Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






за темою: «Дослідження роботи прес-инструмента при



Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет

Шосткинський інститут

Кафедра хімічної технології високомолекулярних сполук

ІНСТРУКЦІЯ

На проведення лабораторної роботи

за темою: «Дослідження роботи прес-инструмента при

прохідному пресуванні на гідравлічному пресі»

з дисципліни «Устаткування виробництва високомолекулярних сполук»

 

 

 

Цель работы – определить реологические константы и построить расходную характеристику пресс-инструмента при проходном прессовании пластифицированного полимерного материала.

Пресс-инструмент проходного прессования предназначен для формирования профиля заданной формы из полимерного материала. Простейший пресс-инструмент представляет собой матрицу с цилиндрическим каналом (матричная втулка), через который под действием давления, создаваемого гидравлическим прессом или шнек-прессом, прессуется шнуровой профиль полимерного материала круглого сечения (рис.1).

 

Матрица может иметь более сложную конструкцию, например комплектоваться иглодержателем с иглой, размещаемой в канале втулки. Такая матрица позволяет изготавливать изделие в виде трубки. Пресс-инструмент может представлять собой обойму, в которую установлено две и более матриц (до нескольких сотен).

Процесс прессования через матричную втулку связан с закономерностями течения полимерного материала. Эти закономерности описываются реологическим законом

 

= . (1)

 

где - касательные напряжением, возникающие в материале при прессовании; – коэффициент консистенции; n – показатель (индекс) текучести; dw/dr – градиент скорости течения материала (скорость сдвига).

Исходя из баланса сил для выделенного кольцевого элемента материала в канале матрицы (рис.2) можно получить уравнение движения материала в дифференциальной форме

 

(2)

где: р – давление полимерного материала в поперечном сечении канала; - продольная координата



Рис.2 – Схема баланса

сил, действующих на

кольцевой элемент

Решение уравнения (2) с учетом закона (1) позволяет получить распределение скоростей материала по сечению канала матрицы. Зная это распределение можно подсчитать элементарный расход через сечение потока площадью 2 rdr (кольцо шириной dr на радиусе r)

 

dQ = 2 rdr w (r) , (3)

 

где: w (r) – функция распределения скоростей материала по сечению канала.

Интегрируя уравнение (3) и принимая градиент давления равным dp/dr = р/ℓ, получим расчетную зависимость для определения расхода материала

Q = πR3 (4)

Данную зависимость используем для обработки экспериментальных данных с целью определения реологических констант: коэффициента консистенции k и показателя течения n, .

Описание лабораторной установки

Установка состоит из лабораторного гидравлического пресса и пресс-инструмента. Пресс-инструмент включает (рис.3) изложницу 1, в которую загружается прессуемый материал 2, матрицу 3, формующую изделие (шнуровой профиль круглого сечения); плунжер 4, движущийся в изложнице и создающий давление на прессуемый материал, обтюрирующее кольцо 5, предотвращающее выходу материала в зазор между изложницей и пуансоном, опору 6, на которую устанавливается изложница и позволяющую принимать отпрессованный шнуровой профиль.

 

 



 

Рисунок 3 – Схема работы пресс-инструмента

1- изложница; 2 – прессуемый материал; 3 – матрица; 4 – плунжер; 5 – обтюрирующее кольцо; 6 – подставка; 7 – нижняя подвижная плита пресса;

8 – верхняя неподвижная плита пресса.

 

 

Собранный пресс – инструмент с прессуемым материалом устанавливают на нижнюю плиту 7, связанную с поршнем гидроцилиндра пресса. После установки пресс-инструмента верхняя плита 8, с помощью винтового механизма, опускается до соприкосновения с головкой плунжера 4. Во время прессования верхняя плита 8 – неподвижна.

Порядок проведения работы

Перед началом выполнения лабораторной работы необходимо ознакомиться с инструкцией по технике безопасности при работе на установке.

Работу проводят в такой последовательности. В изложницу 1 устанавливают матрицу 3 и загружают несколькими порциями прессуемый материал, каждую порцию которого уплотняют с помощью плунжера 4. Затем в изложницу помещают обтюрирующее кольцо 5 и вставляют плунжер 4. Загруженную изложницу устанавливают на опору 6, которую помещают на нижнюю плиту 7. С помощью винтового механизма верхнюю плиту 7 опускают до соприкосновения с головкой плунжера 4 и включают гидропривод пресса. При появлении шнура включают секундомер, конец шнура захватывают рукой и выводят через окно опоры 6. В процессе прессования фиксируется усилие, которое создает пресс. По завершению выхода шнура секундомер отключают, измеряют длину шнура, его диаметр и вычисляют объем.

Опыты проводят не менее чем для двух скоростей прессования. Полученные данные заносят в таблицу.

 

Таблица – Опытные данные и результаты расчетов

№ опыта Время прессования (τ),с Длина шнура (L), м Диаметр шнура (dш) м Усилие пресса (Р), Н Объем шнура (Vм), м3 Объемный расход материала (Q)м3 Давление прес-сования (Р) н/м3 Q/πR3 у=ℓn Q/πR3   Rр/2ℓ x=ℓn Rр/2ℓ
                       

 



 

Обработка опытных данных

 

Объем отпрессованного шнура определяем по его площади поперечного сечения и длине

Vш=

 

Объемный расход (производительность пресс-инструмента) рассчитываем по значению объема образца

 

Q=

 

 

Давление прессования определяем по площади сечения плунжера и усилию, развиваемому прессом

 

р= .

Реологические константы определим используя зависимость (4), которую представим в следующем виде

 

 

 

Введем следующие обозначения

; В2=

 

С учетом этих обозначений после логарифмирования предыдущей зависимости получим

 

ℓn ℓn B1+B2 ℓn .

 

 

Это линейное уравнение, аналогичное уравнению y=а+вх,

где:

y=ℓn ; a=ℓn B1; в=В2; х=ℓn .

 

На основании опытных данных рассчитаем комплексы, находящиеся под знаком логарифма и для каждой скорости прессования запишем уравнения

у1=а+вх1

у2=а+вх2

 

В результате решения данной системы уравнений определимся значения «а» и «в», а соответственно,

В1а; В2

 

Эти величины могут быть найдены графически, путем построения прямой у=а+вх на миллиметровой бумаге. Тогда а - отрезок, отсекаемый на оси ординат, в=tq , - угол наклона прямой и оси абсцисс.

 

Определив таким образом значения В1 и В2, рассчитаем реологические константы

n= ; k=

 

По известным реологическим константам можно рассчитать расходную характеристику для матриц, имеющих другие геометрические характеристики.

Студенты рассчитывают и строят график расходной характеристики матрицы, по заданным преподавателем исходным данным.

Содержание отчета

 

Отчет о выполненной работе должен содержать: название и цель работы; исходные данные; схему установки; таблицу с выполненными измерениями и результатами расчетов; график расходной характеристики, рассчитанный по исходным данным, заключение о результатах выполнения работы.

 

Контрольные вопросы

1.Назначение пресс-инструмента.

2.Устройство и принцип действия пресс-инструмента.

3.Каков физический смысл реологических констант?

4.На основании каких предпосылок осуществляется расчет полимерного материала через матрицу?

5.Как собрать пресс-инструмент и запустить установку при определении реологических констант?

6.Замеры каких величин проводятся при выполнении работы?

7.Какие величины рассчитываются при проведении работы, и с какой целью?

8.Какова последовательность определения реологических констант?

9.Что такое расходная характеристика пресс-инструмента и зачем она нужна?


Просмотров 382

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!