СПЕЦИАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ

§ 1. ПРЕСС ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА

Для производства одинарного и полуторного силикатного кирпича при­меняется револьверный кривошипно-рычажный пресс с поворотным столом. Пресс представляет собой трехпозиционный револьверный полуавтомат. В одной из позиций производится наполнение известково-песчаной массой двух форм, во второй — прессование двух изделий и в третьей — выталкивание спрессованных кирпичей.

Конструкция пресса (фиг. 148) в основном сводится к следующему. В фундаментной раме 1 закрепляется центральная колонна 2, являющаяся осью для вращающегося стола 3. В столе размещены 16 радиально располо­женных форм со вставленными в них штампами 4. В нижней части штампа имеется ролик 5. К раме 1 на кронштейнах крепится шинный путь 6, назна­чение которого — удерживать штампы на необходимой высоте после вытал­кивания спрессованного кирпича. Стол 3 охватывается кольцом 7, лежащим на шариках. Кольцо может свободно перемещаться вокруг стола. Рама I двумя стяжными болтами 8 соединяется в одно целое с траверсой 9 и колон­ной 2. В подшипниках коробки 10 устанавливается вал металлической щетки 11. Под траверсой закрепляется (на клиньях) контрштамп 12. В корен­ных подшипниках рамы устанавливается коленчатый вал 13. На его шейке подвешивается дифференциальный рычаг (шатун) 14, второй конец которого соединен с прессовым рычагом 15. Другим концом рычаг 15 подвешен на эксцентриковой оси 16. Прессовый рычаг 15 при помощи колена 17 передает давление поршню 18, с закрепленной на нем прессовой плитой.

Привод пресса осуществляется от электродвигателя, соединен­ного эластичной муфтой с шестеренчатым редуктором 19, который, в свою очередь, с помощью эластичной муфты 20 соединяется с приводным валом 21. На приводном валу 21 (фиг. 149) неподвижно насажена фрикционная муфта 22 и свободно — букса с шестерней 23. При включении муфты посредством рычага 24 приводится во вращение букса, а вместе с ней и шестерня.

Шестерня 23 находится в зацеплении с зубчатым колесом 25, посаженным на коленчатый вал 26. При вращении коленчатого вала приводится в действие прессовый механизм.

Привод стола пресса (фиг. 150) осуществляется от цилиндри­ческого зубчатого колеса 25 (фиг. 148). Стол вращается периодически. На зуб­чатом колесе 25 закреплен кривошипный палец 27. Кривошипный палец при посредстве шатуна 28 соединен шарнирно с кольцом 8, охватывающим стол 3. В специальном приливе кольца установлен палец 29, отжатый пру­жиной 30 кверху. Снизу стола в кольцевой проточке имеются восемь вста­вок, которые в собранном виде образуют храповик. При поступательном

Фиг. 148. Револьверный пресс.

ДВИЖ(

ние ф жениі храпе стола Ві рьічаї жен» на од вытал

BblTOJ

мех а і под і П

пресс 200 н М меша тельк с пус Н

к рас щина П

к сл< Н

рыча

KOTOJ

КОЛЄ1

рыча

вторі

роли

подн

СОЄДІ

Таки из ф Г

рота ноет и со погр Г

а) н;

б) OJ

пуаі — до и F

песч

сова

буде

движении шатуна 28 стол неподвижен. В этот период происходит заполне­ние форм массой, прессование и выталкивание изделий. При возвратном дви­жении шатуна палец, прижатый пружиной к храповику, упирается в выступ храповика и поворачивает стол на Vg оборота. Для фиксации остановки стола пресс снабжен тормозом.

Выталкивающий механизм пресса (фиг. 151) состоит из двуплечего рычага 1, выталкивающего поршня 2 и профилированного кулака 3, наса­женного консольно на коленчатый вал. При вращении вала кулак нажимает на один конецдвуплечего рычага, который, опускаясь, поднимает при помощи выталкивающего поршня 2 два штампа до уровня стола. Когда два кирпича вытолкнуты, штампы продолжают удерживаться в поднятом положении механизмом переноса штампов, который при подъеме последних подходит под их ножки.

Производительность пресса равна 3410 кирпичей в час. Наибольшее прессовое давление 120 т. Наибольшее удельное давление прессования 200 кг/сж2. Количество одновременно прессуемых кирпичей 2.

Мощность электродвигателя пресса 20 кет. Мощность электродвигателя мешалки 10 кет. На прессе рассмотренного типа можно изготовлять пусто­телые кирпичи, для чего устанавливаются дополнительные устройства с пустотообразователями.

На фиг. 152 представлено предложенное инж. И. Я. Голуб устройство к рассмотренному выше прессу для образования пустот в модульном (тол­щина 88 мм) или полуторном (толщина 103 мм) кирпиче.

Принцип действия устройства и его конструкция в основном сводятся к следующему.

На хвостовик коленчатого вала 1 рядом с кулаком 2 выталкивающего рычага З консольно насаживается второй кулак 4, по наружной поверхности которого обкатывается ролик 5, установленный в рычаге 6. При вращении коленчатого вала с насаженным на нем кулаком 4 происходит отжатие рычага 6, закрепленного на валу 7. На этот же вал на шпонке насаживается второй рычаг 8 с роликом 9 на его конце. При отжатии вправо рычага 6 ролик 9, упираясь в хвостовик 10 пробки 11, ввернутой в полый шток 12, поднимает его, сжимая при этом пружину 13. Пятка 14 штока 12 жестко соединена с плитой 15, к которой присоединены двадцать два пуансона 16. Таким образом, при Подъеме штока пуансоны, поднимаясь, выходят из формы 17.

После заполнения формы известково-песчаной массой и очередного пово­рота стола (перед началом прессования) ролик 5 сбегает с наружной поверх­ности кулака 4, вследствие чего под действием ранее сжатой пружины 13 и собственного веса штока и присоединенных к нему деталей происходит погружение пуансонов 16 в массу и образование при этом в сырце пустот.

Профиль кулака 4 подобран с таким расчетом, чтобы было обеспечено:

а) начало ввода пуансонов в форму только после остановки стола пресса;

б) окончание ввода пуансонов — до начала прессования; в) начало выхода пуансонов — после окончания прессования; г) конец выхода пуансонов до начала поворота стола.

Расчет пресса. Расчетное удельное давлрц^е прессования для известково­песчаной массы принимается равным 20СГ кг/см2. При одновременном прес­совании двух кирпичей стандартного размера общее давление прессования будет равно

Q = 2p-F = 2 • 200 • 300 = 120 000 кг. (446)

Максимальную величину нагрузка Q будет иметь в момент, когда ось кривошипа займет крайнее верхнее положение (фиг. 153, а), т. е. при а = = 180°.

17 Сапожников

Фиг. 152. Пустотообразователь.

Наибольшая величина усилия Р, действующего на прессовой рычаг в точке его сочленения с шатуном, определится из условия •

Р = ¥~. (447)

‘р

где I — расстояние от оси подвеса прессующего рычага до прессового колена (/ = 275 мм);

1р — длина прессующего рычага (1р = 1055 мм);

р = 120^5275- = 31 300 кг.

Фиг. 153. Схема к определению усилий в частях прессового механизма.

Тангенциальное усилие Т, действующее на шейку коленчатого вала, будет равно

Т = Ру sin Р == Pv sin [180 — (а + ф)1 = Pi sin (а + ф), (448)

где Р і — усилие по шатуну

(449)

1 COS ф

С учетом же моментов трения в цапфах шатуна получим

Pi = cosT;^ ’ (450)

где угол у учитывает отклонение усилия, действующего по шатуну ввиду наличия моментов трения в цапфах шатуна. Усилие это направлено по

17* /

касательной к кругам трения, построенным из центров верхней и нижней головки шатуна (фиг. 153, б).

Радиус круга трения в цапфе верхней головки шатуна будет равен

Qj = (і/-! — 0,08-11 = 0,88 см, (451)

где (г — коэффициент трения, равный 0,08;

гх— радиус цапфы (у пресса СМ-481 гг— 11 см).

Фиг. 154. Графики крутящих моментов и удельного давления прессования.

Радиус круга трения в нижней опорной головке (при г2 = 9 см) составит

62 = цг2 = 0,72 см.

Согласно фиг. 153, б можем записать

Qi

А Б + БВ = /ш; (452)

sin y

АБ =-

(453)

sin ’

БВ =

Qi + (?2

III

sin у

По длине 1Ш шатуна, равной 55 см, получим

1.6

sin y = =0,029;

Y = 1°40′. (455)

Подставляя в формулу (448) значение Рх по формуле (450), получим

Т=РАЦа.±Ч> . (456)

cos (а + ) 4 ‘

(457) (458)

Величина Р2 наибольшей нагрузки на ось прессующего рычага будет равна

Р2 = Q — Р = 120 000 — 31 300 = 88 700 кг.

Общий ход S поршня определится из условия (фиг. 153, а)

S I

2 г

где г — радиус кривошипа коленчатого вала (200 мм);

(459)

S = ~= 104 мм.

Рабочая высота заполнения формы доходит до 95 мм при толщине гото­вого изделия 65 мм. Таким образом, наибольшая осадка массы (рабочий ход поршня) составит 30 мм. Холостой ход будет равен 74 мм.

Определим величину а угла поворота коленчатого вала к началу прес­сования.

Расстояние х от опорной головки шатуна до нижней мертвой точки К в начале прессования (фиг. 153, а) можно определить следующим образом:

X = КС = 01D1 = ОгЕ + EDt-, (460)

ОхЕ = г + ОЕ = г + г cos (180 — а) = г (1 — cos а); (461)

EDX = CD! — СЕ = 1Ш — 1Ш cos ф = lm (1 — cos <p); (462)

X = r (1 — cos а) + Іш (1 — cos ф). (463)

Формула (463) применима при прямолинейном перемещении нижней точки шатуна. В рассматриваемом случае ее движение не прямолинейное (перемещение происходит по дуге радиусом, равным длине прессующего рычага). Однако, учитывая, что стрела дуги, как показывают соответствую­щие подсчеты, не превышает 2,53 мм и имеющая при этом погрешность состав­ляет 0,6% от величины полного хода, можно приближенно путь движения нижней точки шатуна принять прямолинейным.

Выразим угол ф через угол а. По фиг. 153, а имеем

(464) (465)

откуда

ED = /щ-sin ф = г sin а,

200

sin ф = — j— sin a = — j. sin a = 0,364 sin a.

чи OOU

Имеем

cos ф — 1—sin2 Ф = "J^ 1 — ^-^-sina^ , (466)

Подставляя полученное значение cos ф в формулу (463), находим

х = г (1 — cos a) + 1Ш 1 — ^-^-sinay^J. (467)

Чтобы исключить радикал, разлагаем подкоренное выражение по биному Ньютона и получаем

(468)

У1 _ (-І. sina)’ = 1 —L (іsma)‘ — ± (-^smа)’.

В нашем случае отношение = 0,364. При a = 90 и sin a = 1 полу-

чаем

У 1— (JLsina)2 = 1 —0,066 — 0,0022 . . .

Так как этот ряд весьма быстро сходится, то для практического приме­нения ограничимся лишь первыми двумя членами формулы, отбросив осталь­ные. Таким образом, получаем приближенную формулу для определения расстояния х нижней головки шатуна от мертвой точки:

(469) (470)

х = г (1 —cos а) + /ш|і — ^1 y sin J.

После преобразования получаем

х — г (1 — cosa) кг-sin2a,

Величина х к моменту окончания холостого хода поршня будет равна

2rSy 2 • 200 • 74

= 28,6 см,

104

где Sx —- холостой ход поршня, равный, как определено выше, 74 мм;

S — полный ход поршня, равный 104 мм.

После подстановки найденных значений в формулу (470) получим

х = 28,6 = 20 (I — cos а) + 2~°55" s’nZа~

Учитывая, что sin2 а = 1 — cos2 а, получаем

28,6 = 20 — 20cos а + 3,64 — 3,64cos2 а;

cos2 а + 5,5cos а + 1,36 = 0.

Решая данное квадратное уравнение, находим

-—cos а = cos (180 — а) = 0,26;

180 — а = 74°10′; а = 105°50

Аналогично определим величины х и а для различных положений поршня и сведем их в табл. II.

Таблица 11

Расчетные данные пресса для изготовления силикатного кирпича Ход пор­ шня Осадка пресс — порош­ка h X Удельное давление в кг/см‘ Q в т а° <р° sin (а 4- <р) Р Т = Р X sin<a-hp) cos(a+Y) Мкр = Тг в кгм cos (ф — f — v) в мм в кг 74 0 286 0 0 105с50′ 20с40′ 0,885 0 0 80 6 308 4,95 3,87 113°40′ 19°40′ 0,790 010 800 160 85 11 328 12,4 7,45 121°20′ 18°30′ 0,698 1 930 1350 270 90 16 346 23,3 14 131° 16° 0,577 3 640 2100 420 95 21 367 49,7 29,7 140°40′ 13°30′ 0,459 7 220 3310 662 98 24 378 79,0 47 4 148° 1Г10′ 0,371 12 300 4440 888 100 26 385 106 63,6 153°40′ 9°20′ 0,306 16 600 5100 1020 102 28 393 144 86,5 162°30′ 6°20′ 0,197 22 500 4470 894 104 30 400 200 120 180° 0° 0 31 300 0 0

Величину удельного давления прессования для различных осадок массы находим, пользуясь формулой (264) и данными табл. 5:

р = аепН = 1,986і-54 h.

По графику крутящих моментов (фиг. 154, а) определяем среднее значе­ние Мср = 535 кгм.

Мощность, потребляемая прессом, отнесенная к валу электродвигателя, будет равна

Мсоп

ы=мЩквт’ <471>

где п — число оборотов вала электродвигателя в минуту (1460);

і — передаточное число от вала электродвигателя к коленчатому валу (1 = 51,4);

г) — к. п. д. передачи (г| = 0,8);

д г 535 • 1460 і о с N ‘ “975 — 51,4"- ОХ ’ Кв1П’

По паспорту мощность электродвигателя пресса равна 20 квт.

В тех случаях, когда на прессе рассмотренного типа производится изго­товление кирпича модульного (высота 88 мм) или полуторного (высота 103 мм), мощность электродвигателя должна быть повышена на 20—30%.

§ 2. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ВИБРОПРОКАТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИЛИКАТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Институтом Росстромпроект разработана автоматическая линия для изго­товления силикатных панелей методом вибропроката. При проектировании было использовано предложение В. Н. Рябченко и Л. А. Непомнящего, а также учтены результаты испытания прокатных станов Н. Я — Козлова и института НИИСтроммаш.

Автоматическая линия вибропроката состоит из трех параллельно рас­положенных участков, связанных между собой передаточными путями.

На первом участке происходит формование изделий, на втором — запарка и затем съем готовых изделий; третий участок — обгонный путь.

Основным агрегатом автоматической линии является вибропрокатная машина (фиг. 155), которая состоит из трех основных узлов: а) наполнения формы, б) предварительного уплотнения и в) окончательного уплотнения.

Узел наполнения формы состоит из бункера 1 с передвижными боковыми стенками, ленточного питателя 2 и раздвижных бортов 3. Расстояние между передвижными стенками бункера, бортами, а также высота открывания шибера, бункера устанавливаются оператором в зависимости от размеров изготовляемых изделий.

Узел предварительного уплотнения формуемых изделий состоит из рамы 4, в которой смонтирован наклонно установленный ленточный конвейер 5 с тремя вибровалками 6, которые нажимают на нижнюю ветвь ленты кон­вейера.

Окончательное уплотнение массы происходит в прокатном стане при помощи четырех валков 7, внутри которых размещаются вибраторы, сооб­щающие валкам ненаправленные (круговые) колебания. Валки смонтиро­ваны на раме 8, один конец которой закреплен шарнирно, а второй может перемещаться по высоте посредством гидроцилиндров 9. Между валками размещены виброрейки 10. Привод вибраторов валков обеспечивается от индивидуальных электродвигателей. Число колебаний вибраторов 3000— 4500 в минуту. Изменение числа колебаний осуществляется путем смены шкивов клиноременной передачи.

Работа на автоматической линии происходит в следующей последователь­ности. Форма, в которой формуются изделия, пройдя чистку и смазку на опе­рационном рольганге, краном снимается с него и устанавливается на пере­движную виброплощадку. Далее в форму закладывается арматура, после чего виброплощадка с формой при помощи толкателя электропередаточной тележки сталкивается на рельсовый путь И вибропрокатной машины. Даль­нейшее продвижение виброплощадки с формой производится толкателем- кареткой, передвигающейся в направляющих швеллерах 12. В середине каретки расположен упор, который, упираясь в раму передвижной вибро­площадки, проталкивает ее через вибропрокатную установку. При обратном ходе каретки упор может отклоняться.

Толкатель, захватив передвижную виброплощадку, подает ее под бункер с ленточным питателем, где происходит заполнение формы известково-

песчаной массой. После этого виброплощадка с формой проталкивается под механизмом предварительной прессовки. Одновременно с началом проталки­вания автоматически включаются вибраторы, установленные на вибропло­щадке, а также вибраторы вибровалков 6.

Высота засыпки массы в форму 150—210 мм (в зависимости от толщины изготовляемого изделия). Б процессе подпрессовки масса уплотняется на 25—40 мм.

При дальнейшем движении виброплощадка с установленной на ней фор­мой поступает в вибропрокатную часть машины, в которой происходит окончательное уплотнение изделия вибровалками 7 и виброрейками 10.

Виброрейки 10 снабжены резонансными (неприводными) вибраторами, колебания которых возбуждаются под действием колебаний виброплощадки.

Вибровалки и рейки расположены по наклонной плоскости, вследствие чего каждый последующий валок и рейка обеспечивают увеличение степени уплотнения.

После окончания формования изделия виброплощадка с установленной на ней формой сталкивается на электропередаточную тележку. Далее происходит съем с виброплощадки краном формы с изделием.

Освобожденная виброплощадка по передаточному и обгонному путям возвращается в исходное положение. Всего на линии имеются четыре пере­движные виброплощадки.

Форма с изделием далее направляется на запарку в автоклав, затем (после запарки) — на операционный рольганг, где происходят распалубка формы, съем изделия, очистка и смазка формы.