Разработка конструкции и метод расчёта экструзионных головок для изготовления оболочек обрамления труб

• Автор: Мехлис, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 137 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДОВ РАСЧЁТА ФОРМУЮЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ОБОЛОЧЕК МЕТОДОМ ЭКСТРУЗИИ
1.1 Анализ конструкций экструзионных головок для изготовления полимерных оболочек
1.2 Анализ методов расчёта формующего инструмента для изготовления полимерных оболочек методом экструзии
2 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ЭКСТРУЗИОННЫХ ГОЛОВОК ДЛЯ ; ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ОБОЛОЧЕК ОБРАМЛЕНИЯ ТРУБ
2.1 Описание конструкции полимерных оболочек обрамления труб
2.2 Конструкция экструзионной головки для изготовления полимерной оболочки обрамления труб
2.3 Конструкция экструзионной головки для изготовления полимерной оболочки обрамления внутренней поверхности труб
3 МЕТОД РАСЧЁТА ЭКСТРУЗИОННЫХ ГОЛОВОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧЕК ОБРАМЛЕНИЯ ТРУБ
4 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИХ ПОТОКОВ В КАНАЛАХ ЭКСТРУЗИОННОЙ ГОЛОВКИ ДНЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧЕК ОБРАМЛЕНИЯ ТРУБ

4.1 Описание экспериментальной установки и методики проведения экспериментов
4.2 Характеристика исследуемых полимерных материалов
4.3 Исследование реологических свойств полимерных материалов
4.4 Исследование гидродинамических характеристик потоков расплавов полимерных материалов в каналах экструзионных головок для изготовления оболочек обрамления труб
4.5 Результаты экспериментального исследования процессов высокоэластического восстановления струи расплава
полимера при экструзии полимерных оболочек
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Q - массовая производительность, кг/с;
V - объёмная производительность, м3/с;
ЕэФ - эффективная вязкость расплава полимера в канале, Па-с; фэф - эффективная текучесть, (Па-с)'1;
Ф - текучесть расплава полимера, (Па-с)'1; к - коэффициент геометрической формы участка, м3;
Лр - перепад давления, Па;
Лркол - перепад давления на кольцевом участке, Па;
Дрпр л - перепад давления на участке продольных пазов, Па;
КЬ допускаемое контактное напряжение, Па; т0 - напряжение сдвига на стенке канала, Па; т - общее напряжение сдвига, Па; тист - истинное напряжения сдвига, Па;
Уср - средний градиент скорости сдвига, с"1;
У „от - истинный градиент скорости сдвига, с"1;
Др/А1 - перепад давления на единице длины канала, Па/м;
R„, R„- наружный и внутренний радиусы кольцевого участка формующего канала, м; h - высота опорного выступа, м;
L - длина формующего канала, м;
П - смоченный периметр, м;
Rr- гидравлический радиус канала, м; р - плотность расплава полимера, кг/м3;
S - площадь поперечного сечения канала, м2; m - масса экструдируемого образца, кг;
К - коэффициент разбухания.

прямо пропорциональна величине (). Таким образом, в соответствии с уравнением (4.2), рабочая характеристика головки представляется кривой, исходящей из начала координат. Решение уравнений (1.1) и (1.2), графически представляемое точкой пересечения рабочих характеристик (рабочей точкой), дает значение производительности и развиваемого при этом давления на входе в головку для конкретного сочетания экструдера и головки.
Методы расчёта экструзионных головок основываются на необходимых условиях их проектирования, обеспечивающих изготовление изделий требуемых размеров и качества. К таким условиям относятся[1.7, 1.24, 1.35, 1.37]:
- условие равенства скоростей расплава во всех точках выходящего поперечного сечения формующего канала. Это одно из важных условий (а в некоторых случаях главное), определяющих размерное соответствие и качество получаемого изделия;
- условие свариваемости потоков. При разбиении общего потока расплава перемычками решётки, рёбрами дорнодержателя и другими преградами необходима его последующая гомогенизация, т.е. сваривание. Для сваривания необходимо достаточное давление в расплаве и эффективная деформация поверхностей контакта сливающихся потоков;
- отсутствие огрубления поверхности экструдируемого изделия. Явление выражается в том, что по достижении некоторой скорости выдавливания поверхность выходящего из головки изделия, будучи до этого гладкой, становится шероховатой, а при дальнейшем повышении скорости возникают и прогрессируют нерегулярности самой формы экструдата. Возникновение огрубления обусловлено следующими факторами: проявление расплавом свойств упругости; наличие у расплава определённой величины прочности при сдвиге; наличие адгезионной прочности.