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        注塑行業(yè)冷水機(jī)組運(yùn)用需注意的問(wèn)題

        2019-05-29 11:06:02劉敏
        山東工業(yè)技術(shù) 2019年7期

        摘 要: 結(jié)合注塑行業(yè)冷卻系統(tǒng)的冷卻速率的因素,對(duì)配套注塑機(jī)使用的冷水機(jī)組系統(tǒng)做簡(jiǎn)單說(shuō)明,并對(duì)管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、水箱的設(shè)置、循環(huán)水泵的選型等做了初步的分析和探討。

        關(guān)鍵詞:注塑成型;冷卻系統(tǒng);冷水機(jī)組;水泵;管路;水箱

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.013

        1 注塑機(jī)冷卻階段影響注塑冷卻的因素

        在注塑成型模具中,冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)塑料的成型起到重要作用。由于冷卻時(shí)間占整個(gè)成型周期約50%~80%,[1–2]因此冷卻水道設(shè)計(jì)及其快速成形制造技術(shù)的發(fā)展對(duì)冷卻效果起到重要作用。影響模具冷卻速率的因素:模具材料、模具材料熱傳導(dǎo)系數(shù)、冷卻水管配置方式、冷卻水流量、冷卻介質(zhì)、塑料熱傳導(dǎo)系數(shù)、加工參數(shù)設(shè)定。通常冷卻管道的直徑應(yīng)為 8~25 mm[3]。

        2 冷水機(jī)組的運(yùn)用

        2.1 冷水機(jī)組的選型

        一般冷水機(jī)組的選型是結(jié)合項(xiàng)目情況(地理位置,天氣,建筑面積,客戶需求等)決定采用水冷或者風(fēng)冷冷水機(jī)組。選型前明確工程所在地地理位置,了解是否有設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)方案及設(shè)備材料清單(主機(jī)類(lèi)型、制冷量或制熱量、輸入功率、臺(tái)數(shù)等信息),了解工藝設(shè)備對(duì)冷水機(jī)的要求,了解客戶是否可以提供建筑平面圖紙,了解建筑物是否有機(jī)房可以利用或者有放主機(jī)的位置(確定用風(fēng)冷主機(jī)還是水冷主機(jī))。

        考慮以上因素后,就可明確選水冷機(jī)組或者風(fēng)冷機(jī)組了,然后根據(jù)料筒容量進(jìn)行冷量計(jì)算或者根據(jù)鎖模力估算冷量。如此,機(jī)組的選型就明確了,根據(jù)注塑機(jī)的系統(tǒng)及冷水機(jī)組的制冷原理繪制系統(tǒng)圖,見(jiàn)圖一。此次冷水機(jī)組的系統(tǒng)分析我們以水冷冷水機(jī)組為例。如果采用風(fēng)冷冷水機(jī)組,則涉及冷卻塔及冷卻泵的相關(guān)部件及配件均不考慮。

        2.2 配套注塑機(jī)使用的冷水機(jī)組水系統(tǒng)原理圖

        冷凍水系統(tǒng):閉式水箱→冷凍水泵→冷水機(jī)組→閉式水箱;閉式水箱→工藝?yán)鋬鏊谩⑺軝C(jī),完成模具冷卻。

        在冷凍水系統(tǒng)中,水泵采用一用一備為好,同時(shí)在水泵前后按照匹配的蝶閥,軟接,溫度表,壓力表,截止閥等,保證系統(tǒng)中水質(zhì)的質(zhì)量及減少水流速過(guò)快對(duì)水泵的沖擊或者突然斷電等,水錘對(duì)水泵的損害。

        冷卻水系統(tǒng):冷卻塔→冷卻水泵→冷水機(jī)組→冷卻塔;冷卻塔→冷卻泵→注塑機(jī)→冷卻塔,完成對(duì)液壓油和料筒喂料段的冷卻及冷水機(jī)組的冷卻。

        一般冷卻塔的水流量是機(jī)組冷卻水流量的1.1~1.3倍。而配套注塑機(jī)的冷卻水是冷水機(jī)組及液壓油和料筒喂料段的冷卻水之和,所以在對(duì)冷卻塔選型時(shí),要考慮這部分的水量,這是與常規(guī)冷卻塔選型和運(yùn)用不同的地方,需要注意。

        3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

        3.1 循環(huán)水泵及管路的設(shè)計(jì)

        管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要考慮管道設(shè)置及管路排氣。由于車(chē)間或者機(jī)房有工藝設(shè)備、水處理設(shè)備、土建基礎(chǔ)、梁、等,管道設(shè)置時(shí)必然要考慮這些問(wèn)題。同時(shí)管路充水或者水流速過(guò)快,密閉空間內(nèi)產(chǎn)生的氣體很難迅速排出, 就會(huì)造成局部氣阻或氣蝕, 對(duì)水泵的流量和壓力產(chǎn)生影響, 甚至?xí)霈F(xiàn)管道振動(dòng)的現(xiàn)象。因此,秉承便于維護(hù)和檢修原則, 管道盡可能架空設(shè)計(jì), 如確有困難,可選擇管溝、埋地的方式。

        水泵的流量和揚(yáng)程通過(guò)生產(chǎn)工藝和管網(wǎng)的水力計(jì)算確定。確定循環(huán)水泵揚(yáng)程時(shí),要考慮其進(jìn)出水壓力的因素,否則會(huì)出現(xiàn)水泵揚(yáng)程過(guò)高; 或壓損過(guò)大,水泵選型過(guò)小無(wú)法滿足生產(chǎn)需要。

        3.2 不銹鋼水箱的設(shè)計(jì)

        注塑機(jī)對(duì)凍水一般要求在5~15℃;管路中氣體及水溫的波動(dòng)會(huì)影響塑膠制品的成型,故水箱要起到恒溫恒壓快速補(bǔ)水的作用。

        水箱的水溫在冷水機(jī)組從待機(jī)狀態(tài)到100%運(yùn)行狀態(tài)這段時(shí)間內(nèi)(一般為2~5分鐘,同制冷機(jī)組制冷量有關(guān)),水箱的供水溫度不超過(guò)設(shè)計(jì)值上限,滿足恒溫的需要。

        同時(shí)水箱內(nèi)水泵吸水口以上的有效容積應(yīng)大于整個(gè)制冷內(nèi)外循環(huán)流道總?cè)莘e,達(dá)到快速補(bǔ)水的目的。

        系統(tǒng)采用雙循環(huán)系統(tǒng)有兩個(gè)水泵,內(nèi)循環(huán)水泵為水箱同主機(jī)之間的循環(huán),流量穩(wěn)定,制冷系統(tǒng)穩(wěn)定。外循環(huán)泵為水箱同生產(chǎn)設(shè)備之間的循環(huán),循環(huán)水泵可以在最大與最小流量之間變化,故不影響整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

        3.3 冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        冷卻水系統(tǒng)除了同樣考慮水泵及管路的設(shè)計(jì)外,還需要考慮液壓油和料筒喂料段的用水量。一般這部分采用冷卻水塔的水來(lái)冷卻,因?yàn)檫@不僅是最佳的方法,單就生產(chǎn)成本看,也是極經(jīng)濟(jì)的,除非對(duì)其溫度有特定要求,可用冰水對(duì)其進(jìn)行冷卻。

        故在選冷卻塔時(shí)需把這部分的熱量考慮進(jìn)去。

        4 總結(jié)

        注塑產(chǎn)品的質(zhì)量是系統(tǒng)各設(shè)備的完美配合,通過(guò)對(duì)工藝?yán)鋮s系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)分析,并進(jìn)行初步探索,匹配最優(yōu)工況點(diǎn),提高利用率,達(dá)到最佳、高效經(jīng)濟(jì)的目的。

        參考文獻(xiàn):

        [1]李曉棠.機(jī)械制造[M].2005,43(07):18-20.

        [2]曾祥補(bǔ)等.模具工業(yè)[M].2013,39(03):52-56.

        [3]孫桂蘭等.機(jī)械[M].2013,40(01):22-26.

        作者簡(jiǎn)介:劉敏(1985-),女,湖北襄陽(yáng)人,大專(zhuān),產(chǎn)品工程師,研究方向:工業(yè)制冷及系統(tǒng)節(jié)能。

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