Penyelidikan tentang Kesan Kelajuan Putaran Skru Mesin Pengacuan Suntikan terhadap Keupayaan Pengplastisan dan Kelikatan Jelas

0 pengenalan

Mesin pengacuan suntikan adalah peralatan utama untuk pengacuan plastik, terutamanya oleh sistem suntikan.Sistem, sistem pengapit, sistem kawalan elektrik, sistem pelinciran, sistem penghantaran hidrostatik,Sistem pemanasan dan penyejukan, sistem pemantauan keselamatan, dan lain-lain. Untuk meningkatkan kualiti produkKuantiti, kecekapan pengeluaran, mengurangkan penggunaan tenaga, orang ramai telah menjalankan penyelidikan yang mendalam mengenainya.Penyelidikan mengenai mesin pengacuan suntikan adalah pelbagai rupa, termasuk sistem kawalan elektrik.Transformasi pintar.Transformasi servo sistem penghantaran Penjimatan tenaga sistem pemanasan dan penyejukanPembaharuan.Transformasi struktur skru keupayaan pemplastikan. Skru adalah teras mesin pengacuan suntikan Komponen jantung, yang parameternya menentukan isipadu suntikan mesin suntikan, penyelidik telah mengkajiLebih. Lebih baik keseragaman pemplastikan skru mewakili ketepatan ulangan produk. Lebih tinggi ketepatan pengukuran, parameter prestasi keseragaman plasticizing ialah kelikatan ketara. Di mana pengubahsuaian struktur skru membantu mengurangkan kelikatan ketara cair, skru itu.

Kapasiti ditentukan oleh struktur skru dan kelajuan skru, tekanan, kelajuan, suhu, dll.Ia adalah parameter utama untuk mengukur prestasi skru. Wang Xish Peleburan skru suntikan Pengangkutan badan dianalisis secara teori. Li Zhenget The effects of temperature and back pressure on snailInfluence of rod plasticizing ability. Kapasiti pengplastikan mewakili kecekapan pengeluaran mesin pengacuan suntikan,Ia adalah perlu untuk meningkatkan keupayaan pengplastikan skru untuk faedah ekonomi perusahaan.

Keupayaan pengplastikan rod merujuk kepada kualiti bahan plastik setiap unit masa skru mesin pengacuan suntikan. Kualiti penyimpanan bahan ditentukan oleh ruang pemeteran, dan pintu keluar bahagian penghomogenan skru Disambungkan dengan bilik pengukur, isipadu pada alur keluar bahagian penghomogenan skru boleh diukur.Keupayaan pengplastikan skru ditentukan oleh kadar lulus.Dalam pemilihan bahan, kelikatan sangat dipengaruhi oleh kadar ricih dan suhuTahap sensitiviti rendah polipropilena untuk memudahkan pengesanan dan pemerhatian keputusan eksperimen. Kertas ini Medan aliran PP cair dalam bahagian penghomogenan skru dianalisis oleh perisian Fluent.

Menggunakan kaedah penyelidikan menggabungkan eksperimen dan analisis teori, putaran skru

Kesan kedalaman skru yang berbeza pada suhu, kelikatan ketara, kebolehan halaju dan pemplastikanKadar hantaran isipadu pada alur keluar bahagian penghomogenan skru dianalisis untuk mengoptimumkan kelajuan skru parameter proses pengeluaran mesin pengacuan suntikan.

1 Analisis teori dalam kertas kerja ini, homogenisasi mesin pengacuan suntikan plastik LYH680 disimulasikan oleh Fluent.Section of pipe fluid, tetapkan kelajuan skru yang berbeza, analisis bahagian penghomogenan paipKadar transit isipadu pada alur keluar bahagian penghomogenan bendalir propilena diperolehi. Kelikatan ketara leburan PP dan keupayaan pengplastikan skru telah disiasat.. Fasa mesin pengacuan suntikanParameter yang berkaitan ialah: panjang bahagian terhomogen skru ialah 80 mm, dan suhu tong dalam bahagian penghomogenan ditetapkanSet pada 220 C, tekanan lebur dalam bahagian penghomogenan ialah 1.5 MPa, dan kedalaman alur skru ialah 2.2Mm, sudut skru skru ialah 17.66 °, nisbah panjang-diameter skru ialah 19.6, diameter skru32 mm; Ketumpatan cair polipropilena (PP) adalah 770 kg / m3Takat lebur ialah 170 °C, pekali kekonduksian terma leburan ialah 0.182W / (m · °C), dan nisbah leburanKapasiti haba bagi 2900 J / (kg · C), mencairkan kelikatan daripada 421 Pa · s (453 K / 320)Pa·s（463 K）/250 Pa·s（473 K）。 Dalam kejuruteraan praktikal, pertimbangkan bendalirKetumpatan sedikit berubah disebabkan oleh fakta bahawa polimer cair dicukur dalam mesin pengacuan suntikan apabila diacu awal. Kadar ricih kurang daripada 10-3 m / s, pada masa itu leburan terletak di kawasan reologi bukan Newton yang pertama Di rantau ini, polimer cair boleh dianggap sebagai cecair Newtonian, jadi leburan PP dianggap sebagai cecair Newton lamina yang tidak boleh mampat dalam analisis ujian teori dan eksperimen..

• Penubuhan sistem koordinat

Saluran berputar asal yang melaluinya bahan diregangkan ke dalam saluran kuboid,Model ruang tiga dimensi yang dibina daripada asal ditunjukkan dalam Rajah 1 kepada Rajah 3.

1.2 Penubuhan Persamaan Pentadbiran Bendalir (Phi) + div (p f) = div (γ gradphi) + S. (1) Di mana φ ialah pembolehubah fizik umum; Pekali resapan umum sepadan dengan phi; S ialah istilah sumber umum.

Mengikut kaedah Guangyi, persamaan pemuliharaan jisim dan momentum diwujudkan di pintu masuk bahagian homogenisasi satah x-y (z = 0).

dV

r

Z = – daripada Pb + π F + d V.

(2) Dalam formula dt: rho ialah ketumpatan leburan, kg / m3; Vz ialah halaju aliran dalam arah z, m / s, memasuki alur lingkaran di kawasan homogenisasi; F ialah pecutan graviti, m / s2; Pb ialah tekanan balik, Pa; Adakah kelikatan cair,

Pa·s; T untuk masa, s; ▽ ialah Hamiltonian，▽= ∂ i+ ∂ j+ ∂ k。 ∂x ∂y ∂z

Persamaan (2) ialah persamaan keseimbangan momentum (Persamaan N-S) daripada cecair likat, bendalir dalam alur lingkaran dianggap sebagai aliran isoterma; Medan kelikatan dan ketumpatan adalah seragam. Lebar alur lingkaran jauh lebih besar daripada kedalaman alur lingkaran, dan kesan dinding sisi skru diabaikan. Leburan mengalir sepenuhnya di sepanjang saluran skru, mengabaikan kesan aliran masuk dan keluar, tetapi mengambil kira kesan tekanan belakang terbalik. Persamaan N-S dipermudahkan oleh keadaan di atas:

2

dp

dy=1·b。 (3) dy2eta dx

Sepadukan y dua kali dan berikan syarat sempadan (y = 0, Vz = 0; Y = h, Vz = π NDcos theta / 60). Fungsi keadaan taburan halaju aliran dalam arah leburan diperoleh, itu dia

NDyπ cos theta hy-y2pb

Vz = 120j – 2dan × Lsintheta. (4)

Di mana h ialah kedalaman alur skru dalam bahagian homogenisasi, m; Sudut heliks skru, (°); L ialah panjang segmen terhomogen, m; N ialah kelajuan skru, r a d / m i n; D ialah diameter lurus rod skru, m.

1.3 Pengiraan kapasiti pemplastikan teori

Menggantikan Persamaan. (4) ke dalam persamaan definisi aliran, Q = WhVz = π DhVzsintesis, memberi

22 32

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

Pitch. (5) 120 12 L di mana: W ialah lebar bahagian bendalir, m; MPT ialah Plastik Teori bagi Mesin Pengacuan Suntikan Plastik Jenis Skru

Kapasiti kimia, kg / s; Q ialah kadar pas isipadu bahagian penhomogenan cair, m3 / s. Melalui persamaan (5), dapat dilihat bahawa keupayaan pengplastikan skru dipengaruhi oleh pelbagai parameter proses seperti diameter skru, sudut alur skru, tekanan cair dan kedalaman alur skru. Semakin tinggi kelajuan skru, semakin kuat keupayaan plasticizing; Apabila kelikatan ketara leburan meningkat, keupayaan pengplastikan skru meningkat.

Keputusan eksperimen dan analisis simulasi

2.1 Analisis dan keputusan simulasi

1) Syarat untuk analisis simulasi.

Muka hujung masuk: daripada fungsi keadaan taburan halaju dalam arah z leburan (seperti (4)), halaju pada salur masuk bahagian penghomogenan berubah dengan nilai y. Sekarang N = 120, 140, 160, 180 rad / min digantikan kepada Vz masing-masing, dan halaju simulasi awal sepanjang arah lingkaran di pintu masuk bahagian homogenisasi ditentukan melalui definisi fungsi Fluent dengan bahasa pengaturcaraan sendiri UDF, itu dia, halaju awal di bawah keadaan simulasi dan diukur; Kerana tekanan cair pada salur masuk jauh lebih rendah daripada tekanan kepala skru, tekanan pada salur masuk bahagian homogenisasi ialah 0; Mengikut parameter proses bahan dan peralatan PP, yang

Suhu cair ditetapkan kepada 465 K. Dinding sebelah kiri dan kanan: kapal terbang y-z (x = 0), (x sama 3.2 × 10-2 m) sebagai segmen homogenisasi

Kedua-dua belah dinding alur skru ditetapkan sebagai dinding tidak licin, dan suhu cair ialah suhu skru, yang ditetapkan kepada 473 K mengikut ciri bahan PP dan keadaan sebenar peralatan.

Dinding sisi atas dan bawah: pesawat x-z (y = 0), (y = 2.2 × 10-3 m) sebagai bahagian bawah dan atas alur skru bahagian homogenisasi, bahagian bawah dianggap sebagai dinding yang tidak licin, suhu cair ialah suhu skru, dan suhu ditetapkan kepada 473 K mengikut ciri bahan PP dan keadaan sebenar peralatan; Bahagian atas alur skru dalam bahagian homogenisasi ialah permukaan sentuhan cair dan tong, kadar aliran cair adalah maksimum, dan suhu cair adalah sama dengan suhu pemanas tong, yang ditetapkan kepada 493 K mengikut keadaan pengeluaran bahan PP.

Muka hujung outlet: satah x-y (z = 0.264 m) sebagai saluran keluar bahagian homogenisasi, sempadan alur keluar tekanan diterima pakai, di mana tekanan adalah bertentangan dengan arah z, dan tekanan ditetapkan agar sepadan dengan peralatan eksperimen untuk analisis dan perbandingan yang mudah, dan tekanan belakang ditetapkan kepada -1.2 MPa.

• Hasil analisis simulasi

Untuk x = 0.01, gambarajah lengkung halaju, suhu dan kelikatan di pintu keluar bahagian homogenisasi sebagai fungsi kedalaman alur lingkaran ditunjukkan dalam Rajah 4 ke 6.

Kita boleh lihat daripada Rajah 4 itu dengan peningkatan kelajuan skru, kelajuan bahagian homogenisasi di pintu keluar juga meningkat, dengan peningkatan kedalaman alur skru, kelajuan mula-mula berkurang dan kemudian meningkat, yang disebabkan oleh daya ricih dan kelikatan pada permukaan atas dan bawah alur skru, selaras dengan cecair polimer dalam plat.

Perubahan antara. Seperti yang dapat kita lihat dari Rajah 4, dengan peningkatan kelajuan skru, Halaju pada alur keluar bahagian penghomogenan juga meningkat. Dengan peningkatan kedalaman alur, halaju berkurangan dahulu dan kemudian bertambah. Ini disebabkan oleh daya ricih dan kelikatan yang besar pada permukaan atas dan bawah alur, yang konsisten dengan perubahan cecair polimer antara plat. Perubahan suhu dalam arah jejari seperti yang ditunjukkan dalam Rajah. 5. Cairan PP bersentuhan dengan skru di bahagian bawah (y = 0), sentuhan di atas dengan skru (y = 0.0022m) pengaliran haba berlaku, panas dari bawah, bahagian atas ke dalam cair, suhu dari kedua-dua belah arah aliran menurun ke dalam, membentuk lengkung suhu cekung. Dengan peningkatan kelajuan skru, kelajuan bertambah, masa pemanasan dalam pelari berkurangan, dan suhu berkurangan dengan pertambahan bilangan pusingan. Seperti yang ditunjukkan dalam FIG. 6, kelikatan ketara leburan mula-mula meningkat dan kemudian berkurangan dengan peningkatan ketinggian lingkaran, Bertentangan dengan lengkung suhu, kelikatan ketara adalah yang paling rendah pada bahagian atas suhu cair tertinggi, dan kelikatan ketara adalah yang paling tinggi pada pertengahan suhu cair terendah. Dengan peningkatan kelajuan skru, kelikatan jelas leburan adalah lebih tinggi dan lebih tinggi, dan keseragaman kelikatan ketara berkurangan. Ia boleh dilihat bahawa kelikatan ketara leburan PP adalah berkadar songsang dengan suhu, yang menunjukkan ketepatan simulasi.

Ia boleh dilihat daripada Rajah 6 bahawa kelikatan tidak tetap dalam simulasi Fluent, jadi kita ambil purata kelikatan di pintu keluar bahagian homogenisasi pada x = 0.01 di sini, kerana kelikatan berubah di sini melalui perbandingan data.

Kelikatan yang paling hampir dengan pengiraan teori.

2.2 Pengukuran dan Analisis kapasiti pengplastik

Selepas memanaskan mesin pengacuan suntikan, bahan mentah polipropilena dimasukkan ke dalam corong untuk keplastikan. Parameter kelajuan berputar skru ditetapkan pada 120,140,160,180 rpm, suhu bahagian terhomogen ditetapkan pada 220 °C, dan tekanan cair dalam bahagian penghomogenan ditetapkan pada 1.2 MPa. Masa penyimpanan t pada setiap kelajuan berputar direkodkan dengan jam randik, dan kemudian suapan kosong ditetapkan.

Selepas suntikan, selepas suntikan disejukkan, jisim m suntikan dikumpul dan diukur, dan mps keupayaan pemplastikan sebenar diperolehi oleh mps = 1000m/t. Hasil perbandingan dengan keupayaan pemplastikan teori mpt di bawah keadaan yang sama ditunjukkan dalam Rajah. 7.

Rajah 7 menunjukkan bahawa kapasiti pemplastikan teori dan kelajuan skru skru menghampiri fungsi

Dengan peningkatan kelajuan skru, keupayaan pengplastikan skru dipertingkatkan, dan skru skru sebenar

Keupayaan pemplastikan rod adalah lebih rendah daripada keupayaan pemplastikan secara teori, keupayaan pemplastikan sebenar mesin pengacuan suntikan pada kelajuan 120 ~ 180 rad / akaun min untuk 82% ~ 86% keupayaan pengplastikan teori, menunjukkan bahawa keupayaan pemplastikan skru mesin pengacuan suntikan berada di atas paras purata. 2.3 Analisis ralat

Terdapat perbezaan antara keupayaan pengplastikan sebenar dan keupayaan pengplastikan teori skru, tidak lebih daripada perkara ini: 1) sebahagian daripada bahan membentuk filem lebur semasa proses pemplastikan, mengakibatkan kebocoran bahan; 2) Kebocoran tekanan lingkaran tidak dipertimbangkan dalam analisis keupayaan pemplastikan teori, yang menyebabkan beberapa bahan kekal di pinggir lingkaran. 3) Sebagai tambahan kepada haba yang dihantar oleh pemanas tong, bahan adalah lebih daripada haba ricih skru dan geseran antara bahan, mengakibatkan penguraian haba sebahagian daripada bahan.

Dengan peningkatan kelajuan skru, keupayaan pengplastikan sebenar semakin perlahan, terdapat perkara-perkara berikut: 1) Dengan peningkatan kelajuan skru, haba ricih skru semakin meningkat, mengakibatkan penguraian haba sebahagian daripada bahan; 2) Peningkatan suhu mengurangkan kelikatan bahan, meningkatkan tekanan terbalik, menghalang kemajuan bahan, dan menyebabkan tenaga pemplastikan sebenar menjadi perlahan.

Kesimpulan Dengan peningkatan kedalaman alur skru, keseragaman suhu dan kelikatan ketara berkurangan, dan keupayaan plasticizing meningkat, tetapi ketepatan kualiti produk menurun. Keupayaan plasticizing meningkat dengan kelajuan skru meningkat, tetapi keseragaman suhu dan kelikatan ketara berkurangan dengan peningkatan kelajuan skru. Meningkatkan suhu skru membantu mempromosikan keseragaman kelikatan yang jelas dan meningkatkan ketepatan kualiti produk; Bagi memastikan kualiti produk dan meningkatkan kecekapan pengeluaran, kedalaman, suhu dan kelajuan skru harus dioptimumkan.