Стеклоформующая машина ВВ-7
Эта машина предназначается для производства узкогорлой стеклотары различной конфигурации вместимостью 250–1000 мл в одноместных формах. Формующий автомат ВВ-7 является отечественным аналогом широко распространенной машины Руаран R7, созданной в 50-х годах прошлого столетия. Это была одна из первых фидерных выдувных машин с непрерывным циклом работы, у которой черновые формы размещались над чистовыми. Это семисекционная машина с одним столом, непрерывно вращающимся вокруг центральной колонны. Вертикальный разрез одной из секций машины представлен на рис. 3.5.
В верхнем ряду стола размещаются черновые формы 2 с воронками и поддонами 3 и поворотное горловое кольцо 4, в нижнем ряду чистовая форма 5.
Воронка (не показана на рис. 3.5) с держателем обеспечивает прием капли стекломассы черновой формой, после чего заменяется поддоном 3, являющимся донным затвором черновой формы. И воронка и поддон имеют держатели, которые поворачиваются вокруг оси под действием рычагов, связанных с выступами на центральной колонне машины.
| Рис. 3.5. Поперечный разрез секции машины R7: центральная колонна, 2 – поддон |
Механизм передачи пульки 6 из черновой формы в чистовую включает горловое кольцо с держателем и поворотную головку, которая обеспечивает поворот горлового кольца на 180° в вертикальной плоскости. Горловое кольцо может открываться и закрываться благодаря специальному механизму. Имеется механизм подъема и спуска маленького плунжера, входящего снизу в горловое кольцо. Обе формы: чистовая и черновая имеют держатели и механизмы их раскрытия и закрытия, то есть являются раскрывными. Чистовая форма состоит из 3 частей: две боковые поворотные и поддон. Через систему каналов чистовая форма сообщается с вакуумной системой. Управлением перечисленными рабочими органами секции осуществляется 5 кулачками, закрепленными на центральной колонне через систему рычагов, то есть механически. При вращении ротора вокруг колонны в нужный момент кулачок надавливает на соответствующий рычаг, связанный с одним из механизмов секции, вызывая его срабатывание. Центральная колонна закреплена на платформе машины, которая может перемещаться на 4-х колесах.
Привод карусели электромеханический от двигателя, имеется централизованная смазочная система, обеспечивающая смазку основных узлов. Рабочая циклограмма машины ВВ-7 представлена на рис. 3.6.
Перед заполнением каплей стекломассы черновая форма смазывается разбрызгивающей форсункой высокого давления (между 7 и 1 формами). После падения капли 3 из фидера через установленную над формой воронку 1 начинается всасывание стекломассы в нижней части формы под действием вакуума, что обеспечивает формование горла изделия в горловом кольце 4. Затем воронка поворачивается в сторону, а на черновую форму насаживается поддон 11 (донный затвор), (поз. 2), плунжер поднимается вверх, входит в форму и образует небольшую полость в стекломассе (горло изделия формуется между плунжером и горловым кольцом). После опускания плунжера начинается предварительное выдувание за счет подачи сжатого воздуха снизу формы (поз. 3). Далее черновая форма приоткрывается на 18–20° – начинается стадия обратного прогрева изделия (поз. 4). После полного открытия формы пулька, удерживаемая горловым кольцом, поворачивается вместе с ним 
| Рис. 3.6. Циклограмма формования бутылки на автоматах ВВ-7 и R-7: а – подача капли, б – формование горла, в – выдувание пульки, г – передача в чистовую форму, д – окончательное выдувание, с – выдача готового изделия на охлаждающий стол |
Растягивание и повторный прогрев пульки происходят частично при ее опрокидывании в воздухе и частично до начала окончательного выдувания в закрывающейся и закрытой чистовой форме, куда попадает пулька после поворота. После чего горловое кольцо раскрывается и уходит обратно под черновую форму, а изделие остается в чистовой форме. (поз. 8). Черновая форма охлаждается вначале открытой (поз. 6), затем закрытой (поз. 7), сбрызгивается маслом между поз.7 и 1 (рис. 3.7) и приходит на находящуюся точно под очком фидера поз.1, получает каплю стекломассы и цикл повторяется вновь. Подобные стадии протекают в каждой из семи черновых форм машины.
В чистовой форме после получения пульки окончательное выдувание происходит за счет разрежения (поз. 8) создаваемой вакуумной системой, вначале с малой, но постоянно нарастающей интенсивностью (поз. 9). В итоге пулька натягивается на внутренние стенки формы. Руаран первым применил вакуум в черновых и чистовых формах, что упраздняет дутьевую головку с механизмом ее перемещения. В итоге черновая и чистовая формы размещаются плотно друг над другом, что упрощает переворот пульки.
| Рис. 3.7. Схематическое представление работы машины ВВ-7: 1 – засасывание капли в черновую форму и горловое кольцо, 2 – открытие черновой формы; 3 – поворот пульки, 4 – обратный поворот горловой формы, 5 – закрытие черновой формы, 6 – смазка черновой формы, 7 – установка плунжера, 8 – закрытие чистовой формы, 9 – додувка при помощи вакуума, 10 – открытие чистовой формы и передача изделия на охлаждающий столик |
Таким образом, в машине ВВ-7 с помощью разрежения происходит оформление горла и окончательное выдувание изделия с помощью сжатого воздуха – предварительное выдувание. В итоге, более точное определение данного стеклоформующего автомата – вакуумно-выдувная машина.
Формы охлаждаются вентилятором, расположенным, по обыкновению, под машиной, через сопла.
Питание стекломассой вращающегося ротора с формами потребовало точной синхронизации работы фидера и машины, в сравнении с питанием циклически работающих машин. Во избежание деформации капли необходима большая точность ее падения во вращающуюся форму, что достигается с помощью специального устройства – синхронизатора. Изготовление разных изделий возможно, если они имеют одну массу. Для переналадки машины на выпуск другого типоразмера изделий требуется до 2-х часов работы бригады наладчиков (4–6 человек).
Срок службы чистовых форм за рубежом составляет до 800 тыс.шт. изделий. Черновые формы следует чистить и полировать раз в неделю, а горловые кольца – еще чаще.
Габаритные размеры машины 2,8х1,9х2,4 м, а масса (без формовых комплектов) ~ 6 т.
Вариант машины с двухячейковыми формами был назван 2ВВ-12, поскольку включает 12 формовых комплектов и предназначен для выработки узкогорлых изделий вместимостью 200–700 мл, однако практически применения на заводах данная машина не нашла в отличие от ВВ-7.
Машины ВВ-7 входят в состав технологических линий, в которых предусматривается синхронизация работы капельного питателя, стеклоформующей машины и конвейера доставки изделий в лер для отжига.
Техническая характеристика стеклоформующих машин ВВ-7 и 2ВВ-12 представлена в табл. 3.2.
59. Оборудования для формования стеклоизделий – прессо-выдувные машины. Прессовыдувные машины ПВР-12, ПВК-20.
60. Секционные машины для выработки стеклоизделий. Стеклоформующие автоматы ИС-8.
Из всех известных стеклоформующих автоматов, предназначенных для получения полых изделий с утолщенной стенкой, машины типа IS, отличающиеся высокой гибкостью при смене ассортимента выпускаемой продукции, возможностью одновременного изготовления изделий разных размеров и конфигураций, обеспечивают наиболее высокую скорость выработки с одной ячейки формы. Высокий уровень конструктивных и технологических характеристик машин определяет их доминацию на сегодняшний день над другими типами стеклоформующих агрегатов. В настоящее время в мире действует около 3500 машин IS.
Конструкция машин IS непрерывно совершенствуется с целью обеспечения стабильности их работы, повышения производительности, расширения ассортимента выпускаемой продукции, улучшения ее качества.
Производимые в настоящее время машины IS классифицируются по следующим признакам.
1. По способу формования:
– выдувные (ВВ);
– прессовыдувные (РВ) для широкогорлой тары;
– прессовыдувные для узкогорлой тары (так называемый NNPB-процесс).
Ранее способ двойного выдувания использовался сугубо для производства узкогорлой тары, а метод прессовыдувания – для широкогорлой. Однако в последнее время ситуация изменилась. Прессовыдувной способ имеет то преимущество, что обеспечивает лучшее распределение стекла в чистовой форме, что позволяет снижать массу изделия без ухудшения их механической прочности (легковесная тара). В связи с этим и разработаны вариации прессовыдувного способа для изготовления узкогорлых изделий.
2. По количеству секций в машине:
2, 4, 6, 8, 10-секционные, возможно и нечетное число секций, например, компания ВDF (Италия) выпускает 5-секционные машины. Двух и четырехсекционные машины выпускаются по спецзаказу. Практикуется также выпуск IS-машин типа «Тандем» (5+5, 6+6, 8+8, 10+10 секций), устанавливаемых на одной платформе, что позволяет увеличивать производительность линии.
3. По числу ячеек в форме:
одно-, двух, трех- и четырехячейковые. В этих вариантах машины требуют, соответственно, одновременной подачи в каждую секцию 1-, 2-, 3- и 4-х капель стекломассы.
4. По межцентровому расстоянию между соседними формами:
4 
′′ (108 мм), 5′′ (127 мм), 5 
′′(149 мм), 6′′ (153 мм), 6 ′′ (158 мм). Межцентровые расстояния играют важную роль, ограничивая максимальный диаметр, а значит, и вместимость изделий.
5. По принципу управления работой отдельных механизмов машины:
– пневматическое;
– электронное.
На начальной стадии доминировали варианты механического управления рабочими органами. Переход на преимущественно электронное управление позволяет повысить производительность и надежность стеклоформующих автоматов.
Основными производителями стеклоформующих машин IS являются следующие компании: «Emhart Glass» (Германия), «ВДF» и «Bottero» (Италия), «Sklostroj» (Чехия).
Ниже приведены установочные чертежи 10-секционной машины серии AL производства компании «Sklostroj» и основные типоразмеры для других модификаций (рис. 3.8).
Машина состоит из остова, расположенного на металлической платформе. На остове смонтировано 10 секций, каждая из которых представляет агрегат с самостоятельным производственным циклом. Особенности машины: в секции можно формовать изделия различной конфигурации, но одной массы. Секция может быть выведена из производственного цикла, в то время как остальные продолжают работу. В этом случае капля, предназначенная остановленной секции, отводится в бункер стеклобоя по специальному лотку.
Над серединой машины между 5 и 6 секциями имеется приемная воронка, получающая капли стекломассы от фидера, распределитель капель по секциям, систему лотков для доставки капель в черновые формы секций.
Каждая секция обладает полным набором механизмов, необходимых для трансформации капли в готовое изделие. К ним относятся черновая форма с держателем и механизмом открывания - закрывания, механизм плунжера, раскрывное горловое кольцо с держателем, механизм поворота горлового кольца, раскрывная чистовая форма с держателем, дутьевые головки, отставитель изделий на конвейер, который является частью машины. Машина имеет пневматическое управление движениями упомянутых механизмов:
– приведение в действие распределителя капель;
– открытие и закрытие форм;
– подъем и опускание плунжера;
– поворот воронки и днища черновой формы, а также дутьевой головки;
– переброска пульки горловым кольцом на 180° в чистовую форму (в заднюю часть машины);
– открытие и закрытие горлового кольца;
– открывание и закрывание чистовой формы, движение дутьевой головки;
– съем изделий с поддона чистовой формы.
Управляет работой секции специальный механизм – синхронизатор. Все механизмы секции крепятся на станине секции и соединены шлангами с распределительной коробкой, работой которой управляет синхронизатор.
Таким образом, в машинах IS имеет место применение принципа агрегирования узлов, что определяет возможность быстрой замены того или иного механизма без остановки машины.
Принцип работы секционной машины следующий. Подача капли от питателя к машине осуществляется системой лотков. Отрезанная ножницами питателя порция стекломассы после непродолжительного падения направляется распределителем к изогнутому приемному лотку, затем попадает в прямой промежуточный лоток, установленный наклонно вниз, отсюда – в третий изогнутый лоток, меняет направление и отвесно падает в черновую форму через направляющую воронку. Распределитель, поворачиваясь на заданный угол, в определенной последовательности питает секции.
Как указано выше, в секционных машинах используются следующие способы формования: а) двойного выдувания, б) прессовыдувания.
| Рис. 3.9. Циклограмма работы IS-машины двойного выдувания: 1 – приемная воронка, 2 – капля стекломассы, 3 – черновая форма, 4 – горловое кольцо, 5 – пуансон, 6 – дутьевая головка, 7 – поддон, 8 – механизм переброски, 9 – чистовая форма, – 10 дутьевая головка |
Способ двойного выдувания традиционно используется для формования узкогорлой тары. Циклограмма способа представлена на рис. 3.9. Цикл начинается с падения капли в черновую форму (поз.1). Капля центрируется относительно стенок черновой формы с помощью кратковременно надвигаемой на нее воронки (поз. 1). Далее на воронку садится дутьевая головка, следует интенсивный пневматический толчок сжатым воздухом, впрессовывающий стекломассу в нижнюю часть формы (поз. 2). Это операция «формования горла». Маленький плунжер, расположенный в нижней части формы, находится в верхнем положении. После оформления горла плунжер опускается и в оставленное им углубление в стекломассе вдувается воздух (поз. 3), одновременно охлаждая плунжер. Продолжительность предварительного выдувания и величина давления зависят от размеров, формы и массы изделия. В это время воронка и дутьевая головка отодвинуты, а форма накрыта поддоном. После выдувания пульки черновая форма открывается и пулька, удерживаемая лишь горловым кольцом, поворачивается на 180° в сторону чистовой формы (Поз. 4).
Механизм переброски пульки включает поворотную головку, держатель и горловое кольцо. С момента открытия черновой формы и вплоть до касания стеклом стенок чистовой формы протекает весьма важный процесс – прогрев поверхностных слоев пульки теплотой внутренних еще горячих слоев (повторный или обратный разогрев). Благодаря этому уменьшается перепад температур по сечению изделия, без чего невозможно получение качественной продукции. После принятия пульки чистовая форма закрывается, пулька в ней растягивается под действием своей массы и продолжается повторный разогрев (поз. 5).
Затем сверху на форму садится дутьевая головка и начинается стадия окончательного выдувания. Продолжительность стадии и давление сжатого воздуха меняются в зависимости от формы и массы изделий.
Особенностью выдувных головок машин IS является наличие так называемой «промывной системы», благодаря которой подаваемый внутрь изделия и разогревшийся сжатый воздух замещается на свежий холодный, что обеспечивает ускоренное охлаждение изделия. Благодаря внутреннему охлаждению продукции возможно увеличение производительности машин. Продолжительность окончательного выдувания должна обеспечить отсутствие деформации изделий под собственной массой после выемки из чистовой формы.
После открытия чистовой формы изделие, стоящее на ее поддоне, обхватывается хватками отставителя и переставляется на охлаждающий столик, после чего перемещается на транспортер и передается на отжиг.
| Рис. 3.10. Циклограмма работы прессовыдувных IS-машин: 1 – приемная воронка, 2 – капля стекломассы, 3 – черновая форма, 4 – горловое кольцо, 5 – пуансон, 6 – днище, 7 – механизм переброски, 8 – чистовая форма, 9 – дутьевая головка |
Способ прессовыдуваниятрадиционно использовался для получения широкогорлой тары. На машине IS впервые стал возможным переход от метода двойного выдувания к методу прессовыдувания с помощью соответствующей оснастки. Таким образом, на одной и той же машине можно производить узкогорлую и широкогорлую стеклотару. Для этого достаточно заменить механизм маленького плунжера на прессовый ццилиндр с длинным пуансоном (процесс 62 по Гартфорду). На рис. 3.10 представлена циклограмма способа прессовыдувания применительно к IS-машинам. Капля стекломассы (процесс 62) падает сверху через воронку в черновую форму на рабочий конец длинного пуансона (поз.1). Воронка отодвигается, ее место занимает днище (поддон) черновой формы, одновременно начинается подъем пуансона (поз.2). Продолжительность прессования (поз.3) как и остальных операций регулируется синхронизатором. Поз. IV представляет пульку с окончательно сформованным горлом, удерживаемую горловым кольцом после раскрытия черновой формы. После раскрытия черновой формы и оттягивания пуансона вниз (начало повторного разогрева) срабатывает механизм переброски пульки в форму. Начиная с этого момента, все последующие процессы аналогичны таковым при способе двойного выдувания. Прессовыдувной способ позволяет уменьшить количество дефектов изделий, например, фидерная волна, исчезает, а также получать легковесную тару, обладающую такими же прочностными показателями, что и более тяжелая тара, получаемая методом двойного выдувания.