Классификация литьевых машин

Как уже говорилось, литьевые машины относятся к самым распространенным видам оборудования для переработки пластмасс. Для производства огромной номенклатуры литьевых изделий машиностроительными фирмами выпускается большая гамма машин различной конструкции и назначения. В целях упорядочения этого разнообразия было предложено много классификационных признаков.

По виду перерабатываемого полимера машины делятся на термопластавтоматы (для переработки термопластичных материалов) и реактопластавтоматы (для переработки термореактивных материалов). Здесь следует добавить, что кроме этого выпускаются машины для литья изделий из резиновых смесей, однако их описание не входит в задачи настоящего учебного пособия.

По назначению литьевые машины разделяют на универсальные, специальные, лабораторные и машины для микролитья.

Универсальные машины предназначаются для производства самого широкого ассортимента изделий, их конструкция предусматривает удобство и быстроту замены литьевых форм, а система управления позволяет менять в широких пределах технологические параметры литья.

Специальные машины создаются для производства узкой номенклатуры близких по конструкции изделий и, как правило, включают в себя дополнительные узлы, несвойственные машинам универсальным. Достаточно часто эти машины предназначаются для производства только одного вида изделия. В ряде случаев специальные машины являются составной частью сложных технологических линий.

Машины для микролитья предназначаются, как и следует из их названия, для производства деталей особо малых габаритов. В качестве примера можно привести литье миниатюрных рычагов и шестеренок из полиформальдегида массой до 0,015 г, которые используются в дозаторах медикаментов.

Лабораторные машины обычно невелики по своим размерам, служат, как правило, для отработки технологии литья изделий из новых марок полимерных материалов, их система управления позволяет менять в широких пределах технологические параметры литья. Они приспособлены для быстрой замены формующего инструмента и оснащены дополнительными (по сравнению с производственными машинами) датчиками, позволяющими отслеживать все этапы технологического процесса литья.

По объему впрыска машины подразделяются в зависимости от максимального объема материала, впрыскиваемого за один цикл. Достаточно долгое время этот классификационный признак считался основным, однако в последнее время он по ряду причин отошел на второй план. Несмотря на это, именно объем впрыска наряду с усилием смыкания форм определяет в конечном итоге габариты машины и возможности производства на ней тех или иных изделий.

В основу создания ряда машин для производства изделий различных габаритов большинство фирм в настоящее время закладывает номинальное усилие смыкания форм, которое также считается одним из классификационных признаков.

По количеству цветов одного полимера или количеству различных полимеров, представленных в конструкции отливаемых изделий, литьевые машины подразделяются на машины для литья однокомпонентных, двухкомпонентных и многокомпонентных изделий. В настоящее время известны машины для литья изделий из восьми компонентов.

По взаимному расположению узлов, выполняющих одинаковые функции в процессе работы машины, литьевые машины подразделяют на горизонтальные (рис. 3.5, а), угловые машины с горизонтальной компоновкой (рис. 3.5, б), угловые машины с вертикальной компоновкой (рис. 3.5, в) и вертикальные (рис. 3.5, г). Компоновка машин определяется многими факторами: требованиями технологии, конструкцией отливаемых изделий, степенью автоматизации и роботизации процесса, соображениями экономии производственных площадей и т. д.

Рис. 3.5. Схемы литьевых машин:

а — горизонтальная; б — угловая с горизонтальной компоновкой; в — угловая с вертикальной компоновкой; г — вертикальная;

1 — узел пластикации и впрыска; 2 — узел смыкания формы Приведенные на рис. 3.5 компоновки характерны для машин, предназначенных для однокомпонентного литья. Машины для многокомпонентного литья представляют собой весьма сложные сочетания приведенных выше примеров.

Наиболее распространены на производстве машины горизонтального типа, однако наряду с ними достаточно широко в промышленности используются как вертикальные литьевые машины, так и угловые машины с горизонтальной или вертикальной компоновкой узлов под прямым углом.

К преимуществам вертикальных литьевых машин относятся следующие:

• — они занимают небольшую производственную площадь; легко встраиваются в технологическую цепочку с другим оборудованием;
• — удобны при литье в съемные или перемещаемые формы, горизонтальная плоскость разъема которых значительно облегчает установку съемных оформляющих деталей (резьбовых знаков и колец, различных вставок, арматуры и других элементов).

В зависимости от возможностей установленного на них формующего инструмента и используемой робототехники вертикальные литьевые машины могут работать в ручном или полуавтоматическом режиме. В автоматическом режиме они работают сравнительно редко, так как требуются достаточно сложные робототехнические устройства для удаления из них готовых изделий.

Основным недостатком вертикальных литьевых машин является их ограничение по мощности, с увеличением которой увеличивается и высота машин, что затрудняет их обслуживание и требует увеличения высоты производственных помещений.

Угловая компоновка машин используется некоторыми фирмамипроизводителями как при создании машин для литья крупногабаритных или сложноармированных изделий, так и при создании на базе угловых машин установок для многоцветного или многокомпонентного литья.

По способу пластикации материала литьевые машины можно разделить на два основных вида: с поршневой пластикацией и с шнековой пластикацией. Однако в последнее время для переработки ряда материалов появились машины с комбинированным шнеково-поршневым узлом пластикации.

По типу приводов узла пластикации и впрыска и узла смыкания форм (эта классификация весьма распространена) литьевые машины делятся на машины с гидравлическим, гидромеханическим, механическим, электрическим и пневматическим приводом.

Существуют машины с гидравлическим приводом, в которых для передвижения подвижных частей и создания необходимых усилий используются только различные гидроцилиндры. Исключением в данном случае является лишь привод, обеспечивающий вращение шнека в узле пластикации и впрыска. Вращение шнека создается либо высокомоментным гидродвигателем, либо электродвигателем напрямую или через редукторы различной конструкции.

В машинах с гидромеханическим приводом гидропривод сочетается с различными по конструкции коленно-рычажными механизмами. Часто встречается сочетание гидромеханического привода узла смыкания форм с гидравлическим приводом узла пластикации и впрыска.

В машинах с механическим приводом для передвижения подвижных частей и создания необходимых усилий используются приводы, включающие в себя электродвигатели, систему зубчатых передач и коленнорычажные, винтовые или реечные механизмы.

В настоящее время появились и нашли достаточно широкое применение так называемые полностью электрифицированные литьевые машины. На этих машинах устанавливаются электродвигатели, развивающие при низкой регулируемой частоте вращения большой крутящий момент. Это позволяет увеличить коэффициент полезного действия привода, понизить уровень шума и упростить обслуживание. Однако пока эти двигатели применяются только на машинах для производства изделий малых и средних габаритов, так как мощность подобных двигателей на сегодняшний день ограничена.

Пневматический привод на литьевых машинах не получил скольконибудь значительного распространения, хотя целый ряд фирм выпускал раньше подобные машины для литья изделий малого объема и для лабораторных целей.

Различные варианты приводов часто варьируются в разных узлах одних и тех же машин. Эти машины принято относить к машинам с комбинированным приводом.

Параметры литьевых машин определяются особенностями процессов литья различных полимерных материалов, а также ассортиментом выпускаемых отливок. Основными параметрами технической характеристики литьевой машины являются:

• — усилие запирания (смыкания) формы;
• — объем впрыска за один цикл;
• — давление литья;
• — скорость впрыска;
• — пластикационная производительность;
• — расстояние между колоннами или элементами рамы узла смыкания форм;
• — максимальное и минимальное расстояния между плитами;
• — ход подвижной плиты;
• — наибольшая площадь проекции отливаемой детали на плоскость разъема плит механизма смыкания форм.

Эти параметры наиболее важны, поскольку они определяют возможность переработки того или иного материала, а также массу и размеры детали, которая может быть изготовлена на данной машине.