Литниковая система для полиэтилена: Классификация литниковых систем » Ремонт Строительство Интерьер

Содержание

Классификация литниковых систем » Ремонт Строительство Интерьер

Как известно из теории литниковых систем, расход сплава, протекающего через литниковую систему, определяется площадью узкого места системы wуз и величиной действующего напора Hp.

Узким местом литниковой системы называется ее элемент, имеющий наименьшую площадь сечения и определяющий расход сплава в системе.

При литье из поворотных ковшей площадь узкого места литниковой системы, обеспечивающей заливку формы за оптимальное время, рассчитывают по следующей формуле:

где рж — плотность жидкого сплава, кг/см3;

u — коэффициент расхода литниковой системы;

Hр — действующий напор, см;

g — ускорение свободного падения, g = 981 см/с2;

Gж — масса жидкого сплава, залитого в форму через литниковую систему, кг.

Литниковая система является замкнутой в том или ином элементе, если в нем одновременно выполняются следующие два условия: поперечное сечение данного элемента системы полностью заполнено жидким сплавом и в потоке сплава через данный элемент отсутствует разрежение. Система, все элементы которой удовлетворяют условиям замкнутости, называется замкнутой. Если хотя бы в одном элементе система не замкнута, то вся она называется незамкнутой.

Замкнутость системы имеет важное значение для обеспечения улавливания шлака и неметаллических включений. Если сечения каналов не заполнены сплавом, то шлак и неметаллические включения всплывают на свободную поверхность потока сплава и выносятся в полость формы. В случае создания в потоке сплава разрежения происходит подсос газов, которые могут стать причиной возникновения газовых раковин в отливках.

Для обеспечения замкнутости литниковой системы ее делают сужающейся, т. е. по ходу потока сплава площади сечений элементов системы уменьшаются. При этом скорость сплава увеличивается, достигая наибольшего значения на выходе в полость формы. Замкнутые системы неприемлемы для сплавов, склонных к вспениванию и окислению (для алюминиевых и магниевых сплавов, высоколегированных сталей, алюминиевых бронз и латуней). Для них применяют незамкнутые, расширяющиеся литниковые системы. Для обеспечения шлакоулавливания в данном случае применяют специальные приемы (например, устанавливают фильтровальные сетки).

Несмотря на очень большое число конструктивных типов литниковых систем, которые будут рассмотрены далее, можно выделить несколько типов, отличающихся включенными в них элементами, а также гидравлическими особенностями функционирования. С этой точки зрения Г.М. Дубицкий выделил 4 класса литниковых систем.

Системы I класса. В состав системы данного класса входят литниковая чаша или воронка и стояк. Конструкция системы с цилиндрическим стояком приведена на рис. 3.2 и 3.3. На рис. 3.2 показана система с газопроницаемыми стенками, а на рис. 3.3 — с газонепроницаемыми. В обоих случаях литниковая система не замкнута в стояке.

Как видно из рис. 3.2, в случае газопроницаемых стенок струя сплава в стояке отходит от его стенок и, следовательно, не заполняет поперечное сечение стояка. В случае стояка с газонепроницаемыми стенками струя полностью заполняет его сечение, но в ней развивается разрежение. Так как в данном учебнике рассматривается литье в разовые, т. е. газопроницаемые, формы, литниковые системы с газонепроницаемыми стенками в дальнейшем не принимаются во внимание.

Узкое место системы I класса находится в верхнем сечении стояка AB (см. рис. 3.2). Расчетный напор Hр = Hч, где Hч — высота уровня металла в чаше. При этом динамический напор струи, падающей из ковша, полностью гасится в чаше.

При применении литниковой воронки, по данным Г.М. Дубицкого, часть напора сохраняется. Поэтому в данном случае расчетный напор равен Hр = (1,3/1,4)Нв, где Hв — высота уровня металла в воронке.

Для обеспечения замкнутости системы в стояке он выполняется коническим, сужающимся книзу. При этом струя полностью по всей высоте стояка заполняет его поперечное сечение. Узкое место системы в данном случае располагается в нижнем сечении стояка MN (см. рис. 3.3), а расчетный напор определяется по формулам:

• Hр = Hч + hст — при применении чаши;

• Нр = (1,3/1,4)Нв + hст — при применении воронки.

Системы I класса относительно редко применяются на практике. В качестве примера их использования можно привести дождевую литниковую систему, которая подробно рассмотрена далее.

Системы II класса. Литниковая система этого класса состоит из воронки или чаши, стояка и питателя (рис. 3.4, 3.5). Расход металла в сечении AB равен

где u1 — коэффициент расхода в сечении AB;

wAB — площадь сечения AB.

Жидкий металл, накапливаясь в нижней части стояка, начинает вытекать в полость формы через питатель. Если площадь сечения питателя меньше площади нижнего сечения стояка (wMN < wст.н), то расход металла при истечении в полость формы Qе равен

где u2 — коэффициент расхода в сечении MN;

h’ — уровень сплава в стояке относительно оси выходного сечения питателя.

При wст.н < wMN

где u2 — коэффициент расхода в нижнем сечении стояка.

Если wMN >> wст.н (площадь сечения питателя значительно больше площади сечения стояка), то сечение питателя не будет заполнено сплавом до тех пор, пока уровень металла в полости формы не поднимется выше сечения питателя.

В начале заливки напор h’ мал. Поэтому Qе < Qа. Это приводит к накоплению сплава в стояке, т. е. к увеличению h’ и росту расхода Qе.

Можно выделить два вида систем II класса: IIA и IIB.

В системах вида IIA при некотором значении h’=h’y расход из питателя Qe становится равным приходу сплава в систему через сечение AB, т. е. Qe = Qa:

Эти условия выполняются при значениях величин h’y, удовлетворяющих равенствам

Очевидно, что, чем больше отношение wAB/wMN или wAB/wст.н, тем меньше h’у.

Если величина h’у меньше высоты стояка hст, то литниковая система относится к классу систем, не замкнутых в стояке. Заполнение части полости формы, находящейся ниже уровня питателя, будет происходить при постоянном напоре в стояке h’y. Когда уровень металла в полости формы достигнет сечения питателя, уровень сплава в стояке h’ начнет подниматься. При этом разность уровней сплава в стояке и в полости формы будет равна h’y.

Когда уровень сплава в стояке достигнет плоскости AB, напор, под действием которого происходит истечение из узкого сечения системы, внезапно возрастет до величины Hp=H+hст. При достаточно большой высоте стояка (hст>>h’) можно считать, что заполнение полости формы происходит при постоянном напоре h’y и постоянном расходе Qe = QAB.

В качестве расчетного сечения wуз в данном случае следует принимать сечение стояка вверху (АВ), а действующий в нем напор можно определить по формуле Hр=Hч (см. рис. 3.4, б) или Hр = (1,3/1,4)Н(см. рис. 3.4, а).

Сечение питателя wMN оказывает влияние на скорость, с которой расплав поступает в полость формы.

В системах вида IIA происходит эжекция газов в стояке. Это создает разрежение в расплаве, что является нежелательным. Кроме того, при применении воронки (см. рис. 3.4, а) расход металла зависит от напора, который при заливке трудно контролировать. Поэтому время заливки практически невозможно стабилизировать.

На основании сказанного можно заключить, что системы вида IIA нецелесообразно применять на практике.

В системах вида IIB при любых возможных значениях h’ расход Qе всегда меньше расхода Qa (Qe < Qa). Поэтому уровень сплава в стояке очень быстро поднимается до сечения AB и весь стояк оказывается заполненным сплавом (см. рис. 3.5). Такую систему называют замкнутой в стояке.

Если площадь сечения питателя меньше площади стояка внизу, то система будет замкнута во всех элементах. Если площадь сечения питателя больше площади стояка внизу, то система будет замкнута в стояке, но не замкнута в питателе. В последнем случае уменьшается скорость поступления сплава в полость формы из питателя. Поэтому данную систему можно рекомендовать для отливок из сплавов, склонных к вспениванию и окислению.

Общим недостатком систем II класса является отсутствие в них шлакоулавливающего элемента. Поэтому при их использовании часто предусматривают установку фильтровальных сеток. Системы II класса часто применяются при вертикальной плоскости разъема формы, например при литье в безопочные формы, изготовленные на формовочных линиях типа «Дизаматик».

Схема заполнения полости формы через систему вида IIB приведена на рис. 3.6. Напор во время заливки является переменным. Он изменяется от H0 в начале заливки до величины т в момент ее окончания.

Расчетный напор при вычислении площади узкого места по формуле (3.4) следует определять по формуле Дитерта

где P — расстояние от уровня подвода сплава к полости формы до ее верхней плоскости;

С — высота полости формы;

H0 — высота уровня металла в стояке и воронке (чаше).

Величина H0 составляет

где Hст — высота стояка;

Hв — высота уровня металла в воронке;

Hч — высота уровня металла в чаше.

Узким местом системы является сечение питателей MN, если wMN < wст. н; или нижнее сечение стояка при wст.н < wMN.

Системы III класса. Литниковые системы III класса содержат все основные элементы: литниковую чашу или воронку, стояк, шлакоуловитель и питатели (рис. 3.7, 3.8). Среди этих систем можно выделить два подкласса: системы, замкнутые в питателях, и системы, не замкнутые в питателях. В замкнутых в питателях системах во время заливки шлакоуловители и питатели заполнены металлом. Для обеспечения этого необходимо соблюдение следующих условий: wст.н > wпит и wшл > wпит.

К системам вида IIIA (см. рис. 3.7) относятся системы, у которых при некотором значении высоты уровня сплава в стояке расход из питателей становится равным расходу из чаши или воронки. При этом литниковая система замкнута в питателях, но не замкнута в стояке.

Узкое место системы вида IIIA и расчетный напор определяются так же, как для системы вида IIA.

Если при любом возможном значении напора в стояке h’ расход из питателей Qе меньше расхода из чаши или воронки, то имеет место литииковая система вида IIIB (см. рис. 3.8). В данной системе стояк быстро заполняется сплавом. Поэтому она является замкнутой во всех элементах. На рис. 3.8 линия PQ указывает положение верхнего уровня полости формы.

Узким местом системы вида IIIB является сечение питателей MN, а расчетный напор Hр определяется по формуле Дитерта (3.5). Данный вид литниковых систем наиболее распространен при заливке форм железоуглеродистыми и многими медными сплавами. Эта система хорошо задерживает шлак.

Однако скорость сплава по ходу потока через систему вида IIIB увеличивается, достигая в питателях наибольшего значения. Поэтому для сплавов, склонных к окислению и вспениванию, такие системы неприменимы. Для уменьшения выходной скорости потока узкое место системы переносится в шлакоуловитель или нижнее сечение стояка.

Если wшл << wпит или wст.н << wпит, то система будет не замкнутой в питателях. В этих системах и шлакоуловители, и питатели не заполнены сплавом во время заливки до тех пор, пока уровень сплава в полости формы не поднимется выше уровня питателей и шлакоуловителей.

Различают два вида таких систем. Системы вида IIIC не замкнуты в питателях и в стояке. По характеру заполнения стояка они аналогичны системам видов IIA и IIIA. Для систем вида IIIC расчетным сечением (wуз) следует считать верхнее сечение стояка, а расчетный напор Hр необходимо определять так же, как для систем видов IIA и IIIA.

Если стояк быстро заполняется сплавом, то мы получаем системы вида IIID (при wшл < wпит или wст.н < wпит), которые замкнуты в стояке, но не замкнуты в питателях. Узким местом этих систем будет или сечение шлакоуловителя, или нижнее сечение стояка. Расчетный напор определяется по формуле Дитерта (3.5).

Системы вида IIID чаще всего применяются при литье легкоокисляющихся и вспенивающихся сплавов.

Системы IV класса. При заполнении высоких отливок возникает необходимость в подводе расплава на нескольких уровнях. При этом горячий металл последовательно поступает через питатели на поверхность поднимающегося в полости формы расплава, что обеспечивает качественное заполнение формы и направленное затвердевание отливки. Однако практическая реализация данного режима заполнения формы предъявляет специфические требования к конструированию и расчету литниковой системы.

Литниковые системы данного типа, называемые ступенчатыми, отнесены Г.М. Дубицким к IV классу. На рис. 3.9 приведены схемы работы литниковых систем видов IVA и IVB.

К системам вида IVA относят системы, не замкнутые в стояке. Они рассчитаны так, чтобы вначале действовали только питатели на нижнем уровне. Площадь сечения нижнего питателя определяется таким образом, чтобы установившаяся высота уровня сплава в стояке h’уст не превышала расстояния между двумя соседними питателями. По мере подъема уровня сплава в форме выше нижнего питателя уровень сплава в стояке повышается. При этом разность уровней сплава в стояке и полости формы будет равна h’уст. После подхода сплава в стояке к последующему питателю через него начнется истечение расплава в форму. При этом начальная высота падения струи на поверхность расплава в форме равна h’уст.

Для разных сплавов существует максимально допустимая с точки зрения качества заполнения формы высота падения струи hmax. Чем больше склонен сплав к окислению, тем меньше величина hmax.

При расчете литниковых систем необходимо обеспечить выполнение условия h’уст < hmax. В качестве расчетного сечения системы вида IVA выбирают верхнее сечение стояка. Расчетный напор Hр принимают равным высоте расплава Hч в чаше над верхним сечением стояка. Площадь сечения AB определяют по формуле (3.4).

По известным значениям wAB и h’уст площадь сечения питателей на нижнем уровне определяют по формуле

где u1 и u2 — коэффициенты расхода системы в сечениях AB и MN.

Методика расчета ступенчатых систем будет рассмотрена далее.

В системах вида IVB уровень металла в стояке очень быстро достигает сечения AB, т. е. величина h’уст больше высоты стояка. Очевидно, что при этом все питатели по высоте стояка начинают работать одновременно. Данная система будет замкнута в стояке. Одновременное истечение расплава из питателей со всех уровней приводит к окислению и разбрызгиванию металла, размыванию стенок формы, т. е. не обеспечивает качественного заполнения формы. Поэтому системы вида IVB на практике не применяются.

Размер — литниковый канал — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Размеры литниковых каналов должны выбираться по весу и сложности формуемой детали.
 [1]

Температура литья зависит от текучести материала и размеров литниковых каналов и составляет 150 — 250 С.
 [2]

Большое влияние на прочность литых изделий из полиэтилена оказывают размеры литниковых каналов.
 [3]

Режим литья зависит от свойств полиэтилена НД и от конструкции формы ( размеры литниковых каналов) и конфигурации изделия, поэтому оптимальные параметры литья обычно подбираются и уточняются практически с учетом указанных соображений.
 [4]

Простая многогнездная литьевая форма.
 [5]

При условии, что литники обладают одинаковой длиной, такая конфигурация обеспечивает течение резиновой смеси в каждую полость с одинаковой скоростью, и при конструировании необходимо подбирать размеры только литниковых каналов и впускных литников.
 [6]

Зависимость предела прочности полистирола при растяжении от температуры литья при разных давлениях.
 [7]

Такие результаты, очевидно, связаны с тем, что кроме значения давления необходимо учитывать и продолжительность его приложения, которая определяется не только временем выдержки пбд давлением, но и размерами впускного литникового канала, поскольку после затвердевания термопласта в этом канале передача давления прекращается.
 [8]

Давление, под которым подается материал в прессформу, зависит от вязкости материала при температуре формования и, следовательно, от температуры материала и прессформы, от скорости формования, а также от формы и размеров литниковых каналов.
 [9]

Прибыли и выпоры вычерчивают так же, как и литниковую систему, при этом каждой прибыли присваивают порядковый номер. Размеры литниковых каналов и прибылей определяют расчетом.
 [10]

Температура загрузочной части машины должна быть ниже 100, во избежание забивания отверстия материалом. Температура в цилиндре устанавливается в зависимости от размеров литниковых каналов: более высокая — при меньших сечениях и более низкая — при больших сечениях.
 [11]

Во избежание разгерметизации оформляющей полости давление литья после завершения процесса впрыска должно поддерживаться столько времени, сколько необходимо для завершения процесса отверждения пресс-материала во впускных литниках. Для обеспечения нормального хода реакции отверждения большое значение имеют конструкция и размеры литникового канала.
 [12]

Высокая текучесть материала обеспечивает хорошее заполнение формы, небольшую длительность цикла литья и позволяет работать при относительно низких удельных давлениях ( порядка 800 — 1000 кг / см2) с впускными каналами небольшого сечения. В зависимости от вязкости ( молекулярного веса) применяемого материала и размеров литниковых каналов изменяется температура литья полимера.
 [13]

Литье полиэтилена низкого давления производится аналогично литью полиэтилена высокого давления на лабораторной литьевой машине лишь с некоторой разницей в температурном режиме литья. Температура литья устанавливается в пределах 200 — 270 в зависимости от молекулярного веса ( характеристической вязкости) полиэтилена и размеров литниковых каналов.
 [14]

Основными параметрами режима выполнения операции являются: температура расплава в цилиндре машины, удельное давление расплава, температура формы, время выдержки под давлением, время охлаждения детали в форме. Температуру расплава выбирают с учетом реологических свойств и термостойкости полимера, толщины стенок детали, площади поверхности детали, требований к физическим свойствам материала детали, температуры формы, а также в зависимости от размеров литниковых каналов. Так, для получения деталей с уменьшенной анизотропией свойств их материала применяется повышенная температура, а для получения деталей из того же материала, но с повышенной прочностью в направлении течения расплава, температура расплава должна быть по возможности минимальной.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

Система литников для литья пластмасс под давлением

Что такое система литников для литья под давлением

Источник: Pinterest

Система литников для литья под давлением относится к каналам, через которые проходит расплавленный материал, будь то пластик или металл при попадании в полость формы или котел. Он состоит из нескольких частей, которые работают независимо друг от друга бесшовным образом, чтобы гарантировать, что все идет в соответствии с конструкцией пресс-формы.

Системы литников бывают разных форм, размеров и конструкций в зависимости от производимого конечного продукта. При проектировании литниковой системы необходимо обратить внимание на некоторые важные факторы, которые мы рассмотрим позже, чтобы она могла функционировать в соответствии с проектом. Чтобы лучше понять, как работает литниковая система для литья под давлением, важно ознакомиться с элементами, из которых состоит вся система.

Элементы литниковой системы

Источник: Pinterest

Каждая литниковая система для литья под давлением состоит из определенных деталей, обеспечивающих работу всей конструкции. Любое малейшее отклонение от нормы и все лопнет. Ниже приведены основные элементы литниковой системы, предназначенной для литья под давлением.

Литник: Это то, что подает расплавленный материал в желоб, который в нужное время достигает отливки, проходя через ворота. Литники обычно конические, и у них есть концы, которые больше наверху. Эта конструкция предназначена для того, чтобы помочь форме эффективно принимать расплавленный материал.

Разливочные ванны: Разливочные ванны позволяют тиглю или ковшу направлять поток расплавленного материала из тигля к литнику. Это то, что помогает поддерживать необходимый поток расплавленного материала в форму за счет уменьшения турбулентности, которая обычно возникает на входе в литник. Это также помогает отделить окалина и шлак от расплавленного материала до того, как он попадет в литник.

Направляющая: Это канал, прорезанный в пресс-форме и предназначенный для обеспечения потока расплавленного пластика из инжекционного сопла в полость пресс-формы. Бегун был установлен в систему, чтобы противодействовать различным изменениям, которые происходят во время впрыска из-за изменений температуры и толщины пресс-формы. В основном это делается для того, чтобы сбалансировать ситуацию, чтобы дать процессу впрыска больше времени, чтобы нужное количество материала заполнило тигель.

Подступенки: Подступенки предназначены для противодействия воздействию расплавленного материала, затвердевающего в разное время. Обычно это приводит к образованию полостей в изделии, которые могут мешать его функциональности. Райзеры предотвращают это, подавая расплавленный материал к отливке по мере продолжения процесса затвердевания; это приводит к образованию полостей в стояках вместо формованного изделия.

Вентили: Это канал, который соединяет желоба с полостью формы и через который расплавленный материал попадает в полость формы. Размер ворот определяет характер конечного продукта несколькими способами, и существует около трех типов ворот; верхние ворота, нижние ворота и боковые ворота линии разъема. Каждый из них разработан по определенной причине, и они по-разному влияют на конечный продукт.

Типы литников для литья под давлением

Источник: Pinterest

Существуют различные типы литников для литья под давлением, которые широко используются производителями пластмасс, но выделяются около 6. Каждый из них разработан в уникальном образом, что делает их функциональными в различных мощностях. Ниже приведены наиболее распространенные типы литников, используемых на заводах по производству литья под давлением.

Edge Gate

Источник: https://richfieldsplastics.com

Кромочные литники являются наиболее эффективными и простыми литниковыми элементами, которые используются для литья под давлением. Их легко спроектировать и изготовить, а добавление модификаций также не составит труда для большинства людей, которые хотят внести изменения. Краевые литники также подходят для заполнения больших деталей с более толстыми стенками. Все эти особенности обеспечивают большее количество пластичных течений и в то же время позволяют дольше удерживать расплавленные материалы.

Пограничные ворота также можно разделить на веерообразные и выступающие. Ворота вентилятора имеют форму прямоугольника и шире, чем ширина направляющей, которая их питает. Это расширение ворот позволяет расплавленному материалу течь, не вызывая никаких косметических дефектов. Ворота с вкладками такие же, как и обычные граничные ворота, но они имеют неизменно толстые стенки. Они используются при изготовлении плоских деталей, так как они уменьшают напряжение сдвига, распространенный дефект, поражающий тонкие и плоские предметы.