Rannsóknir á áhrifum skrúfa snúningshraða sprautumótunarvélar á mýkingargetu og sýnilega seigju

0 Kynning

Sprautumótunarvél er aðalbúnaðurinn fyrir plastmótun, aðallega af innspýtingarkerfinu. Kerfi, klemmukerfi, rafstýrikerfi, smurkerfi, hydrostatic flutningskerfi,Hita- og kælikerfi, öryggiseftirlitskerfi, osfrv. Til að bæta gæði vöruMagn, framleiðsluhagkvæmni, draga úr orkunotkun, fólk hefur gert ítarlegar rannsóknir á því. Rannsóknir á sprautumótunarvélum eru margþættar, þar á meðal rafmagnsstýringarkerfið.Snjöll umbreyting.Servo umbreyting flutningskerfis Orkusparnaður hita- og kælikerfis Umbætur. Umbreyting skrúfubyggingar á mýkingargetu. Skrúfan er kjarninn í sprautumótunarvélinniHeart íhlutum, þar sem færibreytur ákvarða inndælingarrúmmál inndælingarvélarinnar, vísindamenn hafa rannsakað Meira. Því betri sem mýkingarsamkvæmni skrúfunnar táknar endurtekningarnákvæmni vörunnar. Því meiri mælingarnákvæmni, árangursbreytan mýkingar einsleitni er sýnileg seigja. Þar sem breyting á skrúfubyggingu hjálpar til við að draga úr sýnilegri seigju bræðslunnar, skrúfuna.

Afkastagetan er ákvörðuð af skrúfubyggingunni og skrúfuhraðanum, þrýstingi, hraða, hitastig, osfrv. Það er aðalbreytan til að mæla frammistöðu skrúfunnar. Wang Xish Bræðsla á inndælingarskrúfu Líkamsflutningur var fræðilega greind. Li Zhenget The effects of temperature and back pressure on snailInfluence of rod plasticizing ability. Mýkingargeta táknar skilvirkni framleiðslu sprautumótunarvéla,Nauðsynlegt er að bæta mýkingargetu skrúfa fyrir efnahagslegan ávinning fyrirtækja.

Mýkingarhæfni stöngarinnar vísar til gæða mýkaðra efna á tímaeiningu sprautumótunarvélarskrúfunnar. Gæði efnisgeymslu er ákvörðuð af mælihólfinu, og útgangur skrúfunarhlutans sem er tengdur við mæliherbergið, Hægt er að mæla rúmmálið við úttak skrúfunarhlutans. Mýkingargeta skrúfunnar var ákvörðuð af framhjáhaldshraða. Við val á efnum, seigja er mjög fyrir áhrifum af skurðhraða og hitastigi Lítið næmi pólýprópýlens til að auðvelda greiningu og athugun á niðurstöðum tilrauna. Þessi pappír Flæðisvið PP bráðnar í einsleitarhluta skrúfunnar er greint með Fluent hugbúnaði.

Notkun rannsóknaraðferðarinnar að sameina tilraun og fræðilega greiningu, skrúfu snúninginn

Áhrif mismunandi skrúfudýpt á hitastig, sýnileg seigja, hraði og mýkingargeta. Rúmmálshraðinn við úttak skrúfujafnhæfingarhlutans er greindur til að hámarka skrúfuhraða framleiðsluferlisþátta sprautumótunarvélar.

1 Fræðileg greining Í þessari grein, einsleitun LYH680 plastsprautumótunarvélar er hermt eftir Fluent.Section af pípavökva, stilltu mismunandi skrúfuhraða, greining á einsleitunarhluta pípunnar. Rúmmálsflutningshraðinn við úttak própýlenvökvajafnhæfingarhlutans fæst. Augljós seigja PP bráðnar og mýkingarhæfni skrúfunnar voru rannsökuð.. Áfangi sprautumótunarvélar Viðeigandi breytur eru: lengd einsleita hluta skrúfunnar er 80 mm, og hitastig tunnunnar í einsleitunarhlutanum er stillt á 220 C, bræðsluþrýstingurinn í einsleitunarhlutanum er 1.5 MPa, og dýpt skrúfunnar er 2,2 mm, skrúfa skrúfa horn er 17.66 °, skrúfa lengd-þvermál hlutfall er 19.6, þvermál skrúfa 32 mm; Bræðsluþéttleiki pólýprópýlen (PP) var 770 kg / m3Bræðslumarkið er 170 °C, varmaleiðnistuðull bræðslunnar er 0,182W / (m · °C), og bræðsluhlutfallHita getu af 2900 J / (kg · C), bráðnar seigja af 421 Pa · s (453 K / 320)Pa·s（463 K）/250 Pa·s（473 K）。 Í verklegri verkfræði, íhuga vökvann Þéttleikinn breytist lítið vegna þess að bráðna fjölliðan er klippt í sprautumótunarvélinni þegar hún er formótuð. Skurhraði er minni en 10-3 m / s, á þeim tíma er bráðnunin staðsett í gigtarsvæðinu sem ekki er Newton á fyrsta Á þessu svæði, Líta má á bráðnafjölliðuna sem Newtons vökva, þannig að litið er á PP bræðsluna sem ósamþjappanlegan lagskipta Newton vökva í fræðilegri og tilraunaprófunargreiningu.

• Uppsetning hnitakerfisins

Upprunalega snúningsrásin sem efnið fer í gegnum er teygð í teningarás,Þrívíddar rýmislíkanið sem byggt er upp frá upprunanum er sýnt á mynd 1 að mynd 3.

1.2 Stofnun vökvajöfnunnar (Phi) + div (p f) = div (γ gradphi) + S. (1) Þar sem φ er almenn eðlisbreyta; Almenni dreifingarstuðullinn sem samsvarar phi; S er almennt heimildarhugtak.

Samkvæmt Guangyi aðferðinni, jöfnu varðveislu massa og skriðþunga er komið fyrir við inngang einsleitunarhluta x-y plans (z = 0).

dV

r

Z = – af Pb + π F + d V.

(2) Í dt formúlunni: rho er bræðsluþéttleiki, kg / m3; Vz er flæðishraði í z stefnu, m / s, fara inn í spíralróp á einsleitarsvæðinu; F er þyngdarhröðun, m / s2; Pb er bakþrýstingur, Pa; Er bræðsluseigjan,

Pa·s; T fyrir tíma, s; ▽ er Hamilton-maðurinn，▽= ∂ i+ ∂ j+ ∂ k。 ∂x ∂y ∂z

Jafna (2) er skriðþungajafnvægisjöfnan (N-S jafna) af seigfljótandi vökva, litið er á vökvann í spíralrópinu sem jafnhitaflæði; Seigju- og þéttleikasviðin eru einsleit. Breidd spíralgrópsins er miklu stærri en dýpt spíralrópsins, og áhrif skrúfunnar hliðarvegg eru hunsuð. Bræðslan rennur að fullu eftir skrúfurásinni, að hunsa flæðisáhrif inntaks og úttaks, en miðað við áhrif öfugs bakþrýstings. N-S jafnan er einfölduð með ofangreindum skilyrðum:

2

dp

dy=1·b。 (3) dy2eta dx

Sameinaðu y tvisvar og gefðu upp jaðarskilyrði (y = 0, Vz = 0; Y = h, Vz = π NDcos theta / 60). Dreifingarástandsfall flæðishraða í stefnu bræðslunnar fæst, það er

NDyπ cos theta hy-y2pb

Vz = 120 klst – 2og × Lsintheta. (4)

Þar sem h er dýpt skrúfunnar í einsleitunarhlutanum, m; Helixhorn skrúfunnar, (°); L er lengd einsleits hluta, m; N er skrúfuhraði, r a d / m í n; D er beint þvermál skrúfstöngarinnar, m.

1.3 Útreikningur á fræðilegri mýkingargetu

Í stað jöfnuðar. (4) inn í flæðisskilgreiningarjöfnuna, Q = WhVz = π DhVzgervill, gefur

22 32

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

Pitch. (5) 120 12 L hvar: W er breiddin á vökvahlutanum, m; MPT er fræðilegt plast úr skrúfugerð plastsprautumótunarvél

Efnafræðileg getu, kg / s; Q er rúmmálshraðinn í bræðslujafnhæfingarhlutanum, m3 / s. Í gegnum jöfnu (5), það má sjá að mýkingargeta skrúfunnar hefur áhrif á margs konar ferlibreytur eins og þvermál skrúfu, skrúfa gróp horn, bræðsluþrýstingur og skrúfa dýpt. Því meiri skrúfuhraði, því sterkari er mýkingargetan; Þegar sýnileg seigja bræðslu eykst, mýkingarhæfni skrúfunnar eykst.

Tilraunaniðurstöður og hermigreining

2.1 Hermigreining og niðurstöður

1) Skilyrði fyrir hermigreiningu.

Endahlið inntaksins: frá hraðadreifingarástandsfallinu í z stefnu bræðslunnar (eins og (4)), hraðinn við inntak einsleitni hlutans breytist með y gildinu. Nú N = 120, 140, 160, 180 rad / mín er skipt út í Vz í sömu röð, og upphafshermihraði meðfram spíralstefnunni við inngang einsleitunarhlutans er ákvarðaður með fallskilgreiningu Fluent með eigin forritunarmáli UDF, það er, upphafshraðinn við hermdar og mældar aðstæður; Vegna þess að bræðsluþrýstingurinn við inntakið er miklu lægri en skrúfuhausþrýstingurinn, þrýstingurinn við inntak einsleitunarhlutans er 0; Samkvæmt ferlibreytum PP efnis og búnaðar, hinn

Bræðsluhitastigið er stillt á 465 K. Vinstri og hægri hliðarveggir: y-z flugvél (x = 0), (x jafngildir 3.2 × 10-2 m) sem einsleitunarhlutar

Báðar hliðar skrúfaveggsins eru stilltar sem hálir veggir, og bræðsluhitastigið er skrúfuhitastigið, sem stillt er á 473 K í samræmi við eiginleika PP efnisins og raunverulegt ástand búnaðarins.

Efri og neðri hliðarveggir: x-z flugvél (y = 0), (y = 2.2 × 10-3 m) sem neðri og efri hliðar skrúfunnar á einsleitunarhlutanum, neðri hliðin er talin hálkuveggur, bræðsluhitastigið er skrúfuhitastigið, og hitastigið er stillt á 473 K í samræmi við efniseiginleika PP og raunverulegt ástand búnaðarins; Efri hlið skrúfunnar í einsleitunarhlutanum er snertiflötur bræðslunnar og tunnunnar, bræðsluhraði er hámark, og bræðsluhitastigið er jafnt hitastigi tunnuhitarans, sem stillt er á 493 K í samræmi við framleiðsluskilyrði PP efnisins.

Úttaksendahlið: x-y flugvélinni (z = 0.264 m) sem útrás einsleitunarhlutans, þrýstingsúttaksmörkin eru samþykkt, þar sem þrýstingurinn er á móti z stefnunni, og þrýstingurinn er stilltur til að passa við tilraunabúnaðinn til að auðvelda greiningu og samanburð, og bakþrýstingurinn er stilltur á -1.2 MPa.

• Niðurstöður hermisgreiningar

Fyrir x = 0.01, ferilmynd af hraða, hitastig og seigja við útgang einsleitunarhluta sem fall af dýpt spíralrópsins er sýnt á myndum 4 til 6.

Við getum séð af mynd 4 það með aukningu á skrúfuhraða, hraðinn á einsleitunarhlutanum við útganginn eykst einnig, með aukningu á dýpt skrúfunnar, hraðinn minnkar fyrst og eykst síðan, sem er vegna skurðarkrafts og seigju á efri og neðri yfirborði skrúfunnar, í takt við fjölliðavökvann í plötunni.

Breytist á milli. Eins og við sjáum af mynd 4, með aukningu á skrúfuhraða, Hraðinn við úttak einsleitarhluta eykst einnig. Með aukinni grópdýpt, hraðinn minnkar fyrst og eykst síðan. Þetta er vegna mikils skurðarkrafts og seigju á efri og neðri yfirborði gróparinnar, sem er í samræmi við breytingu á fjölliðavökva á milli plata. Hitastigsbreyting í geislastefnu eins og sýnt er á mynd. 5. PP bræðslan er í snertingu við skrúfuna neðst (y = 0), ofan snertingu við skrúfuna (y = 0,0022m) hitaleiðni á sér stað, hita frá botninum, efri inn í bræðsluna, hitastigið frá báðum hliðum niður á við, myndar íhvolfan hitaferil. Með aukningu á skrúfuhraða, hraðinn eykst, hitunartíminn í hlauparanum minnkar, og hitastigið lækkar með auknum snúningafjölda. Eins og sýnt er á mynd. 6, sýnileg seigja bræðslunnar eykst fyrst og minnkar síðan með aukinni spíralhæð, Andstætt hitakúrfunni, sýnileg seigja er lægst efst á hæsta bræðsluhitastigi, og sýnileg seigja er hæst við miðjan lægsta bræðsluhitastig. Með aukningu á skrúfuhraða, sýnileg seigja bræðslunnar er hærri og hærri, og sýnileg einsleitni seigju minnkar. Það má sjá að sýnileg seigja PP bráðnar er í öfugu hlutfalli við hitastig, sem sýnir nákvæmni uppgerðarinnar.

Það má sjá af mynd 6 að seigja sé ekki föst í Fluent uppgerðinni, þannig að við tökum meðalseigjuna við útgang á einsleitunarhlutanum á x = 0.01 hér, vegna þess að seigja breytist hér í gegnum gagnasamanburðinn.

Seigjan sem er næst fræðilegum útreikningi.

2.2 Mæling og greining á mýkingargetu

Eftir forhitun sprautumótunarvélarinnar, pólýprópýlen hráefnið er sett í trektina til að mýkjast. Snúningshraðabreytur skrúfunnar eru stilltar á 120,140,160,180 snúningur á mínútu, hitastig einsleita hlutans er stillt á 220 °C, og bræðsluþrýstingurinn í einsleitunarhlutanum er stilltur á 1.2 MPa. Geymslutíminn t við hvern snúningshraða er skráður með skeiðklukku, og þá er tóma fóðrið stillt.

Eftir inndælingu, eftir að inndælingin er kæld, massi m sprautunnar er safnað og mældur, og raunveruleg mýkingargeta mps fæst með mps = 1000m/t. Samanburðarniðurstöðurnar við fræðilega mýkingargetu mpt við sömu aðstæður eru sýndar á mynd. 7.

Mynd 7 sýnir að fræðileg mýkingargeta og skrúfuhraði skrúfunnar nálgist fall

Með aukningu á skrúfuhraða, mýkingarhæfni skrúfunnar er aukin, og raunverulega skrúfuna

Mýkingargeta stanganna er lægri en fræðileg mýkingargeta, raunveruleg mýkingargeta sprautumótunarvélarinnar á hraðanum 120 ~ 180 rad / mín reikningar fyrir 82% ~ 86% af fræðilegri mýkingargetu, sem gefur til kynna að getu sprautumótunarvélarinnar til að mýkja skrúfu sé yfir meðallagi. 2.3 Villugreining

Það er munur á raunverulegri mýkingargetu og fræðilegri mýkingargetu skrúfunnar, ekkert annað en þessi atriði: 1) hluti efnisins myndar bráðna filmu við mýkingarferlið, sem leiðir til leka á efninu; 2) Ekki var tekið tillit til leka á spíralþrýstingi í fræðilegri mýkingarhæfnigreiningu, sem olli því að sum efni héldust á spíralbrúninni. 3) Auk varmans sem tunnuhitarinn sendir frá sér, efnið er meira frá skurðarhita skrúfunnar og núningi milli efnanna, sem leiðir til varma niðurbrots hluta efnisins.

Með aukningu á skrúfuhraða, raunveruleg mýkingargeta hægir á sér, það eru eftirfarandi atriði: 1) Með aukningu á skrúfuhraða, klippihiti skrúfunnar er að aukast, sem leiðir til varma niðurbrots hluta efnisins; 2) Hækkun hitastigs dregur úr seigju efnisins, eykur öfugþrýstinginn, hindrar framgang efnisins, og veldur því að raunverulega mýkingarorkan hægir á sér.

Ályktun Með aukningu á skrúfa dýpt, einsleitni hitastigs og sýnileg seigja minnkaði, og mýkingargetan jókst, en nákvæmni vörugæða minnkaði. Mýkingargetan jókst með auknum skrúfuhraða, en einsleitni hitastigs og sýnilegrar seigju minnkaði með aukningu á skrúfuhraða. Að auka hitastig skrúfunnar hjálpar til við að stuðla að einsleitni seigjunnar og bæta gæðanákvæmni vörunnar.; Til að tryggja gæði vöru og bæta framleiðslu skilvirkni, dýpið, hitastig og skrúfuhraði ætti að vera fínstillt.