Введение к работе
' -
,.і Актуальность работы. Мировое производство пластмасс в конце 80 годов составляло около 85,45 миллионов тонн, 30 % из ксгорых использовались для производства тары и упаковки. Метод ."чтьевог" или экструзионного формования полимерных заготовок с последующим их раздуванием является одним из основных методов переработки пластмасс в объемные изделия. Особенно широкое распространение получила одна из разновидностей метода - раздувное формоь ше полых из„элий с двухосной ориентацией заготовок. Ежегодно мировое проиподство только бутылок из полиэтилентерефталата (ПЭТФ) с двухосной ориентацией оценивается более чем в 2 млрд.штук. Так, например, ь США доля подобных изделий в 1986 г. составляла свыше 20 % всего количества раздувных изделий. Широкое распространение данного методе обусловлено тем, что двухосное ориентирование структуры получаемых изделий приводит к улучшению их ме; лнических свойств, повыг ?нию прозрачности и газонепроницаемости. Таким образом, использование этого метода позволяет не только изготавливать издель. улучшенного качества, но и снижать материалоемкость производства.
Метод разданного формования с двухосной ориентаци.і заготовок в существующем виде (трубчатые заготовки, растяжение с помощью пуансона и т.д.) применяется, в основном, при изгс влении ^сесим-метричных изделий. Если же реализовать двухосную ориентацию к процесс раздувания только сжатым газом, сферу применения энного метода можно расширить в значительной степени. Для реализации подобных задач необходимо иметь математическую модель, позволяющую анализировать закономерность деформаций и поле скоростей при их ориентировании и раздувании.
Цель работы. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса раздувного формования со свободной ориентацией заготово--типа пробирки, полученных зкструзионным или инжекционным методом, с целью оптимизации технологических параметров процесса, конструирования заготовки и механизмов раздувного агрегата; разработка метода оценки ориентационного эффекта материала заготовок при их раздувании в изделия; рекомендации по расчету и конструктивному оформлению раздувных форм и систем подачи сжатого газа; разработка мероприятий, направленных на снижение разнотолщинностп изделий, изготовленных данным методом.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:
- г -
разработана математическая модель процесса раздувного формования полых осесимметричных изделий со свободной двухосной ориентацией заготовок, позволяющая определять напряжения, деформации, разнотолщинность, поле скоростей заготовки и давление сжатого газа внутри нее;
созданы методики оценки ориентационного эффекта материала заготовки при ее раздувании в изделие и косвенной проверки поля скоростей за счет измерения давления внутри раздуваемой заготовки;
предложен метод расчета оптимальных технологических параметров процесса, конструктивных параметров заготовки и механизмов раздувного агрегата.
Практическая значимость работы. Разработанный метод производства полых осесимметричных полимерных изделий позволяет получать однородные двухосно-ориентированные изделия на серийно выпускаемых раздувных агрегатах без установки специального механизма растяжения, что снижает в значительной степени производственные рг-хода.-За счет оптимизации технологических параметров процесса, конструктивных параметров заготовки и механизмов раздувного агрегата, основанных на разработанной математической модели, можно получать высоко- ориентированные и однородные изделия, в результате чего физико- механические clлиства изделий повышаются, а расход материала снижается. В процессе подготовки производства нового изделия с соответствующими элсплуатационньаш характеристиками по рассматриваемой технологии приходится решать целый комплекс достаточно сложных конструкторских и технологических задач. На практике весь этот комплекс задач в настоящее время решается эмпирическим путем и характеризуется значителышми трудозатратами и длительностью времени от начала разработки до получения требуемого результата. Использование разработанной математической модели с помощью ЭВМ позволяет устранить возникающие трудности.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на научно-исследовательских конференциях Пекинского института химической технологии в сентябре 1990 г. и в октябре 1991 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 2 статьи.
Объем и структура работы; Введение, обзор литературы, теоретическая и экспериментальная части, методика расчета технологической оснастки, выводы, список литературы из 106 наименований, приложение изложены на 130 стр., 35 рисунках, 2 таблицах.
