Системы термостатирования
3.6.1. Назначение и классификация
Система термостатирования формы для литья под давлением ответственна за равномерное, интенсивное охлаждение отливки по всему ее объему. Это чрезвычайно сложно, если учесть неравномерное распределение массы в реальных изделиях, многогнездность большинства форм, другие факторы. Основные тепловые процессы, циклически повторяющиеся и происходящие при охлаждении отливок – теплопередача от расплава к поверхности металлической формы, а затем -теплоотдача от нагретого металла к хладоагенту, отвод теплоты хладоагентом и теплоотдача от формы в окружающую среду Скорость и равномерность охлаждения изделия влияет на образование надмолекулярной структуры, степень кристалличности (для кристаллизующихся термопластов), величину и характер внутренних напряжений в отливках и их последующую релаксацию. По возможности одновременное окончание охлаждения отливки по всей ее поверхности устраняет главную причину коробления изделия. Время охлаждения, достаточное для обеспечения безопасности (с точки зрения механического повреждения, извлечения изделия) должно быть технологически обосновано, оно составляет, как известно, главную часть технологического цикла.
Система термостатирования должна регулировать температуру формы, поддерживая ее на заданном уровне.
В зависимости от требуемого интервала поддержания температуры формы, мощности и производительности оборудования различают следующие типы термостатирующих систем (приборов): водоциркулирующие с прямым водяным охлаждением по способу смешивания; маслоциркулирующие с непрямым водяным или воздушным охлаждением; компрессорно-охлаждающий с водяным и воздушным охлаждением; градирня (охлаждение испарением).
Классификация систем охлаждения отражает несколько признаков. Известны варианты охлаждения отливок вне формы (на съемных деталях - на воздухе и в ваннах с охлаждающей жидкостью) и в форме (охлаждая непосредственно оформляющие детали формы или менее эффективно - при косвенном их охлаждении путем контакта с охлаждающими плитами и другими деталями). В последнем случае выделяют системы с независимым регулированием температуры охлаждения матрицы, пуансона, знаков, шиберов и т.д. (по необходимости) и с общим - для всей формы или для каждой полуформы в отдельности.
Главный классификационный признак - конструктивные особенности охлаждающих элементов: каналы (круглого, прямоугольного, поперечных сечений), полости (круглого, прямоугольного, конического или по конфигурации внутренней полости изделия сечений), комбинированные варианты; дополнительный признак – расположение этих охлаждающих элементов (параллельное, пересекающееся, спиральное и т.д.) в зависимости от конфигурации и особенностей конструкции изделий.