Мета та завдання роботи. Мета роботи – вивчити загальну будову та принцип роботи мембранного преса на основі функціональної схеми

Мета роботи – вивчити загальну будову та принцип роботи мембранного преса на основі функціональної схеми, а також проаналізувати основні групи параметрів (дій), які визначають стан об’єкта.

Завдання роботи:

1. Ознайомитись з будовою та принципом роботи мембранного преса “WEMHÖNER”.

2. Встановити вхідні параметри (дії) об’єкта керування.

3. Встановити збурювальні параметри (дії), які впливають на об’єкт керування.

4. Встановити керувальні параметри (керувальні чи регулювальні дії) об’єктом керування.

5. Встановити вихідні параметри (керовані, регульовані величини) об’єкта керування.

6. Побудувати структурну модель об’єкта керування.

2. Теоретичні відомості

2.1. Опис експериментальної установки

В якості експериментальної установки використовується мембранний прес “Wemhoner” (рис. 1.1) з однопроміжковою камерою пресування (рис.1.2). Технічні та технологічні характеристики зазначеного преса подаються у таблиці 1.1.

Таблиця 1.1. Технічні характеристики мембранного преса

Рис. 1.1. Лабораторний мембранний прес “Wemhoner”

Рис.1.2. Камера пресування

Функціональну схему преса зображено на рис. 1.4. Перед початком технологічного процесу прес з’єднується за допомогою гнучких шлангів з ресивером компресора, причому технологічний процес можливий за умови, коли тиск у ресивері сягне мінімальної позначки 4 bar.

Важливим етапом являється нагрівання верхньої та нижньої плити камери пресування. Гідравлічні мережі трубосполучень утворюють одну систему, яка забезпечує нагрівання мастила, циркуляцію, очищення та контроль температурного режиму. Циркуляцію мастила забезпечують потужні гідравлічні насоси, які приводяться у рух за допомогою електродвигунів. Об’єми проходження рідини через трубопроводи регулюються витратомірами. Контроль температурних режимів здійснюється за допомого контролерів, покази яких виводяться на табло пульту контролю. При досягненні температури 120°С нагрівання мастила припиняється.

Крім температурної дії у пресі використовуються також силова дія, зокрема максимальний тиск пресування, що створюється гідроциліндрами та пневмокомпресором сягає 50 bar. Величина розрідження у камері пресування регулюється і сягає величини у 5 bar.

Вимірювання температурних показників здійснюється безпосередньо з вимірювальних приладів, що встановлені на пресі а також з органу керування (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Орган керування мембранним пресом WEMHÖNER

Рис. 1.4. Функціональна схема преса

2.2. Аналіз етапів технологічного процесу пресування

Спочатку створюється вакуум між мембраною та гарячою верхньою плитою, внаслідок чого мембрана щільно прилягає до верхньої плити та нагрівається (рис. 1.5).

Вакуум Вакуум Рис. 1.5. Нагрівання мембрани верхньою плитою

Потім завантажують заготівку на нижню плиту пресаі покривають зверху поліхлорвініловою (ПХВ) плівкою. Після завантаження заготівок верхня плита опускається так, щоб дистанційні планкипритискали плівку до нижньої плити (рис. 1.6).

Вакуум Вакуум Рис. 1.6. Закривання камери пресування з одночасним нагріванням мембрани

Далі створюється вакуум між плівковим покриттям і мембраною, внаслідок чого плівкове покриття притискається до мембрани і нагрівається.

Вакуум Вакуум Вакуум Вакуум Рис. 1.7. Нагрівання облицювальної плівки у закритій камері пресування

Найвідповідальніший етап – пресування, на відміну від попереднього технологічного процесу в даному випадку процес теплопередачі здійснюється більш ефективно, оскільки мембрана та плівка мають більшу температуру, а процес пресування має меншу тривалість (рис. 1.8).

Вакуум Циркуляція під тиском Вакуум Вакуум Вакуум Вакуум Рис. 1.8. Процес пресування з циркуляцією повітря під тиском

Потім мембрана відокремлюється від заготівки шляхом створення вакууму між мембраною та верхньою плитою та одночасно подається охолоджене повітря під тиском у камеру між плівкою і мембраною.

Вакуум Повітря під тиском Повітря під тиском Вакуум Вакуум Вакуум Рис. 1.9. Завершення пресування у закритій камері

Завершальний етап – відкривання камери пресування.

Вакуум Вакуум Рис. 1.10. Відкривання камери пресування

2.3. Міцність клейового з’єднання – вихідний параметр процесу пресування

Для визначення міцності клейового з’єднання необхідно виконати нарізування зразків плівки ПВХ та зразків плити МДФ за розмірами згідно стандартів ГОСТ 15867-79, ГОСТ 16483-78 (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Взірець для дослідження: 1 – плівка ПВХ; 2 – клейовий шар; 3 – основа взірця (МДФ); 4 – лінія для установки призми

Розмішана клейова суміш ПУР 150.50 у спеціальній місткості для розчинів заливається у резервуар розпилювача пневмокомпресора. Клей розпилюється у вигляді дисперсії на дослідні зразки, а потім вирізані фрагменти плівки ПВХ накладаються на зовнішню поверхню основи. Потім зразки встановлюються у камеру пресування мембранного преса за таких температурних режимів: температура верхньої плити до 120°С, а нижньої – до 122°С. Далі розпочинається технологічний процес пресування, який триває протягом 30 с.

Після технологічної витримки взірців протягом 7 днів при температурі 18 ±5º C і відносній вологості повітря 66±10 %, виконуються спеціальні пропили для утворення звисів за схемою, зображеною на рис. 1.12.

Рис. 1.12. Схема випилювання взірців із заготовки: 1 – пропили; 2 – пропили для утворення звисів; 3 – основа взірця; 4 – плівка ПВХ

Пропили для утворення звисів облицювального матеріалу не доводяться до внутрішньої поверхні плівки ПВХ на 0,1 - 0,2 мм. Остаточну доводку пропилу до облицювального матеріалу і зачищення звисів виконують вручну шляхом шліфування згідно ГОСТ 6645-68.

Перед дослідженням на розривній машині кожен взірець нумерується. Посередині взірців на бокових кромках проводять лінію для правильної установки овальної призми (пуасона), яка перпендикулярна до поверхні облицювального матеріалу.

Потім взірець розміщується у затискному пристрої (рис. 1.13) та закладається у розривну машину УММ-5 (рис. 1.14). На взірець встановлюється овальна призма так, щоб навантаження співпадало з серединою взірця (риски на взірці і призмі повинні співпадати). Точна установка призми виконується при попередньому навантаженні

2-3Н. Після закінчення установки призми навантаження збільшують з постійною швидкістю, що становить 20-30 мм/хв.

Рис. 1.13. Затискний пристрій з взірцем: 1 – пуансон (призма овальна); 2 – взірець; 3 – плівка ПВХ; 4 – лінія установки призми; 5 – основа пристрою; 6 – стріла стаціонарна; 7 – стріла рухома; 8 – ножі опорні; 9 – гвинт; 10 – маховик

Рис. 1.14. Встановлення затискного пристрою з взірцем у розривній машині УММ-5

Фіксується втрата міцності клейового з’єднання (відрив плівки ПВХ від основи МДФ) та відповідне максимальне навантаження, а також характер руйнування (рис. 3.13) по клейовому шву, по основі МДФ, по плівці ПВХ, змішаний.

а б

Рис. 1.15. Характер руйнування: а – по основі МДФ; б – по клейовому шву

Міцність клейового з’єднання визначається як питомий опір його нерівномірного відриву q , який визначається з похибкою 0,1 кН/м.

, (1.1)

де P – максимальне навантаження, кН;

b- ширина клейового з’єднання, м.

За кінцевий результат приймають середнє арифметичне значення міцності клейового з’єднання всієї серії досліджень. Статистичну обробку даних дослідження виконують по ГОСТ 16483.0-78. Отримане середнє арифметичне значення міцності порівнюється з нормативними значеннями.