ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория и проектирование из "Переработка термопластичных материалов" При изучении работы шприцмашины целесообразно рассматривать характеристики каждой секции червяка в отдельности. Так, зона питания червяка должна обеспечивать захват гранулированного материала у загрузочного отверстия и транспортировать его вдоль оси червяка с заданной производительностью. В зоне плавления гранулы материала размягчаются и уплотняются, превращаясь в результате в жидкую, не содержащую пустот массу. Размягчение материала обычно происходит за счет вязкого трения и тепла, подводимого от нагревателей корпуса. Зона дозирования должна обеспечивать дальнейшую гомогенизацию расплавленного материала и подачу его под определенным давлением к головке. [c.256] Такое функциональное деление червяка на различные зоны в действительности может и не совпадать с фактическим распределением физических состояний материала. В особенности это касается границы между зоной питания и зоной плавления, которая на практике определяется не очень четко, и положение которой в значительной мере зависит от таких характеристик режима шприцевания, как температура корпуса, скорость вращения червяка и производительность машины. Поэтому точное совпадение фактических и теоретических границ каждой из зон является чисто случайным. [c.257] Граница между зоной плавления и зоной расплава обычно также выражена очень нечетко. В настояш,ее время в большинстве случаев на конце червяка находится так называемая дозирующая зона, которая существенно отличается от остальных частей червяка. [c.257] Если дозирующая зона правильно спроектирована и червяк работает в нормальном режиме, то граница между зоной плавления и зоной расплава обычно располагается либо между секциями червяка, либо несколько смещается в сторону зоны плавления. Обычно длина дозирующей зоны составляет от четырех до шести диаметров. Глубина винтового канала на участке дозирующей зоны большей частью меньше, чем в предшествующих ей зонах. В правильно сконструированном дозирующем червяке дозирующая зона является той частью червяка, которая определяет величину производительности машины. [c.257] Червяки с дозирующей зоной обладают рядом конструктивных и эксплуатационных преимуществ. Поскольку производительность неглубокой дозирующей зоны сравнительно мало зависит от колебаний давления, дозирующая зона оказывает стабилизирующее влияние на производительность шприцмашины. Существование более высокого градиента скорости на участке дозирующей зоны также очень желательно, так как этим обеспечивается большая механическая и температурная однородность шприцуемого материала. С конструктивной точки зрени.я существование дозирующей зоны весьма целесообразно, так как разработанные гидродинамические теории шприцевания расплава могут применяться с наибольшей достоверностью для расчета этой секции червяка, которая, как было отмечено выше, определяет производительность червяка. [c.257] Конструкторы-практики в настоящее время располагают рядом удовлетворительных методов приближенной оценки производительности зоны питания, которые, как показывает опыт, приводят к вполне приемлемым результатам. Основная ценность использования более полного и точного уравнения заключается не в том, что оно позволяет произвести более точный конструктивный расчет, а скорее в том, что при помощи этого уравнения можно выявить и оценить влияние каждого фактора в отдельности. [c.258] Анализ зависимости величины удельной производительности qJN от других параметров, входящих в уравнение (137), показывает, что увеличения производительности зоны питания можно добиться следующими способами 1) увеличением глубины канала 2) уменьшением коэффициента трения между материалом и червяком 3) увеличением коэффициента трения между материалом и корпусом 4) выбором угла подъема винтового канала, который обеспечивает максимальную производительность зоны питания для данного конкретного значения коэффициента трения между червяком и материалом. [c.258] Справедливость этих выводов убедительно подтверждается накопленным опытом. Обычно винтовой канал червяка на участке зоны питания имеет наибольшую глубину. На практике пределом, ограничивающим глубину канала червяка на участке зоны питания, является прочность сердечника червяка. Для уменьшения коэффициента трения канал червяка тщательно шлифуется, а затем полируется или хромируется. Можно также отметить, что периодическая чистка и полировка поверхности червяка значительно улучшают работу секции питания, увеличивая ее подающую способность. Совершенно иначе обстоит дело с обработкой внутренней поверхности корпуса, которую не следует делать слишком гладкой. Качество обработки поверхности должно быть таким, чтобы обеспечивать удовлетворительную очистку корпуса от материала. [c.258] Некоторое представление о подающей способности червяка при транспортировке гранул можно получить, сопоставляя значения заключенного в скобки тригонометрического выражения, входящего в уравнение (137). Значение этого выражения зависит как от величины угла подъема винтового канала ср, так и от угла 0, характеризующего направление движения гранулированного материала. [c.258] Величина угла 0 является функцией коэффициентов трения гранулированного материала о поверхности червяка и корпуса машины. [c.258] На рис. 4,37 приведены значения этой функции для червяка с диаметром 50,8 мм и глубиной канала 0,3 мм. Приращение давления отсутствует. Коэффициент трения большинства пластических масс лежит в диапазоне 0,25 — 0,50 (большей частью он равен 0,4 — 0,5). Поэтому наилучшие результаты обеспечивает винтовой канал с углом подъема 17—20°. На практике наибольшее распространение получил угол подъема 17°42, при котором шаг равен диаметру, так как при этом не только обеспечивается достаточно хорошее питание, но также существенно упрощается технология изготовления червяка. [c.259] Поэтому в дальнейшем вместо термина степень сжатия будут использоваться термины степень изменения объема или для червяков постоянного шага степень изменения глубины канала . [c.260] В качестве примера использования упрощенного уравнения [уравнение (142)] рассчитаем производительность зоны питания типичного червяка, предназначенного для переработки полиакрилатов. [c.261] Таким образом, определяем, что угол движения 0=24°, отсюда tg 0 =0,445. [c.262] Умножая эту величину на насыпной вес, получим, что производительность червяка равна 27,9 грамма за один оборот. [c.262] Производительность червяка с такими геометрическими размерами при транспортировке полиакрилата люсит 140 составила в среднем 28,9 г/об. Первая серия опытов проводилась с червяком и корпусом, поверхность которых имела среднюю высоту шероховатостей 8,1- 10 мм. В этом случае коэффициент трения между пластмассой и корпусом равнялся примерно коэффициенту трения между пластмассой и червяком, т. е. допущение, которое было сделано при выводе уравнения (137). [c.262] Если внутренняя поверхность корпуса имела среднюю высоту шероховатостей порядка 3,25- 10 мм, т. е. трение между материалом и корпусом было несомненно выше, чем между материалом и червяком, величина производительности составляла около 32,9 г/об. Опыты с корпусом, поверхность которого была тщательно отполирована до высоты шероховатостей 2-10 мм, показали, что производительность уменьшилась до 24,3 г/об. [c.263] Переходная зона. До настоящего времени еще не разработаны методы математического анализа работы переходной зоны, или зоны плавления. [c.263] В тех случаях, когда возможно двойственное толкование, участок изменения агрегатного состояния будет именоваться зоной плавления. В хорошо спроектированном дозирующем червяке процесс плавления материала должен закончиться прежде, чем материал попадет в дозирующую зону. [c.263] В зоне плавления гранулы материала нагреваются теплом, поступающим в результате теплопередачи от стенок корпуса, радиации, а также за счет тепла вязкого трения. Одновременно изменяется характер движения материала, который в начале зоны движется как твердое тело, скользя и перекатываясь, затем это движение переходит в проскальзывание с прилипанием и, наконец, по мере разогревания и плавления полимера превращается в ламинарное течение. Зона плавления может простираться на ббльшую часть длины червяка. Протяженность ее у длинных червяков достигает 12—16 диаметров, что часто составляет около двух третей всей длины червяка. [c.263] Вернуться к основной статье