Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Буглай Б.М. Технология отделки древесины учебник

.pdf
Скачиваний:
22
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
16.95 Mб
Скачать

К недостаткам этого способа относятся низкая вязкость рас­ пыляемого материала (около 20 сек по ВЗ-4) и связанное с ней низкое содержание сухого остатка во многих лаках и красках, ограниченный ассортимент лаков, пригодных для нанесения этим способом.

Эксплуатация электрокрасочных установок требует строгого соблюдения мер по технике безопасности при работе с оборудо­ ванием под высоким напряжением.

§ 6. Нанесение лакокрасочных материалов обливанием

На несложные по форме изделия (без внутренних углов) ла­ кокрасочное покрытие можно наносить простым обливанием из шланга или разбрызгивающими устройствами, подобными дожде­ вальным установкам.

Такой способ нанесения покрытий может быть очень произво­ дительным, но он не обеспечивает получения ровных покрытий.

Характерная особенность этого способа — нанесение материала с избытком. Так как стекание происходит медленно и сопровож­ дается испарением растворителей, вязкость стекающего слоя не­ прерывно возрастает, что приводит к образованию неравномерных по толщине покрытий; они всегда толще в нижней части изделий. По той же причине на поверхности изделия могут оставаться по­ теки, а в нижней части его — натеки в виде не вполне оторвав­ шихся капель краски.

Из-за отмеченных недостатков этот способ применяют только для медленно сохнущих материалов и только для покрытий, к ка-

честву которых не предъявляется высоких требований, например при грунтовании деталей и узлов сельскохозяйственных ма­ шин и др.

Получать относительно равномерные по толщине покрытия на поверхности изделий можно, если изделия сразу после обливания краской помещать в атмосферу, содержащую высокую концентра­ цию паров растворителей этой краски. Поскольку в такой атмо­ сфере испарение растворителей сильно замедлено, излишки краски стекают с изделия и на поверхности остается равномерный слой, удерживаемый лишь силами сцепления с этой поверхностью. После

стекаиия излишков покрытие сушат.

 

Такой способ нанесения лакокрасочных материалов

применим

не только для грунтов, но и для эмалей и известен под

названием

Рис. 49. Установка для нанесения краски струйным обливом:

/ — входной

тамбур;

/ / — камера облнва; / / /

— паровой

туннель; / — воздуховод воз­

душной завесы; 2 — вентиляционная система;

3 — емкость

для краски; 4

трубопровод

для подачи

краски

к соплам; 5 — лоток для

стока краски; 6 — монорельс;

7 — изделие

с т р у й н о г о о б л и в а с в ы д е р ж к о й в п а р а х р а с т в о р и ­ т е л е й .

Установки для струйного облива (рис. 49) имеют подвесной конвейер, на котором изделия последовательно проходят через входной тамбур / с воздушной завесой, камеру облива //, оборудо­ ванную системой труб с соплами, посредством которых происходит

облив изделий краской, и паровой туннель

/ / / (с

атмосферой,

содержащей пары растворителей, в которой

происходит стекание

излишков краски, и воздушной завесой, исключающей

возможность

выхода растворителей из парового туннеля в атмосферу цеха). Паровой туннель делается с наклонным полом и лотками для стока краски обратно в систему облива.

Установка оборудуется двумя системами вентиляции: рецирку­

ляционной

для поддержания в паровом туннеле

необходимой кон­

центрации

паров раствориФелей

(ниже нижнего

предела взрывча­

тости) и

затворной, создающей

воздушные завесы — «затворы»

в тамбурах установки.

Изделия подвешивают на конвейере так, чтобы любая поверх­ ность их была наклонена по отношению к горизонту не менее чем

и а 13°. Для быстрого и равномерного стекания краска должна

быть относительно невысокой

вязкости (20—40 сек по ВЗ-4). С по­

вышением вязкости краски

увеличивается

толщина

покрытия,

остающегося на изделии, но

одновременно

должны

повышаться

концентрация паров растворителя в туннеле и необходимое время

выдерживания изделий в паровом

туннеле для стекания излишков

краски. Так, для пентафталевой

эмали ПФ-115

рекомендуется

(в зависимости от желаемой толщины одного

слоя покрытия) сле­

дующие режимы:

 

 

 

 

Толщина одного слоя покрытия,

мкм 18—22

35—40

38—42

Вязкость эмали по ВЗ-4, сек

20—25

30—35

35—40

Концентрация паров растворителя в

 

 

паровом туннеле,

г/м3

14—16

15—18

20—25

Продолжительность

выдержки в паро­

 

 

вой фазе, мин

 

8—10

10—12 10—12

Способом струйного облива можно наносить многие лакокра­ сочные материалы: масляные, алкидные, мочевино- и меламииоалкидные грунтовки и эмали. Этот способ отличается высокой сте­ пенью механизации, малыми потерями лакокрасочного материала. Широко применяется он в машиностроении, в последнее время на­ ходит применение для окраски столярно-строительных деталей (оконных блоков).

По данным 3. Б. Ветухновского (НИИТЛП), в машинострое­ нии применение струйного облива, безвоздушного распыления и электроокраски характеризуется экономией лакокрасочных мате­

риалов по сравнению

с пневматическим

распылением,

приведенной

в табл. 9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 9

Экономия (%) лакокрасочных материалов при замене

способа

пневматического распыления другими

способами

 

Экономия материалов,

%, по отношению

к р а с х о д у

Группа с л о ж н о с т и

при пневматическом

распылении

 

 

 

 

 

 

издели й

при безвоздушном при

электроок­

при

струйном

 

 

распылении

раске

 

обливе

I

12

12

 

 

16

II

20

22

 

 

25

III

50

 

 

50

Как видно из таблицы, экономия материала возрастает с уве­ личением сложности изделий, при окраске которых потери пнев­ матического распыления особенно велики.

В обоих рассматриваемых выше способах нанесения покрытий обливанием лакокрасочный материал наносится на изделия нерав­ номерным слоем, с большим избытком, и образование ровного по­ крытия может произойти лишь при стекании излишков. Однако при обливании плоских (или слегка изогнутых) горизонтально рас­ положенных поверхностей можно получить равномерный слой нуж-

ной толщины за счет равномерного налива. Лак и краску в этом случае необходимо наносить в виде широкой и плоской струи, пе­ рекрывающей всю ширину детали.

Широкую

плоскую

струю

жидкости

можно

получить,

сливая

ее через горизонтальный порог

(плотину) или узкую щель

в стен­

ке или дне сосуда. Ламинарный, вна­

 

 

 

 

 

чале свободный

поток,

жидкости

под

 

 

 

 

І

действием

сил

поверхностного

натя­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жения

деформируется

с краев

сразу

 

 

 

 

 

же по выходе из сливной щели

(рис.

 

 

 

 

 

50). Однако на небольшом

расстоя­

 

 

 

 

 

нии от сливной щели и на достаточ­

Рис.

50.

Нанесение

на

плос­

ном удалении

от

краев средняя часть

струи

равномерна

по

толщине.

Если

кую

поверхность детали

рав­

номерного

слоя жидкости

плос­

через

эту

часть

струи

пронести

с

до­

 

 

кой струей

 

 

статочно большой и равномерной ско­ ростью деталь, поверхность ее будет покрыта равномерным слоем

жидкости, причем кромки детали, за исключением передней, ос­ танутся чистыми из-за того же поверхностного натяжения,отклоня­ ющего отсеченные части струи в сторону от детали.

На этом принципе и основана работа так называемых лаконаливочных (правильнее назвать — лакообливочных) машин, полу­ чивших в последнее время повсеместное распространение для нане­ сения лаков и эмалей на плоские щиты и детали. Принципиальная схема работы обливочной машины показана на рис. 51.

Вытекающая из сосуда (разливочной головки) 1 плоская струя жидкости падает в лоток 2, откуда сливается в бак-отстойник 3 и насосом 4 перекачивается снова в разливочную головку /, обра­ зуя таким образом замкнутую систему циркуляции. Транспорте-

рамп 5, привод которых осуществляется через бесступенчатые ва­ риаторы, через завесу можно пропускать детали 6 с любой тре­ бующейся для данного случая скоростью подачи.

Очевидно, что количество лака, наносимого на единицу поверх­ ности детали, будет зависеть от секундного расхода через единицу

щели и скорости прохода детали

под струей, т. е. скорости подачи,

и может быть определено по формуле

 

 

 

 

Р =

6000-^- г/л*2,

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

где

и — скорость подачи деталей,

м/мин;

 

 

 

q — расход лака через 1 см

длины щели,

г/сек.

В свою очередь

 

 

 

 

 

 

 

а = —

г/см-сек,

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

где

Q — общий секундный расход лака головкой,

г/сек;

 

L — длина головки, см.

 

 

 

 

 

 

 

Соответственно толщина

наносимого

слоя

лака будет равна

 

h = — - — = 0,6—

см,

 

 

 

ЮОООу

 

иУ

 

 

 

где Y — плотность жидкого лака,

г/см3.

 

 

 

 

Характерная особенность

лакообливочных

машин — непрерыв­

ная циркуляция в них лака. Так как проходящая под завесой де­ таль принимает на себя лишь часть падающей струи, а подача деталей прерывная, значительная часть лака, выливаясь из раз­

ливочной головки, попадает

в приемный лоток, откуда сливается

в

отстойный бак и снова по

системе трубопроводов возвращается

в

разливочную головку.

 

При свободном падении лак увлекает за собой воздух, обра­ зующий в нем воздушные пузырьки. Перед подачей в головку лак должен быть освобожден от этих, пузырьков, в противном случае они могут попасть на поверхность детали вместе с лаком. Для этого в систему циркуляции включается бак-отстойник, в котором лак из приемного лотка стекает по конусной крышке, как это по­ казано на схеме рис. 52.

Отделяются пузырьки частично при стекании лака по крышке и частично в самом баке. В баке во время работы машины дол­ жен находиться достаточный запас лака, чтобы пузырьки успевали подняться на поверхность. Для очистки лака от попавшей в него пыли в системе циркуляции лака должны быть предусмотрены фильтры. Свободное падение струи лака в воздухе, стекание и отстаивание его в баке-отстойнике сопровождается испарением растворителей, поэтому вязкость лака, особенно содержащего низкокипящие растворители, может заметно изменяться в процессе работы, если не добавляется растворитель или разбавленный лак.

Обливочные машины бывают с одной разливочной

головкой

(для нанесения однокомпонентних лаков) и с двумя

головками

(для нанесения двухкомпонентных лаков, например полиэфирных). В таких машинах каждая головка имеет свою самостоятельную замкнутую систему циркуляции.

Головки можно переставлять по высоте в зависимости от тол­ щины пропускаемых под ними деталей. Так как поверхностное

Г "

х х хчх хfх

і6

Рис. 52.

Схема

циркуляции

лака в

лакообливочной машине:

 

/ — разливочная

головка

с донной щелью; 2 — приемный

лоток;

3 — отстойный

бак;

4 — шестеренчатый

насос;

5 — с е т ч а т ы й

фильтр;

б — к р а н

на

трубе подачи

лака

в разливочную

головку; 7 — кран

на обводной трубе; S — спускные краны

 

натяжение жидкости стремится собрать широкую завесу в узкую круглую струю, расстояние от головки до поверхности обливаемой детали должно быть небольшим. Обычно оно составляет 50—100 мм.

На схемах рис. 52 и 53 показаны обливочные машины с раз­ ливочными головками, слив из которых происходит через донные щели. Хотя такие разливочные головки получили наибольшее рас­ пространение, возможно применение (и применяются) других уст­ ройств для получения сплошной лаковой завесы, в частности, на­ клонных экранов, сливных плотин и комбинаций из этих устройств.

Схематически различные виды

разливочных

головок

показаны

на рис. 53.

 

 

 

 

 

Разливочная головка с экраном представляет собой наклонную

плоскость с прямой и горизонтальной

(сливной) нижней

кромкой

(рис. 53, а). Лак или краска подаются

на

экран разливной трубой

(коллекто­

ром), снабженной

рядом сопел. Длина

экрана от

сопел

до сливной

кромки

должна быть достаточной, чтобы лак успел разлиться по экрану ровным слоем и стекал с его кромки в виде сплошной и одинаковой по толщине пленки жидкости. Иногда для улуч­

шения

распределения

жидкости

экран

снабжают поворотной

заслонкой

(рис.

53,

б),

установленной так, чтобы кром­

ка

ее

была параллельной дну экрана,

а поворотом заслонки можно было ре­ гулировать величину щели между ними.

Рис. 53. Виды устройств для получения лаковой завесы:

а — наклонный экран; б — н а к л о н ­ ный экран с заслонкой; в — закры­

тая разливочная головка с донной

щелыо;

г — разливочная

головка

со

сливной

плотиной;

д — разли­

вочная головка со

сливной

плоти­

ной

и

экраном;

 

7 —ленточный

транспортер;

2 — деталь;

3 — кол­

лектор;

4 — экран;

5 — поворотная

заслонка;

6 донная

щель;

7 —

плотина;

8 стенка

с

фильтром

Общий недостаток устройств с эк­ ранами— большая открытая поверх­ ность, с которой происходит испаре­ ние растворителей. Это влечет за со­ бой излишнюю их потерю и быстрое изменение вязкости лака, циркулиру­ ющего в системе машины.

Регулирование расхода лакокра­ сочного материала здесь может до­ стигаться дозировкой подаваемой на экран жидкости и подъемом заслонки.

На рис. 53, в показано устройство, в котором сплошная завеса лака до­ стигается выпуском его через узкую щель в дне разливочной головки. Го­ ловка может быть сообщающейся с атмосферой и с герметической крыш­ кой. Расход лака в головке с герме­ тической крышкой может регулиро­ ваться как изменением ширины щели, так и изменением давления на лак.

Схема

обливочного

устройства,

в котором

лаковая завеса

образуется

при сливе через плотину в боковой стенке, показана на рис. 53, г. Регу­ лировать расход лака в данном слу­ чае можно изменением количества лака, накачиваемого в разливочную головку в единицу времени.

На

рис. 53, д показана схема

устройства комбинированной го­

ловки

со сливной

плотиной и

коротким экраном,

примененная

в одной из моделей

отечественных лакообливочных

машин ЛМ-3.

Головка имеет два отсека, разделенных перегородкой с сетчатым фильтром, через который лак проходит из отсека в отсек и через порог сливается на экран.

Предполагается, что такое устройство разливочной головки спо­ собствует очистке лака от пузырьков воздуха непосредственно пе­ ред наливом на деталь. В то же время испарение растворителей не должно быть велико, поскольку испаряющие поверхности на­ ходятся в закрытом пространстве, насыщенном парами раство­ рителя.

Конструкция разливочной головки

оказывает

влияние не

только на испарение растворителей, но

и на скорость

истечения

лака.

 

 

 

 

 

 

В

случае истечения лака из головки

с донной

щелью расход

на единицу длины щели в общем виде

определяется уравнением

где

b — ширина щели;

 

 

 

 

 

 

g — ускорение силы тяжести;

 

 

 

 

 

#о — напор жидкости в головке;

 

 

 

 

 

(.і коэффициент

расхода,

зависящий

от

вязкости

 

жидкости, геометрических размерных параметров слив­

 

ного отверстия и напора.

 

 

 

 

Для конкретного типа

сливной головки коэффициент

р, должен

зависеть от ширины щели, напора и вязкости жидкости. По экспе­ риментальным исследованиям Л. Ф. Донченко (Белорусский тех­ нологический институт) для лакообливочных машин с донной щелью коэффициент расхода может быть определен по следую­ щему эмпирическому уравнению

 

ц = 0,026 Re—0,01,

где Re — критерий Рейнольдса; в данном случае

где

Н — давление лака в головке, м вод. ст.;

 

b — ширина щели, мм;

 

v — кинематическая вязкость лака, см2/сек.

Фактический расход лака 1 см донной щели в этом случае мо­ жет быть определен по формуле

<7ф = 2fxv Re см?/сек.

Для приближенного перевода условной вязкости лака, опреде­ ляемой по вискозиметру ВЗ-4 в кинематическую, Л. Ф. Донченко предлагает эмпирическое уравнение

V = 0,047T|B3_40,18 см2/сек.

С увеличением вязкости лака уменьшается значение коэффи­ циента расхода и, следовательно, расход лака q, что облегчает задачу нанесения тонких слоев. Исходя из этого, а также из эко­ номии растворителей и затрат труда на обливочных машинах, пред­ почтительнее пользоваться относительно вязкими лаками с высо­ ким содержанием сухого остатка. Так, нитроцеллюлозные лаки применяют с сухим остатком 35% и вязкостью 80—100 сек по ВЗ-4. Дальнейшее повышение их вязкости ограничивается необхо­ димостью сохранения хорошего розлива лака на поверхности. В ряде случаев возможно применение лаков со значительно мень­ шей вязкостью.

Регулировать толщину наливаемого слоя лака можно, изменяя ширину щели. Однако уменьшение толщины завесы возможно лишь до определенного предела, так как очень тонкая завеса жидкости начинает часто разрываться под влиянием даже незна­ чительного колебания воздуха. Минимальное значение напора в различных головках со щелью, расположенной в дне головок, определяется необходимостью иметь над щелью некоторый слой жидкости, устраняющий неравномерность местной подачи ее в го­ ловку.

Практически этот слой составляет несколько десятков милли­ метров. При этих условиях расход через щелевое отверстие, осо­ бенно маловязких лаков, оказывается настолько большим, что для нанесения тонкого слоя требуются большие скорости подачи, ко­

торые

бесступенчато могут изменяться в

пределах от

40 до

120 м/мин. Такие

скорости подачи в большинстве случаев

значи­

тельно

превышают

требующиеся скорости

передвижения

деталей

в производственных потоках и создают неудобства при включении машин в поточные линии, так как для прохождения через машину детали должны получать значительный разгон и затормаживаться после прохождения через машину. Это особенно неудобно при на­

несении покрытий

на тяжелые и громоздкие детали (щиты

боль­

ших размеров).

 

 

 

 

В этом случае более удобны обливочные машины с разливоч­

ными

головками,

имеющими сливную плотину. Расход жидкости

на единицу длины такой плотины

 

 

 

 

 

? = ( х 2 Я ] / 2 ^ 7 ,

 

 

где

гаг коэффициент

расхода жидкости

при сливе через пло­

 

тину;

 

 

 

 

 

Н — напор

слива,

определяемый

превышением

уровня

 

жидкости над плотиной, через которую происходит

 

слив,

мм;

 

 

 

g — ускорение силы тяжести, м/сек2.

Значение Я в данном случае во много раз меньше, чем зна­

чение Но при сливе через щелевое

донное отверстие.

 

 

Для жидкостей

одинаковой

вязкости значение

при

сливе

через тонкую стенку

примерно в

2 раза ниже значения

при

сливе

через дойное отверстие. Таким образом, скорость струи, а с ней и минимальный расход жидкости в единицу времени через слив­ ную плотину при прочих равных условиях меньше, чем через дон­ ную щель. Это позволяет применять в машинах с разливочными устройствами в виде плотин значительно меньшие скорости по­ дачи, чем в машинах, имеющих разливочные головки с донной щелью. Машины подобного типа выпускаются со скоростями по­ дачи от 15 до 140 м/мин.

Применение принципа, заложенного в лакообливочных маши­ нах, далеко не ограничивается нанесением лакокрасочных мате­

риалов только на пласти

щитов и ши- а

роких деталей. Этот способ успешно

применяется для нанесения лака на

верхнюю

поверхность

лыжи

(рис.

54, а).

Если детали узкие, лак

или

краску можно наносить сразу на две

смежные поверхности. При этом де- б

таль следует подавать на ребро, как

показано на рис. 54, б. В этом случае

лакокрасочный материал

должен

обя­

зательно

обладать

тиксотропными

Рис.

54.

Нане­

 

 

свойствами,

исключающими

возмож­

сение

лака

в

 

 

ность стекания его с наклонных по­

лакообливочных

 

 

машинах

 

на

 

 

верхностей.

 

 

 

 

 

 

профильные по­

 

 

Наконец,

способом обливания мож­

верхности

 

и

 

 

но наносить

лакокрасочный

материал

кромки:

 

 

 

также на

кромки щитов

(рис. 54,

в).

а — на

верхнюю

поверхность лы­

Операция

 

должна

выполняться

на

жи; б — на

две

стороны

бруска;

 

в — ча кромку щита; / — деталь; 2 —

специальной

лакообливочной

машине

лаковая завеса; 3 стержни

с короткой

 

разливочной

головкой

и

 

 

 

 

 

 

расположением подающего

транспортера на большом

расстоянии

от сливочного отверстия

соответствии

с шириной

щита,

постав­

ленного на кромку). Обязательным в такой машине является при­ менение вертикальных стержней, верхними концами касающихся сливного отверстия. Сливаемая из разливочной головки жидкость смачивает стержни и в результате адгезии к стержням и поверх­ ностному натяжению образует пленку, растянутую между стерж­ нями. При проходе щита через эту пленку отсекаемые ребрами щита края струи из-за поверхностного натяжения прижимаются к стержням, исключая возможность забрызгивания струей широ­ ких боковых поверхностей щита. Потери растворителей в таких машинах, естественно, превосходят потери в обычных лакообли­ вочных машинах.

Наиболее распространенный дефект покрытий, наносимых лакообливочными машинами,— образование в покрытии воздушных пузырей; возникновение пузырей зависит от различных причин.

Пузырьки воздуха могут содержаться в

самой

лаковой струе

как результат недостаточного отстоя лака

в баке-отстойнике.

Пузыри могут возникать в лаковой струе

также

в результате

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ