Отчет по практике в ОАО «СТЕКЛОНиТ»

>   2  Краткая  техническая характеристика  существующего  оборудования 

   Выработка комплексных стеклянных нитей в  отечественной промышленности осуществляется на стеклопрядильных агрегатах СПА, состоящих из 6 или 12 технологических ячеек [1]. Каждая технологическая ячейка включает: электропечь с системой силового питания и регулирования температурного режима, загрузочный аппарат, нитеформирующий узел с системой подачи замасливателя, наматывающий аппарат и электрошкаф питания злектроприемников ячейки. Агрегат включает общие для всех ячеек системы снабжения электроэнергией, водой, замасливателем, стеклошариками и отвода отработанной воды и замасливателя. Все агрегата, связаны в общецеховые системы коммуникации и централизованное подачи пустых бобин (манжет).

   В основу промышленных конструкций стеклопрядильных агрегатов заложена укороченная  технологическая линия, предусматривающая  одновременное обслуживание оператором всех узлов линии.

   Достоинством  укороченной технологической линии  является более компактное расположение технологического оборудования и более логично очерченный фронт его обслуживания оператором. В то же время укороченная линия несколько затрудняет процесс приемки и укладки нити на паковке, особенно при большой ее длине или при приемке двух нитей на отдельные паковки.

   Наматывающие  аппараты установлены внутри каркаса  агрегата, технологические узлы (бобинодержатели, раскладчик и органы управления) которого выходят в рабочую зону оператора. Выступающие снаружи узлы аппарата закрываются ограждением с откидной дверцей. Системы разводки воды, замасливателя, электроэнергии размещены внутри агрегата. Снаружи агрегата по ходу нити расположен нитеформирующий узел. Над рабочей зоной оператора расположен защитный экран, предотвращающий прямое тепловое воздействие на его нагретых элементов электропечи.

   Электропечь содержит [2] (рисунок 2.1) каркас 1, стеклоплавильный сосуд 2, узел электроконтактов 3 и их подвески 4, футеровку 5 в подфильерный холодильник 6, изготовляемый, как правило, из меди. В зависимости от схемы непрерывного материального питания электропечь снабжена трубчатым или полевым загрузочным узлом с соответственно ручьевым или кассетным подающими элементами. В случае наличия опорного подфильерного холодильника между его ламелями 6а и сосудом 2 укладывается огнеупорная керамическая соломка 8.

   

   1 –  каркас; 2 – щелевой стеклоплавильный  сосуд; 3 – электроконтакты; 4 – подвеска  узла токопровода; 5 – футеровка; 6 – подфильерный холодильник; 7 –  кассета; 8 - огнеупорная керамическая  соломка.

   Рисунок 2.1 - Схема электропечи с щелевым  загрузочным узлом

   В стеклоплавильном сосуде происходит плавление  стекла и подготовка его к формованию.

   Стеклоплавильный  сосуд представляет собой малогабаритную электрическую печь сопротивления [1], изготовленную из сплава благородных металлов, главным образом платины, родия и палладия. Корпус сосуда состоит из боковых (рисунок 2.2) и торцевых стенок 2 с токоподводами 3, загрузочной щели 4, экранов 5 для интенсификации процесса плавления и сеток 6 для выравнивания свойств расплавленного стекла. Снизу сосуд ограничен дном 7 (фильерной пластиной) с отверстиями, в которые вварены насадки 8 (фильеры), чаще всего цилиндрической формы. Число насадков (фильер) в одной пластине колеблется от 50 до 800. Длина фильер 0,3-0,6 см, внутренний диаметр 0,08-0,3 см. Срок службы сосудов составляет 4 - 9 месяцев.

   

   Рисунок 2.2 – Стеклоплавильный сосуд

   Сосуд разогревается до температуры 1250-1450 °С проходящим через него электрическим  током силой 2000-6000А и напряжением 3-6В, для получения которого в агрегате предусматривается установка понижающего трансформатора на каждое рабочее место. Для уменьшения расхода энергии и потерь тепла сосуд при монтаже тщательно изолируется.

   Конструкция стеклоплавильного сосуда должна обеспечивать:

- бесперебойный  прием и проплавление стеклянных  шариков с заданной интенсивностью (для выбранной схемы материального питания установки);

- прогрев  и высокую степень гомогенизации  и дегазации образующейся в  плавильной зове стекломассы, по мере ее продвижения в выработочной зоне;

- равномерную  во всему фанерному полю и  стабильную во времени подачу  стекломассы в зону формования с заданной интенсивностью и без какой-либо склонности к растрескиванию ее по наружной поверхности конструктивных элементов формующего узла;

- щадящие  термомеханические условия работы  конструкционного материала с  целью обеспечения возможно большего  срока служба сосуда (200-250 суток), минимального удельного расхода  и потерь платинового сплава;

- возможно  больший тепловой коэффициент  полезного действия электропечи.

   Система непрерывной лотковой загрузки[7]. Наиболее надежной и простой является система непрерывной лотковой загрузки стеклошариков (рисунок 2.3), которая не нуждается в каких-либо приводных элементах для активизации движения стеклошариков. На всех участках пути из бункера 1 в сосуд 5 стеклошарики движутся самотеком по мере их расплавления и расходования расплава. Для достижения высокой надежности работы лоткового загрузочного аппарата необходимо, чтобы высота выходного проема в нижней части бункера составляла 2,5-3 диаметра шарика, а ширина лотка за 4 диаметров шарика. Наклон лотка 2 не должен превышать 7-9° во избежание навалочного поступления шариков к устью кассеты 3, чреватого опасностью образования сводов при переходе наклонного потока стеклошариков в вертикальный. Для предотвращения прилипания к кассете 3 горячих шариков она в нижней части снабжается проточным холодильником, которые приваривается сплошным швом по всему периметру. Кассета крепится к каркасу электропечи специальными шпильками, приваренными к ее торцам.

   

 

   1 - бункер; 2 - лоток; 3 - кассета; 4 - носок; 5 - сосуд.

   Рисунок 2.3 - Схема непрерывной лотковой загрузки

   Перекрытие  потока стеклошариков осуществляется поднятием носка 4, шарнирно закрепленного на конце лотка 2. Днище лотка выполнено с прорезями для просева стеклосколов и стеклопыли. Неравномерное натяжение волокон в пучке, вызванное неизотермичностью фильерного поля, также может быть причиной обрывов в нитесборнике.

   Подаваемый  в нитесборник замасливатель  лишь в малой части (до 5-10 %) остается на волокнах [6]. Остальная часть замасливателя преимущественно собирается и после фильтрации используется вторично. Определенное количество замасливателя взбивается в виде аэрозоля движущимися витью, механическими узлами и воздушными потоками и оседает на поверхности технологических узлов и окружающих предметов в виде более или менее выраженного скользкого налета.

   Существенное  улучшение процесса нанесения замасливателя  и нитеформирования достигается применением валкового или ленточного замасливающего устройства. Комбинированный валково-роликовый нитеформирующий узел содержит приводной валик 4, утопленный нижней частью в ванночку 5, в которую подается замасливатель через штуцер 9. Постоянство уровня замасливателяобеспечивается сливным патрубком 8 или плотиной. Ниже  ванночки устанавливается нитесборник 7. Комбинированный нитеформирующий узел устанавливается на технологической линии таким образом, чтобы прядь волокон, заправленных в нитесборник 7, слегка касалась выступающей части валика 4, который вращаясь всегда несет на своей поверхности слой замасливателя в наносит его на волокна. Тот факт, что волокна контактируют с замасливателем до их сбора в пучок является решающим в улучшении процесса нитеформирования и обеспечении лучшей склейки нити. Количество наносимого замасливателя регулируется частотой вращения валика.

    Применение  валкового замасливающего устройства существенно улучшает качество нанесения  замасливателя и снижает его  расход. Валковое замасливающее устройство состоит из ванночки 5 (см. рисунок 2.4) с валиком 6, который имеет принудительное вращение от электродвигателя 7. Замасливатель подается в ванночку через штуцер 8. Сливной патрубок 9 обеспечивает постоянный уровень замасливателя в ванночке. Под ванночкой 5 устанавливается нитесборник 10 с V-образной канавкой. Валик монтируется параллельно продольной оси стеклоплавильного сосуда, пучок волокон 11 распределяется по поверхности валика, каждая элементарная нить смачивается отдельно, поэтому количество и; равномерность нанесения замасливателя повышаются. 
 

   

   Рисунок 2.4 – Валковое замасливающее устройство

   В настоящее время для бобинного  производства комплексных стеклянных нитей используется три типа наматывающих аппаратов: НАС-2 в составе агрегата СПА-6с, HAC-1 в составе агрегата СПА-Зс В-77 в составе агрегата СПА-4с.

   Наматывающий  аппарат НАС-2[6], используемый в составе агрегата СПА-6с наматывающий аппарат НАС-2 снабжен поворотным столом с двумя бобинодержателями, периодически сменяющими друг друга в процессе намотки нити.

   Аппарат снабжен нерегулируемым электроприводом  с клиноременной передачей. Согласно кинематической схеме аппарата (рисунок 2.5) попеременный привод двух бобинодержателей 1 осуществляется посредством сменного шкива 2 и клиноременной передачи 3 от асинхронного двигателя 4. Второй двигатель 17 через клиноременную передачу 18, червячный вал 16 и шестерню 15 вращает вал 14 поворотного стола 13. Двигатель 12 вращает вал раскладчика 5. На валу 14 находятся эксцентрики, которые шатунной передачей связаны с обгонными муфтами 6. Поступательное движение раскладчика производится окошенным кулаком II, который приводится во вращение обгонными муфтами 6 через пару шестерен 9 в 10. Для ручной регулировки положения раскладчика предусмотрена рукоятка 7 с цепной передачей 8. Синхронизация узлов и элементов механическая, что делает аппарат достаточно сложным в изготовлении и в обслуживании.

   Аппарат включается в работу ножной педалью. Паковка формируется вращением раскладчика и его медленным перемещением вдоль бобинодержателя. В конце каждого цикла намотки системой механической синхронизации включается поворот стола на 180°, в результате чего запасной бобинодержатель переводится в рабочее положение, а оператор палочкой помогает стеклонити захлеснуться на бобину.

   

 

   1 - бабинодержатели; 2 - сменный шкив; 3 – клиноременная  передача; 4 - электродвигатель привода  бобинодержателей; 5 - раскладчик нити; 6 - обгонные муфты; 7 - рукоятка; 8 –  цепная передача; 9,10,15 - шестерни; 11 - скошенный кулак; 12 - двигатель; 13 - поворотный  стол; 14 - вал; 16 - вертикальный червяный вал; 17 - электродвигатель привода стола.

   Рисунок 2.5 - Кинематическая схема наматывающего  аппарата НАС-2

   Соответствующим поворотом скошенного кулака II раскладчик 5 с нитью резко выходит в  исходное переднее положение и цикл намотки повторяется.

   При обрыве нити в середине цикла оператор рукояткой 7 быстро выбирает оставшуюся часть пути движения раскладчика, чем  достигается перевод стола для  последующего возобновления цикла  намотки, а второй ножной педалью  выключает аппарат. Далее оператор заправляет все волокна и возобновляет цикл намотки. 

   2.1   Фильеры 

   Конструкции и точность изготовления фильер влияют на структуру, физико-механические свойства нитей и устойчивость процесса формования [9].

   К конструкции фильер предъявляют  такие основные требования: размеры, форма и расположение отверстий  в фильере должны обеспечивать устойчивость процесса формования нитей с заданными  физико-механическими свойствами; фильеры  должны обладать достаточной механической прочностью; материал фильер должен быть стойким к агрессивному и высокотемпературному воздействию раствора, расплава и осадительной ванны; конструкция фильер должна обеспечивать сведение до минимума зон застоя раствора или расплава.

   В зависимости от вида перерабатываемого  полимера фильеры делятся на две  группы: фильеры для формования из растворов (по ГОСТ 19447-74), фильеры для  формования из расплавов (по ГОСТ 16954-79).

   Фильеры для формования нитей из расплавов  представляют собой плоские пластины круглой, прямоугольной, овальной и  сегментной формы. Толщина фильер 5-25мм. Круглые фильеры изготовляют пяти исполнений: гладкие, с кольцевой проточкой, с наружной и внутренней проточкой, с отверстиями для фиксации; сегментные - семи исполнений в зависимости от расположения отверстий на плоскости фильеры, прямоугольные - только в одном.

   Фильеры характеризуются следующими основными  параметрами: числом, размером, формой или геометрической конфигурацией  отверстий, их расположением.