Esplorado pri la Efiko de Ŝraŭbo-Rotacia Rapido de Injekto-Muldanta Maŝino sur Plastiga Kapableco kaj Ŝajna Viskozeco

0 Enkonduko

Injekto-muldado estas la ĉefa ekipaĵo por plasta muldado, ĉefe per la injekta sistemo.Sistemo, krampa sistemo, elektra kontrolo sistemo, lubrika sistemo, hidrostatika transmisisistemo,Sistemo de hejtado kaj malvarmigo, sekureca monitora sistemo, ktp. Plibonigi produktokvaliton Kvanto, produktada efikeco, reduktante energikonsumon, homoj faris profundajn esplorojn pri ĝi.La esploro pri injektaj maŝinoj estas multfaceta, inkluzive de la elektra kontrolsistemo.Inteligenta transformo.Servotransformo de transdona sistemo Energioŝparo de hejtado kaj malvarmigosistemoReformo.La ŝraŭbstruktura transformo de plastiga kapablo. La ŝraŭbo estas la kerno de la injekta muldmaŝino Koraj komponantoj, kies parametroj determinas la injektan volumon de la injektmaŝino, esploristoj studis Pli. Ju pli bone la plastiga unuformeco de la ŝraŭbo reprezentas la ripetan precizecon de la produkto. Ju pli alta la mezura precizeco, la agado-parametro de plastiga unuformeco estas ŝajna viskozeco.Kie la modifo de la ŝraŭbstrukturo helpas redukti la ŝajnan viskozecon de la fandado., la ŝraŭbo.

La kapablo estas determinita de la ŝraŭbstrukturo kaj la ŝraŭbrapideco, premo, rapido, temperaturo, ktp.Ĝi estas la ĉefa parametro por mezuri la agadon de la ŝraŭbo. Wang XishFandiĝo de injekta ŝraŭboKorptransporto estis analizita teorie. Li Zhenget The effects of temperature and back pressure on snailInfluence of rod plasticizing ability. Plastiga kapablo reprezentas la efikecon de injektomulda maŝinproduktado,Necesas plibonigi la plastigan kapablon de ŝraŭbo por la ekonomiaj avantaĝoj de entreprenoj.

La plastiga kapablo de la vergo rilatas al la kvalito de plastigitaj materialoj per unuo da tempo de la injekta muldmaŝino ŝraŭbo.La kvalito de materiala stokado estas determinita de la mezura ĉambro., kaj la eliro de la ŝraŭba homogeniga sekcioKonektita kun la mezurĉambro, la volumeno ĉe la elirejo de la ŝraŭba homogeniga sekcio povas esti mezurita.La plastiga kapablo de la ŝraŭbo estis determinita de la pase-rapideco.En la elekto de materialoj, la viskozeco estas tre tuŝita de la tondrapideco kaj la temperaturoLa grado de malalta sentemo de polipropileno por faciligi detekton kaj observadon de eksperimentaj rezultoj. Ĉi tiu paperoLa flukampo de PP-fandado en la homogeniga sekcio de la ŝraŭbo estas analizita per Fluent-programaro.

Uzante la esplormetodon kombini eksperimenton kaj teorian analizon, la ŝraŭba rotacio

Efikoj de malsamaj ŝraŭbprofundoj sur temperaturo, ŝajna viskozeco, rapideco kaj plastiga kapabloLa volumetra transiro ĉe la elirejo de la ŝraŭba homogeniga sekcio estas analizita por optimumigi la Ŝraŭbrapidecon de injektomuldmaŝino-produktadprocezparametroj..

1 Teoria analizoEn ĉi tiu artikolo, la homogenigo de LYH680 plasta injektomuldmaŝino estas simulita de Fluent.Section de pipo fluido, agordi malsaman ŝraŭbrapidecon, analizo de homogeniga sekcio de la tuboLa volumetra transira rapideco ĉe la elirejo de la propilena fluida homogeniga sekcio estas akirita.La ŝajna viskozeco de PP-fandado kaj la plastiga kapablo de ŝraŭbo estis esploritaj.. Fazo de injekta muldmaŝinoLa koncernaj parametroj estas: la longo de la homogenigita sekcio de la ŝraŭbo estas 80 mm, kaj la temperaturo de la barelo en la homogeniga sekcio estas starigita je 220 C, la fanda premo en la homogeniga sekcio estas 1.5 MPa, and the depth of the screw groove is 2.2Mm, screw screw angle is 17.66 °, screw length-diameter ratio is 19.6, screw diameter32 mm; The melt density of polypropylene (PP) was 770 kg / m3The melting point is 170 °C, the thermal conductivity coefficient of the melt is 0.182W / (m · °C), and the melt ratioHeat capacity of 2900 J / (kg · C), melt viscosity of 421 Pa · s (453 K / 320)Pa·s（463 K）/250 Pa·s（473 K）。 In practical engineering, consider the fluidThe density changes little due to the fact that the molten polymer is sheared in the injection molding machine when premolded.Shear rate is less than 10-3 m / s, tiutempe la fandado troviĝas en la nenewtona reologia regiono de la unua En ĉi tiu regiono, la fandita polimero povas esti rigardita kiel Newtoniana fluido, do la PP-fandado estas rigardata kiel nekunpremebla laminara Neŭtona fluido en la teoria kaj eksperimenta testaanalizo.

• Establo de la koordinatsistemo

La origina rotacia kanalo tra kiu la materialo pasas estas etendita en kuboidan kanalon,La tridimensia spacmodelo konstruita de la origino estas montrita en Figuro 1 al Figuro 3.

1.2 La Establado de Fluida Reganta Ekvacio (Fi) + div (p f) = div (γ gradphi) + S. (1) Kie φ estas ĝeneraligita fizika variablo; La ĝeneraligita difuzkoeficiento egalrilatanta al phi; S estas ĝeneraligita fonta termino.

Laŭ la metodo Guangyi, la ekvacio de konservado de maso kaj impeto estas establita ĉe la enirejo de la homogeniga sekcio de x-y ebeno (z = 0).

dV

r

Z = – de la Pb + π F + d V.

(2) En la formulo dt: rho estas la denseco de fandado, kg / m3; Vz estas la flurapideco en z-direkto, m / s, enirante la helikforman sulkon en la homogeniga regiono; F estas la akcelo de gravito, m / s2; Pb estas kontraŭpremo, Pa; Ĉu la fandita viskozeco,

Pa·s; T por tempo, s; ▽ estas la Hamiltoniano，▽= ∂ i+ ∂ j+ ∂ k。 ∂x ∂y ∂z

Ekvacio (2) estas la ekvacio de movokvanto (N-S ekvacio) de viskoza fluido, la fluido en la helikforma kanelo estas rigardita kiel izoterma fluo; La viskozeco kaj denseckampoj estas unuformaj. La larĝo de la helikforma kanelo estas multe pli granda ol la profundo de helikforma kanelo, kaj la efiko de la ŝraŭba flanka muro estas ignorita. La fandado fluas plene laŭ la ŝraŭbkanalo, ignorante la fluefikon de la enirejo kaj elirejo, sed konsiderante la efikon de la inversa malantaŭa premo. La N-S ekvacio estas simpligita per ĉi-supraj kondiĉoj:

2

dp

dy=1·b。 (3) dy2eta dx

Integri y dufoje kaj donu limkondiĉojn (y = 0, Vz = 0; Y = h, Vz = π NDcos theta / 60). La fluo-rapideca distribua statofunkcio en la direkto de la fandado estas akirita, tio estas

NDyπ cos theta hy-y2pb

Vz = 120h – 2kaj × Lsintheta. (4)

Kie h estas la profundo de la ŝraŭbkanelo en la homogeniga sekcio, m; La helica angulo de la ŝraŭbo, (°); L estas la longo de homogenigita segmento, m; N estas ŝraŭbrapideco, r a d / m i n; D estas la rekta diametro de la ŝraŭbostango, m.

1.3 Kalkulo de teoria plastiga kapablo

Anstataŭigante Ekvacion. (4) en la fluodifina ekvacio, Q = WhVz = π DhVzsintezilo, donas

22 32

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

Tonalto. (5) 120 12 L kie: W estas la larĝo de la fluida sekcio, m; MPT estas la Teoria Plasto de Ŝraŭba Tipo Plasta Injekto-Muldanta Maŝino

Kemia kapablo, kg / s; Q estas la volumena enirpermesilo de fandita homogeniga sekcio, m3 / s. Per ekvacio (5), oni povas vidi, ke la plastiga kapablo de la ŝraŭbo estas tuŝita de diversaj procezaj parametroj kiel ŝraŭbo-diametro., ŝraŭbo sulko angulo, fandi premo kaj ŝraŭbo sulko profundo. Ju pli alta la ŝraŭbrapideco, des pli forta la plastiga kapablo; Kiam la ŝajna viskozeco de fandado pliiĝas, la plastiga kapablo de ŝraŭbo pliiĝas.

Eksperimentaj rezultoj kaj simulada analizo

2.1 Simulada analizo kaj rezultoj

1) Kondiĉoj por simulada analizo.

La enirfina vizaĝo: de la rapiddistribua statofunkcio en la z-direkto de la fandado (kiel (4)), la rapideco ĉe la enirejo de la homogeniga sekcio ŝanĝiĝas kun la y-valoro. Nun N = 120, 140, 160, 180 rad / min estas anstataŭigitaj en Vz respektive, kaj la komenca ŝajniga rapideco laŭ la spirala direkto ĉe la enirejo de la homogeniga sekcio estas determinita per la funkciodifino de Fluent kun sia propra programlingvo UDF., tio estas, la komenca rapideco sub simulitaj kaj mezuritaj kondiĉoj; Ĉar la fanda premo ĉe la enirejo estas multe pli malalta ol la ŝraŭbkapa premo, la premo ĉe la enirejo de la homogeniga sekcio estas 0; Laŭ la procezaj parametroj de PP-materialo kaj ekipaĵo, la

La degeltemperaturo estas agordita al 465 K. Maldekstraj kaj dekstraj flankaj muroj: y-z aviadilo (x = 0), (x egalas 3.2 × 10-2 m) kiel homogenigaj segmentoj

La du flankoj de la ŝraŭba kanelo muro estas fiksitaj kiel neglitaj muroj, kaj la fandtemperaturo estas la ŝraŭbtemperaturo, kiu estas agordita al 473 K laŭ la PP-materialaj trajtoj kaj la reala kondiĉo de la ekipaĵo.

Supraj kaj malsupraj flankmuroj: x-z ebeno (y = 0), (y = 2.2 × 10-3 m) kiel la malsupraj kaj supraj flankoj de la ŝraŭbkanelo de la homogeniga sekcio, la malsupra flanko estas rigardata kiel neglita muro, la fanda temperaturo estas la ŝraŭba temperaturo, kaj la temperaturo estas agordita al 473 K laŭ la materialaj trajtoj de PP kaj la reala kondiĉo de la ekipaĵo; La supra flanko de la ŝraŭbkanelo en la homogeniga sekcio estas la kontaktsurfaco de la fandado kaj la barelo., la fanda flukvanto estas la maksimumo, kaj la fanda temperaturo estas egala al la barela hejtila temperaturo, kiu estas agordita al 493 K laŭ la produktadkondiĉoj de la PP-materialo.

Elirejo finvizaĝo: la x-y ebeno (z = 0.264 m) kiel la elirejo de la homogeniga sekcio, la prema elirejo limo estas adoptita, kie la premo estas kontraŭa al la z-direkto, kaj la premo estas agordita por kongrui kun la eksperimenta ekipaĵo por facila analizo kaj komparo, kaj la malantaŭa premo estas agordita al -1.2 MPa.

• Rezultoj de simulado de analizo

Por x = 0.01, la kurba diagramo de rapido, temperaturo kaj viskozeco ĉe la eliro de la homogeniga sekcio kiel funkcio de la profundo de la spiralkanelo estas montritaj en Figuroj. 4 al 6.

Ni povas vidi el la figuro 4 ke kun la pliiĝo de ŝraŭbo rapido, la rapideco de la homogeniga sekcio ĉe la elirejo ankaŭ pliiĝas, kun la pliiĝo de la profundo de la ŝraŭbkanelo, la rapido unue malpliiĝas kaj poste pliiĝas, kiu estas pro la tonda forto kaj viskozeco sur la supraj kaj malsupraj surfacoj de la ŝraŭbokanelo, en linio kun la polimerlikvaĵo en la plato.

Ŝanĝoj inter. Kiel ni povas vidi el la figuro 4, kun la pliigo de ŝraŭbrapideco, La rapideco ĉe la ellasejo de homogeniga sekcio ankaŭ pliiĝas. Kun la pliiĝo de la sulkoprofundo, la rapido unue malpliiĝas kaj poste pliiĝas. Ĉi tio estas pro la granda tondforto kaj viskozeco sur la supraj kaj malsupraj surfacoj de la kanelo, kiu kongruas kun la ŝanĝo de polimerlikvaĵo inter platoj. Temperaturŝanĝo en la radiala direkto kiel montrite en FIG. 5. La PP-fandado estas en kontakto kun la ŝraŭbo ĉe la fundo (y = 0), super kontakto kun la ŝraŭbo (y = 0,0022m) okazas varmokondukado, varmego de la fundo, la supra en la fandadon, la temperaturo de ambaŭ flankoj enen malsupreniĝan tendencon, formante konkavan temperaturan kurbon. Kun la kresko de ŝraŭbo-rapido, la rapido pliiĝas, la varmiga tempo en la kuristo malpliiĝas, kaj la temperaturo malpliiĝas kun la pliiĝo de la nombro da revolucioj. Kiel montrite en FIG. 6, la ŝajna viskozeco de la fandado unue pliiĝas kaj poste malpliiĝas kun la pliiĝo de la spirala alteco, Male al la temperaturo-kurbo, la ŝajna viskozeco estas la plej malsupra ĉe la supro de la plej alta degeltemperaturo, kaj la ŝajna viskozeco estas la plej alta ĉe la mezo de la plej malalta fanda temperaturo. Kun la kresko de ŝraŭbo-rapido, la ŝajna viskozeco de la fandado estas pli kaj pli alta, kaj la ŝajna viskozeca unuformeco malpliiĝas. Povas esti vidite ke la ŝajna viskozeco de PP-fandado estas inverse proporcia al temperaturo, kiu montras la precizecon de simulado.

Ĝi povas esti vidita de Figuro 6 ke la viskozeco ne estas fiksita en la Fluent-simulado, do ni prenas la mezan viskozecon ĉe la eliro de la homogeniga sekcio ĉe x = 0.01 ĉi tie, ĉar la viskozeco ŝanĝiĝas ĉi tie per la datumkoparo.

La viskozeco kiu estas plej proksima al la teoria kalkulo.

2.2 Mezurado kaj Analizo de plastiga kapablo

Post varmigado de la injekta muldmaŝino, la polipropilena krudaĵo estas metita en la funelon por plastikeco. La rotaciaj rapidecparametroj de la ŝraŭbo estas fiksitaj ĉe 120,140,160,180 rpm, la temperaturo de la homogenigita sekcio estas fiksita ĉe 220 °C, kaj la fanda premo en la homogeniga sekcio estas fiksita ĉe 1.2 MPa. La stoktempo t je ĉiu rotacia rapideco estas registrita per kronohorloĝo, kaj tiam la malplena nutrado estas fiksita.

Post injekto, post kiam la injekto estas malvarmigita, la maso m de la injekto estas kolektita kaj mezurita, kaj la efektiva plastiga kapablo mps estas akirita per mps = 1000m/t. La komparrezultoj kun la teoria plastiga kapablo mpt sub la samaj kondiĉoj estas montritaj en Fig. 7.

Figuro 7 montras ke la teoria plastiga kapablo kaj ŝraŭborapideco de la ŝraŭbo proksimumas funkcion

Kun la kresko de ŝraŭbo-rapido, la plastiga kapablo de ŝraŭbo plifortiĝas, kaj la reala ŝraŭbo ŝraŭbo

Bastono-plastiga kapablo estas pli malalta ol la teoria plastiga kapablo, la reala plastiga kapablo de la injekta muldmaŝino je la rapido de 120 ~ 180 rad / min kontoj por 82% ~ 86% de la teoria plastiga kapablo, indikante, ke la injektomulda maŝino ŝraŭbo plastifikan kapablon estas super la averaĝa nivelo. 2.3 Analizo de eraro

Estas diferencoj inter la fakta plastiga kapablo kaj la teoria plastiga kapablo de la ŝraŭbo, nenio pli ol ĉi tiuj punktoj: 1) parto de la materialo formas fanditan filmon dum la plastiga procezo, rezultigante la elfluon de la materialo; 2) La elfluo de spirala premo ne estis konsiderita en la teoria plastiga kapablo-analizo, kiu igis kelkajn materialojn resti sur la spirala rando. 3) Krom la varmo transdonita de la barela hejtilo, la materialo estas pli de la tonda varmo de la ŝraŭbo kaj la frotado inter la materialoj, rezultigante la termika putriĝon de parto de la materialo.

Kun la kresko de ŝraŭbo-rapido, la reala plastiga kapablo malrapidiĝas, estas la sekvaj punktoj: 1) Kun la kresko de ŝraŭbo-rapido, la tondvarmo de la ŝraŭbo pliiĝas, rezultigante la termika putriĝon de parto de la materialo; 2) La pliiĝo de temperaturo reduktas la viskozecon de la materialo, pliigas la inversan premon, malhelpas la progreson de la materialo, kaj igas la realan plastigan energion malrapidiĝi.

Konkludo Kun la pliigo de ŝraŭbo sulko profundo, la unuformeco de temperaturo kaj ŝajna viskozeco malpliiĝis, kaj la plastiga kapablo pliiĝis, sed la precizeco de produktokvalito malpliiĝis. La plastiga kapablo pliiĝis kun la ŝraŭbrapideco pliiĝanta, sed la unuformeco de temperaturo kaj ŝajna viskozeco malpliiĝis kun la pliiĝo de ŝraŭbrapideco. Pliigi la temperaturon de la ŝraŭbo helpas antaŭenigi la ŝajnan viskozecan unuformecon kaj plibonigi la kvalitan precizecon de la produkto.; Por certigi produktan kvaliton kaj plibonigi produktan efikecon, la profundo, temperaturo kaj ŝraŭbo rapido devas esti optimumigitaj.