Совершенствование конструкции и расчет системы «узел смыкания-форма» литьевой машины при формировании безоблойных резиновых технических изделий

Формовые резиновые технические изделия (РТИ) находят широкое применение во всех отраслях народного хозяйства СССР. Рост продукции машиностроения требует непрерывного увеличения производства комплектующих РТИ, Расширение объемов производства при переходе экономики на интенсивный путь развития требует не только увеличения производительности оборудований, но и всемерной экономии всех видов материальных и трудовых затрат.

В решениях ШТ съезда КПСС указано, что для повышения эффективности общественного производства необходимо «неуклонно сокращать во всех отраслях численность работников, занятых ручным трудом, особенно на вспомогательных и подсобных работах». Трудоемкой вспомогательной операцией при производстве формовых РТИ является удаление облоя. Трудовые затраты на удаление об лая составляют от 30 * 70% от общих трудовых затрат [i] • Кроме того, образование облоя сопровождается дополнительным расходом дорогостоящих резиновых смесей. Масса облоя может составлять 20 -50% от массы готовых изделий,.

В резиновой промышленности нашли широкое применение установки для механизированного удаления облоя с использованием глубокого охлаждения обрабатываемых изделий. Однако механизированное удаление облоя связано с большими затратами электроэнергии на получение холода или жидкого азота, применяемого в качестве хладагента.

Задача производства формовых РТИ, не требующих последующей механической обработки, весьма актуальна. Этой проблеме посвящен ряд работ в СССР и за рубежом. Предложен ряд технических решений, направленных на предотвращение образования облоя или на удаление облоя в цроцессе формования. Некоторые из этих решений работоспособны, и есть сведения об их успешном использовании при производстве отдельных видов РТИ. Однако производство подавляющего большинства формовых изделий по-прежнему сопровождается образованием облоя и требует механической обработки отформованных изделий.

Наиболее прогрессивным методом цроизводства формовых резиновых изделий является литье под давлением, применение которого обеспечивает высокую производительность труда и создает предпосылки для цроизводства безоблойных изделий. Многие воцросы, связанные с переработкой резиновых смесей литьевым методом, глубоко исследованы. Разработаны методы математического описания процессов, происходящих в литьевой форме на стадиях впрыска-, выдержки под давлением и выдержки на вулканизацию.

Результаты этих исследований позволяют рассчитывать технологические параметры литья под давлением резиновых изделий, технические характеристики узла впрыска литьевой машины, обеспечивающие высокую производительность и требуемое качество резиновых изделий. Вместе с тем, взаимодействие резиновой смеси с формой и вытекающие из этого требования к конструкции узла смыкания изучены недостаточно. Конструкция узла смыкания литьевой машины и формующего инструмента во многом определяют качество готовых изделий и возможность формования изделий без облоя. Недостаточно изучены упругие деформации в системе «форма-узел смыкания», являющиеся одной из главных причин возникновения зазоров между плитами формы и образования облоя. При формовании резиновых изделий имеет большое значение не только величина усилия смыкания, но и жесткость системы «форма-узел смыкания» .

Недостаточно изучены особенности затекания резиновых смесей в узкие зазоры. Имеющиеся в литературе сведения по этому вопросу неполны и противоречивы.

Актуальность настоящей работы заклинается в том, что решаемые в ней задачи направлены на уменьшение трудоемкости, снижение отходов и улучшение качества резиновых изделий, получаемых литьем под давлением, путем устранения или минимизации облоя. Работа выполнялась в соответствии с планом новой техники Миннефтехимпрома и с тематическим планом ВНИКТИРП (тема JS 20.458−82, Гос.$ 1 820 047 557).

Целью диссертации является разработка методов расчета и совершенствование конструкции узла смыкания литьевой машины и формующего инструмента, обеспечивающих возможность безоблойного производства резиновых изделий.

Б настоящей работе произведено теоретическое и экспериментальное исследование упругих деформаций системы «форма-узел смыкания литьевой машины», возникающее в результате воздействия усилия смыкания и давления резиновой смеси, определены условия, при которых происходит образование облоя. На основании этих исследований усовершенствована конструкция плит узла смыкания и разработаны методы их расчета, обеспечивающие качественное смыкание и уменьшение упругих деформаций литьевой формы, что позволяет избежать образования облоя при производстве РТИ литьевым методом.

Научная новизна. Впервые разработан метод расчета локальных упругих деформаций литьевой форды в окрестности оформляющей полости, позволяющий рассчитать величину зазора между плитами формы при совместном воздействии на форму усилия смыкания и давления резиновой смеси. Разработан метод расчета плит узла смыкания на жесткость, который, в отличие от существующих методов расчета, учитывает взаимную связь упругих деформаций подвижной и неподвижной плит узла смыкания и обеспечивает улучшение равномерности поля контактных напряжений в плоскости разъема формы.

Практическая ценность. Разработанный метод расчета величины зазора между плитами формы, позволяет прогнозировать образование облоя, определять величины допустимого давления в форме и усилия смыкания, необходимого для формования резиновых изделий без облоя. Разработанные метод расчета плит узла смыкания литьевой машины и усовершенствованная конструкция подвижной плиты узла смыкания, обеспечивают улучшение равномерности поля контактных напряжений в плоскости разъема формы и возможность производства резиновых изделий без облоя.

Содержание диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка и приложения.

6. Результаты работы были использованы при разработке и эксплуатации литьевых форм к прессам 4520-III. При изготовлении прокладочных колец прямоугольного сеченжя получен экономический эффект в размере 28 тысяч рублей в год за счет снижения трудоёмкости обработки изделий и уменьшения отходов резиновой смеси.