходит максимальная гомогенизация массы. Механохимические воздействия выше, чем на вальцах. Температура процесса бегунения близка к температуре последующего прессования.

Прессование Важнейший показатель процесса прессования – пластичность, она позволяет избежать возникновения трещин и сколов. При прессовании совмещаются две операции : формование ; прессование. Прочный блок образуется за счет капиллярных сил сцепления, сил сцепления адсорбционных пленок, а также сил молекулярного притяжения.

Стадии прессования уплотнение, дальнейшее уплотнение с локальной деформацией и разрушением частичек, уплотнение глобально разрушенных частичек, закупоривание воздуха. Максимальная плотность прессования определяется внешним и внутренним трением, упругим последействием после освобождения от давления, способностью к разрушению частичек при прессовании и образовании при этом новых контактных поверхностей.

Методы прессования прессование в пресс - форму – холодное, горячее ; выдавливанием через мундштук ( прошивное прессование ) – только горячее. Холодное – температура 20–30 ° С, давление 120– 250 МПа, дает продукцию с пористостью до 20 %. Горячее – температура ° С, имеет ограниченное распространение, используется, когда форма и размеры фасовок соответствуют форме и размерам товарной продукции

Прессование в пресс - форму Используется для получения конструкционных материалов для которых необходима высокая плотность, тонкая однородная структура, полное отсутствие дефектов. К недостаткам способа следует отнести неравномерное распределение давления в прессуемой массе за счет потерь давления на трение о стенки пресс - формы и между частицами самой массы.

Прессование в пресс - форму В связи с неравномерным распределением давления ( градиентом давления ) соотношение высоты блока к диаметру выдерживают не более единицы. При больших соотношениях применяют двухстороннее прессование, вибрацию. давлением 50–70 МПа с выдержкой при максимальном давлении в течение 30–60 с.

Прессование выдавливанием Наиболее распространенный и экономичный способ прессования. Данный метод позволяет получать изделия диаметром от 1–2 до 1200–1500 мм с различной длиной. Длина изделий ограничивается лишь условиями проведения последующих переделов : обжига и графитации.

Схема прессования выдавливанием 1 – контейнер ; 2 – мундштук ; 3 – масса ; 4 – пуансон 1,3 - цилиндры ; 2 - поршень ; 4 - мундштук

Параметры процесса При температуре размягчения пека около 75 ° С для изделий средних размеров температура массы, подаваемой в контейнер пресса, должна быть 87–97 ° С. В зависимости от диаметра изделий давление составляет 7,5–20 МПа. для изделий диаметром 6 мм скорость составляет выдавливания до 1 м / с, для крупных изделий – 2–3 м / мин.

Методы формования Виброформование – разброс плотности может быть снижен в 3–4 раза. Изостатическое – равномерное приложение нагрузки к формуемому телу жидкостью или газом через гибкую оболочку ( МПа ). Динамическое – используется на механических прессах для увеличения скорости передачи давления материалу, что повышает производительность процесса формования ( ударная нагрузка ).