Характеристики трубчастих електронагрівачів.

Таблиця 33.

Індекс	Номер	Умовне позначення	Номінальні показники			Розміри, мм			Маса, кг
			кВт	І, а	R, ОМ	А	Lг	Акт. довж.
Н	498	ТЕН-25Б16/0.32Л36	0.32	8.89	4.05	286	191	160	0.27
М	497	ТЕН-30Б16/0.6Л36	0.5	13.89	2.59	333	241	210	0.3
Н	504	ТЕН-32Б16/0.5Л36	0.5	13.89	2.59	356	261	230	0.32
М	505	ТЕН-42Б16/0.8 Л36	0.8	22.22	1.62	456	361	330	0.43
Н	512	ТЕН-50Б16/0-.8Л36	0.8	22.22	1.62	536	441	410	0.5
М	513	ТЕН-50Б16/1Л36	1.0	27.70	1.30	536	441	410	0.5
Н	526	ТЕН-78Б16/1Л36	1.0	27.78	1.30	816	721	690	0.78
М	530	ТЕН-78Б16/1.6Л36	1.6	44.44	0.81	816	721	690	0.78
Примітка. Напруга U = 36В.

Ефективне регулювання температури дозволяє підвищити якість виробів. У зв’язку з цим колектор поділяють на зони з індивідуальним регулюванням нагріву. Найкращий варіант коли число зон регулювання співпадає з числом розвідних каналів. (рис. 48, а). При литві матеріалів з широким діапазоном температури переробки можливе об’єднання зон по декілька розвідних каналів (рис. 48, б). Кожна зона повинна мати свою термопару і регулювальний прилад.

Для регулювання температури колектора використовують три типи систем: “включено-виключено”, з дозуванням енергії по часу, з регулюванням потужності нагрівачів по напрузі. З точки зору якості регулювання система “включено-виключено” найменше придатна. Канал з розплавом інерційності теплопередачі, як правило перегрівається. Знаходять застосування для переробки термостабільних полімерів, а також при використанні колекторів великої маси.

Система з дозуванням енергії по часу забезпечує точніше регулювання , суть якого полягання у зміні співвідношення часу включено і виключено.

Кращі результати забезпечує система регулювання потужності нагрівача по напруженню; термін служби нагрівачів збільшується в декілька разів.

Вершини термопари розміщують не дальше 20 – 25 мм від стінки ливникового каналу.

Для зменшення різких перепадів температури потужність тена повинна виставлятись мінімально можливою, але достатнього для підтримування температурного режиму переробки і оптимального часу розігріву колектора.

Спрощений розрахунок тена виконують за формулою

P = mc(t₂ – t₁)/(860),

де Р – потужність нагрівних елементів, квт; m – маса колектора, кг; с – питома теплоємкість, Дж/(кг ^оС) {для сталі с = 4.610² Дж/(кг ^оС)}; t₂ – температура колектора, ^оС;  - час розігріву, г;  - ККД нагрівника ( орієнтовно  = 0.5).

Нижче приводяться рекомендовані значення температури колектора t₂ , що використовуються при розрахунку потужності тена, для різних перероблюваних матеріалів:

	t2 , оС
Поліетилен високого тиску	220 – 240
Поліетилен низького тиску	240 – 260
Поліпропілен	260 – 280
Полістирол	220 – 240
Поліамід	220 – 270
Поліамід скло наповнений	270 - 290
Полівінілхлорид пластифікований	180 – 200
Полікарбонат	280 - 300

Звичайно на 1 кг. Маси сталевого колектора достатня потужність 100 – 150 Вт при використанні сопла з тепло ізолюючим шаром пластмаси і 250 – 300Вт при використанні сопла без теплоізоляційного шару.

Зазор між зовнішньою поверхнею тенів і стінками колектора повинен бути мінімальним (не більше від 0.06мм). В зв’язку з цим (затруднено встановлювати тен, проводити його заміну) колектор рекомендують виготовляти складеним. На рис. 49, а. б. показані такі колектори, які при заміні тена необхідно виймати із форми. Колектор на рис. 49 в не потребує виймання із форми. Після зняття фланця легко зняти клин 2 і звільнити ТЕН1. Така конструкція є складнішою у виготовленні.

Варіант з конусною втулкою (рис. 49, г) забезпечує встановлення тена без зазору. Така конструкція рекомендується для малогабаритних колекторів. При установленні тена пробку 5 викручують, ТЕН 3закладують у конічну розрізну втулку 2, і вставляють у конусний отвір колектора 1.Корок з кільцем 4 встановлюють на місце. Товщина кільця повинна гарантувати зазор між корком і торцем втулки. Другий варіант встановлення ТЕН-ів без зазору - використання конічних тенів (конусність 1 : 50.

При проектуванні ливникових каналів слід звертати увагу на ліквідацію “мертвих зон”, поворотів які погано омиваються, щілин у місцях стику деталей колектора. У місцях повороту встановлюють спеціальні заглушки )див. рис. 47). Діаметр ливникового каналу вибирають по діаграмі (рис. 50). При цьому довжину каналу приймають рівною сумі довжин каналів колектора і сопла.

Слід звернути увагу на це, щоби при литві не термостабільних пластмас об’єм ливникового каналу не перевищував об’єму відливки.

Стінки каналів слід обробляти до мінімально можливої шорохуватості їх поверхні.

Лекція № 10. Сопла заливних машин.

Сопла для литва термостабільних пластмас. На рис. 51, а показане найбільш поширене термо ізольоване сопло з точковим впуском. Термоізоляцію сопла 1 забезпечує шар пластмаси 2, що заповнює вільний простір між соплом і і ливниковою втулкою 3 у першому циклі і, затвердівши, утворю ізоляційний шар. Товщина в тепло ізолюючого шару між кінцем сопла і впускним ливником 0.4 – 0.6мм. Такий тонкий шар забезпечує проходження розплаву при інжекційному тиску і втому випадку, якщо цей шар затвердіє. Товщина термо ізолюючого шару між боковою поверхнею сопла і ливникової втулки повинна бути не менше 2 мм.

В цій конструкції джерелом теплоти для сопла є гарячий колектор. Таке сопло виготовляють із добре теплопровідної сталі або з берилієвої бронзи. При литві полі пропилена такі сопла необхідно хромувати.

Відношення між довжиною сопла (частини сопла , що виступає із колектора) і його середнім діаметром не повинна перевищувати 2 : 1. При більшому відношенні необхідно підтримувати вищу температуру колектора. Приймають діаметр сопла d_с = 5 ...8 мм, діаметр вихідного отвору d_в = d_в + (0.5 ... 0.6)мм, довжину вихідного отвору l _н = 0.6 ... 01.8 мм, b = 0.4 ... 0.6, Н_max = 40 мм; значення R і R_н – див табл. 32..

Для виключення можливості витягування ниток розплаву із сопла при розкриванні форми рекомендують використовувати конструкцію (рис. 51, б, в), в якій із центрального отвору сопла розплав подається по похилих каналах до впускного отвору. Такі конструкції добре зарекомендували себе при литві дрібних деталей із поліофенів масою до 63г з циклом литва до 20с.

Якщо по конструктивним міркуванням є потреба використовувати видовжене сопло, то тоді виникає потреба в установці додаткових зовнішніх нагрівачів. Зовнішній обігрівач виконують у вигляді стрічкового нагрівача (рис. 52, а), внутрішній – у вигляді сердечника 3 (рис. 52, б), виконаного із матеріалу сопла. В сердечник встановлюється ТЕН. Сердечник повинен мати три центруючих елементи 1, рівномірно розміщених по колу, які втримують його від зміщення потоком розплавом. Недоліком такої конструкції є трудність регулювання температури розплаву у сопло.

На кінці сердечника виконують спеціальний іглоподібний хвостовик 2, який сприяє підтримуванню температури розплаву у отворі ливникового каналу і одночасно запобігає витягуванню ниток розплаву при розмиканні форми.

Хвостовик може бути виконаний із ніхрому. Перед початком вприскувати через нього пропускається струм. Хвостовик розігрівається, і полімер, що затвердів у каналі, розплавлюється при безпосередньому контакті з хвостовиком і впускний канал розкривається. Після витримки під тиском струм вимикають і канал перекривають.

Перевагою такої конструкції хвостовика в порівнянні з попередньою є те, що вданій конструкції виключається можливість попадання холодного корка у виріб, що підвищує його якість. Необхідно слідкувати щоби кінчик голки знаходився у центрі впускного каналу і торкався стінок в інакшому разі теплота від хвостовика розсіюється і локального розігріву полімеру не буде.

При литві не термостабільних матеріалів використовувати нагрівні тени не рекомендують. Для видовженого сопла використовують нагріту через теплопередачу торпеду 1 із мідного сплаву (рис. 52, а). Через торпеду теплота від колектора підводиться в центр сопла до впускного каналу. Така конструкція виключає виникнення температурних піків , які можуть викликати терморозпад розплаву. Нагріта торпеда дозволяє збільшити довжину сопла до 70 ...80 мм.

При литві товстостінних виробів, коли в результаті довготривалої витримки при охолодженні появляється небезпека застигання впускного каналу, доцільно використовувати сопла з автоматичним клапаном. (рис. 53, а, б). Таке сопло, крім цього, зменшує слід від ливника. На рис. 53, а приведений клапан з гвинтовою пружиною. Голка 1 закріплена у підпружиненій втулці 2, в яку запресована штовхаюча втулка 3. При підвищенні тиску у каналі а розплав відтискає штовхаючу втулку на віддаль h до упора у стакан 4. Втулка 2 з голкою 1 переміщується , стискаючи гвинтову пружину 7. Сопло відкривається. Після зменшення тиску голка під дією пружини закриває сопло, запобігаючи перетікання розплаву. Зусилля пружини на тиск 3- 5 МПа регулюють корком 5. Положення голки регулюють обертанням її різьбового кінця. Гвинт 6 утримує голку від зміщення.

На рис. 53, б показаний клапан з торсіонною пружиною. Один кінець пружини закріплений на голці 1, другий - на опорі 3, висота якої визначає натяг пружини. Розплав, що витікає через зазор між голкою (штовхаючої втулки) і соплом 2, відводиться через отвір а.

Крім описаних, використовують клапани з механічним, гідравлічним, пневматичним приводом.

Недостаток сопла з клапаном – зношування рухомих частин, що супроводжується збільшенням зазору, через який витікає розплав.

Сопла для литва не термостабільних матеріалів. При литві не термостабільних полімерів можна використовувати ті ж сопла, що і при литві не термостабільних (рис. 51, 52, А. 53, а ). Однак для теплоізоляції сопла не можна використовувати пластмаси, так як вони розкладаються при тривалій дії підвищеної температури. Такий дефектний матеріал, попавши виріб, погіршує його властивості. Для теплоізоляції використовують термостабільні матеріали, які у перших циклах заповнює зазор між соплом і ливниковою втулкою.

Використовують також сопло з повітряною ізоляцією і сферичною поверхнею контакту (див рис. 53, в). Таке сопло доцільно забезпечити внутрішньою нагрітою теплопередачею торпедою (див. рис. 52, в),так як безпосередній контакт сопла з ливниковою втулкою приводить до додаткового охолодження сопла і матеріалу в ньому. По цій причині електричну потужність нагрівників колектора на 1 кг його маси приймають 250 – 300 Вт.

Конструкції сопел, що показані на рис.51, 52, б, в, 53, а, б, із-за наявності в них застійних зон, що викликає розкладання полімеру, і необхідності встановлення внутрішнього електронагрівача, використовувати не рекомендується.

Лекція № 11..Коректування основних елементів ливникової системи.

Коректування розмірів впускних каналів. При використанні рядних розвідних ливникових каналів (див. рис. 37) або любих інших з різною довжиною течіння розплаву необхідно коректувати розміри впускних каналів (балансування) для забезпечення однакових умов заповнення гнізд.

Правильний спосіб коректування полягає у зміні ширини впускного каналу при збереженні однакових довжини і глибини.

У зв’язку з тим, що розрахункові формули коректування громіздкі і незручні для практичного використання, її проводять експериментально.

Коректування полягає в тому, що форму, вихідні розміри впускних каналів виконані за розмірами, що визначені по відомій методиці, заповнюють розплавом. Дозу розплаву від циклу до циклу послідовно збільшують, починаючи з мінімальної дози і закінчуючи дозою, що рівна масі відливки.

Впускні канали гнізд , які заповнюються повільно, обробляють, збільшуючи їх ширину. Після чого заповнення форми продовжують. Знову відмічають ті гнізда, які заповнюються повільніше і обробляють впускні канали. Ці операції повторюють до тих пір , поки всі гнізда не почнуть заповнюватись одночасно.

Ливникова система для литва термопластичних композицій що спінюються. Конструкція ливникових каналів повинна забезпечити високу швидкість вприскування; тому довжина каналів повинна бути по можливості мінімальною, а площа січення - у 2 – 3 рази перевищувати площу січення каналів, які використовуються при литві виробів із термопластів, що не піняться. Форма поперечного січення - кругла.

При конструюванні ливникової системи необхідно враховувати, що максимальне відношення довжини течіння матеріалу у формі до товщини стінки виробу рівне 50 ( для скло наповнених матеріалів –40).