Централизованная конвейерная подача материалов

Система Easy² представляет собой усовершенствованную систему управления централизованной конвейерной подачи материалов. Данная система имеет встроенные логические схемы, обеспечивающие управление всеми компонентами системы транспортировки. С помощью логических схем системы Easy² могут управляться находящиеся вне производственных помещений и внутри них бункеры для хранения материалов, установки по автоматическому и ручному распределению материалов, вакуумные насосы и приемные устройства.

Централизованная система транспортировки материалов Easy².

Блок управления позволяет постепенно наращивать возможности системы в зависимости от потребностей расширения производства. В необходимое время к ней можно подключить бункеры для хранения материалов, автоматическую или ручную станцию распределения материалов ( с или без декодера) и приемные устройства.

Система Easy² позволяет осуществлять управление с одной коммуникационной панели управления различными комбинациями следующих элементов:

1) До 8 наружных бункеров для хранения, небольших бункеров, расположенных внутри производственных помещений, или сушильных бункеров.

2) До 4 автоматических систем распределения материалов.

3) 1 станции ручного распределения с декодером.

4) До 4 систем отбора материала с отводящими клапанами.

5) До 47 приемных устройств.

6) До 8 вакуумных конвейерных систем.

Easy² благодаря своей исключительной многофункциональности, универсальности и распределенной логике может быть использована в системах управления различных типов и размеров.

Каждый компонент системы обеспечен логической схемой управления, осуществляющей контроль за выполнением локальных функций и обеспечивающий связь с дистанционной системой управления.

Нагнетательные вентиляторы.

Тип фильтра	CF1	CF1	CF1	CF1	CF2	CF2	CF2	CF2	CF3	CF3	CF3
Напряжение, В		220-380-460		220-380-460		220-380-460		220-380-460		220-380-460
Частота тока, Гц
Мощность электродвигателя, кВт	1,5	2,55		4,6		4,6	5,5		7,5
Макс. статический вакуум, кПа
Уровень шумов, дБ(А)
Размеры – длина, мм
Размеры – ширина, мм
Размеры – высота, мм
Масса, кг
Давление сжатого воздуха, бар	6-8	6-8	6-8	6-8	6-8	6-8	6-8	6-8	6-8	6-8	6-8
Расход сжатого воздуха, NI/цикл	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5

Полимерные матрицы

Полимерную матрицу для композиционных материалов выбира­ют, учитывая условия эксплуатации изделий. От матрицы зависят многие свойства композита, в том числе прочность, тепло- и влаго­стойкость, стойкость к действию агрессивных сред. В зависимости от типа полимерной матрицы выбирают и метод получения полимер­ного композиционного материала.

При производстве полимерных композиционных материалов полимеры в качестве матрицы используют либо в чистом виде (по­рошки, гранулы, листы, пленки), либо в виде связующих. Связу­ющее представляет собой двух- или многокомпонентную систему из синтетической смолы и отвердителей или инициаторов, катализаторов, ускорителей отверждения. В связующее могут добавляться ра­створители, красители, пластификаторы, стабилизаторы и другие компоненты. Цель введения этих компонентов заключается в при­дании связующим и полимерным композиционным материалам не­обходимых технологических и эксплуатационных свойств.

При производстве армированных пластиков наиболее часто при­меняют следующие связующие: полиэфиры, фенолы, эпоксидные компаунды, силиконы, алкиды, полиамиды, фторуглеродные соеди­нения, акрилы, полипропилен, полиэтилен, полистирол. Наи­большее распространение получили термореактивные связующие, при нагревании которых происходят необратимые структурные и химические превращения. Механические и физические свойства некоторых типов полимерных матриц, используемых для изготовле­ния композитов.Ниже дана краткая характеристика основных типов полимеров, нашедших применение при изготов­лении ПКМ.

Полиэтилен — один из наиболее широко применяемых полиме­ров. Промышленностью выпускается полиэтилен низкого давления (ПЭНД) и полиэтилен высокого давления (ПЭВД). Деструкция ма­териала происходит при температуре выше 290 °С. Солнечная ради­ация ведет к термостарению полиэтилена. Прочность, теплостой­кость и химическая стойкость ПЭНД выше, чем ПЭВД. Газопрони­цаемость, наоборот, выше у ПЭВД. При комнатной температуре полиэтилен устойчив к действию разбавленных серной и азотной кислот, концентрированной соляной, фосфорной и плавиковой кис­лот. Для полиэтилена высокого давления водопоглощение за 30 су­ток составляет 0,022%, для ПЭНД - 0,005...0,04%.

ПЭВД перерабатывается литьем под давлением (Т= 150...200 °С, р = 100 МПа), экструзией (Г= 110... 180 °С,р = 8... 10 МПа), прессо­ванием (Г= 130...150 "С, р = 4...10 МПа), хорошо сваривается, об­рабатывается механически. ПЭНД перерабатывается экструзией (Т= ■ 180...260 °С), литьем под давлением (Г= 200...270 °С,р= 120 МПа), прессованием (Т= 145... 180 °С, р = 6... 10 МПа).

Полипропилен хорошо выдерживает изгиб, обладает высокой из­носостойкостью. В отсутствие воздуха термодеструкция проявляет­ся при 300 "С. Полипропилен устойчив к действию многих кислот и щелочей. Водопоглощение при 20 °С за 6 месяцев составляет 0,5%. Концентрированная серная кислота слабо разрушает полипропилен при комнатной температуре и катастрофически при 60 °С. К дей­ствию сильных окислителей полипропилен неустойчив. Полипропи­лен перерабатывается литьем под давлением (Т= 200...220 °С, р = = 35...42 МПа), экструзией, вакуум-формованием, пневмоформова-нием, раздувом, сваркой, прессованием, напылением, обрабатыва­ется резанием.

Полистирол — хрупкий полимер, обладающий высокой радиаци­онной стойкостью, легко подвергающийся старению. Промышлен­ностью выпускается полистирол блочный (марки ПСМД и ПСМ), суспензионный (ПС-С, ПС-СП), эмульсионный (ПСЭ-1, ПСЭ-2). Предел прочности составляет 35...45 МПа. Термическая деструкция начинается при температуре выше 266 °С. Полистирол устойчив к действию некоторых минеральных и органических кислот, щелочей, трансформаторного масла, разрушается концентрированной азотной и уксусной кислотами. Технологии переработки полистирола: лить­ем под давлением (Г= 160...230 °С,р = 80... 120 МПа), экструзией, вакуум-формованием, пневмоформованием.

Политетрафторэтилен — это линейный полимер, имеющий хими­ческую формулу [—CF₂—CF₂—]_п. В разных странах выпускаются сле­дующие марки политетрафторэтилена: фторопласт-4 (Россия), теф­лон (США), полифлон (Япония) и др. В нашей стране выпускаются различные модификации фторопласта: фторопласт-4Д, фторопласт-4М, фторопласт-40 и др.

Фторопласт-4 обладает свойствами самосмазки, имеет низкий коэффициент трения. Это наиболее химически стойкий полимер, не подверженный действию грибков. Для него характерна высокая стойкость к действию высококонцентрированных и разбавленных кислот и щелочей, сильных окислителей.

Фторопласт-4 перерабатывается спеканием предварительно спрессованных таблеток. После предварительной специальной обра­ботки полимер обрабатывается резанием (при высоких скоростях и малых подачах), сваривается и склеивается. Некоторые модификации фторопласта перерабатываются методами порошковой металлур­гии, прессованием, экструзией, литьем под давлением, напылением.

Полиметиленоксид — линейный полимер, имеющий химическую формулу [-СН₂-0-]_п.

За рубежом полиметиленоксид известен как ацетальные, или по-лиацетальные, смолы. Полиметиленоксид хорошо сопротивляется усталостным и динамическим знакопеременным нагрузкам, обладает низкой ползучестью, высокой износостойкостью. Коэффициент тре­ния по стали составляет 0,2...0,35. При переработке полиметиленок-сида используют метод литья под давлением, экструзию. Температура переработки составляет 180...240 "С. Материал хорошо обрабатыва­ется резанием.

Полифениленсульфид характеризуется высокой термостойкостью, устойчивостью к окислению, радиационной стойкостью. По хими­ческой стойкости уступает лишь политетрафторэтилену. Изделия из полифениленсульфида могут длительное время эксплуатироваться при 260 °С, полное разложение происходит при 720 °С. Механичес­кие и физические свойства полимера при 260 °С сохраняются неиз­менными после выдержки в течение 200 ч.

Полифениленсульфид перерабатывается литьем под давлением (Т= 300...360 °С,р = 75...150 МПа), прессованием (Т= 340... 400 °С, р — 10...70 МПа), плазменным напылением, пропиткой тканей.

Полифениленоксид - простой ароматический полиэфир линей­ного строения. В нашей стране известен как арилокс, в США — но-рил. Полифениленоксид может многократно без изменения свойств перерабатываться на литьевых машинах, отличается высокой техно­логичностью. Полимер нетоксичен, стоек к агрессивным средам, грибковой плесени. Перерабатывается по технологии литья под дав­лением, экструзией. Из полифениленоксида можно получать тонко­стенные изделия сложной формы.

Полиэтилентерефталат - сложный линейный ароматический полиэфир терефталевой кислоты. В нашей стране хорошо известен как лавсан. Полимер отличается низким коэффициентом трения и гигроскопичностью. Для изделий, изготовленных из него, характер­на стабильность формы. Полиэтилентерефталат усточив к действию слабых кислот, минеральных солей, эфиров, жиров. В изделия поли­мер перерабатывается по технологии литья под давлением.

Поликарбонаты — это сложные полиэфиры угольной кислоты и диоксисоединений. В России поликарбонаты выпускаются под мар­кой «дифлон». Полимер оптически прозрачен, устойчив к действию ультрафиолетового излучения, обладает низкой гигроскопичностью, стойкостью действию микроорганизмов. Для изделий, изготовлен­ных из него, характерна высокая стабильность размеров. Поликар­бонаты перерабатываются в изделия всеми методами, используемы­ми для переработки термопластичных полимеров. Температура пе­реработки составляет 240...300 °С. Полученные из поликарбонатов изделия свариваются, склеиваются, обрабатываются резанием, со­единяются заклепками и гвоздями.

Полиарилаты — сложные ароматические полиэфиры двухатом­ных фенолов. В нашей стране выпускаются под марками Д-3, Д-4, Д-ЗЭ, Д-4С и др. Обладают высокой прочностью и термостойкостью. В некоторых случаях успешно конкурируют с конструкционными металлическими материалами. Температура термического разложе­ния полиарилатов составляет 420 °С. Эти полимеры устойчивы к дей­ствию ультрафиолетового и ионизирующего излучения, к длительно­му воздействию разбавленных минеральных и органических кислот, бензина, керосина. В зависимости от марки полиарилаты перераба­тываются в изделия литьем под давлением, литьевым и компресси­онным прессованием, экструзией, формованием с раздувом.

Полиоксибензоаты характеризуются высокой термостойкостью, не плавятся вплоть до температуры разложения (~ 550 °С). Кристал­лическая структура полимеров сохраняется до температуры 530 °С. Полиоксибензоаты являются износостойкими материалами, устой­чивыми к коррозии. Они эффективны для изготовления полимерных композиционных материалов, предназначенных для работы при ~ 300 "С. Изделия из полиоксибензоатов получают спеканием порош­кообразного полимера.

Полиимиды в России выпускаются в виде пресс-порошков марок ПМ-67, ПМ-69. Физико-механические свойства полиимидов ста­бильны в широком температурном интервале (от -200 до +300 °С). Коэффициент трения по стали составляет 0,05...0,17. Для изделий, изготовленных из полиимидов, характерны высокая стабильность размеров, низкая ползучесть при высоких температурах, высокая термостойкость и устойчивость к действию гамма-излучения, быст­рых электронов и нейтронов. Разбавленные кислоты на полиимиды влияния почти не оказывают. Пресс-порошки полиимидов перера­батываются методами прямого прессования, компрессионного прес­сования, литья под давлением, горячего прессования.

Полиамиды в нашей стране хорошо известны по маркам «капро-лон», «найлон-7», «найлон-11» и др. Для этих полимеров характер­ны высокая усталостная прочность, износостойкость, ударная вяз­кость, низкая гигроскопичность, стабильность свойств при повы­шенных температурах, резко выраженная температура плавления. Полиамиды устойчивы к действию органических растворителей. Основные способы получения изделий из алифатических полиами­дов - литье под давлением и экструзия. Ароматические полиамиды перерабатываются методом прямого прессования с предварительным подогревом.

Эпоксидные смолы представляют собой олигомеры или полиме­ры, содержащие в молекуле не менее двух эпоксидных или глициди-ловых групп. Способны превращаться в полимеры пространственно­го строения. Неотвердевшие смолы являются термопластичными низкими жидкостями или хрупкими твердыми веществами. Отверди­телями смол служат мономерные, олигомерные и полимерные соеди­нения различных классов. Эпоксидые смолы отвердевают как без подвода тепла, так и при нагревании, даже в воде. Смолы обладают высокой стойкостью к действию щелочей, солей, окислителей, орга­нических растворителей. Промышленностью выпускаются эпоксид-но-диановые смолы (ЭД-10, ЭД-14, ЭД-16, УП-614 и др.), эпокси-новолачные смолы (ЭН-6,5Н, 6Э18Н60 и др.), циклоалифатические эпоксидные смолы (УП-612, УП-632, УП-648 и др.). Полимерные композиционные материалы, изготовленные на основе эпоксидных смол, обладают высокими механическими свойствами.

Технология изготовления материалов на основе эпоксидных смол заключается в пропитке волокон, тканей, нетканых волокнис­тых материалов, бумаги и др. После отвердения их обрабатывают ме­тодами прямого прессования, контактного формования, вакуумного формования и др. Температура обработки составляет 20... 180 °С.

Фенолоформальдегидные смолы — это полимеры, представляющие собой продукты поликонденсации фенолов с формальдегидом. В за-висмости от условий поликонденсации образуются резольные (тер­мореактивные) или новолачные (термопластичные) фенолоформаль­дегидные смолы.

В неотвердевшем состоянии фенолоформальдегидные смолы представляют собой хрупкую прозрачную аморфную массу, перехо­дящую при 60... 120 "С в жидкое состояние. Свойства резольных смол со временем изменяются, новолачные смолы в отсутствие влаги при хранении стабильны.

Максимальная температура отвердения смол лежит в диапазоне 140...200 °С. Продукты отвердения смол - резиты. Это хрупкие ма­териалы с некристаллической структурой, обладающие высокими прочностными, электроизоляционными, антикоррозионными свой­ствами. Резиты устойчивы к действию большинства кислот. Темпе­ратура деструкции фенолоформальдегидных смол выше 300 °С.

Переработка фенолоформальдегидных смол при производстве полимерных композиционных материалов включает пропитку тка­ных и нетканых волокнистых наполнителей, бумаги и других мате­риалов. После отвердения они обрабатываются методами прямого и литьевого прессования, литья под давлением, экструзии, вакуумно­го формования.

Фурановые смолы представляют собой олигомерные продукты, содержащие в молекулах фурановый цикл и способные превращать­ся в присутствии катализатора и (или) при нагревании в трехмерные полимеры. Фурановые смолы отверждаются так же, как фенолофор­мальдегидные. Промышленностью выпускаются фурановые смолы марок ФА, ФЛ, ФАЭД и др. Продукты отвердения фурановых смол являются тепло-, кислото- и щелочестойкими материалами, их раз­ложение происходит при температурах выше 300 °С. Технология пе­реработки фурановых смол в полимерные композиционные матери-лы заключается в пропитке наполнителей типа тканей, волокон и др. После отвердения обрабатываются методами прямого прессования, автоклавного формования и др.

Кремнийорганические полимеры (силиконы, полиорганосиликоны) представляют собой термостойкие высокомолекулярные элементоор-ганические соединения, содержащие в составе элементарного звена макромолекулы атомы кремния и углерода. Промышленностью вы­пускаются кремнийорганические смолы К-41, К-44, КО-916, КО-946 и др. Полимеры устойчивы к действию большинства кислот и щело­чей. Смолы перерабатываются в полимерные композиционные ма­териалы путем пропитки наполнителей с последующим отвердени­ем. Изделия изготовляют методами прямого прессования, контакт­ного формования и др.

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ТОВАРОВ МАССОВОГО ПОТРЕБЛЕНИЯ

Исторически сложилось так, что основным заказчиком большей части высокотехнологичных композиционных материалов была во­енная промышленность. Первые образцы многих композиционных материалов появлялись в самолетостроении, ракетостроении, судо­строении. Таким образом, военная промышленность явилась иници­атором разработки многих композиционных материалов, обладаю­щих наиболее высоким комплексом служебных свойств. Однако по­степенно, по мере совершенствования технологии производства композитов, снижения их себестоимости они стали применяться и в других, гражданских отраслях промышленного производства. В на­стоящее время можно привести большое количество реальных при­меров, отражающих эффективность применения композиционных материалов при производстве товаров массового производства.

Широкое распространение композиционные материалы получи­ли в автомобилестроении. Речь идет как о гоночных (единичных) автомобилях, так и об автомобилях массового производства. Основ­ная причина, по которой композиты широко используются при со­здании спортивных автомобилей, заключается в необходимости сни­жения веса изделия. В массовом производстве автомобилей очень важным фактором является также и возможность снижения их цены за счет использования композиционных материалов. При использо­вании полимерных композитов экономия в массе автомобиля дости­гает ~ 40% при сохранении грузоподъемности. Результатом этого является снижение нагрузки на основные узлы автомобиля, повыше­ние его долговечности.

Первым типом матричного материала, использованного для из­готовления композитов в автомобилестроении, была полиэфирная смола. Этот материал является высокотехнологичным и относи­тельно дешевым. В качестве упрочнителя широко используется стек­ловолокно (стеклоткани, маты, ровница). В настоящее время поли­мерные композиционные материалы широко используются для из­готовления различных элементов кузова автомобилей. Однако этим область применения композитов в автомобилестроении далеко не исчерпывется. Активно ведутся работы по использованию металли­ческих и керамических композиционных материалов для изготовле­ния тяжело нагруженных деталей двигателей автомобилей.

В электротехнических приборах широко применяются автомати­ческие выключатели, размыкающие электрическую цепь при пере­грузках или коротких замыканиях. Важным элементом выключате­ля является контакт. Часто контакты выполняются из серебра или с серебряным покрытием. Для изготовления крупных по размерам контактов применяются композиционные материалы типа серебро-оксид кадмия. Содержание оксида кадмия может достигать 10... 15%. Получают такие композиты по методу внутреннего окисления.

Для изготовления прерывателей, рассчитанных на величину тока до 125 А, используют композиционные материалы систем Ag—W, Ag—Mo, Ag—карбид вольфрама, содержащие 25...40% серебра. При­сутствие в материале вольфрама, карбида вольфрама или молибдена позволяет устранить сваривание контактов, снизить степень их раз­рушениями возникновении электрической дуги. В трансформа­торах мощностью до 10 кВА используют контакты, изготовленные из композитов типа Си—W. Содержание вольфрама составляет 68%, что обеспечивает высокую эрозионную стойкость контактов. Полу­чают композиты такого типа по методу пропитки вольфрамового каркаса жидкой медью.

Для изготовления скользящих щеточных контактов, используе­мых в электрических двигателях и генераторах, могут быть приме­нены металлические композиционные материалы. С целью сниже­ния трения в них добавляют определенное количество графита.

Композиционные материалы нашли применение в осветитель­ной технике. Основным материалом, используемым для изготовле­ния нитей накаливания, является тонкая вольфрамовая нить. Для того чтобы снизить количество отказов ламп по причине обрыва нитей, были разработаны непровисающие накальные нити из торированного вольфрама. Упрочнению вольфрама способствуют мелко­дисперсные частицы диоксида тория Th0₂. Материалом катода га­зоразрядных (неоновых) ламп служит вольфрам с оксидом бария или стронция. Для изготовления импульсных ламп применяют спечен­ные композиционные материалы, в состав которых входят вольфрам, никель, алюминат бария или оксида бария.

Высокие показатели удельной прочности композиционных ма­териалов лежат в основе их выбора для изготовления спортивного инвентаря. Речь идет о теннисных ракетках, лыжных палках, лыжах, клюшках для игры в гольф, спортивных велосипедах, других видах спортивных изделий. Прекрасными характеристиками обладают удочки, изготовленные из современных композиционных материа­лов (например, из УУКМ).

Композиционные материалы находят широкое применение при изготовлении протезов. Эти изделия должны быть легкими, надеж­ными и долговечными. В настоящее время из углерод-углеродных и других типов композиционных материалов производят протезы рук и ног. Использование композиционных материалов при изготовле­нии протезов является наиболее перспективным направлением.

Подводя итоги, следует отметить, что композиционные матери­алы находят все более широкое применение в различных отраслях производства. Можно привести сотни других убедительных приме­ров, свидетельствующих об эффективности практического использо­вания композиционных материалов.

Заключение

Перспективы широкого применения композиционных матери­алов связывают с разработкой новых видов армирующих и матрич­ных материалов, разработкой и усовершенствованием существующих технологических процессов, значительным снижением стоимости получаемых композитов. Анализ этих трех перечисленных направле­ний позволяет говорить об очень широком поле деятельности, откры­вающемся для специалистов, связанных с проблемами разработки, производства и применения композиционных материалов.

В ближайшие годы композиционные материалы сохранят веду­щую роль в двигателестроении, судостроении, самолетостроении, в некоторых областях электротехники. Возможности существенного улучшения свойств за счет использования традиционных подходов, основанных на оптимизации легирования сталей и сплавов, измене­ния режимов их термического и термопластического упрочнения, близки к исчерпанию. Анализ эффективных решений, осуществлен­ных в материаловедении в течение последних десятилетий, свиде­тельствует о том, что наиболее существенное повышение уровня свойств материалов конструкционного назначения следует ожидать при разработке композиционных материалов.

Усилия специалистов, связанных с разработкой новых компози­ционных материалов, направлены на повышение удельной прочно­сти композитов, существенное повышение жаропрочности, сниже­ние веса конструкций, улучшение других характеристик.

В настоящее время не вызывает сомнений то, что создание вы­сокоскоростных пассажирских поездов и автомобилей, самолетов новых поколений, судов без разработки новых композиционных материалов невозможно. Выпуск новой высокоэффективной техни­ки, как правило, сопровождается одновременной разработкой новых материалов, в первую очередь композиционных. Как и прежде, наи­более эффективные материалы будут появляться, вероятно, в высо­котехнологичных отраслях промышленного производства (самолето­строении, ракетостроении).

Важным фактором, способствующим использованию компози­тов при изготовлении товаров массового потребления, является сни­жение себестоимости их производства. Это возможно лишь при раз­работке относительно простых, экономичных технологических про­цессов. Поэтому в ближайшие годы следует ожидать больших изменений и в этой области.