Влияние конструктивных ограничений на максимально возможную гнёздность.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 19 из 25Следующая ⇒

Влияние конструктивных ограничений на максимально возможную гнёздность.

Конструктивными ограничениями, влияющими на гнёздность, являются элементы изделия, требующие поперечного движения знаков и кареток формы.

Конструктивные элементы изделия в данном случае – это сквозные и глухие отверстия, оси которых не совпадают с направлением движения подвижной полуформы, а так же проточки и пазы по периферии изделия.

Для формования таких отверстий применяют подвижные поперечные знаки,

для формования проточек и пазов – каретки.

Рис. 1 Форма в сомкнутом положении

В процессе размыкания перед выталкиванием каретки расходятся, после чего появляется возможность для выталкивания изделия.

1- изделие в виде шкива клиноремённой передачи

2- каретки

3- знак неподвижный

4- выталкиватель трубчатый

5- неподвижная полуформа

6- плоскость смыкания кареток

7- центральный литник

Рис. 2 Форма в положении перед выталкиванием

Случаи конструктивных ограничений

1. Одно поперечное отверстие или несколько поперечных отверстий в одном направлении

1- плита литьевой машины

2- колонны

3- изделие в разрезе

4- знаки подвижные поперечные

L- габаритный размер изделия в направлении движения знака;

В - расстояние между колоннами в направлении движения знаков.

n _ко = 1,3В / L

В этом случае максимальное количество гнёзд по конструктивным ограничениям рассчитываем по формуле:

2. Два знака в каждом изделии движутся в различном направлении в одной плоскости, но не соосно.

n _ко = 0,65 В / L

Таким же образом определяется параметр n_ко в случае кареток, а так же глухих отверстий, расположенных соосно (на одной оси).

3. Два отверстия расположены под углом.  

n _ко = 4

4.        

n _ко = 2

5.         

n _ко = 1

Рис 3 Случаи конструктивных ограничений

По результатам расчета гнёздности можно подобрать марку литьевой машины, а так же типоразмер шнека на данную машину, эксплуатация которых будет наиболее эффективна. Для этого определяют коэффициент использования литьевой машины. Причём, эти коэффициенты определяют по каждому ограничивающему параметру, и затем средний коэффициент использования данной машины. Сравнивая величины этих коэффициентов для различных литьевых машин, выбирают максимальный и, соответственно, литьевую машину, для которой характерен такой коэффициент, а так же типоразмер шнека.

Если количество гнёзд формы для ЛПД данного изделия априорно принято, то коэффициенты использования данной машины определяют по следующим формулам.

К_Q = n / n_Q *100 %

К_N = n / n_N *100 %

К_S = n / n_S *100 %

К_К0 = n / n_К0*100 %

К_ср.= К_Q + К_N + К_S + К_К0 / 4

Устройство и принцип действия вертикальной литьевой машины с плунжерным пластификатором.

Рис. 1 Устройство вертикальной литьевой машины

1. материал
2. гильза материального цилиндра
3. сопло
4. нагреватели материального цилиндра
5. нагреватели сопла
6. плунжер
7. загрузочный бункер
8. траверса верхняя (неподвижная)
9. плита крепления гильзы материального цилиндра

10. плита крепления верхней полуформы

11. плита крепления нижней полуформы

12. ограничитель движения плиты 9 вниз

13. ограничитель движения плиты 10 вниз

14. колонны цилиндрические

15. верхняя полуформа

16. нижняя полуформа

17. , 19 изделие

18. выталкиватель

19. литник центральный.

На схеме показана рабочая часть литьевой машины, в целом же литьевая машина состоит из гидроагрегата, соответственно машины и пульта управления. Гидроагрегат в свою очередь включает в гидробак, гидронасос и гидроагрегаты в виде клапанов и золотников. Гидронасос приводится в движение от электродвигателя, а клапаны и золотники от пульта управления. С помощью пульта можно реализовать цикл в ручном режиме и в режиме наладки. Электронный блок служит для управления машиной в полуавтоматическом режиме.

В общем случае существуют режимы работы литьевой машины: автоматический, полуавтоматический, ручной и режим наладки.

Вертикальная литьевая машина не может работать в автоматическом режиме, т.к. необходима её остановка для съёма изделий. Автоматический режим: реализуется изготовление партий изделия будет изготовлена без участия оператора. Для начала 1-го цикла необходимо на пульте управления термопластавтомата установить автоматический режим и нажать кнопку смыкания формы. В полуавтоматическом режиме после выталкивания машина останавливается, оператором проводятся вспомогательные операции, например съём изделий, чистка и смазка формы, затем для начала следующего цикла необходимо нажать кнопку смыкания формы.

Ручной режим принимается в индивидуальном производстве при изготовлении малых партий изделия, а так же при наладке тех.процесса, как правило, после наладочного режима. В этом режиме каждая операция выполняется полностью после кратковременного нажатия на пульте управления. Имеются кнопки:

—смыкание формы (усилие запирания автоматическое);

—подвод сопла;

—впрыск;

—набор дозы;

—отвод сопла;

—размыкание;

Может быть кнопка выталкивания, но только в том случае, когда плита выталкивающей формы приводится в движение от дополнительного гидроцилиндра.

В конструкции вертикальной литьевой машины имеется 1 гидроцилиндр с помощью которого выполняются все операции.

Исходное состояние: форма разомкнута, все плиты находятся в нижнем положении и их положение определяется упорами, закреплёнными на колоннах. Сопло разомкнуто относительно формы, гильза с материалом в нижнем положении поскольку плунжер не перемещается, потому что он неподвижно закреплён на верхней неподвижной траверсе. После нажатия кнопки «смыкание формы» начинает вращаться гидронасос, подавая давление в гидроцилиндр, расположенный в нижней части машины. Гильза цилиндра закреплена на корпусе машины, а шток движется вверх, перемещая по колоннам нижнюю подвижную плиту вместе с полуформой. Далее происходит смыкание и две плиты с формой между ними перемещаются вверх. Далее происходит смыкание сопла с верхней полуформой и реализуется кооперативное движение формы и гильзы материального цилиндра, закреплённой на соответствующей плите. Поскольку плунжер неподвижен, то реализуется впрыск. При этом давление впрыска, усилие запирания и усилие прижатия сопла к форме обеспечивается пружинами.

После выдержки под давлением (выдержка без давления отсутствует) включается соответствующий золотник и под действием пружин, а так же веса плит и формы, все части машины возвращаются в исходное положение в следующей последовательности: гильза материального цилиндра переходит в в нижнее положение, гранулят загружается из бункера, т.к. плунжер оказывается выше гильзы, далее размыкается сопло, размыкается форма и происходит выталкивание. Форма может иметь плиту выталкивателей или выталкиватели могут перемещаться автономно, упираясь на собственный упор или неподижную плиту. Далее следует съём вручную или сдувание мелких изделий с помощью пневматического пистолета. При необходимости, если перерабатывается хрупкий материал – чистка оформляющего инструмента сжатым воздухом и при необходимости смазка оформляющих поверхностей с помощью распыливающего баллона со специальным составом. Смазка проводится когда затруднено выталкивание, изготовлены формообразующие детали для предотвращения коробления (пластического коробления) изделий при выталкивании, ухудшение качества поверхностей изделия, в особенности видовых.

Рис. 1 Вертикальная литьевая машина

1. гидроцилиндр;
2. гидробак;
3. гидронасос;
4. электродвигатель;
5. гидрораспределитель;
6. электронный блок управления давления в полуавтоматическом режиме, а также стабилизации температуры материального цилиндра на значении, установленном оператором;
7. пульт управления в ручном режиме и в режиме наладки;
8. заборный патрубок гидрожидкости;
9. сливной патрубок;
10. трубопроводы подачи гидрожидкости в плунжерную и штоковую полость гидроцилиндра;
11. плита опорная;
12. выталкиватель конструкции формы (закреплён в ней);
13. электросвязи.

Достоинства машины:

—Малые габариты в плане (при виде сверху);

—Дешевизна;

—Простота конструкции;

—Малые затраты на обслуживание.

Недостатки:

—Невозможность работы в автоматическом режиме;

—Вероятность интенсивной термодеструкции;

—Низкая степень гомогенизации;

—Низкая точность дозирования объёма впрыска.

Интенсивная термодеструкция обусловлена конструкцией пластикатора. Пластикация протекает во время выдержки под давлением части материала, которые загружаются одноразово в цилиндр. Но как правило, в цилиндре находится расплав объёмом больше, чем объём впрыска, поэтому время может быть равно не одному циклу, а нескольким циклам. Такое длительное время может вызвать термодеструкцию в пристенных областях расплава в гильзе. Необходимость длительной выдержки материала для нагрева обусловлена низкой эффективностью процесса пластикации.

Объём расплава имеет цилиндрическую форму и тепловой поток направлен по периферии цилиндра к центру. При этом расплав не перемешивается, т.о. факторы, влияющие на термодеструкцию: отсутствие перемешивания и необходимость длительной выдержки расплава в материальном цилиндре.

Отсутствие гомогенизации обусловлено относительным поступательным перемещением плунжера и гильзы, отсутствие градиента скоростей перемещения различных объёмов материала. Градиент скоростей является движущим фактором гомогенизации.

Рис. 1Распределение скоростей потока

V₁ = V₂ = V₃ =….V_n

Поперечный разрез шнекового пластикатора.

δ – расстояние между векторами скоростей V₁ и V₂;

V_А – скорость линейного перемещения точек на стержне шнека;

V_В – то же самое на вершине нарезки шнека;

V_С – то же самое на поверхности гильзы.

Из схемы следует, что максимальное перемешивание будет в зазоре между гильзой и вершиной нарезки, более того здесь будут развиваться сдвиговые деформации. Вместе с тем grad скоростей V_А и V_В также будет значителен, что обуславливает интенсивную гомогенизацию при работе шнекового пластикатора.

Рис .2. Шнековый пластикатор

Рис. 3 Конструкция материального цилиндра вертикальной литьевой машины (сопло изготовленное совместно с «торпедой»).

1. гильза материального цилиндра;

2. участок торпеды с винтовой нарезкой каналов; Нарезка на верхнем участке противоположна по направлению относительно нижнего участка.

3. круговые проточки;

4. радиальные каналы;

5. осевой канал;

6.  сопло.

Перемешивание материала в межвитковом пространстве шнекового пластикатора (рис. 42) происходит не только в окружном направлении, за счет неравенства скоростей в точках А, B, С, но и в продольном, вдоль оси шнека. Как видно из рисунка гранулы мигрируют в расплаве. При этом в межвитковом пространстве одновременно присутствуют как объемы расплава, так и объемы гранул. Перемешивание в осевом направлении за счет наклепа витка нарезки под углом α.

Для частичного устранения недостатка по гомогенизации применяют в конструкции материального цилиндра вертикальной литьевой машины, сопло изготовленное совместно с «торпедой».

Во время впрыска расплав вначале расплав движется по каналам верхней нарезки, перемешивается в верхней отстойной зоне, затем по каналам нижней нарезки вторично перемещается в нижнюю отстойную зону и далее по радиальному и осевому капелярам направляется в центральный литник.

Перемешивание материала в межвитковом пространстве шнекового пластикатора происходит не только в окружном направлении за счёт неравенства скоростей в точках А, В, С, но и продольно вдоль оси шнека.

Как видно из рисунка, гранулы мигрируют в расплаве, при этом в межвитковом пространстве одновременно присутствуют как объёмы расплава, так и объёмы гранул. Перемещение в осевом направлении возникает за счёт наклона витка нагрузки под углом α. Для частичного устранения недостатка по гомогенизации применяют конструкции материального цилиндра вертикальной литьевой машины, сопло, изготовленное совместно с «торпедой» (см.рис).

Недостаток применения «торпеды»: она представляет собой больше местное сопротивление течению расплава. За счёт этого возникают большие потери давления и снижается давление уплотнения, а значит качество изделия. Потери давления обусловлены большими нагрузками на гидросистему, т.к. при впрыске шток гидроцилиндра должен преодолеть противодейтвующие нагрузки, обусловленные:

—массой 3-х перемещающихся плит

—массой формы

—обеспечить усилие запирания

—обеспечить усилие прижатия сопла к литниковой втулке центрального литника

—преодолеть входовые потери и потери течения в каналах и проточках торпеды

—преодолеть сопротивление зоны гранул, а это сопротивление обусловлено развитием противодействующих сил на границе контакта со стенками гильзы цилиндра.

1. гранулы сырья

2. стенка гильзы цилиндра

Р – усилие, развиваемое со стороны плунжера

Р_α – усилие, возникаемое на контакте гранул (перпендикулярно касательной в точке контакта – через центры контактируемых частиц)

Р_α раскладывается на две силы: Р_п и Р_н. Р_п – сила, обуславливающая перемещение гранул. Р_н – нормальная сила по отношению к стенке цилиндра.

Учитывая коэффициент трения μ между гранулами и поверхностью гильзы генерируется сила трения F_тр. Она направлена в противоположную сторону относительно силы Р.

∑F_тр≤Р при всех условиях движения гранул не будет при впрыске и если ∑F_тр≥Р движение гранул при впрыске в цилиндре прекратиться. Они только будут упруго и пластически деформатироваться в верхних областях гильзы в непосредственной близости к плунжеру.

Величина дозы регулируется расстоянием относительного перемещения гильзы и плунжера при впрыске. Это перемещение складывается из перемещения, обусловленного выходом расплава и величиной суммарной деформации гранул (упругой и пластической).

S_n = S_распл + S_∑д

В цилиндре перед соплом находится перемещаемый расплав, а выше над расплавом – гранулы. Величина S_n регулируется при настройке технологических процессов. Целью достижения оптимальной величины S_распл, которое обеспечивает дозу без недолива и без облоя. В реальном производстве параметр деформации гранул S_∑д  не устойчив и имеет значительные отклонения от цикла к циклу. В связи с неустойчивыми температурными параметрами как самой машины, так и в цехе. С непостоянством деформативных свойств гранул, с непостоянством объёма загружаемого материала и пр. Тогда при постоянстве параметра S_n, установленного при наладке величина дозы S_распл также является нестабильной.

В горизонтальной литьевой машине гранулы перед лобовой поверхностью шнека отсутствует, поэтому дозирование является точным в связи с тем, что расплав является практически несжимаемым по отношению к насыпной массе гранул.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте