螺杆泵橡胶定子一步法注射成型技术及设备的设计与研究

摘要

该课题做了如下工作并取得相应的成果:1.全新设计了螺杆泵定子橡胶衬套一步法注射成型机.该装置取消了传统注射机的轴向注射装置,将塑化——机械定量——注射的两步法注射改进成塑化——注射一步法注射.一步法注射大大的简化了设备,节约能耗,节省成本,减少了占地面积.2.将传统的机械方法注射定量改进成信息模拟定量.在口模流道上设置的传感器实时检测胶料的注射压力,当压力达到设定值时,注射装置停止注射.3.设计了多工位二维注射运动机构,采用了高精度滚珠滑块导轨副和交流伺服电机,采用链轮和丝杠传动.解决了整体机构在移动过程中实现高精度可靠定位的要求,同时可根据硫化时间的需要,方便的设置多工位模具,为一步法注射成型实现多工位成型工艺和提高效率奠定了基础.4.设计了一体式的硫化——模具系统.硫化系统中设置央套循环管路,通过热油循环加热,可保证恒温注射同时硫化橡胶制品,硫化过程温度波动小,制品质量高.整体式的设计改变了原有硫化设备与注射分工段进行的状况,提高了生产效率,易于实现自动化和联动化,同时热油恒温注射保证了批量间质量的稳定性.5.在模具系统方面全新设计了保压装置,注射完毕后,保压装置将胶料封闭在模腔中,可使注射机进行下一工位的注射,从而使多工位注射成型技术得以实现.6.采用了抽真空装置,有利于减小模腔中的阻力,加快注射速度,缩短注射周期,使制品不易夹气泡,制品质量高.7.通过试验考核,注射机以50rpm的转速,12分钟注射全长为3.2m的模腔,注射压力达到50Mpa,注射胶料30kg,产品表面光亮,致密度高.试验表明,机台达到了设计目标和使用要求,证明了一步法注射成型技术能实现高压、高温,高速注射大容量模型制品.这将对模型制品的生产产生深远的影响.8.在自行设计试验机台的基础上,借助于试验数据比较系统的分析了注射过程中的各主要影响因素与注射的主要性能指标(注射压力、消耗功率、注射能力以及螺杆轴向力)之间的关系,同时初步建立起了注射压力和注射功率的数学模型,对今后的生产实践有一定的指导意义.总之,该文通过实验表明螺杆泵定子橡胶衬套一步法注射成型硫化技术与设备具有一系列优点,是注射成型硫化设备的划时代变革.

目录

文摘

英文文摘

前 言

第一章橡胶注射成型技术及装备的发展

1.1传统的橡胶注射成型机的发展

1.1.1柱塞式注射成型机

1.1.2螺杆往复式注射机

1.1.3螺杆柱塞式注射机

1.2一步法(螺杆旋转式)注射成型设备的发展

1.2.1密封套一步法注射成型装置的研究

1.2.2轮胎胶囊旋转注射成型加工设备的研究

1.3橡胶注射成型工艺的发展

1.4螺杆泵定子衬套注射成型装置的发展

1.4.1传统的螺杆泵橡胶定子的注射成型装置

1.4.2螺杆泵橡胶定子一步法注射成型装置

1.5本文研究的主要内容

1.6本章小节

第二章螺杆泵橡胶定子一步法注射成型设备的设计

2.1螺杆泵橡胶定子一步法注射成型设备主机的结构设计

2.1.1传动系统的设计

2.1.2螺杆的设计

2.1.3多工位二维注射运动机构

2.1.4喂料段的设计

2.1.5螺旋啮合喂料装置的结构设计

2.1.6注射机的总体设计

2.2螺杆泵橡胶定子一步法注射成型机硫化模具结构设计

2.2.1浇注系统的结构设计

2.2.2保压装置的结构设计

2.2.3抽真空装置结构设计

2.2.4热油循环管路的结构设计

2.3螺杆泵橡胶定子一步法注射成型设备的结构总图

2.4本章小节

附图

第三章实验研究

3.1实验装置

3.2实验

3.2.1实验目的

3.2.2实验条件及方案

3.2.3实验数据

3.2.4实验结果分析

3.3本章小节

第四章相关理论及基本模型的建立

4.1注塑部分基本理论

4.1.1固体输送理论中对生产能力和消耗功率的理论推导

4.1.2熔体输送理论中对生产能力和消耗功率的推导

4.1.3旋转注射压力最大值的分析

4.2充模过程中的理论

4.2.1熔体在喷嘴区中的流动

4.2.2熔体在模腔中的流动

4.3基本模型的建立

4.3.1模型化的概念、方法和意义

4.3.2生产能力数学模型

4.3.3注射功率数学模型

4.3.4注射过程中轴向力数学模型

4.3.5注射过程中注射压力数学模型

4.4本章小节

第五章影响一步法注射成型各因素分析

5.1影响注射功率的各因素分析

5.1.1影响一步法注射能力的分析

5.1.2影响一步法注射温度的分析

5.1.3影响一步法注射压力的分析

5.1.4影响一步法注射功率的分析

5.2影响充模过程的各因素分析

5.2.1粘度的影响

5.2.2注射流量的影响

5.2.3模腔尺寸的影响

5.2.4浇口的尺寸和位置的影响

5.2.5注射温度和模腔温度的影响

5.3本章小节

结论

参考文献

符号说明

致谢

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