2.7.1.1 Определение температуры расплава

Расчет температуры литья производится с использованием реологических характеристик полимера.

,

где Е_у - энегия активации при скорости сдвига γ_i, Е_у =40000;

T_i- температура определения показателя текучести расплава,

T_i=200º+273=473К;

τ_i – напряжение сдвига при определении показателя текучести расплава

τ_i =2.0*10⁴ = 20000 Па;

τ_п - напряжение сдвига в области переработки при скорости сдвига равное γ_i

τ_п=2.1*10⁴ = 21000 Па

2.7.1.2 Расчет площади основного изделия – Сосуд для фруктов и овощей пр 9.4.0.0.0.04 в плоскости разъема формы

, (2.9)

2.7.1.3 Расчет основных параметров литниковой системы

Расчетный участок 1

Центральный конический (стержневой) канал

Радиус минимальный = 4 мм;

Радиус максимальный = 7 мм;

Длина канала = 78 мм.

Определяем скорость сдвига на первом участке [5, с.173]:

(2.10)

Показатель степени может быть найден из расчетной номограммы по средней линии для области, соответствующей методу переработки. Для этого, взяв 2 точки на средней линии этой области, по скорости сдвига и напряжению сдвига, соответствующих этим точкам, производят расчет по уравнению [2, с.14]:

(2.11)

где координаты точки А – ,

_{координаты точки В –} ,

Находим напряжение сдвига [5, с.170]:

(2.12)

где К=4,3∙10³ – усредненное значение коэффициента реологического уравнения для 5 области переработки [1, с.170].

Потери давления будут равны [1, с.173]:

(2.13)

где m₁ = 0 – входной коэффициент (на данном участке имеется один канал, и расплав из канала мундштука в него входит без резкого изменения скорости);

–средний радиус канала

Суммарный перепад давления в литниковой системе:

(2.14)

2.7.1.4 Определение температуры расплава после впрыска и сжатия расплава полимера

Температуру расплава после впрыска и сжатия полимера можно найти по уравнению [1, с.282]:

(2.15)

где = 0,704 МПа – суммарные потери давления в мундштуке [7,с.169];

МПа (2.16)

–суммарные потери давления в каналах литниковой системы, определенные исходя из количества расчетных участков и их длины;

М=0,104 кг/моль;

П=180 МПа – коэффициенты уравнения термодинамики [1, с.91];

0,41 ккал/г·град = 1717,9 Дж/кг·К – удельная теплоемкость, при температуре Т_л=197 °С [6, с.19];

= 963 кг/м³– плотность расплава полимера при температуре Т_л=197°С [6,с.28];

= 99МПа – давление в полости формы

МПа (2.17)

где = 132 МПа – удельное давление литья;

= 0,75 – коэффициент, который при литье тонкостенных изделий [1,с.261].

2.7.1.5 Время выдержки под давлением

Время выдержки под давлением находят с учетом условий:

– находят время, когда температура расплав в середине центрального литника или на каком-либо другом участке понижается до температуры текучести Т_т;

–находят время, при котором температура изделия около впускного литника понижается до температуры текучести [1, с.285].

За время выдержки под давлением принимается минимальное значе­ние из всех найденных величин [1, с.286].

Расчетный участок 1

Центральный конический (стержневой) канал

Радиус минимальный = 4 мм;

Радиус максимальный = 7 мм;

Длина канала = 78 мм.

Средний радиус канала = 5,5 мм.

Время выдержки под давлением [1, с.285]:

(2.18)

где Т₀ = 64˚С – температура охлаждающей поверхности формы;

а = 0,001013 см²/с – коэффициент температуропроводности расплава;

Т₃ =248,6 ˚С – температура расплава после впрыска и сжатия;

R_ср1 = 0,55 см – средний радиус конического литника.

Температура охлаждающей поверхности формы определяется по формуле [1, с.285]:

, (2.19)

где Т_ф – температура формы.

Для ПС температура формы 60-80 ˚С [1,с.267].

Коэффициент температуропроводности:

см²/с, (2.20)

где кал/см·с·град – теплопроводность расплава полимера при температуре Т_л =197 °С [6, с.20];

= 0,963 г/см³ – плотность расплава полимера при температуре литья

Т_л = 197 °С [6, с.28];

= 0,41 кал/г·град – теплоемкость расплава полимера при температуре Т_л = 197 °С [6, с.19].

Поправочный коэффициент К_л1, учитывающий течение расплава через литник в момент подпитки формы расплавом [7, с.58]:

(2.21)

где – объем расплава, нагнетаемый в форму во время выдержки под давлением;

–объем литника на расчетном участке.

Объем подпитки равен [7, с.60]:

(2.22)

где = 248,6 °С – температура расплава после впрыска;

Т_т=165 °С – температура текучести;

М=0,104 кг/моль,

П =180 МПа – коэффициенты уравнения состояния;

G_изд =620 г – масса изделия;

N_f =1 – гнездность формы;

= 99 МПа– давление в полости формы;

С₁=1 – количество параллельных каналов на расчетном участке.

Объем центрального конического литника:

(2.23)

Время выдержки также может быть обусловлено временем охлаждения расплава в формующей полости. В этом случае время выдержки под давлением для изделия в виде пластины или втулки определяют по формуле [1, с.28]:

(2.24)

где = 5 мм = 0,5 см – толщина изделия;

0,001013 см²/с – коэффициент температуропроводности при средней температуре;

За время выдержки под давлением принимаем = 11,15 с