Мундштук для производства кирпича

Обновлено: 10.05.2024

Предлагаемая полезная модель относится к промышленности строительных материалов и предназначается для использования в производстве керамического полнотелого кирпича из глинистых пород и промышленных отходов способом пластического формования (методом экструзии). Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в повышении качества формования полнотелого керамического кирпича за счет предотвращения образования свили. Указанный технический результат достигается тем, что внутри прессовой головки в радиальном положении и параллельно продольной оси пресса устанавливается от 4 до 8 кернов в виде металлических прямоугольных пластин, укрепленных на держателе (скобе) в виде кольца. Эти пластины совместно с держателем за счет трения о них и обтекания уменьшают избыточную скорость движения глиномассы в головке и мундштуке пресса и предотвращают ее проворачивание вокруг продольной оси.

Известно устройство - прессовая головка в комплекте с мундштуком, являющимися частями ленточного пресса, предназначенного для формования полнотелого керамического кирпича методом выдавливания пластичной массы (экструзией) (Дроздов Н.Е. Механическое оборудование керамических предприятий. - М.: Машиностроение, 1975. - 248 с., с.36, рис,22). Прессовая головка в сечении имеет цилиндрическую форму и предназначена для передачи продавливаемой шнеком массы в мундштук. Мундштук имеет форму прямоугольного усеченного конуса, основание которого сочленено с прессовой головкой, а вершина является выходным отверстием для выдавливаемого керамического бруса. Благодаря своей форме (конусности) мундштук служит для уплотнения массы и придания ей нужной прямоугольной формы. Оба эти узла - прессовая головка и мундштук - являются пустотелыми.

Недостатками данного устройства являются неравномерность движения массы по сечению пресса, т.к. продавливаемая керамическая масса испытывает тормозящее трение о внутренние поверхности прессовой головки и мундштука, в результате чего ее скорость движения по периметру бруса существенно меньше, чем в глубине. По центру бруса скорость выдавливания также меньше из-за наличия шнека, а, кроме того, имеет место проворачивание массы вокруг продольной оси пресса. Неравномерность движения массы по сечению бруса и ее проворот приводит к расслоению, т.е. к свили, и, как следствие, к задирам по углам мундштука («драконий зуб»), а также к многочисленным трещинам, появляющимся при сушке и обжиге полуфабриката.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является мундштук ленточного пресса для изготовления строительных изделий (Патент РФ 13631) содержащий корпус с формующей и калибрующей зонами и размещенными в нем кернами-пустотообразователями (керны), причем керны дополнительно снабжены жестко установленными в них ножами.

Недостатком данного устройства является невозможность получить полнотелый кирпич из-за создаваемых кернами пустот в виде каналов.

Задачей, на решение которой направлено создание предлагаемой полезной модели, является выравнивание скоростей истечения выдавливаемой керамической массы по сечению бруса и исключение ее проворота вокруг продольной оси.

Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в повышении качества формования полнотелого керамического кирпича за счет предотвращения образования свили.

Указанный технический результат достигается тем, что внутри прессовой головки в радиальном положении и параллельно продольной оси пресса устанавливается от 4 до 8 кернов в виде металлических прямоугольных пластин, укрепленных на держателе (скобе) в виде кольца. Эти пластины совместно с держателем за счет трения о них и обтекания уменьшают избыточную скорость движения глиномассы в головке и мундштуке пресса и предотвращают ее проворачивание вокруг продольной оси.

На фиг.1 изображено устройство для пластического формования полнотелого керамического кирпича. Оно состоит из прессовой головки (1), внутри которой, в радиальном положении и параллельно продольной оси пресса устанавливаются от 4 до 8 кернов (3) в виде металлических прямоугольных пластин шириной 1/3 радиуса прессовой головки, укрепленных на кольцевом держателе (кольцо-держатель) (2), а также мундштука (4), имеющего форму усеченного прямоугольного конуса, сочлененного с прессовой головкой своим основанием.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Наиболее быстро движущаяся часть массы, занимающая пространство от 1/3 до 2/3 радиуса прессовой головки (1), встречает сопротивление предлагаемых к установке кольца-держателя (2) и кернов (3). За счет обтекания кольца-держателя (2) и кернов (3), а также трения о них, скорость движения массы в этом объеме прессовой головки (1) замедляется, а вблизи стенок как прессовой головки (1), так и мундштука (4), равно как и по их оси, наоборот, повышается, т.е. скорость движения выравнивается по сечению бруса. Радиально расположенные керны (3), кроме того, не позволяют массе совершать круговое движение под воздействием вращающегося шнека.

Керны (3) устанавливаются на таком расстоянии от выходного отверстия мундштука (4), которое обеспечивает смыкание временно возникших при их обтекании массой пустот под уплотняющим действием конусности мундштука (4), в результате чего образуется монолитный полнотелый керамический брус без свили.

Устройство для пластического формования полнотелого керамического кирпича, содержащее мундштук и керны, отличающееся тем, что дополнительно содержит прессовую головку, внутри которой радиально установлены керны, в виде металлических прямоугольных пластин, укрепленные на кольце-держателе, причем мундштук имеет форму усеченного прямоугольного конуса.

Пластическая формовка изделий выполняется выдавливанием пластичной массы через мундштук заданного профиля с последующим резанием непрерывного бруса на изделия стандартной длины или запреасовыванием этой массы в прессформы (наливные прессы).

Конструкция мундштука определяет как форму, так и некоторые свойства изделия, независимо от устройства пресса.

Конструирование мундштуков производится преимущественно на основании практических данных — теоретические расчеты переменных свойств глин не дают надежных результатов.

Ниже приведены примеры конструкции мундштуков для отдельных видов стеновых материалов. Эти мундштуки могут быть изменены применительно к местным условиям (свойствам глин, количеству отощающих добавок, влажности массы, наличию ва куумирования и величине прессующего давления).

Некоторые мундштуки имеют устройство для орошения формующих поверхностей. Для формования полнотелого кирпича преимущественно применяются орошаемые мундштуки. Вакууми- рованную массу можно формовать неорошаемыми мундштуками.

Мундштуки, изготовляемые из твердой породы дерева, скрепляются металлическими болтами. Внутренняя поверхность мундштука ( 33) покрыта латунными или стальными пластинами — «чешуей». Под пластинами сделаны канавки для подачч воды, облегчающей скольжение глиняного бруса по пластинам. Применяют также металлические мундштуки ( 34).

Длина мундштука колеблется в зависимости от формы изделий и свойств массы (от 30—50 до 200—275 мм). Для произ водства полнотелого кирпича следует применять мундштуки длиной от 100 до 200 мм, в зависимости от свойств сырья.

Смотрите также:

Способ пластического формования. Изготовление керамических изделий из пластичного теста (с влажностью 18—26
В зависимости от вида изделий выходное отверстие мундштука имеет различную форму: прямоугольную для сплошного.

Формование керамических изделий.
При условии недостаточной пластичности и липкости массы, а также малом противодавлении, возникающем в головке и мундштуке пресса
Установка мозаичных изделий и устройство наборно-мозаичных облицовок.

В связи с этим выбирают и способ формования изделий — пластическое формование
Глиняный брус требуемого сечения, выходящий через мундштук пресса, разрезают резательным аппаратом на изделия (сырцовые изделия).

После этого глиняный брус, выходящий из мундштука пресса, разрезают на пластины-заготовки, размеры которых соответствуют величине формуемых изделий. Нарезанные заготовки подают к месту формовки изразцов.

ФОРМОВКА . Ленточную черепицу формуют при прохождении глиняной массы через мундштук пресса.
Глиняная черепица - кровельный материал, получаемый из легкоплавких глин путем пластического формования (ленточная) или прессования.

Приветствую всех участников форума!
Такой вопрос:кто нибудь применял сам или сталкивался с футеровкой мундштука из фторопласта или капролона. Ну или любого другого материала, позволяющего уменьшить трение глины о внутреннюю поверхность мундштука. Очень хочется отказаться от водяного орошения при работе на тощих глинах.

Могу посоветовать такой вариант

А это пластик или техническая керамика? Насколько это покрытие эффективно для уменьшения трения глины о футеровку мундштука?

как сделать такой мундштук

Видел в Германии вкладыш в голове пресса из фторопласта или капролона, не знаю. Но немцы ответили на вопрос что он дает, что за 1,5 года эксплуатации сами понять не могут, если в этом плюсы. А вот керамика (футеровка мундштука на фото) это вещь. В Томске делают. Керны тоже кстати изготавливают, качество проверено в течении 8 лет, проблем нет.

Всех с прошедшими праздниками!
Отчитаюсь: провел испытания мундштука, футерованного фторопластом, на лабораторном прессе. Результаты хорошие, теперь дело за малым))) - внедрить в жизнь.
Формовалось из суглинка с числом пластичности 7 и содержанием глинистых(по Рутковскому) 10 %.
Мундштук без фторопласта

Мундштук футерованный фторопластом

То что победили драконов зуб это хорошо.
Вопрос- внутренние углы у мундштуков одинаковые ? Замеряли изменение скорости истечения бруса и изменение нагрузки на пресс?
При использовании мундштуков футерованных керамикой отмечается ускорение истечения бруса и одновременное снижение нагрузки на двигатель экструдера процентов на 10.
Фтроропласт однозначно снижает трение массы по стенкам и соответственно ускоряет переферийные слои ( отчего и перестало драконить). Фторопласт мягкий и его может быстро съедать абразивной массой. Его роль больше подходит на прокладки между слоями мундштука и под тормозную систему.
Попробуйте мундштук изнутри " покрасить" тонким слоем эпоксидной смолы и получите похожий эффект по исчезновению драконова зуба ( пока не сотрется слой эпоксидки).

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Абакумов А.Е., Погребенков В.М., Марков К.В., Пьянков А.Г., Горбатенко В.В.

Предложена оригинальная конструкция мундштука, которая позволяет с минимальными издержками проводить как подбор оптимальных параметров формования, так и обеспечить стабильный выпуск продукции. Главной особенностью предлагаемой формовочной оснастки является то, что в конструкции мундштука используется специальная деталь вкладыш с унифицированными внешними размерами, которая жестко фиксируется между подмундштучной и надмундштучной плитой с калибрующей рамкой.

Текст научной работы на тему «Унифицированная оснастка для формования керамического кирпича методом экструзии»

A.Е. АБАКУМОВ, канд. техн. наук, В.М. ПОГРЕБЕНКОВ, д-р техн. наук, К.В. МАРКОВ, инженер, А.Г. ПЬЯНКОВ, канд. техн. наук,

B.В. ГОРБАТЕНКО, канд. техн. наук, Томский политехнический университет

для формования керамического кирпича

Подавляющее большинство выпускаемого керамического кирпича в России формуется методом экструзии. В основном на прессах отечественного и импортного производства формуется брус сечением 250x120 мм, который потом режется на кирпичи размером 65, 88 и 138 мм (с поправкой на допуски и величину усадки). Для расширения ассортимента выпускаемой продукции на одной технологической линии нередко приходится выпускать продукцию упомянутых типоразмеров с различной пустотностью от 0 до 45%. Выпуск пустотелой продукции повышает эффективность работы технологической линии, снижаются удельный расход сырьевых материалов и затраты энергоносителей (примерно 7% на каждые 10% пус-тотности).

Технологические параметры проведения этапа формования во многом определяют качество выпускаемой

Унифицированная оснастка для формования керамического кирпича методом экструзии: 1 - головка пресса; 2 - подмундштучная плита; 3 -вкладыш мундштука; 4 - футеровка из корундовой керамики; 5 - корпус калибрующей рамки; 6 - надмундштучная плита; 7 - гайка; 8 - шпилька

продукции, так как на этом этапе закладывается большинство дефектов керамического кирпича. От параметров формования зависят такие браковочные признаки, как соответствие геометрическим размерам, форме, показателям внешнего вида согласно ГОСТ 530—2007. Необходимо обеспечить стабильность геометрических размеров не только у изделий в одной партии, но и желательно, чтобы стабильность размеров наблюдалась у всех партий керамического кирпича, выпускаемых на предприятии.

При формовании следует обеспечить однородность структуры формуемых изделий, так как это снижает вероятность возникновения дефектов при сушке и обжиге, а также повышает прочностные характеристики. Не допускается расслоения структуры бруса из-за свилеоб-разования или разности скоростей истечения различных слоев.

Оптимальность параметров формования зависит от целого комплекса причин — реологических свойств и влажности шихты, особенностей конструкции пресса и формовочной оснастки, степени вакуумирования, процента пустотности продукции. Причем для достижения наилучших результатов корректировке может подвергаться как состав шихты, так и конструкция формовочной оснастки.

Формовочную оснастку можно разложить на несколько конструктивных элементов, которые выполняют определенные функции. В головке пресса происходит усреднение пульсаций потоков и уплотнение глиняной массы.

В мундштуке происходит формование бруса требуемого сечения, дополнительное уплотнение глины и не допускается ее расслоения.

Фильера (система пустотообразователей) обеспечивает образование внутренних пустот в брусе без нарушения его сплошности.

Иногда используются дополнительные приспособления — «свилерезы», «тормоза» для регулирования характера истечения различных слоев глиняной массы.

Стабильность параметров формования обеспечивается износоустойчивостью, простотой обслуживания и замены формовочной оснастки.

С точки зрения технолога предприятия параметры пресса и его головки воспринимаются как данность в связи с практической сложностью их изменения. Корректировка параметров формования осуществляется подбором конструкции мундштука и фильеры (в случае формования пустотелой продукции) и корректировкой состава шихты, что не всегда возможно и чаще всего приводит к увеличению себестоимости.

Для проектирования формующей оснастки существует ряд теоретических рекомендаций. К сожалению, в

разных источниках зачастую находим противоречивые рекомендации [1, 2]. Тем не менее общее мнение заключается в том, что теоретические расчеты носят рекомендательный характер и требуют обязательной доработки на основании практических испытаний.

Подбор оптимальных параметров оснастки путем изготовления пробных образцов мундштука является затратным процессом. К тому же подбирать требуется оснастку для каждой пустотности и при существенных изменениях состава шихты. Как следствие, на многих предприятиях процесс подбора оптимальной конструкции формовочной оснастки не завершен, в связи с чем не реализован потенциал по улучшению качества и не достигнуты проектные объемы выпускаемой продукции.

Основная технологическая задача на этапе формования — оптимизация конструкции оснастки, которая позволит быстро менять параметры формования при минимальных затратах.

Нами предложена оригинальная конструкция мундштука, представленная на рисунке, которая позволяет с минимальными издержками проводить как подбор оптимальных параметров формования, так и обеспечить стабильный выпуск продукции. Подана заявка на полезную модель в Патентную службу РФ.

При проектировании оснастки за базу принимаются размеры сечения выходящего бруса, которые зависят от принимаемых размеров готового кирпича с учетом возможных изменений линейных размеров при упругом расширении бруса при выходе из мундштука, а также усадки при сушке и обжиге.

Головка пресса определяет размеры входного отверстия в полость мундштука. Конструкция головки пресса также определяет форму подмундштучной плиты и способ ее крепления. Размеры посадочного места под вкладыш мундштука выбирают исходя из особенностей головки пресса, подмундштучной плиты и вкладыша мундштука. Желательно в рамках одного предприятия при наличии нескольких формовочных линий (прессов) по возможности унифицировать размеры внешнего сечения мундштука и посадочных мест с целью обеспечения взаимозаменяемости деталей.

Надмундштучная плита изготавливается с учетом конструктивных особенностей подмундштучной плиты. При этом обеспечивается требуемая ориентация плит и вкладыша мундштука с осью пресса. Сочленение подмундштучной и надмундштучной плит производится при помощи направляющих шпилек и фиксируется при помощи гаек. При этом у конструкции есть одна степень свободы, т. е. возможно использовать вкладыши мундштука с разной высотой при сохранении подмундштучной и надмундштуч-ной плит.

Надмундштучная плита помимо посадочного места для вкладыша мундштука имеет посадочное место для калибрующей рамки. Это позволяет фиксировать геометрические размеры формуемого бруса и положение места выхода бруса относительно оси вала пресса.

Предлагается использовать в конструкции мундштука калибровочные рамки, футерованные износостойкой корундовой керамикой, срок службы которых в 10—15 раз больше металлических [3]. Внутренняя поверхность калибровочной рамки может быть как ровной, так и рифленой. Внешние размеры калибровочной рамки необходимо унифицировать в рамках предприятия. При использовании калибровочной рамки отпадает необходимость в использовании накаточ-ных и прижимных роликов для формирования накатки и корректировки размеров бруса, и, как следствие, устраняется человеческий фактор при настройке прижимных роликов.

Конструкция позволяет оперативно снимать калибрующую рамку и исключить ее поломку при чистке мундштука.

Главной особенностью предлагаемой формовочной оснастки является то, что в конструкции мундштука используется специальная деталь-вкладыш с унифицированными внешними размерами, которая жестко фиксируется между подмундштучной и надмундштучной плитами с калибрующей рамкой.

Тело вкладыша мундштука изготавливается методом литья минерально-полимерной или минерально-вяжущей композиции в форму с последующим отверждением. Требование к материалу — достаточная механическая прочность, водостойкость, износоустойчивость. Для увеличения износостойкости внутренних поверхностей вкладыша, находящихся в контакте с глиняной массой, предусмотрена возможность повышения прочности слоя введением специальных минеральных добавок или использование слоев износоустойчивых материалов, например корундовой керамики.

К достоинству способа изготовления можно отнести возможность изготовления внутренней полости как постоянной, так и переменной конусности, а также криволинейного профиля, что дает технологам возможность для поиска и экспериментов.

При проектировании формовочной оснастки для изготовления пустотелого кирпича следует учитывать, что при изменении степени пустотности выпускаемой продукции изменению подлежат как система пустотообра-зователей (фильера), так и вкладыш мундштука.

При изготовлении нескольких вкладышей с различной конусностью проводятся выпуски опытных партий кирпича, на основании испытаний которых принимается решение о постановке на производство формующей оснастки с определенными параметрами.

При этом на предприятии уменьшается парк мундштуков, так как корректировка размеров бруса и конусности мундштука достигается заменой вкладыша и калибрующей рамки. Возможна унификация мундштуков как в рамках предприятия, так и отрасли в целом для определенного типа прессов.

Таким образом, использование совокупности предлагаемых решений при проектировании и изготовлении формующей оснастки, а именно сменного вкладыша мундштука, износоустойчивой калибровочной рамки, пустотообразователей (кернов) из корундовой керамики, позволяет стабилизировать параметры формования на оптимальном уровне в течение длительного периода времени.

Ключевые слова: экструзия, мундштук, оснастка для формования, кирпич.

1. Кондратенко В.А. Керамические стеновые материалы: оптимизация их физико-технических свойств и технологических параметров производства. М.: Композит, 2005. 512 с.

2. Толкачев В. Я. Технология качественной экструзии изделий из глин. Красноярск: Компьютерные технологии, 2009. 220 с.

3. Погребенков В.М., Абакумов А.Е., Пьянков А.Г. и др. Повышение износостойкости формующей оснастки ленточных прессов // Строит. материалы. 2007. № 2. С. 54-55.

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Абакумов А.Е., Погребенков В.М., Марков К.В., Горбатенко В.В.

Показано, что модернизация формовочной оснастки является менее затратным мероприятием по сравнению с работами по модернизации сушильного комплекса предприятия, но обладает сопоставимым технологическим эффектом. Сделан сравнительный анализ разных конструкций формовочной оснастки, показана роль каждого элемента в формировании структуры бруса. Предложено использовать оснастку из корундовой керамики, что позволяет стабилизировать параметры формования на оптимальном уровне в течение длительного времени.

Текст научной работы на тему «Пути улучшения структуры бруса при пластическом формовании керамического кирпича»

А.Е. АБАКУМОВ, канд. техн. наук, В.М. ПОГРЕБЕНКОВ, д-р техн. наук, К.В. МАРКОВ, инженер, В.В. ГОРБАТЕНКО, канд. техн. наук, Томский политехнический университет

Пути улучшения структуры бруса при пластическом формовании керамического кирпича

При производстве стеновых керамических материалов преобладает пластический способ формования. Сложившееся положение объясняется рядом объективных факторов:

• методом пластического формования можно производить весь номенклатурный ряд изделий, перечисленных в ГОСТ 530-2007;

• карьерная влажность глин, особенно в Сибирском регионе, в основном равна или больше оптимальной формовочной влажности;

• при пластическом методе формования осуществляется наиболее экономичное удаление влаги в сушилках за счет утилизации тепла, отбираемого из зоны охлаждения печи;

• методом пластического формования возможно получение поризованной продукции путем введения до 40% выгорающих добавок, что в комбинации с высокой пустотностью обеспечивает хорошие теплоизоляционные свойства изделий.

В настоящее время на рынке строительных материалов обостряется конкуренция, поэтому задачи по повышению качества продукции становятся приоритетными для каждого предприятия, которое мобилизует все резервы для преодоления последствий экономического кризиса. Основными критериями качества являются внешний вид (геометрия, видимые дефекты изделий), а также прочностные показатели - марка по прочности и морозостойкости.

По мнению многих специалистов, показатели качества строительных керамических изделий, полученных методом экструзии, на 50-70% зависят от параметров формования изделий. Большинство дефектов закладывается именно на стадии формования, а затем лишь раскрывается при сушке и обжиге.

Практикой установлено, что при формовании оптимальной структуры сырца снижается его чувствительность к отклонениям тепловлажностного режима сушки и, как следствие, снижается доля брака и повышается стабильность показателей качества в партии изделий. Модернизация формовочной оснастки является менее затратным мероприятием по сравнению с работами по модернизации сушильного комплекса предприятия, но обладает сопоставимым технологическим эффектом. В период, когда предприятие обладает ограниченными ресурсами, они должны быть направлены в первую очередь на обеспечение оптимальных параметров формования продукции, так как это позволит обеспечить максимально возможную отдачу как по производительности, так и по качеству изделий при одинаковых вложениях.

Формовочная оснастка состоит из головки пресса, переходной плиты, мундштука и системы пустотообра-зователей в случае производства пустотелого кирпича. Мы считаем необходимым расширить этот список и обязательно включить в него калибровочную рамку и систему

тормозов. В отдельных случаях целесообразно использовать систему внутренних «кернов-тормозов» для оснастки при производстве полнотелого кирпича.

Целью использования набора формовочной оснастки является уплотнение формовочной массы, выравнивание скоростей истечения различных слоев массы на выходе бруса из выходного отверстия, формование требуемого профиля бруса, создание системы пустот внутри бруса в случае пустотелой продукции.

Возможны три основных типа эпюр скоростей истечения различных слоев бруса:

а) скорость истечения срединных слоев опережает скорость периферийных слоев;

б) скорость истечения периферийных слоев опережает скорость срединных слоев;

в) скорости истечения срединных и периферийных слоев примерно равны.

Во всех случаях неприемлемой является выраженная неравномерность скоростей истечения отдельных слоев. Это свидетельствует о засорении отдельных зон формовочной оснастки инородными предметами (сушняк, камни, древесина и т. д.) либо о неправильной конструкции или дефектности формовочной оснастки.

Неравномерность истечения различных слоев приводит в формированию неоднородной структуры бруса, характеризующейся слоистой структурой и различием в плотности различных зон. Вместе с тем определенная неоднородность плотности бруса может рассматриваться как благоприятная с точки зрения компенсации напряжений, возникающих при усадке различных зон сырца в процессе сушки.

Возникающие при сушке в теле сырца напряжения обусловливаются различием в величине усадки у различных слоев. Под действием этих напряжений происходит деформация изделий, а при превышении критического напряжения происходит переход энергии деформаций в энергию вновь образовавшейся поверхности раздела — т. е. происходит образование микро- и макротрещин. Формирование более плотных поверхностных слоев бруса и менее плотной середины способствует снижению внутренних напряжений между поверхностными и внутренними слоями: во-первых, за счет увеличения скорости перемещения влаги от середины к периферии; во-вторых, за счет возможной пластической деформации менее плотных срединных слоев под действием сжимающих усилий, возникающих при усадке наружных слоев.

На практике при формовании керамического бруса методом экструзии наиболее часто возникает задача по торможению центральных слоев бруса. Это обусловлено повышенной карьерной и, как следствие, повышенной формовочной влажностью бруса. Повышение влажности формовочной массы приводит к уменьшению ее эффективной вязкости и снижению внутреннего трения слоев массы. Для корректировки скорости истечения

научно-технический и производственный журнал

центральных слоев массы эффективно снижение формовочной влажности путем предварительной сушки части глинистого сырья в сушильном барабане или введения разувлажняющих добавок. Использование тощих разувлажняющих добавок повышает жесткость массы и способствует сдерживанию истечения срединных слоев.

Для снижения скоростей истечения центральных слоев бруса эффективно использование системы пусто-тообразователей и дополнительных тормозов, устанавливаемых на основании кернодержателей, или дополнительных трубок-тормозов, устанавливаемых на кер-нодержателях перед кернами. Интересен опыт ряда предприятий, где укороченная керновая система используется при формовании полнотелого кирпича. Данная система является эффективным решением, как при борьбе со свилеватой структурой бруса, так и регулируемым тормозом, воздействие которого можно из-меняеть при помощи различных комбинаций кернов и тормозных трубок.

Альтернативным методом корректировки скорости истечения слоев бруса является ускорение периферийных слоев. При этом возможно использовать увеличение конусности мундштука для ускорения пристеночных слоев, либо, что наиболее часто используется на отечественных линиях, снижение коэффициента трения между слоями массы и мундштуком за счет использования внутреннего орошения при помощи воды, пара, масла, мазута или их эмульсий.

Формовочную оснастку современных прессов пластического формования можно условно разделить на две основные группы. В первую группу входит оборудование, у которого прессовая головка заканчивается переходной плитой с одним или несколькими отверстиями и на которую соответственно крепятся прочие детали формовочной оснастки (мундштук, система кернодержателей, тормоза). Такая конструкция наиболее привлекательна для формования пустотелого кирпича и крупноформатного блока в один или несколько ручьев.

Ко второй группе относится оборудование, у которого отверстие в переходной плите является переходной зоной от внутренней конусности прессовой головки к внутренней конусности мундштука. При этом плоская площадка либо отсутствует, либо минимальна. Наиболее распространенные на отечественных заводах прессы, например СМК-217, СМК-305, а также СМК-506, относятся к данной группе. Аналогичная конструкция у прессов южнокорейского производства. Это оборудование позволяет формовать как полнотелый, так и пустотелый кирпич нормального формата в один ручей. В штатной конструкции формовочной оснастки прессов данной группы не предусмотрена система тормозов для регулирования скоростей истечения различных слоев бруса. Более того, в основном на предприятиях используют мундштуки и систему кернодержателей собственной разработки, зачастую копируя друг у друга как удачные решения, так и ошибки.

При проектировании формовочной оснастки мы советуем придерживаться следующих рекомендаций. Принципиальная схема формовочной оснастки предложена на рисунке.

Калибровочная рамка должна являться неотъемлемой частью формовочной оснастки и отвечает за геометрические размеры и форму выходящего из пресса бруса. Износостойкость рабочей части калибровочной рамки определяет стабильность геометрических размеров различных партий продукции, выпущенных на предприятии. Использование вкладышей-коробов из тонколистового металла является относительно простым, но малоэкономичным решением по стабилизации геометрических размеров бруса по сравнению с футерованной корундовой керамикой калибровочной рамкой. Для

Конусность, градусы Длина мундштука, мм

улучшения качества поверхности выходящего бруса следует принимать длину плоской внутренней поверхности калибровочной рамки 5—8 мм. При выпуске рядовой полнотелой и пустотелой продукции желательно использовать рифленую калибровочную рамку. Метод нанесения накатки с использованием прижимных роликов менее предпочтителен, так как при этом есть шанс деформации бруса и изменения геометрических размеров.

Мундштук является основным профилирующим элементом формовочной оснастки. При этом он выполняет функции по доведению профиля и структуры бруса до конечных параметров. От правильности выбора параметров мундштука зависят параметры геометрии и внешнего вида кирпича. Мундштук работает совместно с керновой системой при формовке пустотелого кирпича. На вход в мундштук должен поступать поток массы достаточно уплотненный с уже выровненными скоростями потоков. Угол внутренней конусности стенок мундштука лежит в пределах от 1 до 10о. Наиболее часто используют мундштуки с конусностью в 4—6о [1]. Основное требование к мундштуку заключается в том, чтобы все его внутренние стороны имели одинаковую конусность. Рекомендуется, чтобы разница площадей поперечного сечения на входе и выходе из мундштука составляла не более 10%, то есть большие стороны входного сечения должны быть больше соответствующих сторон выходного отверстия не более чем на 16 мм. Соотношения длины мундштуков в зависимости от их конусности приведены в таблице.

Таким образом, в большинстве случаев длина мундштука находится в интервале от 60 до 160 мм. Следует отметить, что при износе поверхности внутренних сторон мундштука может изменяться угол внутренней конусности, что может повлечь изменение характера истечения слоев массы. Чтобы этого не происходило, реко-

Схема износостойкой формовочной оснастки для производства полнотелого кирпича: 1 - головка пресса; 2 - тормоза; 3 - переходная (под-мундштучная) плита; 4 - переходная часть мундштука; 5 - выходная часть мундштука; 6 - износостойкая калибрующая рамка; 7 - надмунд-штучная плита

Г; научно-технический и производственный журнал

® февраль 2011 19

мендуется футеровать мундштук износостойким материалом, например корундовой керамикой.

Для предохранения керамической футеровки от механических повреждений при чистке мундштука рекомендуется установка предохраняющей металлической рамки по контуру керамических деталей.

При анализе данных, полученных с действующих предприятий, установлено, что в основном используются мундштуки длиной от 100 до 350 мм с внутренней конусностью 4—6о. При этом разница площадей входного и выходного сечения достигает 30%. Зачастую на установленных мундштуках наблюдается непропорциональное соотношение сторон входного и выходного отверстий, что приводит к различной конусности у горизонтальных и вертикальных сторон. Чаще всего это вызвано различным соотношением сторон у отверстия переходной плиты и сечения бруса, при этом головка пресса не полностью справляется с задачей по усреднению и уплотнению потоков массы.

Для решения данной проблемы рекомендуется использовать так называемую переходную зону мундштука. Основное назначение переходной зоны мундштука — дополнительное уплотнение и усреднение потоков массы (выполнение функций головки пресса) и согласование выходного отверстия переходной плиты и входного отверстия мундштука.

В связи с тем, что переходный мундштук находится глубже от выхода и соответственно уменьшается степень его влияния на конечный выход потоков массы из бруса, для него возможно допускать некоторую неодинаковость по величине внутренней конусности, необходимой для согласования входных и выходных отверстий мундштука и подмундштучной плиты. Внутренняя конусность переходного мундштука может быть равной или большей внутренней конусности основного мундштука. Допускается использование различной конусности у отдельных зон промежуточного мундштука. Так, можно принимать конусность до 20о на заходе в промежуточный мундштук или в зоне углов для обеспечения достаточного питания внутренних угловых зон мундштука.

Переходная плита выполняет несколько функций: обеспечивает крепление системы мундштуков и керно-вой системы к головке пресса; обеспечивает крепление системы внутренних тормозов для регулировки скоростей различных участков потока массы; является участком с внутренней конусностью, выполняющим те же функции по уплотнению и усреднению потока, что и головка с переходным мундштуком.

Система тормозов представляет собой четыре плоские пластины со скругленными концами, устанавливаемые в посадочных местах подмундштучной плиты с возможностью регулировки их положения. Назначение тормозной системы — организация потока массы с целью достаточного заполнения углов мундштука, регулировка скоростей истечения наружных слоев формуемого бруса.

Отсутствие системы перераспределения потоков массы в углы мундштука приводит к тому, что многие предприятия вынуждены значительно увеличивать длину мундштуков и соответственно снижать угол внутренней конусности для обеспечения формовки без выраженных дефектов углов бруса. Однако при этом не достигается максимального уплотнения бруса, что сказывается на недостижении потенциально возможных характеристик продукции по прочности и морозостойкости.

Оптимизация параметров формования, в том числе и изменение угла внутренней конусности, позволит в ряде случаев отказаться от используемого масляного орошения без ухудшения сушильных свойств сырца.

Оптимизация формовочной оснастки позволяет изыскать резервы как по качеству, так и по производительности предприятия без реконструкции печного и сушильного комплексов.

Наряду с подбором оптимальной конструкции формующей оснастки следует уделять внимание износу деталей формовочной оснастки в процессе эксплуатации [2, 3]. При износе изменяется геометрия и значения местных сопротивлений отдельных участков, что оказывает существенное влияние на перераспределение потоков массы при формовании бруса. Особенно нежелательное воздействие оказывает неравномерность износа отдельных участков. Так, износ срединных участков мундштуков ускоряет истечение центральных слоев массы и на этом фоне происходит отставание угловых зон бруса. Чем короче мундштук, тем критичнее одинаковая степень износа влияет на величину угла внутренней конусности. Настоятельно рекомендуется использование износостойкой футеровки внутренней поверхности мундштуков и футерованной калибрующей рамки для стабилизации параметров формования и качества продукции в течение длительного периода времени.

Ключевая слова: пластическое формование кирпича; формовочная оснаска; оснастка; калибровочная рамка; мундштук.

1. Frank Händle (Ed.) Extrusion in Ceramics. SpringerVerlag Berlin Heidelberg, 2007.

2. Абакумов А.Е., Погребенков В.М., Марков К.В. и др. Унифицированная оснастка для формования керамического кирпича методом экструзии // Строит. материалы. 2010. № 4. С. 60-61.

Томский политехнический университет

Кафедра технологии силикатов и наноматериалов -кирпичным заводам России

• Комплексное исследование силикатного сырья, разработка и корректировка составов масс для производства керамических стеновых материалов

• Проектирование и изготовление износостойкой формующей оснастки для формования керамического кирпича -кернов, калибрующих рамок, мундштуков

• Анализ эффективности работы заводов по производству керамического кирпича и выработка практических рекомендаций по технологическим переделам

• Разработка и экспертиза технологических проектов реконструкции и строительства заводов по производству керамического кирпича

• Повышение квалификации и переподготовка работников предприятий в области технологии производства керамического кирпича - индивидуальное и в группах

• Целевая подготовка специалистов в области керамических стеновых и других силикатных материалов из выпускников школ и работников предприятий по направлению (очная и заочная формы)

Читайте также:

Мундштук для производства кирпича

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Абакумов А.Е., Погребенков В.М., Марков К.В., Пьянков А.Г., Горбатенко В.В.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Абакумов А.Е., Погребенков В.М., Марков К.В., Пьянков А.Г., Горбатенко В.В.

Текст научной работы на тему «Унифицированная оснастка для формования керамического кирпича методом экструзии»

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Абакумов А.Е., Погребенков В.М., Марков К.В., Горбатенко В.В.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Абакумов А.Е., Погребенков В.М., Марков К.В., Горбатенко В.В.

Текст научной работы на тему «Пути улучшения структуры бруса при пластическом формовании керамического кирпича»