Роторные прессы-автоматы. 
Оборудование и инструменты для изготовления изделий из полимерных композитов. 
Часть 2

Как уже было сказано, в отличие от револьверных прессов роторы этих агрегатов постоянно вращаются. Роторная линия имеет несколько рабочих роторов, последовательно осуществляющих технологические операции (таблетирование, нагрев таблеток ТВЧ, прессование изделия и механическую обработку готовых изделий, выгрузку изделий), а также транспортные роторы с захватами для передачи прессуемого изделия с одной позиции на другую. Готовое изделие выдается через определенный промежуток времени, в течение которого ротор поворачивается для смены очередного инструмента, независимо от времени, необходимого для выполнения технологического процесса. В роторной линии операции различной длительности введены в единый темп потока.

Роторная автоматическая линия (рис. 4.36) состоит из пяти рабочих роторов (дозирования 3, таблетирования 1, нагревания таблеток ТВЧ 8, прессования 9, механической обработки 11), транспортного ротора 10 и разгрузочного ротора 12. Роторы вращаются от главного 4 и вспомогательного 6 электродвигателей через клиноременные передачи 5 и зубчатую передачу 7. Гидравлические приводы включают в себя насосы высокого и низкого давлений, бак для масла с коммуникациями, золотники управления и фильтры. Материал из бункера 2 попадает в ротор дозирования, который имеет четыре объемные полости для отмеривания порции порошков.

Для уплотнения порошка и стабилизации массы порций диску ротора дополнительно сообщается вибрация.

Далее порция порошка попадает в ротор таблетирования, который состоит из вала, барабанов со штоками и блок-держателей с установленными на них четырьмя блоками. Блок таблетирования имеет комплект рабочего инструмента, заключенного в едином корпусе. Рабочие ходы инструментов при таблетировании совершаются от гидравлического привода, а обратные ходы — от радиальных копиров, установленных в барабанах ротора.

Готовые таблетки поступают в ротор нагревания ТВЧ, представляющий собой вращающийся диск с неподвижно закрепленной над ним пластиной, подключенной к генератору ТВЧ. Таблетки, подаваемые на диск при его вращении, нагреваются до определенной температуры и затем попадают в ротор прессования (рис. 4.37), который состоит из барабана 14 с дисками 5 и 12. На верхнем диске укреплены гидроцилиндры 11 с поршнями 10. На нижнем диске установлены блоки прессования, представляющие собой корпус 6, в котором смонтированы матрица 7, нижний 4 и верхний 9 пуансоны и нагреватели 8.

Рис. 4.36. Схема роторной автоматической линии.

Рис. 4.37. Схема ротора прессования.

В нижней части ротора имеется кольцо 17 с ползуном 16 и стойкой 18 с радиальным копиром, управляющим движением пуансона 4. Ротор смонтирован на неподвижной колонне 13 и опирается на три ролика 1. В движение ротор приводится от электродвигателя через шестерню 19. Электроэнергия для нагревания пресс-формы подводится к блокам прессования через неподвижные кольцевые шины 3 и щетки 2. Температура пресс-формы контролируется и регулируется термопарой 15.

Отпрессованное изделие выталкивается нижним пуансоном и транспортным ротором 10 (см. рис. 4.36) и подается в ротор снятия заусенцев, где шток поднимает изделие к вибрирующему инструменту. После снятия заусенцев изделие передается на другой транспортный ротор 5, завершающий линию. Транспортные роторы состоят из вращающихся барабанов с укрепленными на них несущими органами — клещами, предназначенными для переноса изделий с одного рабочего ротора на другой.

На рис. 4.38 показана схема расположения роторов в роторной автоматической линии.

Рис. 4.38. Схема расположения роторов в роторной автоматической линии:

• 1 — дозирующий ротор; 2 — таблетирующий ротор; 3 — прессующий ротор;
• 4 — ротор механической обработки; 5 — ротор выгрузки готовых изделий;
• 6 — транспортный ротор; 7 — ротор для нагрева таблеток токами высокой частоты

Рассмотрим конструкцию еще одной автоматической роторной линии для прессования изделий из реактопластов (рис. 4.39). Она состоит из шести технологических и трех транспортных роторов. В роторе 1 осуществляется дозирование пресс-порошка, в роторе 2 прессуются таблетки заданной массы. В роторе 3 таблетки подогреваются до 80—90 °С, что позволяет сократить время горячего прессования изделий. Прессование осуществляется в роторе 4, откуда детали при помощи транспортного ротора 5 перемещаются в первый ротор механической обработки 6. Далее отпрессованные изделия транспортным ротором 7 передаются на второй ротор механической обработки 8. Готовые детали удаляются транспортным ротором 9 (на рис. 4.39, а не виден).

В более поздней, модернизированной линии оставлен лишь один ротор механической обработки деталей и, таким образом, число технологических роторов сокращено до пяти, а число транспортных — ДО двух.

Рис. 4.39. Схема автоматической роторной линии для прессования изделий из реактопластов:

а — общий вид; б — схема расположения роторов Ротор дозирования (рис. 4.40) отделяет заданную дозу порошка объемным методом. Диск 2, вращающийся с постоянной угловой скоростью, имеет четыре позиции, в которых установлены калиброванные по внутреннему диаметру втулки. Диск 2 приводится во вращение от зубчатого колеса 6 через полый вал 5 и поводок 4 с роликом, установленным в пазу диска. Диск 2 расположен между двумя неподвижными дисками 1 и 3; при прохождении позиции с втулкой под воронкой с порошком последний заполняет полость втулки. Для повышения стабильности дозы порошка вращающемуся дозирующему диску 2 придается небольшое возвратно-поступательное движение, которое создается эксцентриком 7. Эксцентрик установлен на центральном валу 8, имеющем независимый привод. Доза порошка через отверстие в диске 3 по лотку поступает в ротор таблетирования. В данном случае передача объекта обработки с одного технологического ротора на другой осуществляется непосредственно, т. е. без транспортного ротора.

Ротор таблетирования (рис. 4.41) представляет собой конструкцию, состоящую из вала, на котором закреплены блокодержатели, а также верхние и нижние барабаны с ползунами и блоками гидравлических цилиндров.

Рис. 4.40. Схема ротора дозирования.

Рис. 4.41. Схема ротора таблетирования.

Ротор имеет четыре инструментальных блока и соответствующее число верхних и нижних ползунов и гидроцилиндров. Блок таблетирования сменный; он состоит из корпуса, матрицы, верхнего и нижнего пуансонов. Таблетка 5 прессуется верхним пуансоном 4 под давлением 70 МПа. Перемещение верхнего пуансона вниз при холостом ходе (до начала прессования порошка) осуществляется при помощи неподвижного цилиндрического пазового кулачка 2 (копира), охватывающего барабан с верхними ползунами. В пазу кулачка расположен ролик 3 ползуна; при переносном движении ползуна (вращении вместе с ротором) он перемещается относительно ротора вертикально. Аналогично осуществляется вертикальное перемещение нижних ползунов при помощи ролика 9 и неподвижного кулачка 8. Верхние и нижние ползуны соединены соответственно с верхними и нижними пуансонами и перемещают их.

Прессование порошка, связанное с преодолением значительных технологических сопротивлений, осуществляется системой гидравлических цилиндров 1, при помощи которых перемещаются верхние ползуны и пуансоны на участке прессования. Нижний пуансон 6 при прессовании опирается на шайбу 7, благодаря чему усилие прессования на нижний кулачок не передается.

Система привода линии позволяет использовать гидроцилиндры только на участках прессования, а холостые перемещения ползунов осуществлять с помощью кулачковых механизмов с большими скоростями.

На схеме развертки ротора таблетирования по начальной окружности (рис. 4.42) показаны характерные положения верхних и нижних ползунов и соответствующих рабочих органов за кинематический цикл.

Рис. 4.42. Развертка ротора таблетирования:

• 1 — нижний пуансон; 2 — верхний пуансон; 3 — верхний копир;
• 4 — ось ролика верхнего ползуна; 5 — гидроцилиндр; 6 — таблетка;
• 7 — опорная шайба; 8 — нижний копир; 9 — ось ролика нижнего ползуна

В роторе нагрева таблеток подогрев последних осуществляется токами высокой частоты. Устройство подогрева состоит из вращающегося диска с приемниками и неподвижной пластины, которые образуют конденсатор. Неподвижная пластина подключается к генератору ТВЧ, а вращающийся диск заземлен. Таблетки на следующую операцию (в ротор прессования) передаются с помощью толкателя.

Ротор прессования (рис. 4.43) представляет собой литой барабан 5, на котором закреплены блокодержатель 12 и диск 2 с гидравлическими цилиндрами 3. Ротор установлен на колонне 4 и опирается на ролики. Вращение ротора осуществляется при помощи зубчатого колеса 16.

Рис. 4.43. Схема ротора прессования.

Блок прессования изделий состоит из матрицы 10, нижнего 13 и верхнего 6 пуансонов и встроенных в них нагревателей 9 и 7. Элементы блока заключены в корпус 11. Верхний пуансон получает движение от гидроцилиндра 3. Масло под давлением поступает в гидроцилиндр через торцовый дисковый распределитель 1.

Электроэнергия к нагревательным элементам подводится через кольцевые шины 14 и щетки 15. Температура пресс-форм контролируется и регулируется при помощи термопар 8. Нагреватели 9 пресс-форм имеют независимую систему контроля и регулирования температуры.

Перемещение верхних пуансонов, прессование и подпрессовка, выдержка под давлением прессуемого изделия осуществляются от гидроцилиндра; перемещение нижнего пуансона при выталкивании изделия из пресс-формы происходит под воздействием ползуна 17, который имеет кулачковый привод, аналогичный приводу в роторе таблетирования.

Следует отметить, что описанная конструкция ротора прессования позволяет замкнуть технологические усилия внутри ротора, т. е. не передавать их на станину, на которой расположен ротор. Это в полной мере относится и к ротору таблетирования.

Транспортный ротор (рис. 4.44) осуществляет съем и перемещение объектов обработки от ротора прессования к ротору снятия заусенцев (механической обработки). Ротор состоит из захватов 1, перемещение которых производится при помощи пневмоцилиндра 2, фиксирующих штырей 3, ползунов 4 и 7, цилиндрического кулачка (копира) 5 и вала 6. Захваты имеют резиновую обкладку, предохраняющую детали от механических повреждений.

Рис. 4.44. Схема транспортного ротора.

На участке съема детали захват на протяжении некоторого угла поворота ротора сопровождает передаваемую деталь. Перед захватом детали пневмоцилиндр 2 вместе с ползуном 4 под воздействием копира 5 опускаются вниз; положение пневмоцилиндра по отношению к блоку прессования фиксируется штырями 3. Связь пневмоцилиндра с ползуном 4 нежесткая: пневмоцилиндр может смещаться в радиальном направлении и поворачиваться вокруг вертикальной оси 8.

После захвата изделия ползун поднимается при помощи копира 5. После того как отпрессованное изделие вышло из рабочей зоны ротора прессования, оно вместе с захватом опускается до уровня, на котором происходит передача детали на ротор механической обработки.

Для предотвращения поломок пресс-инструмента ротора прессования в автоматической роторной линии имеется специальная блокирующая система. Если изделие осталось в матрице пресс-формы, т. е. отсутствует в захвате, то фотоэлемент дает импульс на толкатель и подогретая таблетка в соответствующую матрицу не подается.

Ротор механической обработки (снятия заусенцев) позволяет обрабатывать отпрессованные изделия типа штепсельной розетки, удаляя заусенцы в донышке и на кромке.

Инструментальный блок этого ротора (рис. 4.45) состоит из нижнего штока 3, блока оправки 8 с зубчатым колесом, укрепленного в блокодержателе 4 на полом валу 9, невращающейся фрезы 2, резцедержателя 6 и резца 5.

Рис. 4.45. Схема инструментального блока ротора механической обработки.

Для снятия заусенцев изделие штоком 3 подводится к вращающейся головке 1 (привод вращения головки на рис. 4.45 не показан). При соприкосновении с головкой изделие начинает вращаться; шток фрезы 2 подходит к копиру 13, и ролик, установленный на конце штока, огибая копир, опускает фрезу до соприкосновения с изделием. Происходит фрезерование заусенцев. После прохождения копира фреза под действием пружины 12 возвращается в исходное верхнее положение.

Заусенцы на внешней кромке изделия снимаются резцом 5, который вместе с резцодержателем 6 подводится к изделию при повороте последнего вокруг оси 7. Поворот производится при помощи радиального копира 10, воздействующего через ролик на рычаг 11 оси резцедержателя.