Кирпичи и строительные блоки - своими руками

В сельском строительстве сегодня довольно успешно применяются детали из железобетона, которые по существу заменили незаслуженно забываемые, но испокон веков применяемые местные материалы. А ведь из местных материалов на селе возводили, да и сейчас возводят прочные, красивые, теплые, долговечные и абсолютно экологически чистые жилые дома и другие постройки.

В этом пособии собраны давно известные и хорошо проверенные способы изготовления строительных материалов в сочетании с новыми приемами, технологиями и техникой. Это сочетание позволяет повысить качество строительных материалов домашнего изготовления, а также механизировать их производство, сделать их более доступными и дешевыми. Эти рекомендации предназначены для людей, испытывающих затруднения со строительными материалами для собственных нужд при строительстве дома, дачи, гаража, а также других построек фермерско-хуторского, единоличного, семейного или коллективного хозяйства, а также для предпринимателей малого бизнеса, собирающихся заняться строительными работами или производством строительных материалов. (Пособие составлено по разработкам В. Н. Рудановского).

1. Прямое безобжиговое прессование

Прямое безобжиговое прессование кирпичей, плиток и стройблоков — экологически абсолютно чистое производство. Таким путем можно получить строительные материалы различных назначений: стройблок, кирпич, дорожный камень (брусчатку), черепицу, облицовочную и тротуарную плитку. Качество изделий зависит только от качества изготовления пуансона и матрицы: поверхность может получаться глянцевая, прочность — в зависимости от количества и качества связующего, вводимого в смесь,— до 600 кГ/см².

Получение материалов с более высокой прочностью здесь не рассматривается ввиду их неэкономичности и сложности технологии производства. При строительстве одно-двухэтажных зданий и сооружений вполне достаточно прочности кирпича марки М30. Расчеты показывают, что марка М20 должна держать на себе столб кладки (теоретически) до 80 м высоты, но с учетом неоднородности прочности кладки, устойчивости и запаса прочности, принято вполне безопасным строительство зданий до двух этажей при кладке стен толщиной 45 см. При строительстве, трехэтажных зданий необходимо увеличить толщину стен первого этажа до 66 см.

Условием прямого безобжигового прессования строительных изделий является минимальное количество влаги и большое предварительное обжатие.

Полная естественная сушка заканчивается через неделю. При минимально необходимом количестве влаги в смеси, с использованием связующего цемента и предварительном обжатии до 5 кГ/см², готовые изделия имеют способность к самопрогреванию, в результате чего сушка проходит более интенсивно, и уже через сутки изделие созревает для использования его в кладке.

Расход вяжущих материалов (цемент, известь) при получении строительных материалов методом прямого прессования полусухой смеси вдвое ниже, чем при вибрационной формовке, а в большинстве случаев можно обойтись и без них. (При вибрационной формовке бетонная смесь должна иметь достаточное количество воды, иначе будет недостаточной ее подвижность. Однако излишнее количество воды уменьшает конечную прочность изделий.)

Известны два вида блоков с использованием в качестве связующего цемента:

Бесцементные грунтовые блоки (терраблоки). Их делают из грунтов с содержанием глины в них не более 10—15%. Непригодны для изготовления терраблоков — растительный слой и заиленное грунты. При использовании тощих (с незначительным содержанием глины) грунтов в них добавляют глину. Приготовленная смесь должна иметь такую влажность, чтоб сжатая в кулаке горсть смеси схватывалась в комок, но не пачкала рук. При использовании жирных (с большим содержанием глины) грунтов в них добавляют песок, золу, шлак.

Пригодность применяемого грунта определяют по-разному. Если, например, откосы и стенки канав или глубокие колеи на грунтовых дорогах, не обросшие травой, не осыпаются, такой грунт пригоден для возведения стен или изготовления стеновых блоков. Если пешеходные дороги не размываются дождем или комья земли не распадаются на лопате, это свидетельствует о пригодности грунта.

Грунт можно испытывать и так. Берут ведро без дна, ставят на ровный пол или ровную прочную подкладку. В ведро насыпают грунт слоями по 10—12 см, причем каждый слой трамбуют до тех пор, пока трамбовка не станет отскакивать. Наполнив таким образом ведро грунтом, его поднимают и опрокидывают на ровную доску. Полученный конус предохраняют от дождя, ветра и солнца в течение 8—12 суток. Если после этого конус, падая с метровой высоты, не разобьется, это свидетельствует о высоком качестве грунта. Образование трещин говорит о том, что грунт жирный. Если блок рассыпается — грунт тощий.

Не волнуйтесь — все легко корректируется. К жирному грунту добавляют тощий или песок, золу, шлак, костру, соломенную сечку, стружку, камышовую мелочь. К тощему грунту добавляют глину. Небольшое количество мелких камней, щебня и органических примесей (до 30%) не снижает качества блоков. Для облегчения грунта и снижения его теплопроводности можно добавлять утеплитель — волокнистые добавки. Количество утеплителя зависит от содержания глинистых частиц в грунте (см. таблицу).

Можно применять и лессовидные грунты, но обязательно добавляя в них до 40% мелкого шлака или до 15% извести-пушонки (следует учитывать, что при добавлении извести первоначальная прочность материала через 20—30 лет повышается с 15 до 100—120 кГ/см²).

Терраблоки, изготовляемые по вышеуказанным рекомендациям, должны пройти естественную сушку. Через две недели такой сушки их прочность будет более 15—20 кГ/см², но останется чувствительность к воздействию влаги. Такие блоки лучше использовать в перегородках.

Для повышения прочности и влагостойкости в сырьевую смесь можно вводить добавки: 3—8% низкомарочного цемента или 15—20% извести-пушонки, или 70—90% кГ/м³ торфяной крошки на 1 м³ грунта. Торфяная крошка увеличивает влагостойкость в 10 раз, при этом прочность блоков не уменьшается.

Добавка цемента в смесь может дать прирост прочности сразу в три раза. При добавлении цементов грунтомассу необходимо использовать не позднее чем через час после ее приготовления.

Самые лучшие результаты (в экономии вяжущих материалов) при использовании прямого прессования дают добавки в сырьевую смесь цемента низкомарочного 2—4% или извести 5-7%. Следует иметь в виду, что использование низкомарочного цемента при прибавлении смесей более оправдано по экономическим и технологическим соображениям.

При использовании цемента марки М300 и выше желательно понизить его марку до М150 и ниже путем разбавления его со шлаковой пылью, печной золой или песком при равномерном распределении его в смеси. Шлаковую пыль лучше брать от электрофильтров – она обладает малыми связывающими свойствами и может вполне заменить цемент; при этом достаточно разбавлять его в 2-3 раза больше, чем низкомарочного цемента.

Наличие воды. При технологии прямого прессования приготовленная смесь должна иметь влажность 6-8%, несмотря на ее состав (сжатый комок в кулаке не пачкается и не рассыпается). При большой влажности смесь смешивается с более сухой такого же состава, с последующим перемешиванием до однородного состояния. Вода не добавляется: влаги достаточно в глине и грунте.

Саманные блоки. Их готовят аналогично грунтовым и можно использовать все рекомендации, связанные с изготовлением термоблоков, особенно по применению добавок цемента или извести. Отличие от терраблоков только по составу исходной смеси.

Саман готовят из глины, песка с примесью волокнистых добавок (соломенной сечки, костры, мха, стружки, камышовой мелочи и др.). Состав самана зависит от жирной глины: на 1-2 части очень жирной глины - 1 часть песка и 11-14 кг волокнистых добавок. Корректировку жирности можно производить и за счет изменения количества песка.

Для приготовления самана сначала смешивают глину с песком до получения однородной массы. Соломенную сечку предварительно смачивают водой. Добавляя ее в массу, все тщательно перемешивают. Качество глины повышается, если ее заготовить осенью и уложить на открытом месте валом высотой до 1 м. Напитавшись водой осенью, глина зимой промерзает, вспучивается и разрызляется. Свежевскрытая глина обладает тоже хорошими качествами. Чтобы глина, заготовленная впрок, не усыхала, ее лучше покрыть камышовыми или иными матами или соломкой, изредка поливая маты водой.

«Саман-сэндвич» и «терра-сэндвич». Они отличаются от обычных блоков тем, что имеют защитный облицовочный слой большей механической прочности и влагостойкости, чем основной. Защитный слой с добавками красящих наполнителей может иметь также высокие декоративные качества: можно получать блоки с защитным слоем всех необходимых цветов. На защитный слой можно наносить и орнаменты печатной технологией. Кладка из цветных блоков и блоков с печатными орнаментами создает неповторимый колорит постройки.

Рис. 1. Работа пресса прямого прессования с использованием бытового насоса:
М — матрица, К — крышка, П — пуансон, С — сильфон, Р — рама, Ш — шланг сливной, Н — насос бытовой, Е — емкость рабочей жидкости, ВН — вентиль нагнетания. ВС — вентиль сливной, х — разница уровней.

Оборудование для прямого прессования — мини-пресс (рис. 1). Основные узлы его: М — матрица — неподвижная деталь; представляет собой металлический короб без дна и крышки; П — пуансон— подвижное дно формы; перемещением пуансона вверх или вниз управляет оператор; пуансон передает усилие обжатия на смесь; К — крышка съемная; прикрывая матрицу сверху, она может фиксироваться защелками.

Рис. 2. Последовательность операций изготовления блоков методом прямого прессования.

На рис. 2 показана поспедовательность операций формовки блоков «саман-сэндвич» и «терра-сэндвич». В исходном положении матрица открыта (крышка снята), а пуансон находится в крайнем нижнем положении.

Производится укладка штампа-печати (размещение печати см. на рис. 2,а), который изготавливается из листовой резины необходимой толщины (3—5 мм); примерные виды рисунка штампа приведены на рис. 3.

Рис. 3. Виды рисунка штампов-печатей.

Закладывается цементно-песчаная или известково-песчаная смесь защитного слоя объемом до 2,0 л и разравнивается деревянной лопаточкой равномерно толщиной слоя 1,5—2,0 см по всему дну и несколько больше в углы (рис. 2,б).

На образованный слой укладывается основная масса (грунтовая или саманная), уминаемая по всей площади и особо тщательно в углах (рис. 2,в). После заполнения объема матрицы закрывают крышку, которая фиксируется с помощью защелок (рис. 2,г).

Производится подъем пуансона до верхнего его положения (рис. 2,д). Смесь сжимается при этом до предельного давления (до максимально развиваемого прессом усилия).

Пуансон немного опускается (рис. 2,е). Крышку расфиксируют и снимают.

Пуансон поднимается до самого верхнего положения (рис. 2,ж). При этом поднимается наверх готовый, отформованный облицовочный или стеновой блок.

Готовый блок, лежащий на пуансоне, охватывается, а затем стягивается правой и левой прижимными пластинами П1 и П2 (рис. 2,з и 4,а). поддона для съема и переноски плитки, которые сжимают рукой (кисть охватывает детали ПЗ и П4 поддона). В таком виде блок может переноситься на большие расстояния к месту сушки, складирования или кладки. Поддон освобождает готовый блок, если развести прижимные пластины (если потянуть деталь П4 от детали ПЗ поддона).

Резиновые штампы-печати (см. рис. 3), если нужно сделать большую серию однотипных блоков, можно приклеивать к пуансону клеем «Момент» или ему подобным. Если штамп представляет собой сложный рисунок с маленькими деталями, эти детали приклеивают на целый лист по размерам пуансона. Для облегчения съема готового изделия контуры резиновых деталей штампа должны иметь уклоны (края резиновых деталей вырезаются с уклонами). Смазка штампов не требуется. Если резиновые штампы (печати) прилипают к изделию, это свидетельствует о том, что исходное сырье имеет повышенную влажность.

При изготовлении простых блоков операции а и б (см. рис. 4) могут отсутствовать.

Рис. 4. Оснастка для формирования блоков:
а — поддон для съема и переноса блоков (П1, П2 — труба 1/2", ПЗ — пруток 8 мм, П4 — полоса (20х4 мм), все детали из стали Ст. 3);
б — противень для образования защитного слоя углового блока (П5 — пруток 6 мм).

При изготовлении более тонких изделий типа черепицы на пуансон предварительно укладывают вкладыш со штампом-печатью необходимой толщины (брусок размерами 200x400x90 мм). Ни крышке крепят обратный штамп-печать. Изделие вынимают со вкладышем, с ним переносят, и после укладки на «созревание» вкладыш может снова многократно использоваться.

Улучшение декоративности защитного слоя. Облицовку блоков можно производить непосредственно при формовке блоков облицовочной керамической и глазурованной плиткой или ее кусочками, кусочками стекла, мрамора, гранита, металла или пластмассы. Для прочной связи мозаики с основным слоем используют цементно-песчаную смесь как промежуточный слой или в качестве основной массы.

Цветные защитные слои лучше всего делать на основе цветных цементов или с добавлением красящих веществ, не подверженных вымыванию водой и выцветанию на солнце. Известково-песчаную смесь следует использовать без красителей, поскольку известь, как правило, разлагает красители.

Получение углового блока (с двумя защитными сторонами, предназначенного для кладки углов, оконных и дверных проемов). После укладки защитного слоя на плоскости пуансона к боковой стенке матрицы прижимают (рукой) короб-противень (рис. 4,б) с защитной смесью, а после укладки основной грунтовой смеси и ее уплотнения короб-противень вынимают и устанавливают крышку. Операции 2,и и 2,к включаются между 2,б и 2,в (см. рис. 2).

Предлагаемая технология изготовления блоков и плиток очень гибка и открывает большие возможности творчества при их изготовлении Она позволяет получить большое разнообразно оформления здания снаружи и внутри, причем самыми дешевыми средствами.

2. Производство кирпичей и блоков методом экструзии (продавливания)

Продавливание (экструзия) – способ получения кирпичей и блоков продавливанием массы через часть пресса – экструзионную решетку.

Состав смесей, которые можно использовать для получения кирпичей и блоков путем экструзии, такие же как и при методе прямого прессования, но лучше отработать их практически с учетом свойств местных природных материалов. Размеры добавок (щебенчатые или волокнистые) могут влиять только на качество среза при отрезке готового изделия в размер.

Желательно, чтобы они были менее 8 мм). При производстве пустотных кирпичей можно использовать вместо мелкого щебня просев (размером до 5 мм). При продавливании (экструзии) пресс прямого прессования используется как питатель. Своим пуансоном он забирает приготовленную смесь из бункера и продавливает ее через экструзионную решетку, образованную корпусом экструдера снаружи и пустотообразователями внутри. При прохождении пустотообразователя смесь уплотняется по сечению и выдавливается в виде бруса сечением 120x250 мм (для кирпича) или 200x200 мм (для блоков) на стол готовой продукции.

Отделение куска бруса необходимых размеров (для кирпича — 90 мм, а для блоков — 400 мм) производится отрезным устройством. Размеры отрезанных частей можно изменять в любых желаемых пределах. Чем мельче исходные материалы (щебень, органические добавки), тем ровнее край среза.

При использовании в качестве замков при кладке пазогребнеобразователей можно получать блоки, которыми можно производить кладку без применения растворов, так называемую «сухую» кладку (рис. 5), или при помощи «клеев» — растворов с соотношением «цемент: песок» — 1:2, сметанообразного состояния, которые наносят шпателем слоем толщиной 1—2 мм или обмакиванием.

Рис. 5. Пример «сухой» кладки угла:
а — части гребня снимаются для совмещения со следующим рядом пустотного блока и дырчатого кирпича.

Поскольку основные размеры блоков достаточно строго выдерживают, то метод кладки из пазогребневых блоков может быстро освоить любой неспециалист-каменщик (правильному расположению блоков относительно друг друга способствует замок «паз-гребень»). Пример такой сухой кладки показан на рис. 5.

Еще одно преимущество пресса — это возможность использовать его как мялку-смеситель. Поскольку исходная глина может иметь большие куски, их можно разбить на более мелкие, однако для получения однородного состава смеси ее необходимо промять (как мучное тесто). Такого же эффекта можно достичь, если на выход экструдера надеть решетку (см. рис. 20) из Ст. 3, лист 8 мм с отверстиями 8 мм по всему сечению (как у мясорубки) и пропустить через нее куски глины (причем можно сразу вводить добавки: песок, глину).

3. Изготовление кирпичей обжиговым способом

Определение состава глины. Проверка глины на пригодность для изготовления кирпича производится следующим образом. Сначала глину просушивают и затем растирают в порошок. Порошок насыпают в прозрачный стеклянный сосуд (мензурку или просто стеклянную банку), заливают водой и хорошо перемешивают. Можно глину просто залить водой на несколько дней с тем, чтобы она при перемешивании «разошлась» до взвешенного состояния (растворилась в воде полностью), для чего раствор изредка перемешивают. Если глина при перемешивании полностью переходит во взвешенное состояние («висит» в воде), дайте ей отстояться несколько часов, пока вода не станет прозрачной; внизу увидите слой песка, выше— слой глины, а над глиной может быть слой ила или других примесей. По количеству выпавшего в осадок песка определяется довольно точно пригодность глины для производства кирпича или черепицы.

Пользуясь формулой

A=100	П
	П+Г

вычисляют процентное содержание песка в глине, где П — высота слоя песка в мм; Г — высота слоя чистой глины в мм.

Глины бывают тощие, средние и жирные. Тощие глины содержат более 20—30% песка. Они сильно шероховаты на ощупь. Шарик из такой глины 5 см при падении с высоты в 1 м на пол разваливается. Средние содержат песок в пределах 10—30%. Они на ощупь шероховаты, и шарик 5 см при отпускании с высоты в 1 м сплющивается, но не рассыпается. Жирные содержат менее 12% песка. Эти глины на ощупь мягкие, пластичные. Тесто из них также мягкое. Стержни, изготовленные из него, не ломаются, но при высыхании трескаются.

Общее количество песка в глине для изготовления кирпича или черепицы должно быть не менее 12—15% и не более 20—30% в зависимости от качества глины.

В глинах, идущих на производство кирпича, не допускаются включения камней, корней, веток и особенно известковых и меловых вкрапин, так как они усложняют переработку глины и резко повышают количество брака при сушке и обжиге.

Имеется другой («народный») способ определения качества глины. Для этого небольшое количество глины замешивают уровня крутого теста и тщательно перемешивают вручную (мнут) до тех пор, пока она не перестанет прилипать к рукам. Изготовленный из этого теста шарик 5 см сдавливается двумя дощечками (лучше кусками стекла) до появления трещин. Если трещина появляется при сжатии на 1/4 диаметра (расстояние между дощечками — 4 см) — глина тощая и для обжига не годится. Если трещина появляется при сжатии на 1/3 диаметра (расстояние между дощечками — 3,5 см) — глина средняя и ее можно применять для обжига.

Жирная глина дает трещину при сжатии на 1/2 диаметра (расстояние между дощечками — 2,5 см); в такую глину можно добавлять песок и получать кирпич отличного качества.

Количество песка, добавляемого в глину, можно рассчитать по вышеуказанной формуле или опытным путем в зависимости от степени жирности глины. Песок необходимо брать промытым, очищенным от нежелательных включений — ила, камешков, растительных остатков.

Формовка и сушка. При заготовке глины впрок ее раскладывают на земле слоем толщиной до 40 см. При смешивании нескольких видов глины различной пластичности или при подмешивании добавок (песок, шлак, опилки) дозировку лучше производить не на глаз, а с помощью емкостей (тачки, носилок или ведер), добиваясь строгого соблюдения пропорциональности компонентов и полной однородности массы.

Для формовки кирпича используют смесь тестообразного состояния и формуют кирпич обычно методом пластического прессования или путем укладки теста в формы. Состояние этого теста должно быть таким, чтобы сохранялась форма опалубки. Это возможно только при влажности теста не более 18—20%. Такое тесто равномерно и без особого труда формуется, но долго сохнет при естественной сушке (другой возможности обычно не бывает). Для достижения конечной влажности кирпича-сырца до 6—8% требуется от недели до месяца сушки в зависимости от погодных условий и места (на сквозняке под кровлей сырец сохнет быстрее и качественнее, чем при других условиях.)

Готовность кирпича-сырца к обжигу устанавливают по следующим признакам: взятый из средних рядов кирпич ломают пополам и при отсутствии в середине темного пятна (признака влажности), сырец признается годным для обжига.

С помощью описанного пресса, использующего полусухое прессование (в некоторой литературе это называют сухим прессованием, но более правильно название «полусухое прессование»), прессованию подвергается исходная смесь естественной влажности 6—8%, т.е. свежевскопанная глина со снятым сухим слоем. При копке глины ее хорошо размельчают, затем перемешивают с добавками и отправляют на формовку в бункер пресса. Воду при такой заготовке добавлять не нужно, ее в глине достаточно. Готовность такого изделия к обжигу — через сутки сушки при теплой погоде.

При излишней влажности исходного сырья требуется досушка кирпича-сырца. Если после предварительной сушки влажность все еще достаточно высокая, сырец необходимо досушить в штабелях: кирпич укладывают в два ряда на ребро с зазором от 2—3 до 5—7 см. Ширина штабеля в основании 80 см, наверху — 60 см. Чтобы кирпич не деформировался, в нижние ряды ставят более просушенный сырец, выдерживающий нагрузку 10 рядов, в верхний — менее просушенный. Для укладки кирпича, в целях уменьшения брака (деформации), подготавливают горизонтальную площадку. Эта площадка должна быть выше уровня грунта, чтобы предохранить кирпич от подтекания осадочных вод.

После укладки кирпичей штабели прикрывают сверху кусками толя или пластика для защиты от дождя и солнца. Прямое солнечное воздействие производит неравномерную сушку кирпича — в результате образуются трещины. Чтобы уменьшить возможность образования в кирпиче трещин при сушке, следует выкладывать кирпичи их торцовой частью по направлению господствующих ветров.

Печь для обжига кирпича. После выравнивания и очистки площадки (под печь) от растительного слоя производят ее горизонтальную планировку и трамбовку. Площадка должна быть на возвышенном месте, защищенном от грунтовых и осадочных вод.

Один из видов обжиговой печи представлен на рис. 6. Ее вместимость 700—1500 шт. Это одна из самых маленьких печей. Внутренние размеры ее: ширина — 160 см, длина (в зависимости от предполагаемой загрузки) — от 132 до 208 см, высота укладки сырца колеблется от 165 до 180 см. Высота печи выполняется соответственно выбранной высоте укладки.

Рис. 6. Печь для обжига кирпича:
а — разбираемая часть передней стенки, б — смотровые отверстия, в — загрузочные отверстия, г — топка, д — шибер, е —дымовой канал, ж — свод, з — труба; и — вид загруженной печи без передней стенки.

Стены печи изготавливают из кирпича-сырца и делают толщиной в один кирпич (250 мм). Перекрытие желательно сделать на металлическом каркасе, при условии, что каждый ряд кирпичей свода будет ложиться на две стальные полосы 8x40 мм, или стержни 20—24 мм, которые собираются в металлическую рамку при помощи сварки. Свод в середине должен иметь высоту над укладкой сырца не менее 30—35 см.

Топку формируют при укладке сырца в печи. Ширина топки 48—50 см, высота 38—40 см. В топке по всей длине нужно выполнить на высоте 25—30 см уступы на обеих стенках, куда потом укладывают колосниковые решетки (при использовании в качестве топлива угля). При обжиге дровами колосниковую решетку можно не устанавливать. Топка закрывается дверкой размерами 40х40 см.

В своде делают дымовые каналы сечением 25х28 см, а если обжиг ведется малокалорийным топливом (торфом или бурым углем), тогда предусматриваются еще и отверстия сечением 25x15 см, в которые по необходимости сверху подсыпается уголь или торф. Эти отверстия должны иметь крышки.

Дымовая труба делается высотой до 5 м (из кирпича) с внутренним сечением 40x40 см или из любой огнестойкой трубы 30—40 см. Труба устанавливается рядом с печью, с задней стороны печи (можно с одной стороны использовать заднюю стенку печи). Труба соединяется с печью дымовым каналом (сечением 40х30 см), который делается в верхней части задней стенки печи.

На середине высоты укладки в стенках печи устраивают смотровые отверстия (25x15 см), которые после просмотра закладывают кирпичами и замазывают глиной.

Кладку печи производят, учитывая необходимость частичной ее разборки при укладке и разборке садки. Боковые стенки, свод, задняя стенка, труба, а также угловые части передней стенки кладут на обычном глинопесчаном растворе. Та часть передней стенки, которая будет разбираться для разделки садка, укладывается без раствора. После заделки проема кирпичом стенка обмазывается глиной.

Садка. Укладывать в печь можно только хорошо высушенный сырец, иначе при обжиге потребуется много топлива. Кроме того, недостаточно высохший сырец дает до 80% брака (главная причина — вскипающая влага при нагреве кирпича ищет выход — образует трещины).

Рис. 7. Укладка рядов кирпича в печь:
а — 1-го ряда,
б — 2-го ряда,
в — 3-го ряда,
г — «решеткой»,
д — «елочкой».

Укладку сырца в печь (рис. 7) производят так, чтобы в первых 3—4 рядах уложенного кирпича просветы между ними были (для кирпичей, расположенных непосредственно вблизи топки) 10—15 мм, а по мере удаления (от топки дальше) увеличивались до 25 мм. Ряды можно укладывать любым способом, например, «решеткой» или «елочкой». Способы можно чередовать. Нужно помнить главное: каждый кирпич должен быть доступен обтеканию его дымовым газам. Расстояние между кирпичами садка и стенками печи должно быть в пределах 20—25 мм.

Обжиг. Печь начинают топить соломой, хворостом и затем дровами. Первая стадия — сушка. Это самая ответственная стадия. Топить следует неинтенсивно, используя низкокалорийное топливо (отходы древесины), до тех пор, пока кирпич не избавится от внутренней влаги. Наличие влаги в кирпиче определяется наличием конденсата в верхних рядах. Просушку можно считать законченной, если на опущенном на 2—3 минуты в печь железном штыре не будет влаги. Наличие влаги можно также определить рукой, поместив ладонь над выходящими газами. Процесс сушки обычно занимает до 12 часов.

После того как будет установлено, что остаточная влага удалена, огонь постепенно усиливают, доведя кирпич до темно-красного цвета (наблюдая по своду). Подогрев длится до 9 часов, затем переходят на большой огонь до выхода огня наружу. Увеличение тепла производится только увеличением подачи топлива. Если по какой-либо причине пламя начинает выбиваться из какого-либо места, это место сразу засыпают землей.

Когда в верхней части печи появится огонь (900—950 °С) — верхние ряды светло-красного цвета, а нижние— желтого, печь «ставят на остывание». Для этого топочное отверстие закладывают кирпичом и обмазывают глиной, а на верх печи насыпают сухую землю или кирпичную пыль (можно сухой песок) слоем 10—15 см.

Температурный режим обжига характеризуется четырьмя этапами:

Контроль температуры обжига в печи производится визуально по цвету свода:

Для качественного получения кирпича печь раньше выдерживали в закрытом состоянии до недели и лишь потом приступали к охлаждению. Это давало отличное качество, так как снятие термических напряжений происходило постепенно. Практически достаточно 7—10 часов. Охлаждение печи начинают пробивкой в топке малого отверстия — величиной с куриное яйцо, через час отверстие увеличивают вдвое, еще через час — уже вчетверо. Таким образом, через 6 часов можно открыть топочную дверку и ждать полного остуживания печи.

После остуживания разбирается передняя стенка печи и производится разделка садки, начиная с верхних рядов. После разборки, сортировки и выбраковки качественный кирпич складывают штабелем плотно друг к другу. Недообожженный можно использовать в неответственных конструкциях для перегородок или в верхних рядах кладки.

Определение качества кирпича. Причина брака. Правильно обожженный кирпич — однородного оранжево-красного цвета. Он имеет правильную форму с прямыми ребрами и ровными поверхностями. При ударе металлическим молотком издает чистый звук. Недообожженный — имеет более светлый цвет, неоднороден на изломе. При ударе издает глухой звук (причина — недостаточная температура или время обжига). Пережженный — имеет темно-серый или сине-черный цвет, часто со следами оплавления по поверхности. При ударе издает высокий звук. Образуется при чрезмерно высокой температуре обжига.

Повреждение углов и ребер изделия — результат небрежной переноски, транспортировки или неосторожной укладки изделий в печи. Деформация изделия — недосушенность перед укладкой в печь. Мелкие трещины образуются при слишком быстром нагревании или охлаждении печи.

Крупные трещины и сквозное растрескивание изделия — результат неправильного соотношения глины и песка, плохого качества глины, нарушения режима сушки и обжига. Черный кирпич получается из-за недостатка воздуха или из-за плохой его циркуляции в печи. Белые пятна на готовом изделии — следствие неправильной просушки (пересушка).

4. Пресс конструкции Рудановского для формования блоков
(модель вторая)

Конструкция пресса (рис. 1 и 8) приспособлена для самодеятельного изготовления и дает возможность делать на нем строительные элементы методом прямого прессования и продавливания (экструзии) полусухой смеси. Такие возможности этого пресса делают его удобным для личного пользования.

Рис. 8. Пресс прямого прессования:
К — крышка, М — матрица, П — пуансон, С — сильфон, Р — рама, х — ход пресса. Сечение по А—А — для матрицы.

Характеристики пресса: усилие — до 3 т, вес — 90 кг, производительность за 8 часов работы — до 2500 шт. (6,7 м³) кирпича дырчатого 25x12x9 см, или до 500 шт. (8,0 м³) блоков пустотелых 20x20x40 см, или 250 шт. (20 м²) облицовочных блоков 20х40х9 см.

Усилие, развиваемое прессом (до 3 т), позволяет изготавливать на нем методом прямого прессования блоки размерами до 40x20x9 см, а также облицовочную и тротуарную плитку. Так как облицовочная плитка предназначена для обкладки наружных стен зданий, предусмотрено нанесение любого рисунка на лицевую сторону плиток простыми резиновыми печатями или мозаики из эмалированной облицовочной плитки, стекла, металла, пластмассы, благодаря чему создается оригинальная внешность кладки. (Возможно подобное облицовывание стройблоков.)

Если пресс работает как экструдер, можно выдавливать брусья под кирпичи сечением 25х12 см любой толщины и любого профиля (сплошные, пустотные), брусья под размер блоков сечением до 20x20 см любой длины и любого профиля (сплошные, пустотные и пазогребневые). Пресс может быть использован также как мялка-смеситель.

При наличии оснастки и технологии пресс можно использовать для штамповки и вырубки изделий из металла, пластмасс и древесины, получения соков из ягод, фруктов и овощей, масла из масличных культур, приготовления брикетов и стаканчиков для рассады.

Пресс при высокой производительности прост и дешев в изготовлении и неприхотлив в эксплуатации. Он разработан с учетом дефицита и высокой стоимости металла и металлообработки. При его изготовлении требуется всего несколько деталей с токарной обработкой (невысокой точности, достаточно 3-го класса), что позволяет изготовить такой пресс самодельщику-одиночке в течение недели.

В прессе использована классическая схема гидравлического пресса, но вместо дорогостоящих и высокоточных гидроцилиндров, поршней, гильз, сальниковых и манжетных уплотнений используется самодельный силовой сильфон, именуемый в дальнейшем просто сильфоном, 580 мм, который совсем не имеет никаких уплотнений в трущихся парах, так как последние просто отсутствуют. (В качестве резинового сильфона используется обычная покрышка от шины легкового автомобиля — «Запорожца», «Жигулей» или «Москвича».) Поэтому имеется возможность использовать детали низкой точности изготовления и обработки.

Другое преимущество этого пресса перед традиционными гидравлическими в том, что в нем в роли рабочей жидкости используется не качественное масло типа веретенного, а обычная вода, которая перекачивается самыми простыми и дешевыми бытовыми насосами типа «Кама», «Агидель», НЭБ-1/20 или любыми другими их типами. Может использоваться вода из сети водопровода, если давление в нем не меньше 2,5 атм. На случай, если нет возможности достать такой насос, ниже приводятся чертежи самодельного погружного насоса, который разработан специально для данного пресса и может иметь преимущества перед готовым бытовым насосом (см. рис. 23, 24).

Принцип действия пресса позволяет, при необходимости, достигать больших усилий за счет использования сильфона с большим диаметром. Для этого переходят на покрышки от грузовых автомобилей и даже тракторов. Расчетное усилие будет зависеть также от рабочего давления воды (оно не должно превышать рабочего давления покрышки более чем на 25% от принятого в эксплуатации шин), а также от площади рабочих дисков. Ход сильфона зависит от ширины покрышки.

В расходную емкость объемом не менее 50 л (см. рис.1) заливают воду. Емкость может быть любой формы (цилиндрической или прямоугольной), изготовленной из любого материала (металл, древесина, бетон или пластмасса). Вода забирается из емкости насосом Н (см. рис. 1) любого типа, любой конструкции и любого привода. Тип насоса выбирается в зависимости от возможностей, но с напором не менее 30 м. вод. ст. (давление до 3 атм) при закрытой нагнетательной линии. Для ВС (см. рис. 1) — вентиля сливного Ду50, лучший вариант— пробковый кран. Для вентиля ВН нагнетательного — Ду15. Вместо обоих вентилей лучше использовать пробковые краны из-за возможности их быстрого оперативного открытия и закрытия.

Емкость Е устанавливается ниже самого пресса так, чтобы уровень жидкости в емкости был на 1,5 м ниже сильфона С. Или, по-другому, пресс устанавливается так, чтобы сильфон был выше уровня жидкости в емкости на 1,5 м. Увеличение разницы уровней снижает время разжатия пресса и повышает отрывное усилие пуансона от изделия.

Работа пресса от бытового насоса. Проще осуществляется работа пресса при прямом прессовании. Вентили ВН и ВС (см. рис. 1) закрыты. После заполнения насоса водой и его пуска открывается вентиль ВН. Вода под давлением заполняет сильфон— происходит процесс сжатия. Изменением величины при открытии вентиля ВС можно уменьшить усилие на пуансоне, уменьшить скорость перемещения пуансона, остановить перемещение пуансона или произвести его возврат вниз.

При полностью открытом вен тиле ВС расход сливной линии (диаметр сливного шланга Ш но менее 50 мм) намного выше производительности насоса этому опорожнение сильфона происходит довольно быстро - за 10—15 сек (при работающем насосе и открытом вентиле ВН). Если при опорожнении сильфона дополнительно закрыть и вентиль ВН, опорожнение сильфона произойдет еще быстрее.

Сжатие: вентиль ВС закрыт, вентиль ВН открыт.
Разжатие: вентиль ВС открыт, вентиль ВН закрыт или открыт.

Для удобства управления маховик вентиля ВС лучше вынести «под руку», так как им приходится часто манипулировать. Сливной патрубок (шланг Ш) от вентиля ВС может быть металлическим, пластмассовым, резиновым. Необходимо иметь в виду, что соединение их с вентилем ВС должно быть герметичным (подсос воздуха не допускается), иначе может затрудниться опорожнение сильфона, и разжатия не произойдет.

Эта схема при работе с бытовыми насосами показала хорошие результаты по производительности. Цикл «сжатие-разжатие» укладывается в 50 сек. Можно уложиться и в 8 сек, чего можно достичь, используя специальный самодельный насос, чертежи которого приводятся на рис. 23 и 24.

Чтобы насос работал правильно, при первом запуске воды в сильфон из него нужно выпустить воздух. Воздух можно выпустить проколом верхней части покрышки шприцевой футбольной иглой. Как только воздух выйдет, иглу из покрышки вынимают. Отверстие от прокола иглы само затягивается резиной.

Силовая (основная) часть пресса состоит из отдельных узлов, которые легко разъединяются или соединяются так, что для перехода из транспортного состояния в рабочее, от одного метода работы к другому или от одного вида изделия на другой требуется не более 10 минут.

Конструкция пресса приспособлена для изготовления в самых простых условиях производства и даже в домашних условиях. Для сборки всего пресса достаточно только одной недели (для одного человека). Пресс не требует особой наладки, если изготовлен по приведенным ниже чертежам и рекомендациям. Он сразу способен работать без особой приработки узлов. Ниже приводится описание его основных узлов; рамы, сифона, пуансона, матрицы, крышки.

Рама (рис. 9, 10). Сборку нижней части (детали Р1 и Р5) и ее прихватку производят на прямолинейной ровной плоскости. Узел должен вписываться в прямоугольник со сторонами 682х244 мм. После подгонки и правки стыки деталей Р1, Р5 проваривают.

Рис. 9. Рама (сборочный чертеж).

Рис. 10. Детали рамы и спецификация деталей узла «Рама» (Р).

К полученному сварочному узлу с помощью болтов и гаек М10 присоединяют упоры Р6. Выступающие концы должны быть в одной плоскости (при постановке на ровную плоскость узел не должен качаться). Упорами Р6 узел приваривают к лицевой части нижнего диска сильфона СЗ. При правильной сборке, если отсоединим узел от упоров, приваренных к диску, мы свободно должны их соединить, даже поменяв местами упоры, т.е. во всех четырех положениях. Это условие нам пригодится, когда мы будем делать переход от изготовления кирпича к изготовлению облицовочной плитки или наоборот (там потребуется поворот рамы на 90°).

Присоединяем к полученному узлу стойки связи РЗ, а к ним верхние ребра Р2. Стойки связи привариваются между собой полосами Р4.

Сильфон (рис. 11 и 12). Деформирующимся элементом сильфона является самая распространенная автопокрышка 6,45-13 или 6,15-13, причем пригодна и изношенная по протектору, но не поврежденная по корду и без дырок. В принципе можно использовать любые типы покрышек от легкового автомобиля, но тогда меняются соответственные размеры. Для указанных размеров покрышек С1 имеет внутренний диаметр бортов 330 мм.

Рис. 11. Сильфон (сборочный чертеж).

Сначала готовится пуансоновая тумба С9 (рис. 13). Из заготовленных деталей Т1, Т2, ТЗ, выправленных и зачищенных, сваривают короб прямоугольной формы (с отклонениями по диагонали не более 0,5 мм). Все наружные части зачищаются. После этого производится разметка отверстий. Разметку и сверловку отверстий лучше производить по готовым пуансонам, поставив соединительные болты. Потом, соединив пуансон с тумбой с помощью болта и гайки M10 (поз. Т4), гайки привариваются к тумбе, а соединительные болты выкручиваются. Пуансоновая тумба (см. рис. 11) приваривается на размеченный верхний диск с лицевой стороны в углах длиной сварного шва 25—30 мм.

Рис. 12. Детали сильфона и спецификация деталей узла «Сильфон» (С).

Поз.	Наименование	Кол.	Матер.
С1 С2 СЗ С4 С5 С6 С7 С8 С9 С10 С11 С12 С13 С14 С15 С16	автопокрышка (6,45—13) диск верхний диск нижний анкер гайка М8 шайба 12/8,5, 6—4 мм втулка кольцо (проволока 8 мм) вн. = 330 мм тумба пуансоновая труба 133X4, дл. 140 мм фланец прокладка заглушка нар. 125, вн. 50, толщ. 6 мм болт М10х30 гайка М10 ограничитель	1 1 1 96 96 96 96 2 1 1 1 1 1 12 12 2	резина Ст. 3 —>>— —>>— —>>— —>>— резина Ст. 3 —>>— —>>— —>>— резина Ст. 3 Ст. 20 —>>— —>>—

Рис. 13. Детали тумбы пуансоновой и спецификация узла «Тумба» (Т).

Поз.	Наименование	Кол.	Матер.
Т1 Т2 ТЗ Т4	плата (лист 4, 199х119 мм) стенка (лист 4, 216x195 мм) стенка (лист 4, 216x115 мм) гайка М10 (заготовка 40х40х8 мм)	1 2 2 6	Ст. 3 —>>— —>>— —>>—

Ограничители С16 привариваются при сборке пресса. Уложив покрышку на два стула или скамейки одинаковой высоты с зазорами между ними, укладывают на верхний борт готовый верхний диск в сборе с тумбой. Снизу вставляют анкеры С4, которые цепляются за кольцо С8 (из проволоки 8 мм), с внутренним 330 мм. На резьбовую часть анкера, которая пропускается через диск, надевают коническую резиновую втулку С7, которая зажимается через металлическую шайбу С6 гайкой М8 (С5) в пространство между стенками отверстия и стержнем анкера. Часть анкера, которая будет охватываться резиновой втулкой, обязательно должна быть гладкой (без резьбы), иначе в этом месте будет течь. Отверстия в диске и анкер в месте посадки втулки при сборке смазывают густой масляной краской. Гайки затягивают равномерно по всей линии окружности до упора. Если все детали сильфона сделаны достаточно точно, гайки упираются в конец резьбы анкеров, что важно для уплотнения. Перетяжка гаек может привести к разрушению борта, а недожатие — к возможной течи.

Дополнительные рекомендации по сборке. Диск и борт покрышки в местах их контакта смазывают густой масляной краской. Если нет резины необходимой толщины для изготовления резиновых втулок, можно взять два листа более тонкой резины и склеить их клеем «Момент», резиновым или им подобным. Для втулки заготавливают прутки 11 мм. В них делают отверстия диаметром 7,5 мм. Полученная шайба надевается на оправку — кусок прутка 8,5 мм, наружный диаметр обтачивается (доводится) до необходимых размеров вручную. Делается это легко и быстро на наждаке. (Если возможно использование токарного станка — задача упрощается.)

Покрышку переворачивают и ставят ее на пуансоновую тумбу. Подготавливается нижний диск СЗ. К диску с лицевой стороны присоединяется фланец С11. Болты С14 пропускают в отверстия со стороны диска, фланец притягивается гайками С15. Головки болтов приваривают к диску, делают контрольно-сборочные отметки на фланце и диске (к примеру, наносят метки керном) для облегчения последующей сборки. Гайки раскручиваются, фланец снимается. Собирается и проваривается патрубок, состоящий из фланца С11, куска трубы С10 и заглушки С13.

Крепление нижнего диска к борту покрышки аналогично креплению верхнего диска. После закрепления нижнего диска к покрышке на выступающие резьбовые части приваренных болтов надевается прокладка С12, смазанная с обеих сторон густой краской. По контрольным меткам соединяется патрубок, который притягивается гайками до упора.

Испытание сильфона на прочность и плотность производят после полной сборки пресса. К заглушке С13 приваривают трубу или патрубок соответствующего диаметра и длины для подсоединения шланга.

Сильфон соединяется с рамой после предварительного снятия одного ребра Р2.

Пуансон. В конструкции данного пресса используют три вида пуансонов (рис. 14): для каждого вида изделий — свой пуансон. Пуансон предназначен для передачи усилия сильфона на смесь в матрице (или экструдере).

Рис. 14. Пуансоны:
а — для прямого прессования, б — для экструдсра блоков, в — для экструдера кирпича (со спецификациями деталей их узлов); пустотные сечения дырчатых стройдеталей: г — для блоков, д — для кирпича.

Спецификация деталей узла «Пуансон прямого прессования» (ПП).

Поз.	Наименование	Кол.	Матер.
ПП1 ПП2 ППЗ	плата (лист 6, 199x399 мм) ребро (полоса 80х4, дл. 385 мм) ребро (полоса 80х4, дл. 199 мм)	1 2 2	Ст. 3 —>>— —>>—

Спецификация деталей узла «Пуансон экструдера блоков» (ПБ).

Поз.	Наименование	Кол.	Матер.
ПБ1 ПБ2 ПБЗ	плата (лист 4, 199х199 мм) ребро (полоса 80х4, дл. 199 мм) ребро (полоса 36x4, дл. 80 мм)	1 2 2	Ст. 3 —>>— —>>—

Спецификация деталей узла «Пуансон экструдера кирпича» (ПК).

Поз.	Наименование	Кол.	Матер.
ПК1 ПК2 ПКЗ	плата (лист 4, 199х249 мм) ребро (полоса 80х4, дл. 199 мм) ребро (полоса 20x4, дл. 80 мм)	1 2 2	Ст. 3 —>>— —>>—

Пуансон жестко крепят к пуансоновой тумбе болтами М10, и он должен свободно перемещаться в матрице или экструдере с зазором до 1 мм на сторону. Конструкция пуансонов принципиально одинакова, меняются только размеры. По обозначению пуансоны делятся: ПП — пуансон прямого прессования, ПБ — пуансон экструдера блоков, ПК — пуансон экструдера кирпичей. Каждый пуансон имеет плату с размерами производимого изделия: ПП1 (ПБ1 или ПК1). К плате привариваются ребра жесткости ПП2 (ПБ2 или ПК2), в которых имеются отверстия 10,5 мм. Через эти отверстия пуансоны крепятся к пуансоновой тумбе болтами М10.

Ребра ППЗ (ПБЗ или ПКЗ) предотвращают перекос пуансона в матрице (экструдере).

Матрица (рис. 15) — это самый сложный в изготовлении и ответственный узел. Для ее сборки желательно изготовить сборочный кондуктор — деревянный короб с точными размерами 200X400x200 мм и строго перпендикулярными ребрами, что проверяют по диагоналям. Все детали перед сборкой обязательно рихтуют так, чтобы их плоскости были прямолинейными. Изгибы, перекосы, а также поверхностные дефекты не допускаются.

Рис. 15. Матрица пресса прямого прессования и спецификация деталей узла «Матрица» (М).

Поз.	Наименование	Кол.	Матер.
М1 М2 МЗ М4 М5 М6	стенка (лист 6, 220х410 мм) стенка (лист 6, 220x200 мм) кронштейн (полоса 30х8, дл. 110 мм) ограничитель (провол. 10, дл. 20 мм) упор (бобышка-круг 25, дл. 15 мм) петля (провол. 10, дл. 500 мм)	2 2 4 2 2 2	Ст. 3 —>>— —>>— —>>— —>>— —>>—

Короб-кондуктор укладывается на ровную плоскость и к нему прижимаются струбцинами стенки М1 и М2. При отсутствии струбцин можно просверлить по два отверстия 3 мм в противоположных краях стенок и через эти отверстия прибить гвоздями стенки к брусу-кондуктору. Стенки прихватывают сваркой только снаружи. Сразу после этого гвозди вынимают, а короб-кондуктор выбивают. Проверяют размеры полученного короба по внутренним размерам (пуансон должен перемещаться достаточно свободно). При удовлетворении требований полученный узел проваривают по стыковым швам (только снаружи). После прихватки и сварки, если необходимо, производят рихтовку.

К готовому узлу приваривают кронштейн МЗ с ограничителями М4, которые предварительно собираются помощью болтов М10 на верхних ребрах Р2 рамы. Затем приваривают упоры-бобышки М5, представляющие собой отрезки прутка диаметром 25 мм.

Крышка (рис. 16) предназначена для закрытия матрицы сверху. Она представляет собой пластину К1 (лист 6 мм), входящую в матрицу с небольшим зазором. Чтобы крышка не проваливалась в матрице, привариваемые ребра жесткости К2 имеют размеры, перекрывающие размеры матрицы и служат ограничителями. На центральное ребро приваривается седло К5 (обрезок трубы 3/4 длиной 25 мм). Седло предназначено для фиксации крышки петлей М6 матрицы (см. рис. 15). После приваривания торцовая часть седла вместе с ребрами обтачивается на наждаке так, чтобы петля свободно фиксировалась при закрытии матрицы крышкой.

Рис. 16. Крышка и спецификация деталей узла «Крышка» (К).

Поз.	Наименование	Кол.	Матер.
К1 К2 КЗ К4 К5 К6	плата лист 6, 199x399 мм) ребро (полоса 50х4, дл. 399 мм ребро (полоса 50x4, дл. 100 мм) рукоятка (проволока 10, дл. 110 мм) седло (труба 3/4", дл. 25 мм) ребро (полоса 50x4, дл. 47 мм)	1 2 6 2 2 4	Ст. 3 —>>— —>>— —>>— —>>— —>>—

Надев крышку на матрицу, подгибают петли М6 из проволоки 10 мм так, чтобы проволока хорошо обтягивала упоры и седло крышки. Концы петли приваривают к коробу матрицы.

Для качественного получения облицовочной плитки (блока) желательно иметь гладкую рабочую поверхность формы, но простой прокат, используемый при изготовлении матрицы, этим требованиям не всегда соответствует. Поверхность для выглаживания можно зашпаклевать. Матрица кладется стенкой на горизонтальную поверхность; внутренняя поверхность нижней стенки зачищается и проклеивается (промазывается) эпоксидным клеем или шпаклевкой, после схватывания которой матрица кладется на другую сторону и с ней проводится та же операция. Поело полной обработки всех плоскостей они выравниваются и зачищаются наждачной бумагой. При отсутствии эпоксидного клея или шпаклевки для выравнивания поверхности можно использовать многослойное покрытие нитроэмалью с последующей зачисткой. Для ускорения этого процесса металл матрицы нужно нагреть хотя бы до 40°С.

5. Пресс-экструдер

Пресс-экструдер (рис. 17) состоит из пресса прямого прессования, используемого в качестве питателя, бункера рабочей смеси, экструзионной решетки, отрезного устройства (см. рис. 21) и нескольких соединительных элементов. Нужно иметь два типа экструзионных решеток, предназначенных для продавливания кирпичей и блоков.

Рис. 17. Пресс-экструдер:
а — стол для готовой продукции, б — бункер, П — питатель, О — отрезное устройство, х — ход, Э1 и Э2 — соединительные элементы, ЭБ — усиливающая корпус пластина, ПБ — пуансон экструдера блоков. Сечение по А—А (для экструдера блоков, и — для экструдера кирпичей) см. на рис. 18 и 19.

Экструзионные решетки образуются снаружи корпусом экструдера и внутри – пустообразователями. При продавливании полусухой смеси через экструзионную решетку она уплотняется по сечению и выдавливается в виде бруса заданного сечения, который далее нарезают на отрезки необходимой величины отрезным устройством.

Экутрудер мобирается аналогично матрице, но с некоторыми особенностями из-за большей длины. Также при сборке используется коробка-кондукторы: по два короба длинной 150 мм с сечением изделия. Сборка обоих экструждеров аналогична, и поэтому ниже описывается последовательность сборки корпуса экструдера блоков (рис. 18), аналогично производится сборка корпуса экструдера кирпичей (рис. 19).

Рис. 18. Детали корпуса экструдера блоков и спецификация деталей узла «Корпус экструдера блоков» (ЭБ).

Поз.	Наименование	Кол.	Матер.
ЭБ1 ЭБ2 ЭБЗ ЭБ4 ЭБ5 ЭБ6 ЭБ7 ЭБ8 ЭБ9 ЭБ10 ЭБ11 ЭБ12 ЭБ13	стенка (лист 4, 208х570 мм) стенка (лист 4, 200х570 мм) стенка (лист 4, 200x320 мм) стенка (лист 4, 200х110 мм) кронштейн (полоса 30x8. дл. 110 мм) полоса усилит. (40х8, дл. 208 мм) полоса-подкладка (60x8, дл. 208 мм) гребенка нижняя гребенка верхняя пустотообразователь ограничитель (провол. 10, дл. 20 мм) гребнеобразователь парообразователь	2 1 1 1 4 3 1 1 1 4 2 2 1	Ст. 3 —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— —>>—

Рис. 19. Детали корпуса экструдера кирпича и спецификация деталей узла «Корпус экструдера кирпича» (ЭК).

Поз.	Наименование	Кол.	Матер.
ЭК1 ЭК2 ЭКЗ ЭК4 ЭК5 ЭК6 ЭК7 ЭК8 ЭК9 ЭК10 ЭК11	стенка (лист 4, 128х570 мм) стенка (лист 4, 250х570 мм) стенка (лист 4, 250x320 мм) стенка (лист 4, 250х110 мм) кронштейн (полоса 30x8. дл. 110 мм) полоса усилит. (40х8, дл. 260 мм) полоса-подкладка (60x8, дл. 260 мм) гребенка нижняя гребенка верхняя пустотообразователь ограничитель (провол. 10, дл. 20 мм)	2 1 1 1 4 1 1 1 1 7 2	Ст. 3 —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— —>>—

Рис. 20. Решетка пресса-экструдера блоков для работы в режиме мялки-смесителя (Ст. 3. Отверстия 8 по всей площади решетки).

Уложив на ровную поверхность нижнюю стенку ЭБ2, а на нее (в торцах) короба-кондукторы, сверху на них укладывают стенки ЭБЗ и ЭБ4, а сбоку прислоняют стенки ЭБ1. Детали предварительно прихватывают между собой сваркой: сначала торцы корпуса, а затем с перемещением кондуктора делают прихватку по всей длине корпуса. После выбивки кондукторов проверяют корпус: свободно ли проходят пуансоны внутри корпуса по всей длине. При необходимости корпус рихтуют. Окончательное проваривание швов производят прерывистым швом по 20—30 мм с шагом 50—60 мм.

Далее собирают пустотообразователи ЭБ10. Они должны быть одинаковыми по размерам и форме. Ставят и корпус вертикально, выходом вверх. Подвязывают крайние пустотообразователи за утолщения (как бы на растяжках) и выставляют их по торцу корпуса, так, чтобы все торцы пустототообразователей были бы ниже торца корпуса на 0,5—1,0 мм. В таком состоянии надеваются гребенки ЭБ8 и ЭБ9 и привариваются к стенкам корпуса. Если какой-то пустообразователь будет выступать за границы торца корпуса, надо сделать подгонку его опорных частей (подварить или сточить).

В правильно приваренные гребенки пустотообразователи вставляются (и из них вынимаются) свободно.

Выходной торец корпуса усиливают пластинами ЭБ6 и ЭБ7 (отступив на 5 мм от торца).

Со стороны пуансона приваривают кронштейны ЭБ5 с ограничителями ЭБ11, предварительно закрепленными на верхних ребрах Р2. Чтобы не делать лишней подгонки, проваренный корпус вставляют в собранный пресс прямого

прессования между верхними ребрами, надевая на пуансон. Пуансон должен свободно перемещаться в корпусе. В этом же положении закрепляют соединительные элементы Э1 и 32 (рис. 17) и отрезное устройство 0 (рис. 21).

Рис. 21. Отрезное устройство (на примере для блоков) и спецификация деталей узла «Отрезное устройство» (О).

6. Специальный погружной насос с изменяемой характеристикой

Для повышения производительности прессов предлагаемой конструкции желателен более производительный насос. Хорошо бы достать промышленный насос типа 2К6 или 2К9 и работать по схеме для бытовых насосов, но раздобыть такой непросто.

Можно самим изготовить погружной насос, более подходящий именно для описанного пресса. Его производительность позволит уложить цикл «сжатие—разжатие» в 8 сек, т.е. за 8 сек можно получить кирпич стандартных размеров.

Работает пресс так. Сильфон пресса соединен с нагнетательным патрубком резиновым шлангом 50 мм. Насос находится в воде, уровень которой на 1,5—2,0 м ниже уровня сильфона. Крыльчатка насоса вращается от двигателя. В днище насоса введена гильза диффузора, в которой перемещается диффузор Д (рис. 22).

Рис. 22. Работа пресса прямого прессования с использованием погружного насоса с изменяемой характеристикой:
М — матрица; П — пуансон; Р — рама; С — сильфоп; Ш — шланг сливной; Е — емкость рабочей жидкости; Н — насос; О — диффузор; В — крыльчатка; а — разница уровней.

Если диффузор находится в нижнем положении, крыльчатка «молотит» воду как активатор в стиральной машине, не создавая существенного давления в нагнетательном патрубке, а разница уровней жидкости создает в сильфоне разряжение с усилием до 150—200 кг, что вполне достаточно для отрыва от изделия и опускания пуансона.

Если диффузор приблизить к крыльчатке с минимальным зазором, крыльчатка создает давление, зависящее только от ее диаметра и числа оборотов вращения. Наш насос развивает напор до 25 м вод. ст. (2,5 атм) при 3000 об/мин., и этого вполне достаточно, чтобы создать на пуансоне усилие до 3000 кГ.

Рис. 23. Специальный погружной насос с изменяемой характеристикой (сборочный чертеж).

Рис. 24. Детали погружного насоса и спецификация деталей «Насос с изменяемой характеристикой» (Н).

Поз.	Наименование	Кол.	Матер.
Н1 Н2 Н3 Н4 Н5 Н6 Н7 Н8 Н9 Н10 Н11 Н12 Н13 Н14 Н15 Н16 Н17 Н18 Н19 Н20 Н21 Н22 Н23 Н24 Н25 Н26 Н27 Н28 Н29	электродвигатель 1,5 кВт, 3000 об/мин, фланец чулок (труба 50х3, дл. 500 мм) муфта соединительная вал ( 16, дл. 500 мм) патрубок 50х3, дл. 120 мм крышка насоса болт М10х30 гайка М10 фланец насоса корпус (труба 219x6, дл. 90 мм) ребро (полоса 25х3, дл. 70 мм) донышко, толщ. 6 мм гильза диффузора диффузор подвижный втулка упорная шайба скольжений подшипник скольжения крыльчатка прокладка пробка (болт М10х10) шайба кронштейн тяга короткая (полоса 30x3, дл. 76 мм) коромысло (полоса 30х3, дл. 310 мм) тяга длинная ( 10, дл. по потребности) заклепка 6 мм фиксатор 8—10 мм сальник	1 1 1 1 1 1 1 24 24 1 1 6 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 1 2 1 3 2 1	Ст. 3 —>>— —>>— —>>— Ст. 40X Ст. 3 —>>— Ст. 20 Ст. 20 Ст. 3 —>>— —>>— —>>— —>>— X18H 10T Ст. 3 X18H 10T фторопласт Ст. 3 резина Ст. 3 паронит Ст. 3 —>>— —>>— —>>— —>>— —>>— резина

Управление изменением направления воды происходит только за счет перемещения диффузора. Конструкция специального насоса (рис. 23 и 24). Самой сложно деталью насоса является крыльчатка Н19. Она состоит из отдельных деталей: обтекателя, диска и равномерно расположенных 6—12 лопаток. К диску приваривается обтекатель, на котором заранее сделана разметка расположения лопаток. Заготовленные лопатки располагают по разметке и приваривают с внутренней стороны загиба. Если части лопаток, обращенные к диффузору, после сварки будут выступать на разную величину, их можно выровнять на токарном станке так, чтобы резец одинаково касался всех лопаток.

На вал Н5 надевают втулку упорную H16. Через отверстия во втулке просверливают отверстие в валу. Втулку закрепляют заклепкой 6 мм. Надевают шайбу скольжения Н17, подшипник скольжения Н18, вторую шайбу скольжения Н17 и крыльчатку Н19. Засверловку вала в месте крепления крыльчатки производят так, чтобы зазоры в наборе позволяли валу свободно вращаться в подшипниках. Крыльчатка закрепляется заклепкой С другой стороны вала надевается муфта соединительная Н4, которая закрепляется тоже заклепкой 6 мм.

Собранный вал вставляют в чулок НЗ, вваренный в крышку Н7 муфтой вперед со стороны лепестков до тех пор, пока лепестки не остановятся в проточке подшипника. Вал должен свободно вращаться без биения. Этого можно добиться путем равномерного подгиба лепестков с проверкой контрольным проворачиванием вала.

В крышку Н7 насоса вваривают патрубок Н6 и, вставив чулок свободной стороной и выдерживая перпендикулярность, прихватывают чулок. Шов сразу после проверки немедленно остуживают водой во избежание выгорания подшипника.

На двигатель закрепляют фланец Н2. Примеряют соответствие длины чулка и вала двигателя. При необходимости более длинную деталь можно укоротить. Нужно иметь в виду, что фланец в этой конструкции изображен в расчете на присоединение обычного 3-фазного двигателя на 4 кВт и 3000 об/мин. При использовании других двигателей размеры фланца будут другими.

Для передачи момента вращения от вала электродвигателя через муфту насоса в валу засверливается сквозное отверстие 8 мм, в которое вставляется фиксатор (кусок прутка диаметром 8 мм из Ст. 3, длиной 40 мм). Чтобы он не выскакивал при вращении вала, с обеих сторон его нужно немного расклепать или накернить.

К крышке Н7 насоса прикручивают фланец Н10, в который вставляется до упора корпус Н11 (отрезок трубы) и сначала прихватывают сваркой к фланцу, фланец с корпусом проваривают и снимают. После остывания они снова присоединяются к крышке с помощью болтов и гаек, но уже с резиновой прокладкой Н20 толщиной 3 мм.

На ровную плоскость кладут донышко Н13, в отверстие которого, до упора с плоскостью, вставляется гильза диффузора Н14, которая прихватывается, а затем и приваривается к донышку. Если их сборка проводилась на ровной поверхности, например, на металлическом листе, то перпендикулярность деталей будет достаточной. После остывания деталей в проточку гильзы вставляется сальник Н29, а затем и диффузор H15. К диффузору собирают коромысла Н25 с фиксаторами Н28, соединенными с тягой короткой Н24 и тягой длинной Н26 с помощью заклепок 6 мм (Н27) или болтов М6 с гайками и контргайками.

С помощью коромысел Н25 выводят раструб диффузора так, чтобы фиксаторы дошли до упора в гильзе диффузора. В таком состоянии узел донышка вставляется в корпус осторожно до упора раструба диффузора в крыльчатку. С помощью осторожных перемещений донышка находят положение, когда раструб ляжет на крыльчатку равномерно по всей окружности. В таком положении донышко прихватывается к корпусу. Диффузор и сальник вынимаются. Корпус и донышко провариваются. Внутрь равномерно по окружности вставляют ребра Н12, которые привариваются к корпусу и донышку. Эти ребра предназначены для уменьшения энергии закручивания жидкости — эффекта воронки.

Снова вставляют сальник и диффузор. Навешивают коромысла с тягами. Укладывают прокладку Н20. Корпус насоса соединяют с крышкой. После затяжки болтов устанавливают и приваривают кронштейны Н23. При перемещении длинной тяги диффузор должен перемещаться с небольшим усилием. Насос можно испытывать совместно с прессом.

НЕКОТОРЫЕ КОММЕНТАРИИ

1. Большинство деталей лучше заготавливать на гильотинных ножницах или резаком. Затем следует отрихтовать и зачистить все края от заусенцев, наплывов и окалины.

2. Сварка производится катетом шва 4.5 мм.

3. На некоторые детали здесь не приводятся чертежи, поскольку размеры их определяются сборочным чертежом, их основные размеры даются также в подписях под рисунками.

Кроме того, надо запомнить, что запись «болт М10х30» — означает, что болт М10 имеет длину

без головки 30 мм; запись «труба 50x3» означает, что нар. = 50 мм, толщина стенки = 3 мм; числа в записи позиций «С14, СЗ, С12, С11, С15» означают очередность деталей в сборке.

4. Точность изготовления и чистота обработки деталей — не выше 3 класса.

5. Сильфон, насос и емкость для воды соединяются резиновым шлангом или трубой вн. = 50 мм, но не рукавом.

6. Все размеры на рисунках даны в мм.

Автор: Рудановский В.Н. Краснодарский край
http://patlah.ru

ВНИМАНИЕ !
При републикации, ссылка на Энциклопедию - ОБЯЗАТЕЛЬНА

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.