Наближений розрахунок рівняння теплового балансу для перевірки прийнятих конструктивних параметрів системи охолодження проводиться наступним чином.
Кількість тепла Q1,що поступає у форму на протязі одного циклу, може бути визначено за формулою
Q1 = G0c(t1 – t2),
Де G0 - вага відливки в кг; с – теплоємкість пластмаси (для більшості термопластів с = 0.4 – 0.5 ккал/кг град); t1, t2 – відповідно температура розплаву і форми.
Тепло Q2, що виходить із форми в навколишнє середовище, складається із втрат через зовнішню і внутрішню поверхні форми за рахунок теплообміну. Наближено можна вважати, що дані втрати тепла складають 50% від кількості тепла Q1, тобто
Q2 = 0.5 Q1.
Різниця між кількістю підведеного і відведеного тепла визначає ту кількість тепла Q3, яке повинно відводитись системою охолодження за один цикл, таким чином
Q3 = Q1 – Q2 = (tк – tп)V,
Де tк, tп – відповідно температура води на виході і вході у форму; V - об’єм води, що проходить через охолоджуючу систему форми за один цикл.
|
|
Для перевірки можливості пропуску води системою за одну хвилину через один охолоджуючий канал прийнятого діаметру користуються наступною формулою:
V/T £Vм/n,
Де Т – тривалість циклу; Vм – кількість води, щ о проходить через охолоджуючий канал за одну хвилину; п - кількість каналів охолоджуючої системи.
Табл. 8
Залежність кількості води, що проходить через охолоджуючий канал, від його діаметра.
№ п/п | Діаметр каналу в мм | Кількість води в л/хв |
1 | 5 | 3 |
2 | 8 | 6 |
3 | 10 | 9 |
4 | 12 | 13 |
5 | 16 | 18 |
Приклад розрахунку. Перевірити прийняті при конструюванні форми діаметр (d = 8 мм) і кількість (п = 1) каналів для охолодження матриці, в якій виготовляються вироби вагою 40 г. Теплоємність пластмаси 0.5 ккал/кг град. Температура заливки 2400 С температура форми 400. Тривалість циклу 1 хв.
Розв’язок.
За формулою 5 визначаємо кількість тепла, що поступає у форму,
Q1 = 0.04*0.5(240 – 40) = 4 ккал.
Втрати тепла за формулою 6
Q2 = 0.5*4 = 2 ккал.
Різницю між підведеною і відведеною тепла визначаємо за формулою 7
Q3 = 4 – 2 = 2 ккал.
Приймаючи різницю температур води, що проходить в матриці, рівною 10, визначаємо за формулою 7 кількість літрів води, що необхідно пропустити по каналу матриці за один цикл.
V = 2/1 = 2л.
У відповідності до формули 8 цей об’єм води може бути пропущений протям 1хв через один канал діаметром 8 мм.
Уточнений розрахунок системи охолодження приведений в [Основи конструювання і розрахунку деталей із пластмас і технологічного оснащення для їх виготовлення. Ленінград “Машинобудування” 1972р. Стор.415 ].
Деякі фізико-механічні і технологічні властивості полімерних матеріалів.
|
|
Технологічні властивості пресових реактопластів. Таблиця №1
Матеріал | Густина кг/м3 | Усадка, % | Температура пресування, 0С | Тиск пресування, МПа | Витримка на один мм товщини, хв |
Фенольні: К-18-20С | 1400 | 0.4 – 0.8 | - | - | - |
Сп1-342-02 | 1450 | 0.4-0.8 | 180±10 | 30±5 | 0.3 – 0.8 |
Е9-342-73 | 1850 | 0.4 – 0.8 | 170±10 | 35±5 | 0.6- 1.0 |
Вх3-090-14 | 1500 | 0.4-0.8 | 170±5 | 30±5 | 1.0-1.5 |
Ж5-010-78 | 1900 | 0.2 – 0.7 | 180±10 | 30±5 | 1.5-2.0 |
Амінопласти: КФА1 | 1400-1500 | 0.7 | 140±5 | 30±5 | 1.0 – 1.5 |
МФВ1 | 1600-1800 | 0.6-1.0 | 160±5 | 45±5 | 2.5 |
МФД1 | 1700-1900 | 0.7- 0.8 | 160±10 | 35±5 | 1.0 – 1.5 |
На основі кремній органічних смол: КФ-9 | 1500-1650 | 0.2 – 0.6 | 150±5 | 40. ±5 | 1.5 – 2.0 |
ВПМ-1В | 1700-2000 | 0.25 | 160±10 | 40±5 | 1.5 – 2.0 |
Скловолокнити: АГ-4С | 1700-1900 | 0.1 – 0.15 | 160±5 | 40±5 | 1.5 – 2.5 |
АГ-4ЛС | 1400-1600 | 0.2 – 0.6 | 150±5 | 25±5 | 1.5 – 2.0 |
СНК-2-27 | 1700 | 0.15 | 145±5 | 30±5 | 1.0 – 2.0 |
ДСВ-2-Р-2М | 1700-1850 | 0.1 | 145±5 | 25 - 40 | 1.5 |
ДСВ-4-Р-2М | 1700-1850 | 0.1 | 145±5 | 25 - 40 | 1.5 |
ВЕП-1 | 1700-1800 | 0.2 | 200±5 | 40±5 | - |
ДВОМ-1П | 1800-2000 | 0.2 | 195±5 | 35±5 | 3.0 – 7.0 |
Додаток
Технологічні властивості ливарних термопластів. Таблиця №2.
МАтеріал | Густина, кг/м3 | Усадка, % | Температура, оС | Тиск, МПа | |
розплаву | форми | ||||
Поліетилен високого тиску | 913-929 | 1.0-3.5 | 190-220 | 30-60 | 40-100 |
Поліетилен низького тиску | 935-959 | 1.0-4.0 | 240-270 | 30-70 | 50-140 |
Поліпропилен | 900-910 | 1.0-2.5 | 260-280 | 30-90 | 80-140 |
Полістироли: суспензійний | 1050-1080 | 0.4 – 0.8 | 160-220 | 40-60 | 80-120 |
блочний | 1050-1080 | 0.4-0.8 | 180 - 240 | 40-50 | 80 - 120 |
емульсійний | 1050-1100 | 0.4 – 0.8 | 190-230 | 65-70 | 100-120 |
Сополімери стиролу: САН, САМ-Е | 1040 | 0.4-0.8 | 190-230 | 50-60 | 110-140 |
МС | 1140 | 0.4-0.6 | 190-220 | 50-60 | 110-140 |
МСН | 1120 | 0.4-0.6 | 190-230 | 40-50 | 110-140 |
МСП-П | 1100 | 0.4-0.6 | 230-240 | 85-90 | 120-150 |
Поліаміди: 6 | 1130 | 1.0-2.0 | 240-260 | 80-90 | 100 |
12-1 | 1010-1020 | 0.7-1.2 | 220-260 | 60-90 | 100-120 |
12-11-110 | 1020 | 0.7-1.1 | 220-25- | 70-90 | 90-120 |
Скло наповнений поліамід: 610-11-108 | 1340-1350 | 0.2-0.6 | 220-260 | 70-90 | 100-120 |
Антегміт (АТМ-2) | 1390 | 1.1-1.2 | 250-275 | 60-90 | 100-110 |
Полі акрилати: ЛТП | 1180-1200 | - | 190-235 | - | 100-120 |
Суспензійний ЛСОМ | 1190 | 1.0 | 220±15 | 60-80 | 80-100 |
Дакрил 2М | 1190 | 1.0 | 210-220 | 40-70 | 80-120 |
Полікарбонати: ПК-1 | 1190-1200 | 0.6-0.8 | 245-290 | 90-120 | 100-160 |
Сополімери формальдегіда:СФД, СТД | 1390-1410 | 1.5-3.5 | 170-210 | 60-8- | 65-150 |
Етроли: ацетилцелюльозний | 1270-1340 | 0.2-0.9 | 170-220 | 25-30 | 80-120 |
Пентапласт БГ-1 | 1400 | 0.6 | 200-230 | 90-100 | 70-120 |
Список літератури
1. Н. И. Басов, Ю.В. Казанков, В.А. Любартович. Расчет и конструирование обобрудования для производства и переработки полимерных материалов. Москва. Изд. «Химия», 1986 г., 486 с.
2. Н. И. Басов, В. А. Бранинский, Ю.В. Казанков. Расчет и конструирование формирующего инструмента для изготовления изделий из полимерных материалов. Москва. Изд. «Химия», 1991 г. 349 с.
3. И. Я. Альшиц, Н.Ф. Анисимов, Б. Н. Благов. Проектирование деталей из пластмас. Москва, Машиностроение. 1969 г. 248 с.
4. Р. Г. Мирзоев, И. Д. Кугушев, В. А. Брагинский и др.. Основы консруирования и расчета деталей из пластмас и технолгической оснастки для их изготовления. Учебное пособие для студентов вузов. Ленинград. «Машиностроение», 1972 г., 436 с..
5. Е. Н. Демин. Справочник по пресформам. Под редакцией И. Г. Космачева. Ленинград, 1967 г. 367 с.
6. А. П. Пантелеев, Ю. М. Шевцов, И. А. Горячев. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс. Москва; Машиностроение, 1986 г. 400 с..
7. В. М. Владимиров. Изготовление штампов прес-форм и приспособлений. Москва «Висшая школа», 1981 г. 427 с..
8. Н. Н. Лейкин. Конструрование прес-форм для изделий из пластических масс. Москва – Лениград. 1966 г. 243 с..
9. Основы консруирования изделий из пластмас. Под редакцией Э. Бэра перевод с английского. Изд. «Машиностроение», Москва. 1970 г., 272 с..
10. В. К. Завгородний. Механизация и автоматизация переработки пластических масс. Москва. Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы. 1960 г. 339 с..
Зміст.
Вступ..........................................................................................................3
Загальні положення при проектуванні формуючого інструмента.........4
|
|
Технологічність виробу.............................................................................4
Товщина стінок і дна..................................................................................5
Радіуси закруглень....................................................................................8
Технологічні нахили...................................................................................9
Редра жорсткості......................................................................................10
Отвори і заглиблення...............................................................................11
Різьба у виробах із пластмас..................................................................12
Конструкції пластмасових виробів з арматурою....................................15
Способи кріплення арматури у виробі....................................................16
Основи розрахунку і конструювання форм для литва під тиском.........20
Основні конструктивно-технологічні розрахунки.
Конструювання форм для пресування виробів.......................................23
Розрахунок зусиль.....................................................................................23
Розрахунок кількості гнізд..........................................................................24
Розрахунок розмірів камер.........................................................................24
Розрахунок накладної камери....................................................................26
Проектування ливникової системи для прес-литва..................................27
Тепловий розрахунок форм для пресування............................................28
Розрахунок кількості гнізд форми...............................................................30
Розрахунок довжини шляху рухомої частини форми................................32
Розрахунок довжини шляху робочих деталей механізмів переміщення 33
Проектування ливникової системи. Основні елементи ливникової
Системи. Наближений метод розрахунку...................................................34
Проектування системи охолодження. Розрахунок системи охолодження 35
Список рекомендованої літератури............................................................38
ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ.
Мета та практичних робіт – засвоєння методів дослідження, розрахунків та конструювання обладнання для лиття під тиском полімерних та композиційних матеріалів на основі полімерів.
У цьому виданні наведено методичні вказівки до лабораторних робіт, з розділу «Обладнання для переробки полімерів та композиційних матеріалів методом лиття під тиском» курсу «Обладнання для виготовлення виробів із неметалевих матеріалів».
|
|
У цих роботах відображено сучасні методики підбору, розрахунку, конструювання та експлуатації складного інжекційного обладнання, конструктивних параметрів полімерних виробів і прес-форм для їх виготовлення.
У додатках наведено таблиці, графіки і номограми, необхідні для виконання практичних розрахунків.
Практична робота № 1