Pagpanukiduki sa Epekto sa Screw Rotation Speed ​​sa Injection Molding Machine sa Plasticizing Abilidad ug Dayag nga Viscosity

0 Pasiuna

Ang makina nga paghulma sa injection mao ang panguna nga kagamitan alang sa paghulma sa plastik, nag-una pinaagi sa sistema sa pag-injection.System, sistema sa pag-clamping, sistema sa pagkontrol sa kuryente, sistema sa lubrication, hydrostatic transmission nga sistema,Pagpainit ug pagpabugnaw nga sistema, sistema sa pagmonitor sa kaluwasan, ubp. Aron mapauswag ang kalidad sa produkto, kahusayan sa produksiyon, pagkunhod sa konsumo sa enerhiya, ang mga tawo nagpahigayon sa lawom nga panukiduki bahin niini. Ang panukiduki bahin sa mga makina sa paghulma sa indeyksiyon adunay daghang bahin, lakip na ang electrical control system.Intelligent transformation.Servo transformation sa transmission system Pagdaginot sa enerhiya sa pagpainit ug pagpabugnaw nga sistemaReform.The screw structure transformation sa plasticizing abilidad. Ang screw mao ang kinauyokan sa injection molding machine nga mga sangkap sa kasingkasing, kansang mga parameter nagtino sa gidaghanon sa indeyksiyon sa makina sa pag-injection, ang mga tigdukiduki nagtuon ug Dugang pa. Ang mas maayo nga plasticizing uniformity sa screw nagrepresentar sa pagbalik-balik nga katukma sa produkto. Mas taas ang pagsukod sa katukma, ang performance parameter sa plasticizing uniformity mao ang dayag nga viscosity.Diin ang pagbag-o sa screw structure makatabang sa pagpakunhod sa dayag nga viscosity sa matunaw, ang tornilyo.

Ang kapasidad gitino sa istruktura sa tornilyo ug ang katulin sa tornilyo, pressure, paspas, temperatura, etc.Kini mao ang nag-unang parameter sa pagsukod sa performance sa screw. Wang XishPagtunaw sa indeyksiyon screwAng transportasyon sa lawas gisusi sa theoretically. Li Zhenget The effects of temperature and back pressure on snailInfluence of rod plasticizing ability. Ang kapasidad sa plasticizing nagrepresentar sa kaepektibo sa paggama sa makina sa paghulma sa injection,Gikinahanglan nga mapauswag ang abilidad sa pag-plastic sa screw alang sa mga benepisyo sa ekonomiya sa mga negosyo.

Ang abilidad sa plasticizing sa sungkod nagtumong sa kalidad sa plasticized nga mga materyales kada yunit sa oras sa injection molding machine screw.Ang kalidad sa materyal nga pagtipig gitino sa metering chamber, ug ang exit sa screw homogenization sectionConnected sa lawak sa pagsukod, ang gidaghanon sa outlet sa screw homogenizing section mahimong masukod.Ang plasticizing abilidad sa screw gitino pinaagi sa pass rate.Sa pagpili sa mga materyales, ang viscosity naapektuhan pag-ayo sa shear rate ug sa temperaturaAng lebel sa ubos nga pagkasensitibo sa polypropylene aron mapadali ang pagkakita ug pag-obserbar sa mga resulta sa eksperimento. Kini nga papelAng dagan sa uma sa PP matunaw sa homogenizing nga seksyon sa tornilyo gisusi sa Fluent software.

Gamit ang pamaagi sa panukiduki sa paghiusa sa eksperimento ug teoretikal nga pagtuki, ang rotation sa screw

Epekto sa lain-laing mga screw giladmon sa temperatura, dayag nga viscosity, velocity ug plasticizing abilidadAng volumetric pass rate sa outlet sa screw homogenizing section gisusi aron ma-optimize ang Screw speed sa injection molding machine production process parameters.

1 Teoretikal nga pagtuki Niini nga papel, ang homogenization sa LYH680 plastic injection molding machine gisundog sa Fluent.Section sa pipe fluid, ibutang ang lain-laing screw speed, pagtuki sa homogenization nga seksyon sa pipeAng volumetric transit rate sa outlet sa propylene fluid homogenization seksyon nakuha.Ang dayag nga viscosity sa PP matunaw ug ang plasticizing abilidad sa screw giimbestigar. Phase sa injection molding machineAng may kalabutan nga mga parameter mao ang: ang gitas-on sa homogenized nga seksyon sa screw mao 80 mm, ug ang temperatura sa baril sa homogenizing nga seksyon gitakdaSet sa 220 C, ang matunaw pressure sa homogenizing seksyon mao 1.5 Ang China walay mga pasilidad sa produksiyon alang niining matang sa teknolohiya, ug ang giladmon sa screw groove mao ang 2.2Mm, screw screw anggulo mao ang 17.66 °, screw gitas-on-diametro ratio mao ang 19.6, screw diametro 32 mm; Ang matunaw nga Densidad sa polypropylene (Si PP) mao 770 Ang usa ka linya nga kapasidad mahimong / m3Ang punto sa pagkatunaw mao 170 °C, ang thermal conductivity coefficient sa matunaw mao ang 0.182W / (m · °C), ug ang matunaw ratioHeat kapasidad sa 2900 J / (Ang usa ka linya nga kapasidad mahimong · C), matunaw viscosity sa 421 Pa · s (453 K / 320)Pa·s（463 K）/250 Pa·s(473 K)。 Sa praktikal nga engineering, hunahunaa ang pluwidoAng densidad nagbag-o gamay tungod sa kamatuoran nga ang tinunaw nga polimer giputol sa injection molding machine sa dihang premolded.Shear rate mas ubos pa kay sa 10-3 m / s, sa diin nga panahon ang matunaw nahimutang sa non-Newtonian rheological rehiyon sa unang Sa niini nga rehiyon, ang matunaw nga polimer mahimong isipon nga Newtonian fluid, mao nga ang PP matunaw giisip nga usa ka incompressible laminar Newtons fluid sa theoretical ug experimental test analysis.

• Pagtukod sa sistema sa coordinate

Ang orihinal nga rotating channel nga giagian sa materyal gituy-od ngadto sa cuboid channel,Ang three-dimensional nga modelo sa wanang nga gitukod gikan sa gigikanan gipakita sa Figure 1 sa Figure 3.

1.2 Ang Pagtukod sa Fluid Governing Equation (Ang Phi) + div (p f) = div (g gradphi) + S. (1) Diin ang φ kay usa ka generalized physical variable; Ang generalized diffusion coefficient nga katumbas sa phi; Ang S usa ka kinatibuk-ang termino nga gigikanan.

Sumala sa pamaagi sa Guangyi, ang equation sa conservation sa masa ug momentum natukod sa entrada sa homogenization section sa xy plane (z = 0).

dV

r

Z = – sa Pb + π F + d V.

(2) Sa dt nga pormula: Ang rho mao ang densidad sa pagtunaw, Ang usa ka linya nga kapasidad mahimong / m3; Ang Vz mao ang tulin sa dagan sa z nga direksyon, m / s, pagsulod sa spiral groove sa homogenization region; Ang F mao ang pagpadali sa grabidad, m / s2; Ang Pb kay back pressure, Pa; Ang matunaw nga viscosity,

Pa·s; T alang sa panahon, s; Ang ▽ mao ang Hamiltonian，▽= ∂ i+ ∂ j+ ∂ k。 ∂x ∂y ∂z

Equation (2) mao ang momentum equilibrium equation (N-S equation) sa viscous fluid, ang fluid sa spiral groove giisip nga isothermal flow; Ang viscosity ug density nga mga natad managsama. Ang gilapdon sa spiral groove mas dako kay sa giladmon sa spiral groove, ug ang epekto sa bungbong sa kilid sa tornilyo wala tagda. Ang pagkatunaw nag-agay sa hingpit ubay sa screw channel, wala magtagad sa epekto sa pag-agos sa inlet ug outlet, apan gikonsiderar ang epekto sa reverse back pressure. Ang N-S equation gipasayon ​​sa mga kondisyon sa ibabaw:

2

dp

dy=1·b。 (3) dy2eta dx

I-integrate ang y kaduha ug ihatag ang mga kondisyon sa utlanan (y = 0, Vz = 0; Y = h, Vz = π NDcos theta / 60). Ang dagan sa tulin sa pag-apod-apod sa estado function sa direksyon sa matunaw nakuha, mao na

NDyπ cos theta hy-y2pb

Vz = 120 ka oras – 2ug × Lsintheta. (4)

Diin ang h mao ang giladmon sa screw groove sa homogenization section, m; Ang helix nga anggulo sa screw, (°); L mao ang gitas-on sa homogenized nga bahin, m; N mao ang screw speed, r ug d / ako n; Ang D mao ang tul-id nga diametro sa screw rod, m.

1.3 Pagkalkula sa teoretikal nga kapasidad sa plasticizing

Pagpuli sa Eq. (4) ngadto sa flow definition equation, Q = WhVz = π DhVzsynthesizer, naghatag

22 32

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

Pitch. (5) 120 12 L diin: W mao ang gilapdon sa bahin sa fluid, m; Ang MPT mao ang Theoretical Plastic sa Screw Type Plastic Injection Molding Machine

Kapasidad sa kemikal, Ang usa ka linya nga kapasidad mahimong / s; Q mao ang gidaghanon sa pass rate sa matunaw homogenization seksyon, m3 / s. Pinaagi sa equation (5), kini makita nga ang plasticizing abilidad sa screw apektado sa lain-laing mga proseso parametro sama sa screw diametro, anggulo sa screw groove, matunaw pressure ug screw groove giladmon. Ang mas taas nga screw speed, ang mas lig-on sa plasticizing abilidad; Sa diha nga ang dayag nga viscosity sa matunaw pagtaas, ang plasticizing abilidad sa screw pagtaas.

Mga resulta sa eksperimento ug pagtuki sa simulation

2.1 Pag-analisar sa simulation ug mga resulta

1) Kondisyon alang sa simulation analysis.

Ang inlet nga tumoy nga nawong: gikan sa velocity distribution state function sa z direksyon sa pagtunaw (sama sa (4)), ang tulin sa pagsulod sa homogenizing nga seksyon nagbag-o sa y nga kantidad. Karon N = 120, 140, 160, 180 rad / min gipuli sa Vz matag usa, ug ang inisyal nga simulate velocity subay sa spiral nga direksyon sa entrada sa homogenization section gitino pinaagi sa function definition sa Fluent nga adunay kaugalingong programming language nga UDF, mao na, ang inisyal nga tulin ubos sa simulate ug gisukod nga mga kondisyon; Tungod kay ang matunaw nga presyur sa bukana labi ka ubos kaysa sa presyur sa ulo sa screw, ang presyur sa bukana sa homogenization seksyon mao 0; Sumala sa mga parameter sa proseso sa PP nga materyal ug kagamitan, ang

Ang temperatura sa pagtunaw gitakda sa 465 K. Wala ug tuo nga kilid nga mga bungbong: y-z nga eroplano (x = 0), (x parehas 3.2 × 10-2 m) ingon nga mga bahin sa homogenization

Ang duha ka kilid sa screw groove wall gibutang isip non-slip walls, ug ang temperatura sa pagtunaw mao ang temperatura sa tornilyo, nga gitakda sa 473 K sumala sa PP materyal nga mga kinaiya ug ang aktuwal nga kahimtang sa mga ekipo.

Ibabaw ug ubos nga sidewalls: x-z nga eroplano (y = 0), (y = 2.2 × 10-3 m) ingon sa ubos ug sa ibabaw nga kilid sa screw groove sa homogenization seksyon, ang ubos nga bahin giisip nga usa ka non-slip wall, ang temperatura sa pagtunaw mao ang temperatura sa tornilyo, ug ang temperatura gitakda sa 473 K sumala sa materyal nga mga kinaiya sa PP ug sa aktuwal nga kahimtang sa mga ekipo; The upper side of the screw groove in the homogenization section is the contact surface of the melt and the barrel, the melt flow rate is the maximum, and the melt temperature is equal to the barrel heater temperature, nga gitakda sa 493 K according to the production conditions of the PP material.

Outlet end face: the x-y plane (z = 0.264 m) as the outlet of the homogenization section, the pressure outlet boundary is adopted, where the pressure is opposite to the z direction, ug ang presyur gitakda nga mohaum sa eksperimento nga kagamitan para sa sayon ​​nga pagtuki ug pagtandi, ug ang presyur sa likod gibutang sa -1.2 Ang China walay mga pasilidad sa produksiyon alang niining matang sa teknolohiya.

• Mga resulta sa pagtuki sa simulation

Alang sa x = 0.01, ang curve diagram sa tulin, temperatura ug viscosity sa exit sa homogenization seksyon ingon sa usa ka function sa giladmon sa spiral groove gipakita sa Figures 4 sa 6.

Atong makita gikan sa Figure 4 nga uban sa pagdugang sa screw speed, ang katulin sa homogenization nga seksyon sa exit usab nagdugang, uban sa pagdugang sa giladmon sa screw groove, ang katulin una mokunhod ug unya motaas, nga tungod sa paggunting nga pwersa ug viscosity sa ibabaw ug sa ubos nga mga nawong sa screw groove, subay sa polymer fluid sa plato.

Mga kausaban tali sa. Ingon sa atong makita gikan sa Figure 4, uban sa pagdugang sa screw speed, Ang tulin sa outlet sa homogenizing nga seksyon usab nagdugang. Uban sa pagdugang sa giladmon sa groove, ang tulin mous-os una ug unya motaas. Kini tungod sa dako nga shear force ug viscosity sa ibabaw ug ubos nga mga ibabaw sa groove, nga nahiuyon sa pagbag-o sa polymer fluid tali sa mga plato. Ang pagbag-o sa temperatura sa direksyon sa radial sama sa gipakita sa FIG. 5. Ang pagtunaw sa PP naa sa kontak sa tornilyo sa ilawom (y = 0), ibabaw sa kontak sa screw (y = 0.0022m) mahitabo ang heat conduction, init gikan sa ubos, ang ibabaw ngadto sa matunaw, ang temperatura gikan sa duha ka kilid ngadto sa ubos nga uso, paghimo sa usa ka concave temperatura curve. Uban sa pagdugang sa screw speed, ang tulin nagdugang, ang oras sa pagpainit sa runner mikunhod, ug ang temperatura mikunhod uban sa pagdugang sa gidaghanon sa mga rebolusyon. Ingon sa gipakita sa FIG. 6, ang dayag nga viscosity sa matunaw una nga pagtaas ug unya pagkunhod sa pagtaas sa spiral gitas-on, Sukwahi sa curve sa temperatura, ang dayag nga viscosity mao ang pinakaubos sa ibabaw sa pinakataas nga temperatura sa pagkatunaw, ug ang dayag nga viscosity mao ang pinakataas sa tunga-tunga sa pinakaubos nga temperatura sa pagtunaw. Uban sa pagdugang sa screw speed, ang dayag nga viscosity sa matunaw mas taas ug mas taas, ug ang dayag nga viscosity uniformity mikunhod. Makita nga ang dayag nga viscosity sa PP matunaw kay inversely proporsyonal sa temperatura, nga nagpakita sa katukma sa simulation.

Kini makita gikan sa Figure 6 nga ang viscosity wala gitakda sa Fluent simulation, busa atong gikuha ang kasagaran nga viscosity sa exit sa homogenization section sa x = 0.01 dinhi, tungod kay ang viscosity nagbag-o dinhi pinaagi sa pagtandi sa datos.

Ang viscosity nga labing duol sa theoretical kalkulasyon.

2.2 Pagsukod ug Pagtuki sa kapasidad sa Plasticizing

Human sa preheating sa injection molding machine, ang polypropylene nga hilaw nga materyal gibutang sa funnel alang sa plasticity. Ang rotating speed parameters sa screw gitakda sa 120,140,160,180 rpm, ang temperatura sa homogenized nga seksyon gitakda sa 220 °C, ug ang matunaw nga presyur sa homogenizing nga seksyon gitakda sa 1.2 Ang China walay mga pasilidad sa produksiyon alang niining matang sa teknolohiya. Ang oras sa pagtipig t sa matag rotating speed girekord gamit ang stopwatch, ug dayon ang walay sulod nga feed gibutang.

Pagkahuman sa indeyksiyon, human ang indeyksiyon gipabugnaw, ang masa m sa indeyksiyon gikolekta ug gisukod, ug ang aktuwal nga plasticizing abilidad mps makuha sa mps = 1000m/t. Ang mga resulta sa pagtandi sa theoretical plasticizing nga abilidad mpt ubos sa parehas nga mga kondisyon gipakita sa Fig. 7.

Hulagway 7 nagpakita nga ang theoretical plasticizing nga kapasidad ug screw speed sa screw gibana-bana nga usa ka function

Uban sa pagdugang sa screw speed, ang plasticizing abilidad sa screw gipalambo, ug ang aktuwal nga screw screw

Rod plasticizing abilidad mao ang ubos pa kay sa theoretical plasticizing abilidad, ang aktuwal nga plasticizing nga abilidad sa injection molding machine sa gikusgon sa 120 ~ 180 rad / min nga mga account alang sa 82% ~ 86% sa theoretical plasticizing abilidad, nga nagpakita nga ang injection molding machine screw plasticizing abilidad mao ang labaw sa average nga lebel. 2.3 Pagtuki sa sayop

Adunay mga kalainan tali sa aktuwal nga plasticizing nga abilidad ug sa theoretical plasticizing abilidad sa screw, walay labaw pa niini nga mga punto: 1) bahin sa materyal nga mga porma sa usa ka tinunaw nga pelikula sa panahon sa plasticizing proseso, nga miresulta sa leakage sa materyal; 2) Ang pagtulo sa spiral pressure wala gikonsiderar sa theoretical plasticizing ability analysis, nga maoy hinungdan sa pipila ka mga materyales nga magpabilin sa spiral ngilit. 3) Dugang pa sa kainit nga gipasa sa barrel heater, ang materyal mao ang labaw pa gikan sa paggunting kainit sa screw ug ang friction tali sa mga materyales, nga miresulta sa thermal decomposition sa bahin sa materyal.

Uban sa pagdugang sa screw speed, ang aktuwal nga plasticizing abilidad mao ang slowing, adunay mosunod nga mga punto: 1) Uban sa pagdugang sa screw speed, ang paggunting sa kainit sa tornilyo nagdugang, nga miresulta sa thermal decomposition sa bahin sa materyal; 2) Ang pagtaas sa temperatura makapamenos sa viscosity sa materyal, nagdugang sa reverse pressure, makababag sa pag-uswag sa materyal, ug hinungdan sa aktuwal nga plasticizing enerhiya sa paghinay.

Panapos Uban sa pagdugang sa screw groove giladmon, ang pagkaparehas sa temperatura ug dayag nga viscosity mikunhod, ug ang abilidad sa plasticizing misaka, apan ang katukma sa kalidad sa produkto mikunhod. Ang abilidad sa plasticizing miuswag uban sa pagtaas sa screw speed, apan ang pagkaparehas sa temperatura ug dayag nga viscosity mikunhod uban sa pagtaas sa screw speed. Ang pagdugang sa temperatura sa tornilyo makatabang sa pagpalambo sa dayag nga viscosity uniformity ug pagpalambo sa kalidad nga katukma sa produkto; Aron masiguro ang kalidad sa produkto ug mapaayo ang kahusayan sa produksiyon, ang giladmon, temperatura ug screw speed kinahanglan nga optimized.