Добавил:

Mendeleev Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Предмет:

Химическая технология пластмасс

Файл:

ММ_проц_переработки 3-я контр

.doc

Скачиваний:

Добавлен:

08.01.2014

Размер:

1.37 Mб

Скачать

☆

Расчёт двухчервячных экструдеров.

1. Экстр. с зацепл. Шнеками

2. Экстр. с незацепл шнеками

Вращение шнеков зацепл. экструдеров:

- встречное

- одностороннее

Рссм. 2-хчерв. машины с зацепл. шнек со встр. вращ.

i – число заходов; n – частота врашения;

- объём замкн. пространства одного шнека.

; - площ. кольца, ограничен. диам. D и d; - площ. секции BMACM;

b – ширина канала шнека; ;

; ;

;

; ; ;

;

;; Объём: ;

 Опред в рад.

Расчёт мощности, потребляемой двухшнековой машиной на преодоление сопротивл в зазорах.

; Напряжение в зазоре.

; ; ; ;

V – скорость; Мощность: ; ;

; ; ;

- скорость р-ва обеспечив-ая враш-ем одного шнека;

n – частота вращения

;

Мощность, затрачив в зазоре опр. по соотв. ур-ям для одношн. экстр-ра. Общ. мощн. опр. как этих 2-х мощностей.

Тепловой баланс экструзионных машин.

Составим ур-ие теплового баланса:

-кол-во загружаемого П; - теплоёмкость П;

- начальная П; – тепло, подв. от нагр к цил-ру

- тепло, подвод от нагревателей к головке;

- теплота, выдел в рез-те мех. возд. (диссип. тепло)

- кол-во воды, подвод. на охл; - теплоёмк. воды;

- начальная охл. воды; - конечн. П-ра;

- конечн. воды; - потери тепла;

- тепло загрузочной зоны;

на 1 кВт эн, подвод от. эл. двигателя.

Литьё под давлернием

Номинальное давление литья.

Величина номин. давления опред. из уравнения равновесия сил, возник. в гидравл. и . матер. цил-рах машины в момент впрыска м-ла в форму.

; ; ;

Необходимо учитывать, что ном давление впрыска никогда в машине не реализуется, т.к. имеются потери на трение, на наруш. герметизации..

Поэтому реальное

Расчёт гидравл. сопротивления на пути расплава.

- гидравлические потери в форме;

- потери в литниковой системе;

- давление. которое созд в самой удалённой точке формующей полости;

- в зависимости от мат-ла, требований к его качеству, стабильности его размеров прим.: 5-20 Мпа

Гидравлическое сопротивление цил-ра и сопла как правило не рассчит., а этих сопротивлений примерно за 10% от т.е.

Гпдравл. сопротивление литниковой системы опред. в след. порядке:

1. Литниковая система разбив. на отд. участки, кажд. из которых имеет одинаковую форму канала.

2. Для каждого участка опред. его гидр. сопр. , при этом следует иметь ввиду, что при разветвлении литн. каналов на участках, следующих за разветвл. производ-ть уменьш. в соотв. число раз.

3. Суммарное изм-е сопротивления литника:

Определение сопротивления формующего инструмента (гидравл. расчёт формы)

При определении перепада давления в форм. инструменте проводят упрощение и систематизацию изделий. Сложные изделия можно заменить эквивалентными, представляющими собой последов или параллельное соед-е простейших элементов (диск пластина, цилиндр и т.д.).

В качестве примера рассмотрим изделие типа «коробка» с впрыском в центр днища изделия.

;

Механизмы впрыска литьевых машин могут осущ. 2 режима заполнения формы:

1. С пост. скоростью литья

2. С пост. давлением на входе в форму.

Пост. скор литья обычно исп при литье тонкостенных изделий, если при этом сопротивление сопла литниковой системы не велико, то давл-е в гидроцил-ре впрыска достигает установленной величины и скор. гидросист приним исходя из произв-ти насосов, т.е. объёмный расход через литник:

с – число параллельн. литниковых каналов.

Линейная скорость заполнения формы на каждом из участков:

Расчёт пластикац. производительности литьевой машины со шнековым пластикатором.

Пластикац. производит-ть:

; - давл. пластикац (~1 МПа)

Если в паспорте машины приведена А, то она дана по ПС. Если использ. другой П, то примен. соотв. коэф.

Производ-ть литьевых машин.

Производит. машины не является постоянной, и не входит в технич. х-ку машины, т.к. одно и то же оборудование может давать разную производ-ть в зависимости от вида перерабатываемого П, объёма отливки, толщины стенок, параметров термостатирования формы и т.д.

; v – объём.

При определении Q по сырью:

; N – число гнёзд.

При определении Q по готовой продукции:

Технологический цикл литьевой машины.

- время раскрытия формы.

- время подвода узля пластикации к форме.

- время впрыска.

- время выдержки под давлением.

- время охлаждения.

- время смыкания формы.

Процессы теплообмена в литьевых формах ведутся по Ур-ию нестац. теплопроводности, в частности время выдержки под давлением будет равно:

- радиус литника канала.

а – коэф. температурной проводимости. при средн t

- т-ра р-ва при его впрыске в форму (t сопла)

- t стенки формы.

- t литника, при которой происходит его отвержд.

Время охлаждения.

;

При определении необход учитывать конфигурацию изделий. Расчёт проводится по уравнениям нестац. теплопроводности, кот зависит от формы изделия и имеет следующ. вид:

1. Пластина.

; ;

- толщина пластины;

При двухстороннем охлаждении учитыв , если охл-е одностороннее, то учитыв. полную .

а- коэф. температуропроводности.

2. Цилиндр

R – радиус цил-ра; l – высота цил-ра

Если изделие имеет сложную форму, то оно условно разбив. на отд. Эл-ты в виде пластин, цил-ров, парал-дов, и колец. для кажд. из Эл-тов расчитыв отдельно. За время охлаждения изделия принимают max из расчит .

Литьё под давлением реактопластов.

При литье РП ф-ла отличается тем, что вместо подставляют изделия.

;

- время нагрева, поступ. в форму расплава до t, при которой начинается р-ия отв-ия.

- время протекания р-ции отверждения

Время нагрева р-ва рассчит до t центра изделия ()

Узлы пластикациимашин с поршневой пластикацией. Расчёт пластикаторов поршневого типа.

Время пребывания П в материальном цилиндре:

; - об впрыска; - об. цил-ра;

- время цикла; - время термич. деструкции;

Эффективность работы любого узла пластикации м.б. определена по термическим КПД:

; - темп. р-ва П;

- темп. гранул, с которой они попад в пластикатор.

- темп. материального цил-ра, опр-я мощн. установл. нагревателей.

Критерий Фурье

- опр-ет соотношение между скор. измен-ия тепл условий снаружи нагреваемого объекта и скор. перестройки темпер. полей в самом объекта. В идеале д.б. равен 1.

Примем, что

Определим оптимальный зазор между торпедой и внутренним диаметром мат. цил-ра.:

Опред. необх. для нагрева П кол-во теплоты:

; с – теплоёмкость.

G – количество материала.

Из уравнения теплопроводности это кол-во теп-ты:

; - коэф. теплопроводности.

S – площадь пов-ти, через кот. осущ подача тепла.

; ;

Опред. площ. пов-ти теплопередачи, кот. осущ. в зоне торпеды.

; ;

Посчитаем объём мат. цил-ра в зоне торпеды.

;

Определим внутренний диаметр цилиндра:

;

Рассчитаем необходимую длину хода мат. и гидравлич. поршней.

- длина пробки нагретого гранулятора

Эта длина должна составлять

- длина под загрузочным отверстием.

;

; - компенсация усадки.

Определение диаметра поршня.

;

-плотность расплава.

- плотность гранулята.

;

Расчёт узла дозировки поршневого пластикатора.

- угол ест. откоса.

практ. для всех П 30⁰

; ;

Вторичное формование из листов и плёнок.

Условно разобьём всю номенклатуру изделий на 3 типа. При этом проведём расчёты применительно к негативному методу формования как к наиболее представительному и простому.

1. H>R

глубокие изделия. Втаких изделиях вытяжка происходит в три этапа.

1) на первом, осуществляется своб. формование, т.е. заготовка не касается стенок формующего инструмента.

2) Происходит образование верхней части боковых стенок изделия.

3) Происходит оформление низа и боковых стенок изделия.

2. H<R

1) Свободное формование.

2) Оформление центральной части днища.

3) Боковые стенки и периферия днища изделия.

3. H=R

1) Свободное формование.

2) Совместное оформление бок. стенок и днища.

В качестве примера рассмотрим формование глубокого изделия.

Рассмотрим этап свободного формования.

Т.к. коэф-т Пуассона полимера наход-ся в ВЭЛ сост, близок к 0,5, то можем считать объём заготовки в период формования неизменным.

- коэф. характ-й утяжку термопласта из-под зажимной рамы.

;

Пусть ;

Рассмотрим этап образования боковых стенок.

-----------------------------

;

Варианты технологического процесса:

1) В момент касания нагретой заготовки с охл. матрицей на наружной пов-ти загот. обр-ся корка затвердевающего м-ла и эта корка препятствует дальнейшей вытяжке м-ла из конич в сегмент.

2) Жёсткость образовавшейся поверхностной корки не достаточна и м-л частично утягивается из конич. части в сегмент.

3) Охлаждение проходит столь интенсивно, что образование корки несколько опережает пр-с образования бок. стенки.

Все описанные варианты могут быть учтены коэф-тами охлаждения, тогда:

;