Производство одноразовой посуды методом вакуум формования (стр. 5 из 6)

В будь-якому випадку конструкція нагрівачів повинна бути такою, щоб зміна величини поверхні обігріву ( за рахунок відключення частини елементів) забезпечило відповідність поверхні робочої (теплової) зони нагрівачів, поверхні будьякого установленого в даний момент зажимного устрою.

5.4 Розрахунок часу нагріву заготівки

Час нагріву листової заготівки розраховується за формулою:

По даним [1] питома теплоемкють С=3,853 ( в кДж / (кг К)).

Поверхня заготівки, що звернена до випромінюючого нагрівача, нагріваеться із-за малої температуропроводності термопластів набагато швидше внутрішніх шарів матеріалу i тим паче швидше оборотної поверхні листа. В результаті на поверхні термопластичного листа може початися термічне розложення термопласту, в той час як інша частина матеріалу ще не встигає перейти з склоутворчого стану в BE. Збільшення інтенсивності обігріву не приводить до позитивних результатів, в насліідок того, що поверхнева термодеструкція починає іти швидше. Тому потужність матеріала при односторонньому обігріві не повинно перевищувати 15-20 кВт /м. Слід пам'ятати, що температура нагрівачів випромшювання, як i відстань їх від поверхні листа, може регулюватися.

5.5 Формування Bиробів

Формування виробів відбуваеться внаслідок витяжки листа під дією атмосферного тиску повітря при вакуум формуванні та під дією зжатого повітря при пневматичному формуванні, а також за рахунок підсилення пуансона при механічній витяжці листа.

Швидкість витяжки гарячої запготівки звичайно регулюється витратою повітря, що подається в форму або продуктивність вакуум-насоса.

При виготовленні виробів швидкість формування звичайно нижче, ніж при формуванні неглибоких виробів, тому що при більшій глибині витяжки високі швидкості приводять до розриву заготівки.

Розраховуемо об'ем форми:

V F = S*H=м

Значения параметрів пневмосистеми, що забезпечуе оптимальні умови формування. Приведені в табл. 5.1

Час формування визначається часом отвода повітря з порожнини форми. Якщо нехтувати опором трубопроводу, то час отсосу повітря з форми дорівнюе об'єму форми - V F, поділейному на продуктившсть насосу W та помноженному на коефіццєнт зміни тиску Кр: Кр=Рр./Рк =

Час формування при застосуванні попередньої витяжки листа:

Де V F - об'ем форми (матриці) ,м, W - продуктивнють вакуум-насосу, м/с, Кр - коефіціент зміни тиску.

Таблиця 5.1 - Параметри пневмосистеми, що забезпечують оптимальні умови формування при розмірі форми (410 - 405) мм.

Параметри	Величина
Продуктивність вакуум-насосу, м / хв
Об'ем вакуумного ресивера, м
Потужність двигуна вакуум-насосу, кВт
Діаметр підведеного вакуумтрубопровода, мм

5.6 Розрахунок товщини стінок сформованих виробів

Процес формування оцінюється коефіцієнтом витяжки або ступінню витяжки.

Досить точні методи розрахунку зтоншення листово'ї заготівки при формуванні розроблені лише для простих виробів i не торкають глибоко фізичних властивостей термопластів, що переробляються. Це в основному випадку виготовлення виробів з осевою симетрією методом контактного формування та методом вільного видування сферичних та напівсферичних оболонок.

Розрахунок зтоншення листової заготівки при негативному формуванні виробів - одноразового стаканчика - робимо по наступнш формул!:

Де

- товщина виробу в поперечному розтині, проведениям на відстані 1 площини більшого основанія усеченного конусу, що вимірюється уздовж утворюючої, f, m - геометричні коефіціенти форми:

Де - кут нахилу утворюючої до площини основи,

- коефіцієнт утяжки, що характеризує утяжку матеріалу із-під зажимного устрою,

- коефіцієнт, що характеризуе стцпінь охолодження формуеємого листа після його контакту зi стінками матраці,

R,мм, - радіус більшої основи усіченого конусу,

м

5.7 Охолодження виробів

Охолодження виробів може здійснюватися отводом теплоти стінками форми, обдувом стислим повітрям або комбінованим способом. Час охолодження залежить від температури форми, товщини стінки виробу та темперотуропроводності матеріалу. При дуже різкому може статися коробіння виробів. Низька температура форми затруднює оформлення ребер та гострих кутів, при високій температурі форми на виробі після його вилучення можуть з'явитися гофри або складки , визвані нерівномірною усадкою листового матеріалу. При формуванш виробів з жорстких полімерів усадка може привести до розтрюкування виробів.

Для забезпечення жорсткості виробу та виключення його деформації після вилучення з форми вважають , що температура в кінці видержки при охолодженні повинна бути не вище температури скловання для аморфних полімерів i не вище теплостійкості по Мартенсу для кристалічних полімерів.

Температуру поверхні, що охолоджуеться можна визначити за рівнянням:

6 ЕНЕРГЕТИЧН1РОЗРАХУНКИ 6.1 Розрахунок нагрівального устрою

Приблизно тривалість нагрівання листової заготівки можна розрахувати, визначив тепловий потік, що випромінюється нагрівачем. В відповідності з законом Стефана-Больцмана інтенсивність випромінювання

можна визначити за формулою:

Де Cs - константа випромшювання абсолютно чорного
тша, е=0,8 - 0,9 - приведена ступінь чорноти для паралельних поверхонь
пластика та радіаційного нагрівача(е=0,8), - коефіціент використання лучи-
стого потоку, який залежить від співвідношення розмірів заготівки і нагріва-
ча, а також від відстані між ними, Sh - загальна площина нагрівача.

а,в- довжина і ширина зажимної рами, м, Т1 - температура на поверхні нагрівача, К, Т2 - середня температура листової заготівки за цикл нагрівання, К. т 2=(Тк+Тн) /2= К

Тн, Тк - початкова i кінцева температура листової заготівки, К

Кількість лучистої теплоти, яку повинна отримати полімерна заготівка, щоб нагрітися до температури Т2, визначають за формулою:

кДж

Де S - площина листової заготівки,

- товщина заготівки, - густина полімерного листа, С - середнє значення питомої теплоємкості в інтервалі розігріву.

6.2 Розрахунок формотворної машини

Роботу формування розрахуємо за формулою:

Швидкість витяжки листа зазвичай регулюєься витратою стиснутого повітря, що подається в форму , або продуктивністю вакуум-насоса. Це досягається дроселюванням регульованого клапану.

7 РОЗРАХУНОК ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ВИРОБНИЦТВА

На пневмо- та вакуум-формовочних машинах, як правило, виготовляється штучна продукція. При цьому всі виробничі операції циклічно повторюються.

При розрахунку пневмо- , вакуумформовочноТ машини звичайно визначають три основних циклу: технолопчний, енергетичний та робочий.

При розрахунку багато позиційної машини " DOGA-VAG " час робочого циклу розраховується за формулою:

Де

- час нагтлву шпвки, с, - час переміщення плівки з позиції на позицію,с. Для розрахунку часу циклу використовується час плівки як самий довгий процес . Штучна продуктивність вакуумформовочної машини розраховується таким чином: Для одноразового стакану на 100 мл:

Для одноразового стакану на 50 мл:

Для одноразової тарілки:

При оргашзації виробництва в одну зміну (8 ч) продуктивність складає: Пс=П*8

Для одноразового стакану на 100 мл: Пс =П * 8=шт / зміна

Для одноразового стакану на 50 мл: Пс = П*8 = шт / зміна

Для одноразової тарілки: Пс = П * 8 = шт / зміна

Для організації виробництва у 2 зміни (16 ч) продуктивність складає:

Для одноразового стакану на 100 мл:

Пс = П 15,5 = шт.

Для одноразового стакану на 50 мл:

Пс = П 15,5 шт.

Для одноразової тарілки:

Пс = П 15,5 = шт.

Штучна продуктивнють за рис рахується за формулою:

Пг = Пс N m

Для стакану на 100 мл: Пг = т.

Для стакану на 50 мл: Пг =т.

Для таршки: Пг =т.