Istraživanje utjecaja brzine vrtnje vijka stroja za injekcijsko prešanje na sposobnost plastificiranja i prividnu viskoznost

0 Uvod

Stroj za injekcijsko prešanje glavna je oprema za prešanje plastike, uglavnom sustavom ubrizgavanja.Sustav, sustav stezanja, električni upravljački sustav, sustav podmazivanja, hidrostatski prijenosni sustav,Sustav grijanja i hlađenja, sigurnosni nadzorni sustav, itd. Za poboljšanje kvalitete proizvodaKvantiteta, učinkovitost proizvodnje, smanjenje potrošnje energije, ljudi su proveli dubinska istraživanja o tome. Istraživanje strojeva za injekcijsko prešanje višestruko je, uključujući električni upravljački sustav. Inteligentna transformacija. Servo transformacija prijenosnog sustava Ušteda energije sustava grijanja i hlađenja Reforma. Transformacija vijčane strukture sposobnosti plastificiranja. Vijak je srž komponenti stroja za injekcijsko prešanje, čiji parametri određuju volumen injektiranja stroja za injektiranje, istraživači su proučavaliMore. Što bolja jednolikost plastificiranja vijka predstavlja točnost ponavljanja proizvoda. Što je veća točnost mjerenja, parametar učinka jednolikosti plastificiranja je prividna viskoznost. Pri čemu modifikacija vijčane strukture pomaže smanjiti prividnu viskoznost taline, vijak.

Kapacitet je određen strukturom puža i brzinom puža, pritisak, ubrzati, temperatura, itd. To je glavni parametar za mjerenje performansi vijka. Wang Xish Taljenje vijka za ubrizgavanje Transport tijela je analiziran teoretski. Li Zhenget Učinci temperature i protutlaka na puža Utjecaj sposobnosti plastificiranja štapa. Kapacitet plastificiranja predstavlja učinkovitost proizvodnje strojeva za injekcijsko prešanje,Potrebno je poboljšati sposobnost plastificiranja vijaka za ekonomske koristi poduzeća.

Sposobnost plastificiranja šipke odnosi se na kvalitetu plastificiranih materijala po jedinici vremena vijka stroja za injekcijsko prešanje. Kvaliteta skladištenja materijala određena je mjernom komorom, a izlaz iz sekcije pužne homogenizacije povezan s prostorijom za mjerenje, može se izmjeriti volumen na izlazu iz sekcije za homogenizaciju puža. Sposobnost plastificiranja puža određena je brzinom prolaza. U odabiru materijala, na viskoznost uvelike utječu brzina smicanja i temperatura. Stupanj niske osjetljivosti polipropilena kako bi se olakšalo otkrivanje i promatranje eksperimentalnih rezultata. Ovaj rad Polje protoka PP taline u homogenizirajućem dijelu puža analizirano je softverom Fluent.

Korištenje istraživačke metode kombiniranja eksperimenta i teorijske analize, rotacija vijka

Utjecaj različitih dubina vijaka na temperaturu, prividna viskoznost, brzina i sposobnost plastificiranja Volumetrijska brzina prolaza na izlazu iz sekcije za homogenizaciju puža analizira se kako bi se optimizirali parametri procesa proizvodnje stroja za injekcijsko prešanje brzine puža.

1 Teorijska analizaU ovom radu, Fluent simulira homogenizaciju stroja za injekcijsko prešanje plastike LYH680. Odsjek tekućine cijevi, postavite drugu brzinu vijka, analiza homogenizacijske sekcije cijevi. Dobivena je volumetrijska brzina prijenosa na izlazu iz sekcije homogenizacije propilenske tekućine. Ispitana je prividna viskoznost taline PP i sposobnost plastificiranja vijka. Faza stroja za injekcijsko prešanje Relevantni parametri su: duljina homogeniziranog dijela vijka je 80 mm, a temperatura bačve u odjeljku za homogenizaciju je podešena na 220 C, tlak taline u dijelu za homogenizaciju je 1.5 MPa, a dubina utora za vijak je 2,2Mm, vijak vijak kut je 17.66 °, omjer duljine vijka i promjera je 19.6, promjer vijka32 mm; Gustoća taline polipropilena (PP) bio je 770 kg / m3 Talište je 170 °C, koeficijent toplinske vodljivosti taline je 0,182W / (m · °C), a omjer talineToplinski kapacitet od 2900 J / (kg · C), viskoznost taline od 421 Godišnje · s (453 K / 320)Godišnje·s（463 K）/250 Pa·s（473 K）。 U praktičnom inženjerstvu, uzmite u obzir tekućinu. Gustoća se malo mijenja zbog činjenice da se rastaljeni polimer reže u stroju za injekcijsko prešanje kada je prethodno oblikovan. Brzina smicanja manja je od 10-3 m / s, u kojem se trenutku talina nalazi u ne-Newtonskom reološkom području prvog U ovom području, rastaljeni polimer može se smatrati Newtonovom tekućinom, pa se talina PP u teoretskoj i eksperimentalnoj analizi ispitivanja smatra nestlačivom laminarnom Newtonovom tekućinom.

• Uspostavljanje koordinatnog sustava

Izvorni rotirajući kanal kroz koji prolazi materijal rastegnut je u kuboidni kanal,Model trodimenzionalnog prostora konstruiran iz ishodišta prikazan je na slici 1 na Slika 3.

1.2 Uspostavljanje jednadžbe upravljanja fluidom (Phi) + div (p f) = div (γ diploma) + S. (1) Gdje je φ generalizirana fizička varijabla; Generalizirani koeficijent difuzije koji odgovara phi; S je generalizirani izvorni termin.

Prema metodi Guangyi, jednadžba održanja mase i količine gibanja postavljena je na ulazu u homogenizacijski presjek ravnine x-y (z = 0).

dV

r

Z = – od Pb + π F + d V.

(2) U dt formuli: rho je gustoća taline, kg / m3; Vz je brzina protoka u z smjeru, m / s, ulazeći u spiralni žlijeb u području homogenizacije; F je ubrzanje gravitacije, m / s2; Pb je protutlak, Godišnje; Je li viskoznost taline,

Godišnje·s; T za vrijeme, s; ▽ je Hamiltonijan，▽= ∂ i+ ∂ j+ ∂ k。 ∂x ∂y ∂z

Jednadžba (2) je jednadžba ravnoteže količine gibanja (N-S jednadžba) viskoznog fluida, tekućina u spiralnom žlijebu smatra se izotermnim strujanjem; Polja viskoznosti i gustoće su ujednačena. Širina spiralnog utora mnogo je veća od dubine spiralnog utora, a učinak bočne stijenke vijka se zanemaruje. Talina u cijelosti teče duž pužnog kanala, zanemarujući učinak protoka ulaza i izlaza, ali uzimajući u obzir učinak obrnutog protutlaka. N-S jednadžba je pojednostavljena gornjim uvjetima:

2

dp

dy=1·b。 (3) dy2eta dx

Dvaput integrirajte y i zadajte rubne uvjete (y = 0, Vz = 0; Y = h, Vz = π NDcos theta / 60). Dobivena je funkcija stanja raspodjele brzine protoka u smjeru taline, to je

Ndyπ cos theta hy-y2pb

Vz = 120h – 2i × Lsintheta. (4)

Gdje je h dubina utora za vijak u sekciji homogenizacije, m; Kut zavojnice vijka, (°); L je duljina homogeniziranog segmenta, m; N je brzina puža, r a d / m i n; D je ravni promjer šipke vijka, m.

1.3 Proračun teorijskog kapaciteta plastificiranja

Zamjenom jednadžbe. (4) u jednadžbu definicije toka, Q = WhVz = π DhVzsintetizator, daje

22 32

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

Nagib. (5) 120 12 L gdje: W je širina presjeka fluida, m; MPT je teoretski stroj za brizganje plastike vijčanog tipa

Kemijski kapacitet, kg / s; Q je volumenska brzina prolaza sekcije homogenizacije taline, m3 / s. Kroz jednadžbu (5), može se vidjeti da na sposobnost plastificiranja vijka utječu različiti procesni parametri kao što je promjer vijka, kut utora vijka, tlak taline i dubina utora vijka. Što je veća brzina puža, što je jača sposobnost plastificiranja; Kada se prividna viskoznost taline poveća, povećava se sposobnost plastificiranja vijka.

Eksperimentalni rezultati i analiza simulacije

2.1 Analiza i rezultati simulacije

1) Uvjeti za analizu simulacije.

Ulazno krajnje lice: od funkcije stanja raspodjele brzina u z smjeru taline (kao npr (4)), brzina na ulazu u homogenizirajuću sekciju mijenja se s vrijednošću y. Sada je N = 120, 140, 160, 180 rad / min zamjenjuju se redom u Vz, a početna simulirana brzina duž smjera spirale na ulazu u sekciju homogenizacije određena je kroz definiciju funkcije Fluenta s vlastitim programskim jezikom UDF, to je, početna brzina u simuliranim i izmjerenim uvjetima; Budući da je tlak taline na ulazu mnogo manji od tlaka glave vijka, tlak na ulazu u dio homogenizacije je 0; Prema procesnim parametrima PP materijala i opreme, the

Temperatura taline postavljena je na 465 K. Lijevi i desni bočni zidovi: y-z ravnina (x = 0), (x je jednako 3.2 × 10-2 m) kao segmenti homogenizacije

Dvije strane stijenke utora za vijke postavljene su kao neklizajuće stijenke, a temperatura taline je temperatura puža, koji je postavljen na 473 K prema karakteristikama PP materijala i stvarnom stanju opreme.

Gornje i donje bočne stijenke: ravnina x-z (y = 0), (y = 2.2 × 10-3 m) kao donja i gornja strana pužnog utora homogenizacijske sekcije, donja strana se smatra protukliznim zidom, temperatura taline je temperatura puža, a temperatura je postavljena na 473 K prema karakteristikama materijala PP i stvarnom stanju opreme; Gornja strana utora za vijak u dijelu homogenizacije je kontaktna površina taline i bačve, brzina protoka taline je maksimalna, a temperatura taline jednaka je temperaturi grijača bačve, koji je postavljen na 493 K prema uvjetima proizvodnje PP materijala.

Krajnje lice izlaza: ravnina x-y (z = 0.264 m) kao izlaz iz sekcije homogenizacije, usvojena je granica izlaza tlaka, gdje je tlak suprotan smjeru z, a tlak je postavljen tako da odgovara eksperimentalnoj opremi za jednostavnu analizu i usporedbu, a protutlak je postavljen na -1.2 MPa.

• Rezultati simulacijske analize

Za x = 0.01, dijagram krivulje brzine, temperatura i viskoznost na izlazu iz sekcije homogenizacije u funkciji dubine spiralnog utora prikazana je na slikama 4 do 6.

Sa slike možemo vidjeti 4 da s povećanjem brzine puža, povećava se i brzina sekcije homogenizacije na izlazu, s povećanjem dubine utora vijka, brzina se prvo smanjuje, a zatim povećava, što je zbog sile smicanja i viskoznosti na gornjoj i donjoj površini utora za vijak, u skladu s polimernom tekućinom u ploči.

Promjene između. Kao što možemo vidjeti sa slike 4, s povećanjem brzine puža, Brzina na izlazu iz sekcije za homogenizaciju također se povećava. S povećanjem dubine utora, brzina se prvo smanjuje, a zatim raste. To je zbog velike posmične sile i viskoznosti na gornjoj i donjoj površini utora, što je u skladu s promjenom polimerne tekućine između ploča. Promjena temperature u radijalnom smjeru kao što je prikazano na Sl. 5. Talina PP je u kontaktu s vijkom na dnu (y = 0), iznad kontakta s vijkom (y = 0,0022 m) dolazi do provođenja topline, topline s dna, gornji u talinu, temperatura s obje strane prema unutra silazni trend, tvoreći konkavnu temperaturnu krivulju. S povećanjem brzine puža, brzina se povećava, vrijeme zagrijavanja u klizaču se smanjuje, a temperatura opada s porastom broja okretaja. Kao što je prikazano na Sl. 6, prividna viskoznost taline prvo raste, a zatim opada s porastom visine spirale, Suprotno temperaturnoj krivulji, prividna viskoznost je najniža na vrhu najviše temperature taljenja, a prividna viskoznost je najveća na sredini najniže temperature taljenja. S povećanjem brzine puža, prividna viskoznost taline je sve veća, a prividna ujednačenost viskoznosti se smanjuje. Može se vidjeti da je prividna viskoznost PP taline obrnuto proporcionalna temperaturi, što pokazuje točnost simulacije.

Može se vidjeti sa slike 6 da viskoznost nije fiksna u simulaciji Fluent, pa uzimamo prosječnu viskoznost na izlazu iz dijela homogenizacije pri x = 0.01 ovdje, jer se viskoznost ovdje mijenja usporedbom podataka.

Viskoznost koja je najbliža teoretskom izračunu.

2.2 Mjerenje i analiza kapaciteta plastificiranja

Nakon predgrijavanja stroja za injekcijsko prešanje, polipropilenska sirovina se stavlja u lijevak radi plastičnosti. Parametri brzine vrtnje vijka postavljeni su na 120,140,160,180 broj okretaja u minuti, temperatura homogeniziranog dijela je postavljena na 220 °C, a tlak taline u odjeljku za homogenizaciju je postavljen na 1.2 MPa. Vrijeme pohrane t pri svakoj brzini rotacije bilježi se štopericom, a zatim se postavlja prazan feed.

Nakon injekcije, nakon što se injekcija ohladi, skuplja se i mjeri masa m injekcije, a stvarna sposobnost plastificiranja mps dobiva se s mps = 1000m/t. Rezultati usporedbe s teoretskom sposobnošću plastificiranja mpt pod istim uvjetima prikazani su na slici. 7.

Lik 7 pokazuje da su teorijski kapacitet plastificiranja i brzina puža približno jednaki funkciji

S povećanjem brzine puža, sposobnost plastificiranja vijka je poboljšana, i stvarni vijak vijak

Sposobnost plastificiranja šipke niža je od teorijske sposobnosti plastificiranja, stvarna sposobnost plastificiranja stroja za injekcijsko prešanje brzinom od 120 ~ 180 rad / min računa za 82% ~ 86% teorijske sposobnosti plastificiranja, što ukazuje da je sposobnost plastificiranja vijka stroja za injekcijsko prešanje iznad prosječne razine. 2.3 Analiza grešaka

Postoje razlike između stvarne sposobnosti plastificiranja i teorijske sposobnosti plastificiranja vijka, ništa više od ovih točaka: 1) dio materijala stvara rastaljeni film tijekom procesa plastificiranja, što rezultira istjecanjem materijala; 2) Propuštanje spiralnog tlaka nije uzeto u obzir u teorijskoj analizi sposobnosti plastificiranja, zbog čega su neki materijali ostali na rubu spirale. 3) Osim topline koju prenosi grijač bačve, materijal je više od topline smicanja vijka i trenja između materijala, što rezultira termičkom razgradnjom dijela materijala.

S povećanjem brzine puža, stvarna sposobnost plastificiranja se usporava, postoje sljedeće točke: 1) S povećanjem brzine puža, posmična toplina vijka raste, što rezultira termičkom razgradnjom dijela materijala; 2) Povećanje temperature smanjuje viskoznost materijala, povećava povratni tlak, ometa napredak materijala, i uzrokuje usporavanje stvarne energije plastificiranja.

Zaključak S povećanjem dubine utora vijka, ujednačenost temperature i prividna viskoznost su se smanjile, a sposobnost plastificiranja se povećala, ali se smanjila preciznost kvalitete proizvoda. Sposobnost plastificiranja se povećavala s povećanjem brzine puža, ali ujednačenost temperature i prividna viskoznost smanjivali su se s povećanjem brzine puža. Povećanje temperature puža pomaže u promicanju prividne ujednačenosti viskoznosti i poboljšanju točnosti kvalitete proizvoda; Kako bi se osigurala kvaliteta proizvoda i poboljšala učinkovitost proizvodnje, dubina, temperaturu i brzinu puža treba optimizirati.