Мелкосерийные пресс-формы! Заказать >>

Завод пластмасс и пластмассовый завод

Существует несколько путей улучшения конструкции направляющих колонн на заводе пластмасс. Весь­ма эффективна корректировка распределения нагрузки по виткам резьбы с тем, чтобы разгрузить первый виток. Для этого пластмассовый завод использует два метода: применение натяжных гаек и гаек с конической резьбой.Пластмассовый завод натяжные гайки применяет чаще. Особенность конструкции состоит в том, что наиболее нагруженная часть гайки ис­пытывает не сжатие, а растяжение (рис. 5.54). Это способствует равномерности рас­пределения нагрузки в основании первого витка.

 завод пластмасс

Рис. 5.54. Натяжная гайка, позволяющая первому витку резьбы с колонной удлиняться, снижая таким образом нагрузку, сжимающую первый виток

Второй метод оптимизации распределения нагрузки заключается в использова­нии гаек с такой нарезкой, при которой первые витки гайки углублены в резьбу колон­ны не полностью, в связи с чем значительная часть общей нагрузки передается по вит­кам «вглубь». Завод пластмасс используя оптимизированную нарезку, реализовывает такое рас­пределение нагрузки, при котором витки, ближайшие к концу резьбы колонны, будут иметь наибольшее пагружение (рис. 5.55). Так как осевая нагрузка на конце резьбы са­мая низкая, комбинированное осевое и изгибающее напряжения можно сделать близ­кими по значению (рис. 5.56). При сравнении с рис. 5.53 видно преимущество использования оптимально нарезанной гайки. Следует внимательно следить за тем, чтобы при применении гаек с конической резьбой они не были смонтированы наобо­рот. Это обязательно приведет к преждевременному усталостному разрушению.

Завод пластмасс на машинах с разъемными хомутами диаметр колонны постепенно сужается до внутреннего диаметра резьбы (рис. 5.57). Это, с одной стороны, выравнивает рост напряжения, вызванный резьбовой канавкой, а с другой, — делает колонну несколь­ко более гибкой по отношению к неподвижной плите, испытывающей изгиб вокруг пресс-формы.

Большинство усталостных разрушений на пластмассовом заводе происходит не на концах колонн, а на участках их присоединения к неподвижной плите. Одно из теоретических объясне­ний этого следующее: усталостные трещины, в принципе, могут образоваться на обо­их концах колонны, однако при установке новой формы регулировочная гайка на колонне со стороны задней плиты перемещается в новое положение, и образующие­ся трещины перестают расти. Гайка на конце колонны на неподвижной плите не пе­ремещается никогда и никуда, поэтому трещина, которая там может возникнуть, бу­дет продолжать расти до разрушения от усталости.

 

пластмассовый завод

               О 10 20 30 40 50 60 70 80 90  100

Расстояние до нагружаемой стороны гайки, %

Рис. 5.55. Распределение нагрузки на резьбу для гайки с конической резьбой со стороны давя­щей поверхности

пластмассовый завод

Рис. 5.56. Графическое изображение максимального напряжения изгиба на резьбе, осевого напря­жения и комбинированного напряжения для гайки с конической резьбой. Отмечается резкое умень­шение комбинированного напряжения по сравнению с рис. 5.53. Кривая усталостного напряжения !т смещение вниз за счет «чувствительности к концентраторам напряжений»

завод пластмасс

Рис. 5.57. Кольцевое утончение колонны для некоторого увеличения ее гибкости и снижения пре­вышения напряжений изгиба, вызванных изгибом плиты. Для колонн, при креплении которых используются разъемные хомуты, этот радиус также снижает напряжение в канавке, удерживаю­щей кольцо.

 

Жесткость узла смыкания

Каждый элемент системы узла смыкания завода пластмасс, участвующий в передаче нагрузки, дефор­мируется (изгибается) при ее увеличении. На заводе пластмасс элементы машины обычно конструируются так, чтобы их напряженное состояние находилось в диапазоне упругого деформирования, изгиб каждого элемента пропорционален приложенной нагрузке. Энергия, накопленная в каждом из элементов при его изгибе, является просто произведением силы, времени и деформации. Количество накопленной энер­гии одинаково н при сжатии, и при растяжении под нагрузкой. Таким образом, при развитии в литьевой машине усилия смыкания общая энергия, накопленная в узле смыкания, является суммой энергий, аккумулированных каждым из его изгибаю­щихся или сжимающихся элементов, в том числе и формы. Поскольку общая накоп­ленная энергия представляет собой простую сумму энергий всех элементов, логично будет представить узел смыкания в виде эквивалентной пружины, которая имеет степень сжатия, равную общей нагрузке, деленной на сумму абсолютных значений всех отклонений элементов системы в ряду иод нагрузкой.

Как определить коэффициент жесткости узла смыкания на заводе пластмасс

Константа пружины любого узла смыкания может быть рассчитана одним и тем же способом. Для начала необходимо проследить путь нагрузки по системе звеньев уз­ла смыкания. Затем могут быть вычислены нагрузка и отклоне­ние каждого элемента на данном пути. Основное уравнение для большинства расче­тов требуемых деформаций представляет собой:

Деформация = Напряжение (5) х Исходный размер (1)/модуль Юнга (£).

Большинство элементов машины завода пластмасс изготовлено из стали (£= 29,5 млн psi) и скон­струировано под напряжения от 10 000 до 12 000 psi. Деформация пресс-формы может быть оценена исходя из среднего напряжения 5000 psi. Исходная длина будет разной для каждого элемента. Изгиб плиты может быть оценен исходя из отклонения 0,0001-0,0002 мм/мм по диагонали между центральными осями направляющих ко­лонн. В любом случае отклонения плит обычно малы по сравнению с деформацией колони и кинематических связей. Деформация резьбы внутри гаек может быть оце­нена с помощью аналогичного метода, по с введением в расчет исходной длины, рав­ной 25-50% диаметра резьбы. Это отклонение также мало по сравнению с деформа­цией колонны. После того как рассчитаны все деформации, они суммируются для получения величины общей деформации, эквивалентное значение которой будет испытывать модельная пружина, нагруженная таким же усилием. И наконец, коэф­фициент жесткости может быть вычислен делением значения усилия смыкания на общую деформацию, рассчитанную ранее. У него деформации колонны и плиты толкателей заменяются на деформации связей в механическом уз­ле смыкания. К общей величине деформирования может прибавляться изменение размеров «столба» масла в главном гидроцилиндре, тем более, что при 2000psi масло сжимается примерно на 1%. Например, если столб масла имеет длину 50 дюймов, эк­вивалентная деформация колонны составит 0,50 дюйма. Жесткость гидравлическо­го узла смыкания, обычно составляет только одну пя­тую от механического или гидромеханического узлов смыкания эквивалентного размера.

Пластмассовый завод располагает пресс-форму  по вектору нагрузки, ее деформацию следует учитывать при расчете константы пружины. Если между формой и выбранным раз­мером узла смыкания, перемещающего форму, выбрано правильное соответствие, то ее вклад в общую деформацию обычно составит всего несколько процентов. Если же установленная пресс-форма была предназначена для меньшей машины, сжатие формы мо­жет оказать существенное влияние на общую жесткость. Например, если пресс-форму, ис­пользуемую обычно на 100-тонной машине, установить на 300-тонную, ее отклоне­ние может значительно снизить жесткость системы. В результате жесткость может быть снижена настолько, что 300-тонная машина будет способна развивать всего 200 т или менее.