इन्जेक्शन मोल्डिङ मेसिनको स्क्रू रोटेशन स्पीडको प्लाष्टिकाइजिङ क्षमता र स्पष्ट चिपचिपापनको प्रभावमा अनुसन्धान

0 परिचय

इंजेक्शन मोल्डिङ मेसिन प्लास्टिक मोल्डिंग को लागि मुख्य उपकरण हो, मुख्यतया इंजेक्शन प्रणाली द्वारा, clamping प्रणाली, विद्युत नियन्त्रण प्रणाली, स्नेहन प्रणाली, हाइड्रोस्टेटिक प्रसारण प्रणाली,तताउने र शीतलन प्रणाली, सुरक्षा निगरानी प्रणाली, आदि. उत्पादन गुणस्तर सुधार गर्न को लागी मात्रा, उत्पादन दक्षता, ऊर्जा खपत कम गर्दै, मानिसहरूले यसबारे गहिरो अनुसन्धान गरेका छन्। इन्जेक्शन मोल्डिङ मेसिनको अनुसन्धान बहुआयामिक छ।, विद्युतीय नियन्त्रण प्रणाली सहित।बुद्धिमान रूपान्तरण।प्रसारण प्रणालीको सर्वो रूपान्तरण ताप र शीतलन प्रणालीको ऊर्जा बचत सुधार।प्लास्टिकाइज गर्ने क्षमताको स्क्रू संरचना रूपान्तरण. पेंच इन्जेक्शन मोल्डिङ मेसिन हार्ट कम्पोनेन्टको कोर हो, जसको प्यारामिटरहरूले इंजेक्शन मेसिनको इंजेक्शन भोल्युम निर्धारण गर्दछ, अनुसन्धानकर्ताहरूले थप अध्ययन गरेका छन्. स्क्रूको प्लाष्टिकाइजिङ एकरूपता जति राम्रो हुन्छ उत्पादनको पुनरावृत्ति शुद्धतालाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। मापन सटीकता उच्च हुन्छ, प्लाष्टिकाइजिङ एकरूपताको प्रदर्शन प्यारामिटर स्पष्ट चिपचिपापन हो। जहाँ स्क्रू संरचनाको परिमार्जनले पग्लिएको स्पष्ट चिपचिपापन कम गर्न मद्दत गर्दछ।, पेंच.

क्षमता पेंच संरचना र पेंच गति द्वारा निर्धारण गरिन्छ, दबाब, गति, तापमान, आदि यो पेंच को प्रदर्शन मापन गर्न मुख्य प्यारामिटर हो. इन्जेक्शन स्क्रू बॉडी ट्रान्सपोर्टको वाङ XishMelting सैद्धान्तिक रूपमा विश्लेषण गरिएको थियो. Li Zhenget The effects of temperature and back pressure on snailInfluence of rod plasticizing ability. प्लाष्टिकाइजिङ क्षमताले इंजेक्शन मोल्डिङ मेसिन उत्पादनको दक्षतालाई प्रतिनिधित्व गर्दछ,उद्यमहरूको आर्थिक लाभको लागि पेंचको प्लाष्टिकाइजिंग क्षमता सुधार गर्न आवश्यक छ.

रडको प्लाष्टिकाइजिङ क्षमताले इन्जेक्शन मोल्डिङ मेसिन स्क्रूको प्रति एकाइ समय प्लाष्टिकाइज्ड सामग्रीको गुणस्तरलाई जनाउँछ। सामग्री भण्डारणको गुणस्तर मिटरिङ चेम्बरद्वारा निर्धारण गरिन्छ।, र मापन कोठा संग जोडिएको स्क्रू homogenization खण्ड को निकास, स्क्रू होमोजेनाइजिङ खण्डको आउटलेटमा भोल्युम मापन गर्न सकिन्छ। स्क्रूको प्लाष्टिकाइजिङ क्षमता पास दरद्वारा निर्धारण गरिएको थियो। सामग्रीको चयनमा, चिपचिपापन धेरै कतरनी दर र तापमान द्वारा प्रभावित छ, प्रयोगात्मक नतिजाहरू पत्ता लगाउन र अवलोकन गर्नको लागि पोलीप्रोपाइलिनको कम संवेदनशीलताको डिग्री।. यो कागज स्क्रूको एकरूपता खण्डमा PP पिघलिएको फ्लो फिल्डलाई फ्लुएन्ट सफ्टवेयरद्वारा विश्लेषण गरिएको छ।.

प्रयोग र सैद्धान्तिक विश्लेषण संयोजनको अनुसन्धान विधि प्रयोग गर्दै, पेंच रोटेशन

तापक्रममा विभिन्न स्क्रू गहिराइको प्रभाव, स्पष्ट चिपचिपापन, वेग र प्लास्टिलाइजिङ क्षमता स्क्रू होमोजेनाइजिङ सेक्शनको आउटलेटमा भोल्युमेट्रिक पास रेट इन्जेक्शन मोल्डिङ मेसिन उत्पादन प्रक्रिया प्यारामिटरहरूको स्क्रू गति अनुकूलन गर्न विश्लेषण गरिन्छ।.

1 यस लेखमा सैद्धान्तिक विश्लेषण, LYH680 प्लास्टिक इन्जेक्शन मोल्डिङ मेसिनको एकरूपता Fluent द्वारा सिमुलेटेड छ। पाइप फ्लुइडको खण्ड, विभिन्न स्क्रू गति सेट गर्नुहोस्, पाइपको होमोजनाइजेसन खण्डको विश्लेषण प्रोपाइलिन फ्लुइड होमोजेनाइजेसन खण्डको आउटलेटमा भोल्युमेट्रिक ट्रान्जिट दर प्राप्त गरिएको छ। PP पिघलिएको स्पष्ट चिपचिपापन र स्क्रूको प्लाष्टिकाइजिंग क्षमताको अनुसन्धान गरियो।. इन्जेक्शन मोल्डिङ मेसिनको चरण सान्दर्भिक प्यारामिटरहरू हुन्: पेंचको एकरूप खण्डको लम्बाइ हो 80 mm, र homogenizing खण्ड मा ब्यारेल को तापमान मा सेट गरिएको छ 220 सी, homogenizing खण्ड मा पिघल दबाव छ 1.5 MPa, र स्क्रू ग्रूभको गहिराई 2.2Mm छ, पेंच पेंच कोण छ 17.66 °, पेंच लम्बाइ-व्यास अनुपात छ 19.6, पेंच व्यास 32 मिमी; Polypropylene को पिघलने घनत्व (PP) थियो 770 के। जि / m3 पिघलने बिन्दु हो 170 °C, पिघलको थर्मल चालकता गुणांक 0.182W हो / (m · °C), र पिघल अनुपात ताप क्षमता 2900 जे / (के। जि · सी), को चिपचिपापन पिघल 421 पा · s (453 के / 320)पा·s（463 K）/250 Pa·s (473 K)。 व्यावहारिक ईन्जिनियरिङ् मा, तरल पदार्थलाई विचार गर्नुहोस्। पिघलेको पोलिमरलाई इन्जेक्शन मोल्डिङ मेसिनमा प्रिमोल्ड गर्दा छायाँ गरिएको तथ्यको कारणले गर्दा घनत्व थोरै परिवर्तन हुन्छ। 10-3 m / s, जुन समयमा पिघल यो क्षेत्रको पहिलो गैर-न्यूटोनियन rheological क्षेत्रमा अवस्थित छ, पग्लिएको बहुलकलाई न्यूटोनियन तरल पदार्थको रूपमा लिन सकिन्छ, त्यसैले सैद्धान्तिक र प्रायोगिक परीक्षण विश्लेषणमा PP पिघल्नुलाई एक असंकुचनीय ल्यामिनार न्यूटन फ्लुइडको रूपमा मानिन्छ।.

• समन्वय प्रणालीको स्थापना

मूल घुमाउने च्यानल जसको माध्यमबाट सामग्री पास हुन्छ एक क्यूबोइड च्यानलमा फैलिएको छ,मूलबाट निर्माण गरिएको त्रि-आयामी अन्तरिक्ष मोडेल चित्रमा देखाइएको छ 1 चित्रमा 3.

1.2 तरल शासक समीकरण को स्थापना (Phi) + div (p f) = div (γ ग्राडफी) + एस. (1) जहाँ φ एक सामान्यीकृत भौतिक चर हो; phi सँग सम्बन्धित सामान्यीकृत प्रसार गुणांक; S एक सामान्यीकृत स्रोत शब्द हो.

Guangyi विधि अनुसार, द्रव्यमान र गतिको संरक्षणको समीकरण x-y विमानको समरूपीकरण खण्डको प्रवेशद्वारमा स्थापित हुन्छ। (z = 0).

dV

r

Z = – Pb को + π एफ + d वि.

(2) dt सूत्रमा: rho पिघलने घनत्व हो, के। जि / m3; Vz z दिशामा प्रवाह वेग हो, m / s, homogenization क्षेत्र मा सर्पिल नाली प्रवेश; F गुरुत्वाकर्षणको प्रवेग हो, m / s2; Pb ब्याक प्रेसर हो, पा; पग्लिएको चिपचिपापन हो,

पा·s; समयको लागि टी, s; ▽ ह्यामिलटोनियन हो，▽= ∂ i+ ∂ j+ ∂ k。 ∂x ∂y ∂z

समीकरण (2) गति सन्तुलन समीकरण हो (N-S समीकरण) चिपचिपा तरल पदार्थ को, सर्पिल नालीमा रहेको तरल पदार्थलाई आइसोथर्मल प्रवाह मानिन्छ; चिपचिपापन र घनत्व क्षेत्रहरू समान छन्. सर्पिल ग्रूभको चौडाइ सर्पिल ग्रूभको गहिराई भन्दा धेरै ठूलो छ, र स्क्रू साइड पर्खालको प्रभावलाई बेवास्ता गरिएको छ. पिघल पूर्ण रूपमा स्क्रू च्यानलको साथ बग्छ, इनलेट र आउटलेटको प्रवाह प्रभावलाई बेवास्ता गर्दै, तर रिभर्स ब्याक प्रेसरको प्रभावलाई विचार गर्दै. N-S समीकरणलाई माथिका सर्तहरूद्वारा सरलीकृत गरिएको छ:

2

dp

dy = 1·b。 (3) dy2eta dx

y दुई पटक एकीकृत गर्नुहोस् र सीमा सर्तहरू दिनुहोस् (y = 0, Vz = 0; Y = h, Vz = π NDcos theta / 60). पिघलको दिशामा प्रवाह वेग वितरण राज्य प्रकार्य प्राप्त गरिन्छ, त्यो हो

NDyπ cos theta hy-y2pb

Vz = 120h – 2र × सिन्थेटा. (4)

जहाँ h homogenization खण्डमा स्क्रू ग्रूभको गहिराई हो, m; पेंचको हेलिक्स कोण, (°); L समरूपित खण्डको लम्बाइ हो, m; N पेंच गति हो, r a d / m i n; D स्क्रू रडको सीधा व्यास हो, m.

1.3 सैद्धांतिक प्लाष्टिकाइजिंग क्षमताको गणना

प्रतिस्थापन Eq. (4) प्रवाह परिभाषा समीकरण मा, Q = WhVz = π DhVz सिंथेसाइजर, दिन्छ

22 32

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

पिच. (5) 120 12 L जहाँ: W तरल खण्डको चौडाइ हो, m; MPT पेंच प्रकारको प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिङ मेसिनको सैद्धान्तिक प्लास्टिक हो

रासायनिक क्षमता, के। जि / s; Q पिघल homogenization खण्ड को भोल्युम पास दर हो, m3 / s. समीकरण मार्फत (5), यो देख्न सकिन्छ कि स्क्रूको प्लास्टिलाइजिङ क्षमता विभिन्न प्रक्रिया प्यारामिटरहरू जस्तै स्क्रू व्यास द्वारा प्रभावित हुन्छ।, पेंच नाली कोण, पिघल दबाव र पेंच नाली गहिराई. उच्च पेंच गति, प्लाष्टिकाइज गर्ने क्षमता बलियो हुन्छ; जब पग्लिएको स्पष्ट चिपचिपापन बढ्छ, स्क्रूको प्लाष्टिकाइजिङ क्षमता बढ्छ.

प्रयोगात्मक परिणाम र सिमुलेशन विश्लेषण

2.1 सिमुलेशन विश्लेषण र परिणामहरू

1) सिमुलेशन विश्लेषणका लागि सर्तहरू.

इनलेट अन्त अनुहार: पिघलको z दिशामा वेग वितरण अवस्था प्रकार्यबाट (जस्तै (4)), homogenizing खण्ड को इनलेट मा वेग y मान संग परिवर्तन हुन्छ. अब N = 120, 140, 160, 180 rad / min क्रमशः Vz मा प्रतिस्थापन गरिएको छ, र homogenization खण्डको प्रवेशद्वारमा सर्पिल दिशाको साथ प्रारम्भिक नक्कल गति यसको आफ्नै प्रोग्रामिङ भाषा UDF सँग Fluent को प्रकार्य परिभाषा मार्फत निर्धारण गरिन्छ।, त्यो हो, सिमुलेटेड र मापन अवस्था अन्तर्गत प्रारम्भिक वेग; किनभने इनलेटमा पिघलिएको दबाव स्क्रू हेडको दबाव भन्दा धेरै कम छ, homogenization खण्ड को इनलेट मा दबाब छ 0; पीपी सामाग्री र उपकरण को प्रक्रिया मापदण्डहरु अनुसार, द

पिघल तापमान मा सेट गरिएको छ 465 के. बायाँ र दायाँ छेउ पर्खालहरू: y-z विमान (x = 0), (x बराबर 3.2 × 10-2 m) homogenization खण्डहरूको रूपमा

स्क्रू ग्रूभ पर्खालको दुई पक्षहरू गैर-स्लिप पर्खालको रूपमा सेट गरिएका छन्, र पिघल तापमान पेंच तापमान हो, जुन सेट गरिएको छ 473 K पीपी सामाग्री विशेषताहरु र उपकरण को वास्तविक अवस्था अनुसार.

माथिल्लो र तल्लो साइडवालहरू: x-z विमान (y = 0), (y = 2.2 × 10-3 m) homogenization खण्ड को स्क्रू नाली को तल्लो र माथिल्लो पक्षहरु को रूप मा, तल्लो पक्ष एक गैर पर्ची पर्खाल रूपमा मानिन्छ, पिघल तापमान पेंच तापमान हो, र तापमान सेट गरिएको छ 473 K PP को भौतिक विशेषताहरू र उपकरणको वास्तविक अवस्था अनुसार; होमोजेनाइजेसन खण्डमा स्क्रू ग्रूभको माथिल्लो पक्ष पिघल र ब्यारेलको सम्पर्क सतह हो।, पिघल प्रवाह दर अधिकतम छ, र पिघल तापमान ब्यारेल हीटर तापमान बराबर छ, जुन सेट गरिएको छ 493 K PP सामग्री को उत्पादन अवस्था अनुसार.

आउटलेट अन्त अनुहार: x-y विमान (z = 0.264 m) homogenization खण्ड को आउटलेट को रूप मा, दबाव आउटलेट सीमा अपनाईएको छ, जहाँ दबाव z दिशाको विपरीत छ, र सजिलो विश्लेषण र तुलनाको लागि प्रयोगात्मक उपकरणहरू मिलाउन दबाब सेट गरिएको छ, र पछाडिको दबाब सेट गरिएको छ -1.2 MPa.

• सिमुलेशन विश्लेषण परिणामहरू

x = को लागि 0.01, वेग को वक्र रेखाचित्र, सर्पिल नाली को गहिराई को एक प्रकार्य को रूप मा homogenization खण्ड को निकास मा तापमान र चिपचिपापन चित्र मा देखाइएको छ। 4 लाई 6.

हामी चित्रबाट देख्न सक्छौं 4 कि स्क्रू गति को वृद्धि संग, निकासमा homogenization खण्डको गति पनि बढ्छ, पेंच नाली को गहिराई को वृद्धि संग, गति पहिले घट्छ र त्यसपछि बढ्छ, जुन स्क्रू ग्रूभको माथिल्लो र तल्लो सतहहरूमा शियर बल र चिपचिपापनको कारणले हुन्छ।, प्लेटमा पोलिमर फ्लुइडसँग लाइनमा.

बीचमा परिवर्तनहरू. हामी चित्रबाट देख्न सक्छौं 4, पेंच गति को वृद्धि संग, एकरूपता खण्डको आउटलेटमा वेग पनि बढ्छ. नालीको गहिराई बढ्दै जाँदा, गति पहिले घट्छ र त्यसपछि बढ्छ. यो नालीको माथिल्लो र तल्लो सतहहरूमा ठूलो कतरनी बल र चिपचिपापनको कारण हो।, जुन प्लेटहरू बीचको बहुलक तरल पदार्थको परिवर्तनसँग अनुरूप छ. FIG मा देखाइए अनुसार रेडियल दिशामा तापमान परिवर्तन. 5. पीपी पिघल तलको स्क्रूसँग सम्पर्कमा छ (y = 0), स्क्रू संग माथिको सम्पर्क (y = ०.००२२ मि) गर्मी प्रवाह हुन्छ, तलबाट गर्मी, माथिल्लो भाग पग्लिन्छ, दुवै पक्षबाट तापमान भित्री ओरालो प्रवृत्ति, एक अवतल तापमान वक्र गठन. पेंच गति को वृद्धि संग, गति बढ्छ, रनरमा तताउने समय घट्छ, र क्रान्तिको संख्या बढ्दै जाँदा तापमान घट्छ. FIG मा देखाइएको छ. 6, पग्लिएको स्पष्ट चिपचिपापन पहिले बढ्छ र त्यसपछि सर्पिल उचाइ बढ्दै जान्छ, तापमान वक्र को विपरीत, स्पष्ट चिपचिपापन उच्चतम पग्लिएको तापमान को शीर्ष मा सबै भन्दा कम छ, र स्पष्ट चिपचिपापन न्यूनतम पग्लिएको तापमानको बीचमा उच्चतम हुन्छ. पेंच गति को वृद्धि संग, पग्लिएको स्पष्ट चिपचिपापन उच्च र उच्च छ, र स्पष्ट चिपचिपापन एकरूपता घट्छ. यो देख्न सकिन्छ कि PP पिघलको स्पष्ट चिपचिपापन तापमानको विपरीत समानुपातिक छ।, जसले सिमुलेशनको शुद्धता देखाउँछ.

यो चित्रबाट देख्न सकिन्छ 6 फ्लुएन्ट सिमुलेशनमा चिपचिपापन निश्चित गरिएको छैन, त्यसैले हामी x = मा homogenization खण्डको बाहिर निस्कँदा औसत चिपचिपापन लिन्छौं 0.01 यहाँ, किनभने डेटा तुलना मार्फत चिपचिपापन यहाँ परिवर्तन हुन्छ.

सैद्धान्तिक गणनाको सबैभन्दा नजिकको चिपचिपापन.

2.2 प्लास्टिकीकरण क्षमताको मापन र विश्लेषण

इन्जेक्सन मोल्डिङ मेसिन प्रिहिट गरेपछि, पोलीप्रोपाइलीन कच्चा माल प्लास्टिसिटीको लागि फनेलमा राखिन्छ. स्क्रूको घुमाउने गति प्यारामिटरहरू सेट गरिएको छ 120,140,160,180 आरपीएम, homogenized खण्ड को तापमान मा सेट गरिएको छ 220 °C, र homogenizing खण्ड मा पिघल दबाव मा सेट गरिएको छ 1.2 MPa. प्रत्येक घुम्ने गतिमा भण्डारण समय टी स्टपवाचसँग रेकर्ड गरिएको छ, र त्यसपछि खाली फिड सेट गरिएको छ.

इंजेक्शन पछि, इंजेक्शन चिसो भएपछि, इंजेक्शनको मास m सङ्कलन र मापन गरिन्छ, र वास्तविक प्लास्टिलाइजिङ क्षमता mps mps = 1000m/t द्वारा प्राप्त हुन्छ. समान परिस्थितिहरूमा सैद्धान्तिक प्लास्टिलाइजिङ क्षमता mpt संग तुलना परिणाम चित्र मा देखाइएको छ. 7.

चित्र 7 स्क्रूको सैद्धान्तिक प्लास्टिलाइजिङ क्षमता र स्क्रू गति लगभग एक प्रकार्य हो भनेर देखाउँछ

पेंच गति को वृद्धि संग, स्क्रूको प्लाष्टिकाइजिङ क्षमता बढाइएको छ, र वास्तविक स्क्रू स्क्रू

रड प्लाष्टिकाइज गर्ने क्षमता सैद्धान्तिक प्लास्टिलाइजिङ क्षमता भन्दा कम छ, को गति मा इंजेक्शन मोल्डिंग मिसिन को वास्तविक plasticizing क्षमता 120 ~ 180 rad / न्यूनतम खाताहरू 82% ~ 86% सैद्धान्तिक प्लास्टिलाइजिङ क्षमता, इन्जेक्शन मोल्डिङ मेसिन स्क्रू प्लाष्टिकाइजिङ क्षमता औसत स्तर भन्दा माथि छ भनेर संकेत गर्दै. 2.3 त्रुटि विश्लेषण

त्यहाँ वास्तविक प्लास्टिलाइजिङ क्षमता र पेंच को सैद्धांतिक प्लास्टिलाइजिंग क्षमता बीच भिन्नताहरू छन्, यी बिन्दुहरू भन्दा बढी केहि छैन: 1) प्लाष्टिकाइजिङ प्रक्रियाको क्रममा सामग्रीको भागले पग्लिएको फिल्म बनाउँछ, सामग्री को रिसाव को परिणामस्वरूप; 2) सर्पिल दबावको चुहावटलाई सैद्धान्तिक प्लाष्टिकाइजिंग क्षमता विश्लेषणमा विचार गरिएन, जसले गर्दा केही सामग्रीहरू सर्पिल किनारामा रहन्छन्. 3) ब्यारेल हीटर द्वारा प्रसारित गर्मी को अतिरिक्त, सामग्री स्क्रू को कतरनी गर्मी र सामग्री बीच घर्षण बाट अधिक छ, सामग्री को भाग को थर्मल विघटन को परिणामस्वरूप.

पेंच गति को वृद्धि संग, वास्तविक प्लास्टिलाइजिङ क्षमता सुस्त हुँदैछ, त्यहाँ निम्न बुँदाहरू छन्: 1) पेंच गति को वृद्धि संग, पेंच को कतरनी गर्मी बढ्दै छ, सामग्री को भाग को थर्मल विघटन को परिणामस्वरूप; 2) तापक्रम वृद्धिले सामग्रीको चिपचिपाहट कम गर्छ, उल्टो दबाव बढाउँछ, सामग्रीको प्रगतिमा बाधा पुर्‍याउँछ, र वास्तविक प्लाष्टिकाइजिङ ऊर्जालाई सुस्त बनाउँछ.

स्क्रू नाली गहिराई को वृद्धि संग निष्कर्ष, तापमान र स्पष्ट चिपचिपापन को एकरूपता घट्यो, र प्लाष्टिकाइज गर्ने क्षमता बढ्यो, तर उत्पादनको गुणस्तरको शुद्धता घट्यो. स्क्रू गति बढ्दै जाँदा प्लाष्टिकाइज गर्ने क्षमता बढ्यो, तर तापक्रम र स्पष्ट चिपचिपाहटको एकरूपता स्क्रू गतिको वृद्धि संग घट्यो. स्क्रूको तापक्रम वृद्धिले स्पष्ट चिपचिपापन एकरूपतालाई बढावा दिन र उत्पादनको गुणस्तर शुद्धता सुधार गर्न मद्दत गर्दछ; उत्पादन गुणस्तर सुनिश्चित गर्न र उत्पादन दक्षता सुधार गर्न, गहिराई, तापमान र स्क्रू गति अनुकूलित हुनुपर्छ.