В поведении материала при вальцевании и каландровании имеется много общего, поэтому ограничимся рассмотрением ос­новных закономерностей процесса каландровании.

В зазор первой пары налков каландра подается горячий гомогенизированный и пластицированный материал. На рис. 3.5 показано распределение скоростей и давлений в зазоре между валками при каландровании термопластичного материала. В ра­бочей зоне, ограниченной дугами захвата АВ и А'В' с радиусом R (радиус валка), наружные слои материала движутся со ско­ростью, равной линейной скорости валков //, п и2. Внутренние слон материала в начале движения подвергаются действию сил выталкивания, но затем вовлекаются н зазор между вал­ка ми каландра благодаря силам треп и я. Разность скоростей от­дельных слоев материала вызывает деформацию сдвига и спо­собствует пластикации материала. По мере приближения к за­зору скорость средних слоев увеличивается и в момент про­хождения зазора достигает максимального значения, а далее уменьшается, становясь равной скорости валков (скорость щ).

Уменьшение скорости течения материала по выходе из за­зора является причиной увеличения толщины выходящего из за­зора полотна, чему способствует также и релаксация высоко - эластической деформации. Направленное течение полимерного материала при прохождении по валкам каландра приводит к ориентации макромолекул в направлении каландровании, что является причиной анизотропии механических свойств готовом пленки: прочность пленки в продольном. направлении (по ходу каландровании) выше, чем в поперечном. Это явление называ­ется каландровым эффектом и для пленок нежелательно. Пред­варительная пластикация массы и повышение температуры вал­ков снижают каландровый эффект и уменьшают влияние высо­коэластической деформации при формовании пленки.

При движении материала в межвалковом зазоре развива­ется давление р, стремящееся раздвинуть валки. Это так назы­ваемое распорное усилие. Под действием распорного усилия валки каландра прогибаются, и толщина изделия — листа или пленки—получается неодинаковой по ширине,' Так как прогиб валков. в центре максимален, толщина изделия в центре будет больше, чем не краях, на величину прогиба. Для получения изделия с высокой точностью поперечного сечения в каландрах предусмотрена компенсация прогиба валков, Основными спо­собами компенсации прогиба валков являются бомбировка, пе­рекрещивание валков и контризгиб валков (рис. 3.6).

Бомбировка ва'лков (рис, 3.6, а) заключается в. придании калибрующим валкам бочкообразной формы. Диаметр средней части такого валка - несколько больше, чем па его концах, и профиль поверхности выполнен по параболе. Метод бомби-' ровкн пригоден лишь в узкоспециализированных каландрах для одного вида изделия, так как изменение состава компози­ции, параметров каландровании и толщины полотна влияет па величину распорных усилий и ведет к изменению прогиба вал-

ка. Поэтому одна бомбировка не может обеспечить полной ком­пенсации прогиба валка при всех рабочих режимах.

Перекрещивание валков (рис, 3.(3, б) — метол, при котором внешний калибрующий валок поворачивается в гори­зонтальной плоскости вокруг вертикальной осп, проходящей че­рез середину валка. В результате поворота зазор по краям валка будет больше, чем в середине.

К о и т р и з г и б валков (рис. 3.6, в) состоит в том, что валок кроме основных опорных подшипников оснащается до­полнительными подшипниками, к которым приложены силы F, вызывающие изгибающий момент п прогиб валка, противопо­ложный прогибу от распорных усилий. Современные каландры оснащаются как Зомбированными валками, так п устройствами для перекрещивания или контризгиба налков; сочетание этих методов позволяет добиться максимальной компенсации про­гиба.

Основными параметрами процесса каландровання являются температура валков, частота их вращения, величина зазора н коэффициент фрикции. Чтобы обеспечить прохождение мате­риала от загрузочного до калибрующего зазора, последова­тельно повышают температуру валков или (при постоянной температуре) увеличивают частоту вращения валков по ходу движения материала, создавая фрикцию в зазорах. Величина фрикции составляет 1,1 —1,3.

Температура поверхности валков каландра устанавливается в зависимости от вида перерабатываемого ма­териала; например, при получении поливинилхлоридной пленки температура верхнего валка (загрузочный зазор) 125—135°С, а нижнего 150—160 °С в зависимости от рецептуры. Большое значение имеет точность поддержания температуры (обычно + 1 °С). Температуру охлаждающих валков каландровой линии устанавливают также в соответствии с типом формуемой плен­ки. При получении пленок из высокопластпфнцнрованного по­ливинилхлорида допустима большая скорость охлаждения и бо­лее Низкая температура охлаждающих валков, чем для слабо пластифицированных и непластнфнцнрованиых пленок.

Частота вращения валков определяет производи­тельность каландровой линии и влияет на качество продукта. Обычно скорость каландровання в зависимости от вида мате­риала. толщины пленки, (или листа), требований к качеству поверхности' устанавливают в пределах от 10 до 100 м/мнп и более. При получении глянцевых топких и нендаетнфпцнрован - 1шх пленок и листов рабочую скорость каландровання сни­жают.

Производительность каландра g (кг/ч) рассчи­тывается по формуле

g ** 60л Dnh L(>, (0. П

где D — диаметр валка каландра, м; п—частота вращении валка, на кою* рый переколи: материал после выхода на калибрующего зазора. об/м нм: h — толщина пленки или листа, м; /. — длина рабочей части валка, м: ц— плот пость перерабатываемого материала, кг.'м1.

Производительность на л ь ц о и, работаю щ я х в периодическом режиме g (кг/ч). определяется по фор­муле

g = 60 V| )/(//„. (3.2)

где V — объем едппоиременной загрузки. м3; V — рассчитывается по змиирн ческой формуле V — 0,00/5/. (здесь D диаметр переднего на. ткв в м, н /. - длина рабочей части валка в ч): р — плотность перерабатываемого мате­риала, кг/at*; К — коэффициент использовании оборудования (К — 0.85 — 0.90); /и — продолжительность никла ва. тьиепгнни, мин.

Продолжительность цикла /„ определяется как сумма зремен загрузки обработки материала на вальцах /j и выгрузки /3:

/и = /| + ^2 + ^3-

Производительность вальцов и е и р е р ы в и о - го действия g (кг/ч) определяется по формуле, аналогич­ной формуле для производительности каландра:

g — GOnDnhbp,

где /) и!> - толщина и ширина ленты материала соответственно, ч: голшинч лсигы принимаю) в 1,5—2 паза больше минимального зазора.