Enjeksiyon Maşının Vida Fırlanma Sürətinin Plastikləşmə Qabiliyyətinə və Görünən Özlülüyünə Təsiri üzrə Tədqiqat

0 Giriş

Enjeksiyon qəlibləmə maşını plastik qəlibləmə üçün əsas avadanlıqdır, əsasən inyeksiya sistemi ilə.Sistem, sıxma sistemi, elektrik nəzarət sistemi, yağlama sistemi, hidrostatik ötürmə sistemi,İstilik və soyutma sistemi, təhlükəsizlik monitorinq sistemi, və s. Məhsulun keyfiyyətini artırmaq üçün Kəmiyyət, istehsal səmərəliliyi, enerji istehlakının azaldılması, insanlar bunun üzərində dərin araşdırma aparıblar. Enjeksiyon maşınları üzərində aparılan tədqiqatlar çoxşaxəlidir., o cümlədən elektrik idarəetmə sistemi. Ağıllı transformasiya. Transmissiya sisteminin servo transformasiyası İstilik və soyutma sisteminin enerjiyə qənaəti Reform. Plastifikasiya qabiliyyətinin vida strukturunun transformasiyası. Vida enjeksiyon qəlibləmə maşınının əsasını təşkil edirÜrək komponentləri, onun parametrləri enjeksiyon maşınının enjeksiyon həcmini müəyyən edir, tədqiqatçılar daha çox araşdırma aparıblar. Vidanın plastikləşdirici vahidliyi nə qədər yaxşı olarsa, məhsulun təkrarlanma dəqiqliyi də bir o qədər yüksəkdir., plastikləşdirici vahidliyin performans parametri görünən özlülükdür. Burada vida strukturunun modifikasiyası ərimənin görünən özlülüyünü azaltmağa kömək edir., vida.

Gücü vida quruluşu və vida sürəti ilə müəyyən edilir, təzyiq, sürət, temperatur, Vint performansını ölçmək üçün əsas parametrdir. Wang Xish Enjeksiyon vintinin əriməsi Bədənin nəqli nəzəri cəhətdən təhlil edilmişdir. Li Zhenget Temperaturun və arxa təzyiqin ilbizlərə təsiri Çubuqların plastikləşdirmə qabiliyyətinə təsiri. Plastikləşdirmə qabiliyyəti enjeksiyon qəlibləmə maşını istehsalının səmərəliliyini əks etdirir,Müəssisələrin iqtisadi faydası üçün vintlərin plastikləşdirmə qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq lazımdır.

Çubuğun plastikləşdirmə qabiliyyəti, enjeksiyon qəlibləmə maşını vintinin vaxt vahidinə düşən plastikləşdirilmiş materialların keyfiyyətinə aiddir. Materialın saxlanmasının keyfiyyəti ölçmə kamerası tərəfindən müəyyən edilir., və vida homogenləşdirmə bölməsinin çıxışıÖlçmə otağı ilə bağlıdır, vint homojenləşdirici bölmənin çıxışında həcmi ölçülə bilər.Vintinin plastikləşmə qabiliyyəti keçid sürəti ilə müəyyən edilmişdir.Materialların seçilməsində, özlülük kəsilmə sürətindən və temperaturdan çox təsirlənir. Təcrübə nəticələrinin aşkar edilməsini və müşahidəsini asanlaşdırmaq üçün polipropilenin aşağı həssaslıq dərəcəsi. Bu sənədVidanın homogenləşdirici hissəsindəki PP əriməsinin axın sahəsi Fluent proqramı ilə təhlil edilir..

Təcrübə və nəzəri təhlili birləşdirən tədqiqat metodundan istifadə, vida fırlanması

Müxtəlif vida dərinliklərinin temperatura təsiri, görünən özlülük, sürət və plastikləşdirmə qabiliyyəti Vida homogenləşdirici hissəsinin çıxışında həcmli keçid sürəti enjeksiyon qəlibləmə maşınının istehsal prosesi parametrlərini optimallaşdırmaq üçün təhlil edilir..

1 Bu məqalədə nəzəri təhlil, LYH680 plastik enjeksiyon qəlibləmə maşınının homogenləşməsi Fluent.Section boru mayesinin simulyasiyası ilə təqlid edilir., müxtəlif vida sürətini təyin edin, borunun homogenləşmə hissəsinin təhliliPropilen mayesinin homogenləşmə bölməsinin çıxışında həcmli keçid sürəti alınır. PP əriməsinin görünən özlülüyü və vintin plastikləşmə qabiliyyəti tədqiq edilmişdir.. Enjeksiyon qəlibləmə maşınının fazaları müvafiq parametrlərdir: vintin homogenləşdirilmiş hissəsinin uzunluğu 80 mm, və homogenləşdirmə bölməsində barelin temperaturu təyin edilir 220 C, homogenləşdirmə bölməsində ərimə təzyiqi 1.5 MPa, və vida yivinin dərinliyi 2.2Mm-dir, vida vida bucağıdır 17.66 °, vint uzunluğu-diametr nisbəti 19.6, vint diametri 32 mm; Polipropilenin ərimə sıxlığı (PP) idi 770 Kiloqram / m3 Ərimə nöqtəsidir 170 °C, ərimənin istilik keçiricilik əmsalı 0,182W-dir / (m · °C), və ərimə nisbəti İstilik tutumu 2900 J / (Kiloqram · C), ərimənin özlülüyü 421 Pa · s (453 K / 320)Pa·s（463 K）/250 Pa·s（473 K）。 Praktiki mühəndislikdə, mayeni nəzərə alın, ərinmiş polimer əvvəlcədən qəliblənmiş zaman enjeksiyon qəlibləmə maşınında kəsildiyi üçün sıxlıq az dəyişir. 10-3 m / s, bu zaman ərimə bu regionda birincinin qeyri-Nyuton reoloji bölgəsində yerləşir, ərimə polimeri Nyuton mayesi kimi qəbul edilə bilər, buna görə də PP əriməsi nəzəri və eksperimental sınaq analizində sıxılmayan laminar Nyuton mayesi kimi qəbul edilir..

• Koordinat sisteminin qurulması

Materialın keçdiyi orijinal fırlanan kanal kuboid kanala uzanır,Mənbədən qurulan üçölçülü kosmik model Şəkildə göstərilmişdir 1 təsvir etmək 3.

1.2 Mayenin İdarə Edilməsi Tənliyinin qurulması (Phi) + div (p f) = div (γ gradphi) + S. (1) Burada φ ümumiləşdirilmiş fiziki dəyişəndir; phi-ə uyğun ümumiləşdirilmiş diffuziya əmsalı; S ümumiləşdirilmiş mənbə terminidir.

Guangyi metoduna görə, x-y müstəvisinin homogenləşmə bölməsinin girişində kütlənin və impulsun saxlanması tənliyi qurulur. (z = 0).

dV

r

Z = – Pb + π F + d V.

(2) dt düsturunda: rho ərimə sıxlığıdır, Kiloqram / m3; Vz z istiqamətində axın sürətidir, m / s, homogenləşmə bölgəsində spiral yivə daxil olması; F cazibə qüvvəsinin sürətlənməsidir, m / s2; Pb geri təzyiqdir, Pa; Ərintilərin özlülüyüdür,

Pa·s; Vaxt üçün T, s; ▽ Hamiltoniyalıdır，▽= ∂ i+ ∂ j+ ∂ k。 ∂x ∂y ∂z

Tənlik (2) impuls tarazlığı tənliyidir (N-S tənliyi) özlü mayedən, spiral yivdəki maye izotermik axın kimi qəbul edilir; Özlülük və sıxlıq sahələri vahiddir. Spiral yivin eni spiral yivin dərinliyindən çox böyükdür, və vida yan divarının təsiri nəzərə alınmır. Ərinmə tam olaraq vida kanalı boyunca axır, giriş və çıxışın axın təsirinə məhəl qoymadan, lakin əks geri təzyiqin təsirini nəzərə alaraq. N-S tənliyi yuxarıdakı şərtlərlə sadələşdirilmişdir:

2

dp

dy=1·b。 (3) dy2eta dx

y-ni iki dəfə inteqrallayın və sərhəd şərtlərini verin (y = 0, Vz = 0; Y = h, Vz = π NDcos teta / 60). Ərimə istiqamətində axın sürətinin paylanma vəziyyəti funksiyası alınır, yəni

NDyπ cos theta hy-y2pb

Vz = 120 saat – 2və × Lsintheta. (4)

Burada h homojenləşdirmə bölməsində vida yivinin dərinliyidir, m; Vidanın sarmal bucağı, (°); L homojenləşdirilmiş seqmentin uzunluğudur, m; N vida sürətidir, r a d / m i n; D - vida çubuğunun düz diametri, m.

1.3 Nəzəri plastikləşdirmə qabiliyyətinin hesablanması

Əvəzedici tənlik. (4) axının təyini tənliyinə, Q = WhVz = π DhVzsintezator, verir

22 32

Mpt = Qπ = π D Nhрsin θ cos θ – p Dhsin

Pitch. (5) 120 12 L harada: W maye hissəsinin enidir, m; MPT, vida tipli plastik enjeksiyon qəlibləmə maşınının nəzəri plastikidir

Kimyəvi tutum, Kiloqram / s; Q - ərimənin homogenləşməsi bölməsinin həcm ötürmə sürətidir, m3 / s. Tənlik vasitəsilə (5), Vidanın plastikləşdirmə qabiliyyətinə vida diametri kimi müxtəlif proses parametrlərinin təsir etdiyi görülə bilər., vida yivinin bucağı, ərimə təzyiqi və vida yivinin dərinliyi. Vida sürəti nə qədər yüksəkdir, plastikləşmə qabiliyyəti daha güclüdür; Ərinmənin görünən viskozitesi artdıqda, vidanın plastikləşmə qabiliyyəti artır.

Eksperimental nəticələr və simulyasiya təhlili

2.1 Simulyasiya təhlili və nəticələri

1) Simulyasiya təhlili üçün şərtlər.

Giriş ucu: ərimənin z istiqamətində sürət paylanması vəziyyəti funksiyasından (kimi (4)), homogenləşdirici bölmənin girişindəki sürət y qiyməti ilə dəyişir. İndi N = 120, 140, 160, 180 rad / min müvafiq olaraq Vz ilə əvəz olunur, və homogenləşdirmə bölməsinin girişində spiral istiqamət üzrə ilkin simulyasiya edilmiş sürət UDF öz proqramlaşdırma dili ilə Fluent funksiyasının tərifi vasitəsilə müəyyən edilir., yəni, simulyasiya edilmiş və ölçülmüş şəraitdə ilkin sürət; Çünki girişdə ərimə təzyiqi vint başlığının təzyiqindən xeyli aşağıdır, homogenləşmə bölməsinin girişindəki təzyiqdir 0; PP materialının və avadanlıqlarının proses parametrlərinə görə, the

Ərimə temperaturu təyin edilmişdir 465 K. Sol və sağ yan divarlar: y-z təyyarəsi (x = 0), (x bərabərdir 3.2 × 10-2 m) homogenləşmə seqmentləri kimi

Vida yivinin divarının iki tərəfi sürüşməyən divarlar kimi quraşdırılmışdır, ərimə temperaturu isə vida temperaturudur, hansı təyin edilir 473 K PP materialının xüsusiyyətlərinə və avadanlığın faktiki vəziyyətinə görə.

Üst və aşağı yan divarlar: x-z təyyarəsi (y = 0), (y = 2.2 × 10-3 m) homogenləşdirmə bölməsinin vida yivinin aşağı və yuxarı tərəfləri kimi, aşağı tərəfi sürüşməyən divar kimi qəbul edilir, ərimə temperaturu vida temperaturudur, və temperatur təyin edilir 473 K PP-nin maddi xüsusiyyətlərinə və avadanlığın faktiki vəziyyətinə görə; Homojenləşdirmə bölməsindəki vida yivinin yuxarı tərəfi ərimə ilə barelin təmas səthidir., ərimə axını sürəti maksimumdur, və ərimə temperaturu barel qızdırıcısının temperaturuna bərabərdir, hansı təyin edilir 493 PP materialının istehsal şərtlərinə görə K.

Çıxış ucu: x-y müstəvisi (z = 0.264 m) homogenləşmə bölməsinin çıxışı kimi, təzyiq çıxış sərhədi qəbul edilir, burada təzyiq z istiqamətinə əksdir, və asan təhlil və müqayisə üçün təzyiq eksperimental avadanlıqla uyğunlaşdırılır, və arxa təzyiq təyin edilir -1.2 MPa.

• Simulyasiya təhlili nəticələri

x = üçün 0.01, sürətin əyri diaqramı, spiral yivin dərinliyindən asılı olaraq homojenləşdirmə bölməsinin çıxışında temperatur və özlülük Şəkillərdə göstərilmişdir 4 -ə 6.

Şəkildən görə bilərik 4 vida sürətinin artması ilə, çıxışda homogenləşmə bölməsinin sürəti də artır, vida yivinin dərinliyinin artması ilə, sürət əvvəlcə azalır, sonra isə artır, vida yivinin yuxarı və aşağı səthlərində kəsmə qüvvəsi və özlülük ilə əlaqədardır., plitədəki polimer mayesinə uyğun olaraq.

arasında dəyişir. Şəkildən gördüyümüz kimi 4, vida sürətinin artması ilə, Homojenləşdirici hissənin çıxışında sürət də artır. Yiv dərinliyinin artması ilə, sürət əvvəlcə azalır, sonra isə artır. Bu, yivin yuxarı və aşağı səthlərində böyük kəsmə qüvvəsi və özlülüklə bağlıdır., plitələr arasında polimer mayesinin dəyişməsinə uyğundur. Şəkildə göstərildiyi kimi radial istiqamətdə temperaturun dəyişməsi. 5. PP əriməsi altındakı vida ilə təmasdadır (y = 0), vida ilə yuxarı təmasda (y = 0,0022 m) istilik keçiriciliyi baş verir, altdan istilik, üstü əriməyə, hər iki tərəfdən temperaturun içəriyə doğru enmə meyli, konkav temperatur əyrisi əmələ gətirir. Vida sürətinin artması ilə, sürət artır, qaçışda qızdırma müddəti azalır, çevrilmələrin sayının artması ilə temperatur azalır. Şəkildə göstərildiyi kimi. 6, ərimənin görünən viskozitesi spiral hündürlüyünün artması ilə əvvəlcə artır, sonra isə azalır., Temperatur əyrisinin əksinə, görünən özlülük ən yüksək ərimə temperaturunun yuxarı hissəsində ən aşağıdır, və görünən özlülük ən aşağı ərimə temperaturunun ortasında ən yüksəkdir. Vida sürətinin artması ilə, ərimənin görünən viskozitesi daha yüksək və daha yüksəkdir, və görünən özlülük vahidliyi azalır. Görünür ki, PP əriməsinin görünən özlülüyü temperaturla tərs mütənasibdir, bu simulyasiyanın dəqiqliyini göstərir.

Şəkildən görünə bilər 6 özlülüyün Fluent simulyasiyasında sabit olmadığını, beləliklə, biz x =-də homogenləşmə bölməsinin çıxışında orta özlülüyü alırıq 0.01 burada, çünki məlumatların müqayisəsi vasitəsilə burada özlülük dəyişir.

Nəzəri hesablamaya ən yaxın olan özlülük.

2.2 Plastikləşmə qabiliyyətinin ölçülməsi və təhlili

Enjeksiyon maşınını əvvəlcədən qızdırdıqdan sonra, polipropilen xammalı plastiklik üçün huniyə qoyulur. Vidanın fırlanma sürəti parametrləri müəyyən edilir 120,140,160,180 rpm, homogenləşdirilmiş bölmənin temperaturu təyin edilir 220 °C, və homogenləşdirmə bölməsində ərimə təzyiqi müəyyən edilir 1.2 MPa. Hər bir fırlanma sürətində saxlama müddəti t saniyəölçən ilə qeyd olunur, və sonra boş yem qurulur.

Enjeksiyondan sonra, enjeksiyon soyuduqdan sonra, iynənin kütləsi m toplanır və ölçülür, və faktiki plastikləşmə qabiliyyəti mps mps = 1000m/t ilə əldə edilir. Eyni şəraitdə nəzəri plastikləşdirmə qabiliyyəti mpt ilə müqayisə nəticələri Şəkil 1-də göstərilmişdir. 7.

Şəkil 7 göstərir ki, vintin nəzəri plastikləşdirmə qabiliyyəti və vida sürəti bir funksiyaya yaxındır

Vida sürətinin artması ilə, vidanın plastikləşdirmə qabiliyyəti artır, və həqiqi vida vidası

Çubuğun plastikləşdirmə qabiliyyəti nəzəri plastikləşdirmə qabiliyyətindən aşağıdır, sürətində enjeksiyon qəlibləmə maşınının faktiki plastikləşdirmə qabiliyyəti 120 ~ 180 rad / min hesablar 82% ~ 86% nəzəri plastikləşdirmə qabiliyyəti, enjeksiyon qəlibləmə maşınının vida plastikləşdirmə qabiliyyətinin orta səviyyədən yuxarı olduğunu göstərir. 2.3 Səhv təhlili

Vidanın faktiki plastikləşdirmə qabiliyyəti ilə nəzəri plastikləşdirmə qabiliyyəti arasında fərqlər var, bu məqamlardan başqa heç nə: 1) materialın bir hissəsi plastikləşdirmə prosesində ərimiş bir film meydana gətirir, materialın sızması ilə nəticələnir; 2) Spiral təzyiqin sızması nəzəri plastikləşdirmə qabiliyyətinin təhlilində nəzərə alınmadı, bəzi materialların spiral kənarında qalmasına səbəb oldu. 3) Barel qızdırıcısı tərəfindən ötürülən istilikdən əlavə, material daha çox vidanın kəsmə istiliyindən və materiallar arasında sürtünmədən, materialın bir hissəsinin termal parçalanması ilə nəticələnir.

Vida sürətinin artması ilə, faktiki plastikləşdirmə qabiliyyəti yavaşlayır, aşağıdakı məqamlar var: 1) Vida sürətinin artması ilə, vidanın kəsmə istiliyi artır, materialın bir hissəsinin termal parçalanması ilə nəticələnir; 2) Temperaturun artması materialın viskozitesini azaldır, əks təzyiqi artırır, materialın irəliləməsinə mane olur, və faktiki plastikləşmə enerjisinin yavaşlamasına səbəb olur.

Nəticə Vida yivinin dərinliyinin artması ilə, temperaturun vahidliyi və görünən özlülük azalıb, və plastikləşmə qabiliyyəti artmışdır, lakin məhsulun keyfiyyətinin dəqiqliyi azaldı. Vida sürətinin artması ilə plastikləşmə qabiliyyəti artdı, lakin vida sürətinin artması ilə temperaturun vahidliyi və görünən özlülük azalmışdır. Vida temperaturunun artırılması, görünən özlülük vahidliyini təşviq etməyə və məhsulun keyfiyyət dəqiqliyini artırmağa kömək edir.; Məhsulun keyfiyyətini təmin etmək və istehsalın səmərəliliyini artırmaq üçün, dərinlik, temperatur və vida sürəti optimallaşdırılmalıdır.