4.2 Проверка литьевой машины по пластикационной производительности

Поскольку табличное значение Q_пл. устанавливается для средних режимов эксплуатации, необходимо проверить литьевую машину по производительности реального червяка и реологическим особенностям конкретного полимерного материала.

Для выбранной литьевой машины Sintesi 300/1600 расчётное значение (Q_расч.) пластикационной производительности определяется по уравнению:

(6)

где Q₁ – производительность прямого вынужденного потока по винтовому каналу червяка;

Q₂ – производительность обратного потока по винтовому каналу червяка;

Q₃ – производительность потока утечек материала через зазор между червяком и цилиндром.

Заменяя значения Q₁, Q₂ и Q₃, получим:

(7)

где n – выбранная скорость вращения червяка;

α, β, γ – коэффициенты, учитывающие расход расплава материала соответственно в вынужденном, обратном потоках и потоке утечки;

Δp – перепад давления на единицу длины дозирующей зоны червяка;

μ_э1 и μ_э2 – эффективная вязкость материала в канале червяка и в радиальном зазоре.

Коэффициент, учитывающий расход расплава материала в вынужденном потоке (α) рассчитывается по формуле:

(8)

где m – число заходов червяка;

D – наружный диаметр червяка;

t – шаг нарезки;

h_ср – средняя глубина нарезки червяка в зоне дозирования;

φ – угол подъёма винтовой линии червяка; e – ширина гребня нарезки червяка.

В нашем случае принимаем:

D = 60 мм;

t = (0.8 1.2)D= 60 мм;

e = (0.06 0.1)D= 4.8 мм;

m = 1;

Коэффициент, учитывающий расход расплава материала в обратном потоке ( ) рассчитывается по формуле:

(9)

Коэффициент, учитывающий расход расплава материала в потоке утечки ( ) рассчитывается по формуле:

(10)

где ε – коэффициент эксцентриситета червяка относительно материального цилиндра (ε ≈ 1.2).

Здесь принимаем:

δ ≈ (0.002 0.003)D= 0.15 мм.

Угол подъёма винтовой линии червяка (φ ) находим исходя из формулы:

(11)

Средняя глубина нарезки червяка в зоне дозирования (h_ср) рассчитывается по следующей формуле:

(12)

Здесь h₁ – глубина нарезки под загрузочной воронкой, h₁ = (0.12 0.16)D= 8.4 мм;

h₂ – глубина червяка в конце зоны дозирования.

(13)

где i – степень сжатия, т.е. отношение объектов единичных витков с наибольшей и наименьшей глубиной нарезки (в зависимости от вида перерабатываемого материала);

L_ф – фактически работающая длина червяка;

(14)

где L_д – длина зоны дозирования червяка, мм

ℓ – отход червяка при пластикации.

В нашем случае принимаем:

ℓ = 435 мм;

Перепад давления в материальном цилиндре рассчитывается по формуле:

(15)

где p_д – давление расплава в дозирующей зоне материального цилиндра при пластикации;

p_д расчитывается по формуле:

(16)

где d₁ – диаметр гидравлического цилиндра осевого движения червяка;

p₁ – давление по манометру в гидравлическом цилиндре осевого движения червяка.

Значения эффективной вязкости определяют по графикам с учётом скоростей сдвига и .

Скорость сдвига в винтовом канале червяка определяется по формуле:

(17)

(1/c)

Скорость сдвига в зазоре между червяком и стенкой цилиндра определяется по формуле:

(18)

(1/c).

На основании выше полученных результатов находим расчётное значение пластикационной производительности (Q_расч) по формуле (7):

Параметры технологического режима выбраны правильно, т.к. соблюдается неравенство:

(19)