7 Расчёт параметров привода шнека

7.1 Расчет параметров привода вращательного движения шнека

По известным для экструзии формулам рассчитываем мощность привода вращательного движения шнека (диаметром D) (Вт), необходимую для пластикации полимера:

(47)

где

- диаметр шнека

Вт,

Крутящий момент шнека при частоте его вращения определяем по формуле:

, (48)

где об/мин - частота вращения шнека.

По крутящему моменту шнека рассчитываем момент на валу гидродвигателя :

(49)

где I - передаточное отношение (15 - 20);

- КПД механической передачи (0,95).

,

По крутящему моменту на валу гидродвигателя и средней частоте вращения шнека выбирают модель гидродвигателя.

Выбираю модель гидродвигателя, номинальный крутящий момент которого:

,

об/мин (из таблицы 3.2).

(50)

где об/мин;

- объёмный КПД гидродвигателя.

,

Мощность насоса, питающ его гидродвигатель, под нагрузкой определяют по формуле:

(51)

где - номинальное давление;

- эффективный КПД гидродвигателя (из таблицы 3.2);

- эффективный КПД насоса (для лопастных насосов = 0,8).

Вт,

Определяем фактическую частоту вращения вала гидродвигателя под нагрузкой:

(52)

Для расчёта гидродвигателей

об/мин,

Мощность , передаваемая гидродвигателем шнеку, рассчитываем по формуле:

(53)

Вт

По давлению P = 5 МПа и производительности м ³/с выбираем лопастной насос типа 8Г12-25А. Его характеристики до м ³/с, P = 6,5 МПа.

Мощность электродвигателя выбранного насоса:

(54)

Вт

Максимально возможная частота вращения гидродвигателя при выбранном насосе:

(55)

об/мин

7.2 Расчет параметров привода поступательного движения шнека.

Мощность привода поступательного движения шнека рассчитывают из условия обеспечения необходимого для заполнения формы давления литья и заданного времени впрыска (скорости поступательного движения шнека вперед):

(56)

- давление создаваемое насосом;

- подача насоса, м ²/с;

– КПД насоса и гидросистемы впрыска, принимают равным 0,85 – 0,9.

Насос должен развивать давление Рн, которое обеспечивает давление литья Рл, необходимое для заполнения системы сопло-форма и преодоления потерь давления в инжекционном узле литьевой машины. Давление, затрачиваемое для затекания полимера в форму, при заполнении изменяется от минимума до максимума, поэтому давление, создаваемое насосом Рн, рассчитывают с учетом коэффициента кратковременной перегрузки Кпер электродвигателя:

(57)

где - коэффициент перегрузки в зависимости от типа электродвигателя давления и характера его изменения, принимают равным 0,65 – 0,9;

- давление литья;

- площадь шнека и поршня гидроцилиндра впрыска.

Подачу насоса (м3/с), обеспечивающую необходимую объемную скорость течения полимера в системе сопло-форма Q или заданное время впрыска (заполнения) t при номинальном объеме впрыска за цикл (м ³), можно определить соответственно по формуле:

, если известна Q

или

, если известно t, (58)

где – коэффициент, учитывающий утечки расплавов полимера в шнеке, принимают равным 1,05 – 1,07;

– коэффициент, учитывающий сжатие расплава в инжекционном цилиндре:

, (59)

здесь - давление на входе в сопло, равное ;

 - коэффициент сжимаемости полимера;

принимают равным 1,07 - 1,1

Произведение и принимают равным k

- коэффициент утечек гидрожидкости, принимают равным 1,05

В итоге получаем расчётное соотношение для мощности привода поступательного движения шнека:

(60)

Объёмная скорость впрыска:

(61)

Мощность поступательного движения шнека:

(62)

кВт