RU6360U1 - Пластикационный цилиндр - Google Patents

Abstract

1. Пластикационный цилиндр устройства для литья под давлением изделий из полимерных материалов, содержащий корпус с расположенным в нем червяком, выполненный в виде ультразвукового электромеханического преобразователя, состоящим из активной и пассивной накладок, пьезокерамических пластин, токоподводящих шайб, стянутых токоизолированной заштифтованной шпилькой и имеющим возможность осевого перемещения, и бункером, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда, эффективности и надежности работы устройства за счет использования машинного времени цикла выдержки литья под давлением, в работу устройства включается вторая часть пластикационного цилиндра, содержащая дополнительный корпус с закрепленным на нем бункером и расположенным внутри корпуса вторым червяком, имеющим возможность осевого перемещения, становящимся частью активной накладки второго ультразвукового электромеханического преобразователя, которым становится этот червяк, причем часть активной накладки первого червяка становится пассивной накладкой второго, а пассивная накладка первого становится недостающей частью активной накладки второго червяка, например, при помощи шлицевого соединения.2. Цилиндр по п.1, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и работы устройства на другой частоте, акустически-геометрические размеры второго ультразвукового электромеханического преобразователя - червяка, например, в два раза меньше первого, а длина волны находится в соотношениигде λ- длина волны первого ультразвукового электромеханического преобразователя-червяка;λ- длина волны второго ультр

Description

ПЛАСТИКАЦИШНЫЙ ВДЛИНДР Полезная модель относится к области литья под давлением пластмасс в различных отраслях промышленности, в том числе и при литье крупногабаритных деталей, а также может найти широкое применение при виброформовании различных пастообразных материалов. Известно устройство, где с целью гомогенизации расплава и повышения прочностных характеристик деталей, шнек выполнен в виде электромеханического преобразователя, состоящего не-менее чем из двух пьезоэлементов с токопроводя,щим механизмом (журнал PLASJB /лс/ КО ГТ СА/ИК 8с/ .25, Л/г . 75 3 . 413-415. 191Q г. - выбран за прототип), Данное ультразвуковое устройство обеспечивает низкую производительность труда, используется в замкнутом технологическом цикле и не может работать на разных частотах. Данное устройство является полуволновой колебательной системой, где электромеханический преобразователь закреплен в зоне кучности ультразвуковых колебаний (см, рис. 2г,, на стр. 414), что не желательно для эффективной его работы, /; . , . ,....:....., Основная цель полезной модели - повышение производительности труда, эффективности и надежности работы предлагаемого устройства. Поставленная цель достигается за счет использования машинного времени цикла выдержки литья под давлением. МПК в 29 с 45/47

,

Для досгиженш поставленнда цели, в работу устройства включйется вторая часть пластикационного цилиндра, содержедая дополнительный корпус с закрепленным на нём бункером и расположенным внутри корпуса вторым червяком, тлеющим возможность осевого перемещения, становящимся частью активно накладки второго ультразвукового эле1Стромеханичес.кого преоб1

,разователя, которым становится этот червяк, причём, часть активной накладки первого червяка, становится пассивной накладкой второго червяка, а пассивная накладка первого, становится недостающей частью активной накладки второго червяка, например,-при помощи шлицевого соединения.

Другая цель полезной модели - расширение технологических возможностей и работы устройства на другой частоте. Для достижения этой цели, акустически - геометрические размеры второго ультразвукового электромеханического преобразователя - червяка, например, в два раза меньше первого, а длина ультразвуковой волны находится-в соотношении:

Л .2Яа

A-t - длина волны первого ультразвукового преобразователя, ,- длина волны второго ультразвукового преобразователя. Схематическое изображение предложенного пластикационного цилиндра представлено:,на фиг. I - общий вид, на фиг. 2,3 первый и второй червяки, выполненные в виде электромеханических преобразователей, на фиг. 4 представлен источник колебаний, на фиг. 5 вид на фиг. 3, на фиг. 6,7 первый и второй червяки, выполненные в виде электромеханических преобразователей ра15отающих на разных частотах, на фиг. 8,9 - .циклограммы лить я деталей из термопластичных

материалов и реактопласгов на известном устройстве, на фиг. 10,11 - циклограммы литья деталей из термопластичных материалов и реактоплаотов соответственно на предлагаемом устройстве, на фиг, 12 - циклограмма комбинированного литья деталей из термопластов и реактопластов.

Пластикационный цилиндр устройства для литья под давлением полимерных материалов состоит из корпуса I с расположенным в. нем червяком 2, выполненным в виде электромеханического преобразователя и имеющего возмонсность осевого перемещения, бункера 3 для загрузки полимерного материала Электромеханический преобразователь состоит из активной 4 и пасси-внои 5 накладок, пьезокерамических пластин б, токоподводящих шайб 7,8, стянутых шпилькой 9, токоизолирующей втулки 10 и штифтов II. Червяк 2 установлен в подшипниках 12, 13,14, расположенных в узловых плоскостях электромеханического преобразователя, которые установлены в стаканах с шариковыми направляющими механизмов 15 и 16, обеспечивающих работу устройства, в том числе и от гидростанции, а также,

когда в работу включается вторая часть пластикационного цилиндра. Вторая часть содержит дополнительный корпус 17, с закрепленным на нём бункером 18 и/расположенным внутри корпуса вторым червяком 19 и подшипником 20расположенным в узловой плоскости и имеющим возможность осевого перемещения с помощью механизмов 15,16 и 21, обеспечивающих работу устройства, в том числе и от гидростанции Червяк 19 становится частью активной накладки 22 второго ультразвукового электромеханического преобразователя, причём, часть активной накладки 4 первого червяка 2, становится пассивной накладкой 23 второго червяка 19, а пассивная накладка 5 первого червяка 2, становится недос гающей частью активной накладки второго червяка 19, например, при помощи шлицевого соединения 24.,

Подшипники 13 и 14 закреплены соответственно в стаканах 25 и 26, с возможностью осевого перемещения для занятия местоположения в узловой плоскости того или иного преобразователя в зависимости от назначения его работы. Данное устройство осуществляет изготовление деталей в пресс-формах 27 и 28.

Токоподводящие контакты 7 и 8 соединены с ультразвуковым генератором (на чертеже не показан).

Работа пластикационноцо цилиндра для литьяпод давлением полимерных материалов осуществляется следующим образом. Подлежащий переработке полимерный материал из бункера 3 поступает через загрузочное отверстие в полость между червяком 2 и корпусом I, При этом материал нагревается как вследствие работы деформирования в канале червяка 2, так и за счет подвода тепла от стенок корпуса I пластикационного цилиндра и частично в результате механических колебаний стенок активной накладки ультразвукового преобразователя. Размер активной накладки червяка 2 определяется так, чтобы получить, максимальную амплитуду колебаний на вершине червяка 2, так и в промежуточных его зонах кучностей колебаний При этом коэффициент трансформации активной накладки выбирают таким, что амплитуда колебаний как на вершине, так- и в других его зонах кучностей равна.не более 15 мкм, при частоте. колебаний 18;22кГц и 44 кГц. .

Дальнейшая работа пласгикационного цилиндра осуществляется по классической схеме, приведенной в циклограмме I для литья термопластичных материалов, либо для литья реак гопластов, представленной, в циклограмме № 2 по известным вариантам .

При реализации пунктов 2,3,4 в циклограмме № I, либо в циклограмме-№ 2, корпус п ласти к ационног о цилиндра прижат к пресс-форме 28, В это время за счет .использования машинного времени цикла выдержки литья под давлением, в работу устройства включается вторая часть пластикационного цилиндр и циклограммы № 1,2 дополняются пунктом, - приведения второй части (либо первой) пластикационного цилиндра в рабочее состояние (см. циклограммы № 1,2 по новому варианту).

Вторая часть пластикационного цилиндра, содержащая дополнительный корпус 17 с закрепленным на нем бункером 18 и расположенным внутри корпуса вторым червяком 19 приводится в рабочее состояние с помощью механизмов 15 и 21,

Червяк 19 становится частью активной накладки 22 второго ультразвукового электромеханического преобразователя, причём, часть активной накладки 4 первого червяка 2, становится пассивной накладкой 23 второго ервяка 19, а пассивная накладка 5 первого червяка 2, становится недостающей частью активной накладки второго червяка 19, например, при помощи шлицввого соединения 24. В дальнейшем осуществляется работа либо по циклограмме - I, либо по циклограмме J 2 с пресс-формой 27, либо их комбинация с пресс- формами 27 и 28.

,1

/ t- Циклограмма № I литья термопластичных материалов по известному варианту . .-„.- « п/пНаименование циклаВремя исполнения,о .-.-А. I. Загрузка (набор дозы) материала до 150 2,1 Подвод готового к работе, пластика лионного цилиндра к пресс-форме . : 3.Впрыск материала ивыпожение 4/3 колебаний на это время.I 5--IQ 4.1Выдержка под давлением .30-.40 5,Оо-вод пластикационного цилиндра отI пресс--формы 2-;--5 6.1 Раскрытие пресс- формы 3-f-5 7. Удаление, дегажI I-f 2 8. Установка арматуры до 120 9.1 Закрытие пресс- формы 3-;- 5 гt п Циклограмма В 2 литья реактопластов по известному „ ,. -... .- . «. /п Наименование циклаБремя исполнения,с .. jL«l. I, Загрузка до 290 2, Подвод готового к работе пластика-. . ционного цилиндра к пресс-форме 2- -5 3. Впрыск материала и включение 4/3 колебаний на это время,L5- -10 4. Выдержка под давлением 20- 30 5. Отвод пластикационного цилиндра от пресс-формы 2- 5 6. Выдержка детали на отверждение бО-}-120 7. Раскрытие пресс-формыI3-J- 5 8 Удаление детали , 1-4- 2 9. Установка арматуры до 150 10 Закрытие пресс-формы 3-:- 5 t варианту . Циклограмма l I литья термопластичных материалов по новому варианту

п

(ж) Время загрузки может быть увеличено,либо уменьшено, в зависимостиот технологического процесса литья на данном устройстве системой управления. № I, /п Наименование цикла Время исполнения,о . I Загрузка (набор дозы) материала Г до 165,см (ж) 2,Подвод готового к работе пластика ционн-ого цилиндра первой части Слибо второй)к пресс-форме 2 3,1Впрыск материала и включение у/з I Iколебаний на это время 5-i-10 4.Выдержка под давлениемJ Ь Отвод пластикационного цилиндра от. пресс-формы б Приведение второй части (либо части) плас ;икационного цилин дра в рабочее состояние Ю-;- 15 7.Раскрытие пресс-формы 8,1Удаление деталиI 9 Установка арматуры до 120 10 Закрытие пресс-формы 5

Циклограмма № 2 литья реакгопластов по новому

варианту ,

IjjfI

Нашенование цикла Время исполнения, с

v

I, Загрузка материала до 300 см (ж ж)

2« Подвод готового к работе первой

части (либо втором) пластикационно го цилййдра к пресс-форме 2-5- 5 3. Впрыск материала и включение у/з

колебаний на это время 5-;--10

4,1 Выдержка под давлением 20-s-30

5 Отвод пластикационного цилиндра от

пресс-формы. 2.-5

6, Выдержка детали на отверждение .бО-t- 120 7, Приведение второй части (либо пер-

вой части) пластикационного цилинд-i

ра в рабочее состояние lO-s- 15

8. Раскрытие пресс-формы S-i- 5

9. Удаление детали.

101 Установка арматуры до 150

II Закрытие пресс-формы S-i-5 (ж ж) Время загрузки может быть увеличено, либо уменьшено, в зависимости от технологического процесса литья на данном устройстве системой управления.

Графики работы пластикационного цилиндра в разных вариантах по циклограммам № 1,2 представлены на фиг, , Из графиков видно, что производительность труда о помощью данного устройства повышается в два раза. При комбинированном литье деталей из тер«опластов и реактопластов (см, фиг, 12), время загрузки, например, первой

части пластикационного цилиндра термопласта может быть увеличено, либо уменьшено до окончания цикла закрытия прессформы реактопласта по циклограммам ,2., в зависимости от технологического процесса литья на данном устройстве системой управления. Размер активной накладки червяка 19 выбирается так чтобы получить максимальную амплитуду колебаний на его вершине, так и в промежуточных его зонах кучностей колебаний, при этом коэффициент трансформации активной накладки выбирают таким, чтобы амплитуда колебаний была не более 15 мкм, при частоте колебаний 18|22 и 44 ктц,

Ультразвуковые колебания воздействуют на расплав-полимерно г о материала с максимальной эффективностью, так как электромеханические преобразователи, используемые в червяке 2 и 19 обеспечивают их надежную и эффективную работу по сравнению с прототипом, ибо червяки 2 и 19, закреплены в узловых плоскостях, где колебания отсутствуют и вся колеба- тельная энергия передается полимерному материалу. Осуществляется более полная гомогенизация полимерного материала, увеличивается формуемость и повышаются прочностные характеристики получаемых деталей.

Из графиков на фиг, lO-J-12 видно, что расширение технологических возможностей связано с изготовлением на предлагаемом усгройсгве не только разных по наименованиям деталей, но я разных материалов термопластов и рёактоплаотов, либо тех и других одновременно. Другим важным преимущеотвом, является возможность работы данного устройства на разных частотах в интервале от 18 до 44 кг. Это позволит получать детали различного спектра с высокими физико-механическими характеристиками. .

Claims (2)

1. Пластикационный цилиндр устройства для литья под давлением изделий из полимерных материалов, содержащий корпус с расположенным в нем червяком, выполненный в виде ультразвукового электромеханического преобразователя, состоящим из активной и пассивной накладок, пьезокерамических пластин, токоподводящих шайб, стянутых токоизолированной заштифтованной шпилькой и имеющим возможность осевого перемещения, и бункером, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности труда, эффективности и надежности работы устройства за счет использования машинного времени цикла выдержки литья под давлением, в работу устройства включается вторая часть пластикационного цилиндра, содержащая дополнительный корпус с закрепленным на нем бункером и расположенным внутри корпуса вторым червяком, имеющим возможность осевого перемещения, становящимся частью активной накладки второго ультразвукового электромеханического преобразователя, которым становится этот червяк, причем часть активной накладки первого червяка становится пассивной накладкой второго, а пассивная накладка первого становится недостающей частью активной накладки второго червяка, например, при помощи шлицевого соединения.

2. Цилиндр по п.1, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и работы устройства на другой частоте, акустически-геометрические размеры второго ультразвукового электромеханического преобразователя - червяка, например, в два раза меньше первого, а длина волны находится в соотношении

где λ₁ - длина волны первого ультразвукового электромеханического преобразователя-червяка;
λ₂ - длина волны второго ультразвукового электромеханического преобразователя-червяка.