ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Шприцевание и литье из "Динамика процессов химической технологии" Шприцеванием называют процесс продавливания материала через форму. Литье материала в форму осуществляется в общем случае под действием силы тяжести. Получение отливок представляет собой периодический процесс. Но в случае непрерывной заливки форм жидким материалом и непрерывного удаления затвердевших отливок можно говорить о непрерывном процессе. [c.142] В шприц-машины может поступать как твердый, так и жидкий материал. В процессах литья исходный материал всегда жидкий. [c.142] ИЗ формы в затвердевшем состоянии. Отливки, получаемые в непрерывном процессе литья из каких-либо материалов, например из металла, должны охлаждаться в формах до определенной температуры для того, чтобы обеспечить затвердевание поверхности отливки, выходящей из формы. Однако внутри отливки материал может часто находиться еще в жидком состоянии. [c.143] Для расплавления или отверждения материала процесс теплообмена в форме должен происходить достаточно быстро. В общем случае для получения жидких материалов требуется полностью расплавить исходное твердое сырье при отверждении же расплавленных материалов можно ограничиться лишь образованием твердого поверхностного слоя, толщина которого была бы достаточна для сохранения требуемой формы изделия. В процессе непрерывного литья центральная часть отливок может оставаться жидкой, и тогда для полного затвердевания всей отливки потребуется дополнительный отвод значительного количества тепла. [c.143] На рис. 52 показаны типовые схемы шприцевания при помощи шприц-машины и гидравлического пресса, литья под давлением и непрерывного литья металла. [c.143] Червячные шприц-машины. В общем случае в резьбе червяка шприц-машины удерживается лишь небольшая часть обрабатываемого материала. [c.144] Подача исходного сырья от приемного отверстия червяка в форму осуществляется механическим путем. Энергия, теряемая в червяке за счет механического трения, может расходоваться на нагрев ЖИДКОСТИ, проходящей по резьбе к форме. [c.144] На схеме б поток материала поступает сначала в расположенную перед червяком емкость. Потоки материала, проходящие через червяк и форму, составляют соответственно и Q . Если изменение уровня материала h в емкости не оказывает влияния на гидродинамику потока через форму (что наблюдается очень редко), то, как и в первом случае, отводимый поток пропорционален числу оборотов червяка Q.,. Однако уровень h будет возрастать, если подводимый к приемной воронке поток превышает поток Qn, подводимый к червяку, или уменьшаться, если Изменение уровня h является проблемой запаса и не имеет ничего общего с собственно процессом шприцевания, если не учитывать возможного влияния изменения запаса материала на скорость его плавки перед подачей в шприц-машину. Подобный эффект отмечается у некоторых типов аппаратов, питаемых жидким сырьем. [c.144] На схеме в показана каскадная система регулирования уровня. Уровень h в приемной воронке измеряется, сравнивается с заданным значением и величина рассогласования уровня Ah используется для воздействия на регулятор числа оборотов, который управляет приводом червяка. [c.144] В этой схеме поток, проходящий через форму, служит функцией уровня в приемной воронке. Рассматриваемый объект регулирования является, таким образом, звеном запаздывания первого порядка. [c.144] ДЛЯ получения больших количеств нитей или тканей при облегченных требованиях к их обработке и перемещению. Размеры нити в этих случаях могут не иметь значения. Для обеспечения непрерывного питания шприц-машины здесь допустимы колебания уровня жидкости в приемной воронке и связанное с ними уменьшение или увеличение числа оборотов червяка. [c.145] В процессе прецизионного шприцевания требуется точно выдерживать размеры получаемых изделий. 2 о осуществляется контролем размеров изделия, регулированием скоростей шприцевания и теплообмена, а также вязкости исходного материала. [c.146] Шприцевание давлением производится на специальном прессе при помощи гидравлического давления, поддерживаемого перед формой в питающем трубопроводе. На рис. 52, б (см. стр. 143) показан насос (число оборотов привода 2 ), который всасывает поток Qп,н. и подает к прессу поток Qo, . Объем содержащегося в прессе материала составляет V. Корпус пресса обычно выполняют из стали, однако в нем могут возникать деформации (расширение). Выдавливаемый материал может сжиматься. Всесторонний модуль сжатия материала принят равным В. [c.146] В уравнении (П1, 2), описывающем процесс сжатия выдавливаемого материала, учтены эффекты упругости внутри самого пресса. Член К можно рассматривать как коэффициент эквивалентного объемного расширения. Поток являющийся функцией давления, будет ламинарным вследствие высокой вязкости материала. Поэтому соотношение для может быть линеаризовано по методу, указанному в главе И (см. стр. 75). [c.146] Величина - определяет степень затухания колебаний в потоке 0.0, н с учетом сглаживающего действия гидравлической емкости пресса. При отсутствии регулирования давления в прессе постоянная времени должна быть относительно большой для того, чтобы обеспечить достаточное затухание колебаний производительности насоса и этим предотвратить эффекты сморщивания , иногда наблюдаемые в процессе шприцевания. [c.147] Обычно при шприцевании через отверстие с острыми краями неньютоновских материалов, подобных пластмассам, конечный размер изделия (толщина или диаметр) может отличаться от минимального диаметра отверстия. Это связано с вязко-упругим эффектом перед шприцеванием материал находится под большим давлением, а после выдавливания он под действием атмосферного давления расширяется в результате пластического последействия, причем последнее не обязательно протекает мгновенно. [c.147] На конечные размеры изделия влияет скорость, с которой нить выходит из отверстия при условии, что скорость охлаждения нити (ткани) меньше скорости ее выхода из формы (отверстия) или в предположении, что материал затвердевает раньше, чем процесс волочения может повлиять на толщину изделия. В предельном случае, когда материал выходит с большой скоростью и развивается слишком большое усилие, нить разрывается на выходе из формы. Другой крайний случай соответствует такой малой скорости отвода, что практически материал поступает в охлажденную ванну как свободно падающее тело. При этом операция волочения не завершена и в нити отсутствует натяжение. [c.147] Разрыв нити может быть легко предотвращен, а отсутствие в ней натяжения используется на практике в некоторых процессах шприцевания. Зарекомендовал себя способ, схема которого изображена на рис. 52, б (см. стр. 143). Вращением натяжного ролика с числом оборотов 2р отводят материал со скоростью, достаточной для его-охлаждения в ванне. При этом в затвердевающем материале будет развиваться лишь небольшое натяжение. Здесь требуется координировать скорости движения материала и процессов шприцевания и плавки. [c.147] В отношении динамики пластического течения материала практически отсутствуют какие-либо количественные данные. Вследствие этого мы не будем пытаться исследовать процесс волочения в связи с шприцеванием. Сведения, имеющиеся по прокатке и волочению материалов, приведены ниже. [c.147] Некоторые виды материалов отливают с помощью вращающихся барабанов. На рис. 52, в (см. стр. 143) показан сборник, из которого материал поступает на вращающийся барабан, расположенный вблизи нижней части сборника. Стенка сборника служит верхним, а поверхность вращающегося барабана—нижним краем отверстия. Материал соскабливается с барабана скребком и перемещается на небольшое расстояние в направлении потока. [c.148] Вернуться к основной статье