Технологические операции, выполняемые на валковых машинах

Помимо основных, постоянно действующих механизмов валь­цы и каландры могут оснащаться различными вспомогательны­ми механизмами, конструкция и назначение которых зависят от конкретной технологической операции, которая должна выпол­няться на этих машинах.

. Операции, выполняемые на вальцах

Листование. Это простейшая операция, выполняемая на валь­цах. Необходимость в этой операции возникает в том случае, если материал, подлежащий переработке каким-либо способом, находится в виде кусков, что неудобно с точки зрения его хра­нения и подачи в перерабатывающую машину. Например, при­готовленная в резиносмесителе резиновая смесь выходит из рабочей камеры в виде бесформенных кусков массой 30 кг и более. При переработке смесей литьем под давлением в пласти­кационный цилиндр литьевой машины должен подаваться мате­риал в виде ленты. Ленту получают при вальцевании выходя­щих из смесителя кусков, непрерывно срезая материал с тихо­ходного валка вальцов и наматывая ее на бобины. При прессо­вании изделий из резиновых смесей используются заготовки различного диаметра толщиной 5-20 мм, вырубаемые также из полученного на вальцах листа.

Чтобы придать выходящему из резиносмесителя уже прогре­тому материалу конфигурацию листа, нет необходимости в ин­тенсивном деформировании его в межвал-ковом зазоре, поэтому листовальные вальцы имеют коэффициент фрикции не более 1,1.

Подогрев и питание. Работа деформирования материала в межвалковом зазоре пре-вращается в тепло, приводящее к по­вышению температуры обрабатываемого материала. Благодаря этому вальцы используют для непрерывного питания каландров и экстру-зионных машин лентой разогретого материала. Интен­сивное деформирование в межвал-ковом зазоре, ускоряющее прогрев, что в данном случае желательно, поэтому подогре-ватель­ные вальцы имеют коэффициент фрикции, больший, чем листо­вальные: 1,3-1,4.

Смешение. Смешение двух или нескольких материалов, на­ходящихся в вязкотекучем состоянии, или одного вязкотекуче­го материала с порошкообразными твердыми компонентами возможно на вальцах благодаря их интенсивному деформиро­ванию во время пребывания в межвалковом зазоре. На вальцах готовят: резиновые смеси; композиции на основе поливинилхло­рида с добавками стабилизаторов, красителей и др.; термореак­тивные композиции для переработки их прессованием и литьем под давлением.

При приготовлении резиновых смесей на вальцах предвари­тельно обрабатывают кау-чук с целью уменьшения его вязкости, а затем в пространство, занятое запасом 4 (рис. 23),

Рис. 23. Выполнение операции подрезания при приготовлении резиновых смесей

последо­вательно подают порошкообразные компоненты 3. Кинематика движения мате-риала в запасе такова, что эти компоненты, распределяясь по поверхности запаса и быс-тро­ходного валка 1, затягиваются в межвалковый зазор в месте, показанном стрелкой 2 (и в меньшей степени - в месте, отме­ченном стрелкой 5). При этом они оказываются преимуществен­но на поверхности контакта валка 1 и каучука в межвалковом зазоре. На выходе же из зазора они прилипают к наружной поверхности слоя каучука на валке 7. Если не предпринимать дополнительных мер, то внедрение частиц с поверхностного слоя в массу каучука будет очень длительным.

Для интенсификации внедрения выполняют прием подреза­ния. Перемещением ножа 6 (рис. 23, а) вдоль образующей вал­ка отслаивают каучук от валка 7. Отслоенная часть под дейст­вием собственного веса накладывается на вновь поступающий слой (рис. 23, б). Частицы добавок, таким образом, оказывают­ся уже не на поверхности, а в середине сдвоенного слоя и в та­ком виде вновь затягиваются в зазор (рис. 23, в). Операции подрезания выполняются в течение цикла смешения многократ­но. Сложное движение ножа, включающее в себя подвод к вал­ку, выстой в течение 1/10-1/3 оборота валка, смещение вдоль образующей на заданную длину и отвод от валка, выполняется на промышленных вальцах современных конструкций автома­тически с помощью специального механизма.

Процесс достижения нуж­ной степени смешения резино­вой смеси оказывается столь длительным, что вследствие диссипации работы деформирования смесь нагревалась бы до недопустимо высоких температур, если бы во внутреннюю полость валков не подавал ась вода. Также во избежание перегрева смеси коэффициент фрик­ции у смесительных вальцов делают не больше 1,3, несмотря на то, что при увеличении его интенсифицируется деформирова­ние и ускоряется процесс смешения.

Рис. 24. Вальцевание сухих смесей термореактивных композиций: 1 - прибыль; 2 - горячий валок; а - лен­точный транспортер.

При приготовлении термореактивных ком-позиций (рис. 24.) в прибыль 1 подается сухая смесь всех компонентов, включая частицы свя- зующего (смолы) размерами 0,5-3 мм. Смеше-ние начинается, когда связующее переходит в жидкое состояние нагреваясь за счет контакта с обогреваемыми в данном случае - валками. Однако лишь малая доля частиц смолы за корот-кое время однократного пребывания в зазоре плавится и пропиты­вает прочие компоненты. Основная масса не прилипает к вал­ку 2, а выйдя из зазора, свободно просыпается. Возвращает ее в прибыль ленточный транспортер 3, приво-димый в движение специальным механизмом. Транспортер же, как видно из рис. 24, обеспечи-

вает практически непрерывный контакт мате­риала с горячим валком 2, интенсифицируя тем самым прогрев и плавление смолы.

Пластикация каучука. При интенсивном деформировании каучука в межвалковом зазоре в нем возникают столь высокие сдвиговые напряжения, что под их воздействием начинается процесс механодеструкции - разрыв цепных молекул, приводя­щий к уменьшению молекулярной массы и, следовательно, вяз­кости. Эта особенность процесса вальцевания позволяет под­готавливать высоковязкие каучуки к смешению на смеситель­ных вальцах.

По мере снижения вязкости каучука при пластикации на­пряжения в нем умень-шаются, и процесс механодеструкции мо­жет прекратиться еще до достижения требуемой молекулярной массы. Поддерживать большие значения напряжений при сни­жающейся вязкости можно, увеличивая интенсивность дефор­мирования посредством уменьшения межвалкового зазора. Необходимость изменения зазора возникает и в других случаях. В связи с этим во всех конструкциях вальцов (и каландров также) имеются механизмы регулирования зазора.

Рафинирование. Эта операция состоит в очистке резиновых смесей, каучуков и регенерата от твердых включении. Рабочая поверхность валков рафинирующих вальцов гладкая, бочкооб­разная, так что межвалковый зазор увеличивается от середины валков к их краям. Вследствие этого твердые включения в об­рабатываемом материале выдавливаются к краям валков и срезаются там ножами вместе с частью материала.

Дробление, измельчение. Вышедшие из эксплуатации рези­нотканевые изделия (преимущественно автомобильные покрыш­ки) подвергаются вторичной переработке. Для этого изделия режут на крупные куски, затем подвергают дроблению и измельчению с одновременным отслаиванием частиц разрушенной тканевой основы от резины. Резиновая крошка затем подверга­ется девулканизации.

Операции дробления, измельчения и раздира выполняют на вальцах, которые имеют коэффициент фрикции от 3 до 4 (со­ответственно при дроблении и измельчении). Благо-даря боль­шой разности окружных скоростей валков в зазоре и происхо­дит раздир. Для лучшего захвата кусков и вовлечения их в зазор, а также во избежание проскальзывания материала по валкам в зазоре рабочие поверхности валков выполняют риф­леными.

Промывка и отжим. Эти операции проводятся чаще всего для очистки нату-рального каучука от механического загрязне­ния при его получении и транспор-тировании. Используемые для промывки вальцы имеют коэффициент фрикции 1,3-1,4.

Операции дробления, измельчения и раздира выполняют на вальцах, которые имеют коэффициент фрикции от 3 до 4 (со­ответственно при дроблении и измельчении). Благо-даря боль­шой разности окружных скоростей валков в зазоре и происхо­дит раздир. Для лучшего захвата кусков и вовлечения их в зазор, а также во избежание проскальзыва-ния материала по валкам в зазоре рабочие поверхности валков выполняют риф­леными.