Способ изготовления полимерных изделий из трубчатых заготовок

 

Использование: изобретение относится к переработке пластмасс и композиций на основе политетрафторэтилена в изделия, в частности к изготовлению поршневых и сальниковых уплотнительных колец из композиционного полимера, например Ф4К20. Сущность изобретения: трубу разрезают при температуре, соответствующей температуре использования изготовленного изделия.

Изобретение относится к переработке пластмасс и композиций на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ) в изделия, в частности к изготовлению поршневых и сальниковых уплотнительных колец из композиционного полимера, например Ф4К20.

Наиболее близким из известных является способ изготовления полимерных изделий из трубчатых заготовок, при котором трубу разрезают в виде винтовой спирали с заданной толщиной витка [1] Недостатком известного способа является то, что во время работы полученные изделия изменяют свою геометрическую форму. Это происходит потому, что температурные условия, при которых осуществляется работа изделий, не соответствуют температурным условиям изготовления этих изделий на стадии механической обработки. В результате снижаются эксплуатационные свойства, увеличивается износ.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных свойств и уменьшение износа полученных изделий.

Это достигается тем, что в способе изготовления полимерных изделий из трубчатых заготовок, при котором трубу разрезают в виде винтовой спирали с заданной толщиной витка, согласно изобретению трубу разрезают при температуре, соответствующей температуре использования изготовленного изделия.

Способ осуществляют следующим образом.

Заготовками уплотнительных колец из полимерных композиций на основе ПТФЭ, например Ф4К20 или Ф4К15М5, являются трубы, калиброванные по внутреннему диаметру и изготавливаемые на агрегате экструдере. При этом температура в камере спекания по зонам составляет 260-340-385-320-240^оС. Труба с толщиной стенки 10-15 мм, равной толщине уплотнительного кольца, выходит из камеры спекания агрегата со скоростью 1,0-0,8 м/ч и, проходя расстояние до резательного устройства, остывает, в зависимости от толщины стенки, до 80-170^оС. Это и есть та рабочая температура, при которой уплотнительное или сальниковое кольцо работает в цилиндрах поршневых машин. Экструдируемая труба-заготовка поступает в направляющую головку резательного устройства, где установлен специальный резец с внутренней режущей кромкой, выполненной в виде одного витка архимедовой спирали. Концы витка режущей кромки разнесены между собой на величину, равную осевой толщине уплотнительного или сальникового кольца с учетом рабочего зазора, например, 0,2-0,3 мм между кольцом и стенкой уплотняемой канавки.

Включается привод резательного устройства, и резец начинает резать трубу-заготовку на винтовую спираль-заготовку будущего уплотнительного или сальникового кольца. Дальнейшее остывание образующейся спирали происходит уже на воздухе до комнатной температуры (18-20^оС). При этом происходит естественная термическая усадка кольца по толщине до его размера, соответствующего температуре 18^оС. Затем, в зависимости от назначения кольца в поршневой машине уплотнительное или сальниковое, производится обточка его или расточка рабочей поверхности до необходимых диаметров. После чего полученная чистовая спираль-заготовка проходит слесарную доработку кольца изготовление замка. Таким образом, необходимый размер толщины кольца получается автоматически заданным. При этом образуются минимальное отходы (до 1-3%) в виде стружки дорогостоящего полимера. Примеры осуществления способа.

П р и м е р 1. Для изготовления уплотнительного кольца из Ф4К20 размером 72х50х7 мм экструдировали трубу-заготовку в агрегате индекс 593.625 при режимах спекания по зонам камеры: I-260^oC, II-340^oC, III-380^oC, IV-320^oC, V-240^oC. Кольцо калибровали по внутреннему диаметру 50 мм, наружный диаметр кольца был с припуском до 73 мм. Будущее уплотнительное кольцо предполагалось для работы в компрессоре при температуре 130-140^оС, поэтому резательное устройство устанавливалось под агрегатом на такую высоту 750-800 мм, чтобы выходящая труба-заготовка подошла к направляющей головке устройства с температурой 140^оС. Концы рабочих кромок архимедово-спирального резца были разнесены на толщину 7 мм и с учетом теплового зазора 0,2 мм между кольцом и стенкой канавки на 6,8 мм. Включалось резательное устройство и резалась винтовая спираль с осевой толщиной стенки равной 6,78 мм. После остывания спираль обтачивалась в оправке по наружному диаметру до размера 72 мм. Затем спираль резалась на уплотнительные кольца, у которых изготовлялся замок. Готовые кольца передавались на слесарную сборку компрессора.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 изготовляли сальниковое кольцо из Ф4К15М5 размером 96х70х5 мм, которое должно было работать в компрессоре при температуре 160-170^оС. Резательное устройство устанавливали под агрегатом на высоту 550-600 мм для того, чтобы труба-заготовка вошла в направляющую головку устройства с температурой 170^оС. С учетом теплового зазора 0,3 мм резали спираль-заготовку с осевой толщиной стенки, равной 4,67 мм. Спираль устанавливали в оправку и растачивали внутренний диаметр до размера 70 мм, после чего кольцо проходило слесарную обработку изготовление замка, и поступало на сборку компрессора.

Таким образом, разработка и применение способа изготовления полимерных изделий для получения уплотнительных и сальниковых колец поршневых машин путем резания из трубной полимерной заготовки винтовой спирали с осевой толщиной витка, равной толщине кольца, при температуре, соответствующей или близкой к температуре работы уплотнительного или сальникового кольца в компрессоре, приводит к значительному повышению эксплуатационных свойств колец поршневых машин. При этом происходит автоматическое регулирование осевого зазора по толщине в канавке поршня или штока, что повышает герметичность уплотнения, значительно сокращает износ кольца, за счет чего возрастает срок его работы, а в целом и долговечность работы поршневой машины (по экономическим оценкам примерно в 1,5-2,5 раза).

Формула изобретения

Способ изготовления полимерных изделий из трубчтатых заготовок, при котором трубу разрезают в виде винтовой спирали с заданной толщиной витка, отличающийся тем, что разрезание трубы осуществляют при температуре, соответствующей температуре использования изготовленного изделия.