Էքստրուզիոն մեքենա

Գիտե՞ք ներարկման ձուլված արտադրանքում ներքին լարում առաջացնող և դրա վրա ազդող բոլոր գործոնները:

1. ներքին լարվածության առաջացում
Ներարկման ձուլածո արտադրանքներում տեղային լարվածության վիճակը տարբեր է յուրաքանչյուր տեղում, և արտադրանքի դեֆորմացիայի աստիճանը որոշվում է լարվածության բաշխմամբ: Եթե արտադրանքը սառեցվում է, ապա ջերմաստիճանի գրադիենտ կա, ապա այս տեսակի լարվածությունը կզարգանա, ուստի այս տեսակի լարվածությունը կոչվում է նաև «ձուլման լարվածություն»:
Եկեք նայենք ներածությանըարտամղման մեքենա.

Ներարկմամբ ձուլված արտադրանքի համար կան ներքին լարվածության երկու տեսակ՝ մեկը ձուլման լարվածությունն է, իսկ մյուսը՝ ջերմաստիճանային լարվածությունը։ Երբ հալույթը մտնում է կաղապարի մեջ ավելի ցածր ջերմաստիճանում, խոռոչի պատի մոտ գտնվող հալույթը սառչում և պնդանում է արագ տեմպերով, այնպես որ մոլեկուլային շղթայի հատվածները «սառչում» են։ Պնդացած պոլիմերային շերտի վատ ջերմահաղորդականության պատճառով արտադրանքի հաստության ուղղությամբ ստեղծվում է մեծ ջերմաստիճանային գրադիենտ։ Արտադրանքի սիրտը պնդանում է շատ դանդաղ, այնպես որ, երբ դարպասը փակ է, արտադրանքի կենտրոնում գտնվող հալույթի միավորը դեռ չի պնդացել, և ներարկմամբ ձուլման մեքենան այդ դեպքում չի կարողանում փոխհատուցել սառեցման կծկումը։

Այսպիսով, արտադրանքի ներքին կծկումը հակառակ ուղղությամբ է ընթանում կոշտ կեղևի շերտի գործողությանը. միջուկը գտնվում է ստատիկ լարվածության մեջ, մինչդեռ մակերեսային շերտը՝ ստատիկ սեղմման մեջ։

Երբ հալույթը լցնում է կաղապարը և հոսում, լարման պատճառով առաջացող ծավալային կծկման էֆեկտից բացի, կան նաև լարումներ, որոնք առաջանում են հոսքագծի և դարպասի ելքի ընդարձակման էֆեկտից. առաջին էֆեկտը առաջացնում է հալույթի հոսքի ուղղության հետ կապված լարումներ, իսկ ելքի ընդարձակման էֆեկտի պատճառով առաջացող վերջինս առաջացնում է լարումներ հոսքին ուղղահայաց ուղղությամբ։

2. Սթրեսի վրա ազդող գործընթացային գործոններ

(1) արագ սառեցման պայմաններում լարվածության ազդեցության պատճառով կողմնորոշումը կհանգեցնի պոլիմերի ներքին լարվածության առաջացմանը։ Պոլիմերային հալույթի բարձր մածուցիկության պատճառով ներքին լարվածությունը չի կարող արագ թուլանալ, ինչը ազդում է արտադրանքի ֆիզիկական հատկությունների և չափային կայունության վրա։

Տարբեր պարամետրերի ազդեցությունը կողմնորոշման լարումների վրա։

Հալման ջերմաստիճանը, բարձր հալման ջերմաստիճանը, ցածր մածուցիկությունը, ցածր սղման լարումը և կողմնորոշման նվազումը։ Մյուս կողմից, բարձր հալման ջերմաստիճանը կարագացնի լարման թուլացումը և կնպաստի չկողմնորոշվածությունը ուժեղացնելու ունակությանը։

Սակայն, առանց ներարկման ձուլման մեքենայի ճնշումը փոխելու, կաղապարի խոռոչի ճնշումը կբարձրանա, և ուժեղ կտրման ազդեցությունը կհանգեցնի կողմնորոշման լարման աճի։

Մինչև ծայրակալի փակվելը պահման ժամանակը երկարացնելը կհանգեցնի կողմնորոշման լարման աճի։

Ներարկման ճնշման կամ պահման ճնշման բարձրացումը կբարձրացնի կողմնորոշման լարումը։

Կաղապարի բարձր ջերմաստիճանը ապահովում է, որ արտադրանքը դանդաղ սառչի և խանգարի կողմնորոշմանը։

Մեծացրեք արտադրանքի հաստությունը՝ կողմնորոշման լարումը նվազեցնելու համար, քանի որ հաստ պատերով արտադրանքը դանդաղ է սառչում, մածուցիկությունը դանդաղ է աճում, լարման թուլացման գործընթացը երկար ժամանակ է տևում, ուստի կողմնորոշման լարումը փոքր է։

(2) Ազդեցությունը ջերմաստիճանային լարվածության վրա

Ինչպես նշվեց վերևում, կաղապարը լցնելիս հալույթի և պատի միջև ջերմաստիճանային գրադիենտի պատճառով, նախ պնդացող հալույթի արտաքին շերտը պետք է օգնի կանխել հետագայում պնդացող հալույթի ներքին շերտի կծկումը, ինչը հանգեցնում է արտաքին շերտում սեղմման (կծկման) և ներքին շերտում՝ ձգման (կողմնորոշման) լարման։

Եթե ​​կաղապարը լցվում է, ապա այն ավելի երկար ժամանակ պահվում է ճնշման տակ, պոլիմերային հալույթը ավելացվում է կաղապարի խոռոչին՝ մեծացնելով խոռոչի ճնշումը, ինչը փոխում է ներքին լարումները անհավասար ջերմաստիճանների պատճառով: Սակայն, եթե պահպանման ժամանակը կարճ է, իսկ խոռոչի ճնշումը՝ ցածր, արտադրանքը կմնա նույն լարվածության վիճակում, ինչ սառեցման ժամանակ:

Եթե ​​սառեցման գործընթացի սկզբում կաղապարի խոռոչի ճնշումը բավարար չէ, ապա արտադրանքի արտաքին շերտը կկծկվի պնդացման պատճառով և կառաջացնի փոս։ Եթե կաղապարի խոռոչի ճնշումը բավարար չէ հետագա փուլում, երբ արտադրանքը ձևավորել է սառը կարծր շերտ, արտադրանքի ներքին շերտը կբաժանվի կծկման պատճառով կամ կառաջացնի խոռոչ։ Եթե կաղապարի խոռոչի ճնշումը պահպանվի դարպասի փակվելուց առաջ, դա կօգնի մեծացնել արտադրանքի խտությունը և վերացնել սառեցման ջերմաստիճանային լարումը, սակայն դարպասի մոտ կառաջանա մեծ լարման կոնցենտրացիա։

Այսպիսով, թվում է, թե որքան մեծ է ճնշումը կաղապարում, այնքան երկար է պահման ժամանակը, ինչը կօգնի նվազեցնել ջերմաստիճանից առաջացող կծկման լարումը և հակառակը կբարձրացնի սեղմման լարումը։

3. Ներքին լարվածության և ապրանքի որակի միջև եղած կապը

Արտադրանքի ներքին լարվածության առկայությունը լրջորեն կազդի արտադրանքի մեխանիկական հատկությունների և աշխատանքի վրա. ներքին լարվածության առկայության և անհավասար բաշխման պատճառով արտադրանքը կարող է ճաքեր առաջացնել օգտագործման ընթացքում: Երբ օգտագործվում է ապակե անցման ջերմաստիճանից ցածր ջերմաստիճանում, հաճախ տեղի է ունենում անկանոն դեֆորմացիա կամ ծռում, ինչը կարող է նաև հանգեցնել արտադրանքի մակերեսի «սպիտակեցմանը» և մշուշոտմանը, ինչպես նաև օպտիկական հատկությունների վատթարացմանը:

Դարպասի մոտ ջերմաստիճանի իջեցումը և սառեցման ժամանակի ավելացումը կնպաստեն արտադրանքի մեջ լարվածության անհավասարության բարելավմանը և արտադրանքի մեխանիկական հատկությունները կդարձնեն միատարր։

Ե՛վ բյուրեղային, և՛ ոչ բյուրեղային պոլիմերների դեպքում ձգման ամրությունը անիզոտրոպ է։ Ոչ բյուրեղային պոլիմերների դեպքում ձգման ամրությունը տատանվում է՝ կախված դարպասի դիրքից. երբ դարպասը գտնվում է կաղապարի լցման նույն ուղղությամբ, ձգման ամրությունը նվազում է հալման ջերմաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց. երբ դարպասը ուղղահայաց է կաղապարի լցման ուղղությանը, ձգման ամրությունը մեծանում է հալման ջերմաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց։

Հալման ջերմաստիճանի բարձրացումը հանգեցնում է կողմնորոշման բացակայության աճի և ձգման ամրության նվազման՝ կողմնորոշման նվազման պատճառով: Դարպասի կողմնորոշումը ազդում է կողմնորոշման վրա՝ ազդելով հոսքի ուղղության վրա, և քանի որ ամորֆ պոլիմերներն ավելի անիզոտրոպ են, քան բյուրեղային պոլիմերները, հոսքին ուղղահայաց ուղղությամբ ձգման ամրությունն առաջինի դեպքում ավելի մեծ է, քան երկրորդի դեպքում: Ցածր ջերմաստիճանի ներարկումն ունի ավելի մեծ մեխանիկական անիզոտրոպություն, քան բարձր ջերմաստիճանի ներարկումը, օրինակ՝ ուղղահայաց և հոսքի ուղղությամբ ամրության հարաբերակցությունը բարձր ներարկման ջերմաստիճաններում 1.7 է, իսկ ցածր ներարկման ջերմաստիճաններում՝ 2:

Թվում է, թե հալման ջերմաստիճանի բարձրացումը, անկախ նրանից՝ բյուրեղային է, թե ոչ բյուրեղային պոլիմերների դեպքում, հանգեցնում է ձգման ամրության նվազմանը, սակայն այլ մեխանիզմով. առաջինը պայմանավորված է կողմնորոշման միջոցով ազդեցության նվազմամբ։