4. Расчет термопластавтомата для производства деталей индивидуальной потребительской тары

Для производства упаковки из полиэтилена используется термопластоавтомат SZ-600.

Mодель			SZ-600
Узел инжекции	Диаметр шнека	мм	35
	Объем инжекции	см3	125
	Соотношение  длина/диаметр шнека	l/d	19,6
	Ход шнека	мм	116
	Скорость вращения шнека	об/мин	10-200
	Макс. давление инжекции	MПа	178
	Скорость пластификации	г/с	12,8
Смыкающее устройство	Усилие смыкания	кН	600
	Расстояние между колоннами	мм	300х300
	Ход подвижной плиты	мм	280
	Макс. толщина формы	мм	300
	Мин. толщина формы	мм	120
	Усилие толкателя	кН	27
	Ход толкателя	мм	65
Общие	Мощность нагрева	кВт	4
	Мощность двигателя насоса	кВт	7,5
	Габаритные размеры	мм	3,8х0,96х1,35
	вес	т	2,3

Для осуществления подготовки к производству необходимо провести расчеты:

1. Параметры пэвп

   • Температура расплава: Тр=200°С=473 к,

   • Температура формы: Тф=50°=323 к,

   • Внутреннее давление: π=677 Мпа,

   • Объем, занимаемый собственно молекулами полимера: ω=1,11*10^-3 м³/кг

   • Отношение R/M: 29,7*10^-² Дж/(кг*к)=7,98 кДж/(кг*к),

   • Удельное давление литья: 70-120 Мпа,

   • Теплоемкость по Мартенсу: Тм=80°С,

   • Температура стеклования (плавления): Тс=100°С,

   • Плотность: ρ=0,945 г/см³,

   • Показатель текучести расплава: 0,1-7,5,

   • Температура разложения при литье: 296°С,

   • Усадка У_V=0,153,

   • Давление впрыска: 700-1200 кгс/см²,

   • Коэффициент температуропроводности а=8*10^-8 м²/с.

   • Удельный объем материала в изделии при комнатной температуре Т=298 к νк=1/ρ=1.06см³/г.

2.Усадка литьевых изделий:

Относительная усадка У0 равна

Таким образом, удельный объем расплава полимера при окончании заполнения формы и сжатия до Рф max – νр равен

м³/кг

3. Давление в форме.

Давление в форме при формовании изделия с заданной плотностью (Рф) находится путем совместного решения уравнения Ван-дер-Ваальса для термопласта при комнатной температуре и при температуре расплава.

,

= (29,7*473)/(1,25-1,11)-677= 120 Мпа=1200 кг/см².

4.Время выдержки под давлением (включая время заполнения формы)

Для данной конфигурации литников

ΔV=[3,14*(2.5)²*30]*4+[3,14*(2.5)²*47.5)*4 = 6083.75 мм³ = 6,083*10^-6 м³

Vл=(3,14*24²*10)-(3,14*22²*10) = 2889 мм³ = 2,889*10^-6 м³

5. Полная продолжительность охлаждения перед разъемом формы:

Т0=Тр=473 к – температура расплава,

Тф=323 к – температура формы,

Ти=343 к – температура изделия, должна быть ниже теплостойкости по Мартенсу (80°С),

δ=0,002 м – толщина изделия ( из чертежа),

А=1,27 – константа, определяемая формой изделия,

С=9,87 - константа, определяемая формой изделия,

6. Потери давления при литье.

ΣΔР = ΔРм+ ΔРлс = Кп*Рф-Рф = (1,12+ ΔРлс)*Рф – Рф

ΔРм – потери в материальном цилиндре литьевой машины,

ΔРлс – потери в литниковой системе.

Кп – коэффициент потерь давления.

ΔРлс =

где Q – производительность термопластавтомата, 1,35*10^-2 м³/с

η – усредненная вязкость расплава ПЭВП, 2,5*10⁷г/(с*см) = 2,5*10⁷пз для заданных T=473 К и скорости сдвига.

Kк – коэффициент для конического канала, =

Ко – коэффициент для круглого кольцевого канала, Кц – коэффициент для круглого цилиндрического литника,

Коэффициент потерь давления будет равен

Кп = 1,12+0,24=1,36

Сумма потерь давления

ΣΔР=1,36*120 МПа-120Мпа = 43,2 Мпа

P = Pф+ ΣΔР = 120+43,2 = 163,2 МПа

7. Соответствие давления литья усилию смыкания.

Fсм=Рл*S , где

Fсм – усилие смыкания,

Рл= ΣΔР+Рф=43,2+120=163,2 Мпа = 163,2*10⁶ Па – давление литья,

S=8*3,14*24² =14469мм²=0,001447 м² – площадь проекции форм.

Fсм=163,2*10⁶ *0,001447= 2,36*10⁵ Н =236 кН =23,6 т

Такое усилие смыкания обеспечивается данным термопластоавтоматом по его техническим характеристикам.