Waarom het klemmen van tonnage geen plasticisatie-aandrijving op een spuitgietmachine kan dimensioneren

Neem een typisch specificatieblad van een machinebouwer en cirkel één getal erop: 450 ton. Schrijf er nu onder, "Welke plastificatie-eenheid versnellingsbak hebben we hiervoor nodig?" Dat is de constructie die dit artikel doorwerkt, en het tonnage is een tijdelijke aanslag in plaats van een cijfer afkomstig uit een bepaalde bestelling.

Het is een redelijke vraag om te stellen. Het is geen vraag die een antwoord heeft, Omdat de 450 ton de verkeerde helft van de machine beschrijft.

Het getal dat wordt genoemd is een mal-zijnummer

Klemkracht bestaat om een mal gesloten te houden terwijl plastic terugduwt. De berekening erachter is een oppervlakte vermenigvuldigd met een druk: De geprojecteerde oppervlakte van het onderdeel, inclusief lopers, maal de holtedruk die het proces nodig heeft, met een marge voor hoe de machine wordt beoordeeld. De holtedruk wordt bepaald door het onderdeel, niet de pers. Een dik commodity-onderdeel kan in de lage honderden meter liggen. Een dunwandig verpakkingsonderdeel kan meerdere keren hoger lopen, Omdat de smelt de uitersten van een lang stroompad moet bereiken voordat het bevriest.

Niets in die berekening komt in de buurt van schroefsnelheid, schroefkoppel, smeltviscositeit, of hersteltijd. Die behoren tot een ander subsysteem met een andere set ingangen.

Op de machine zelf zijn de twee fysiek gescheiden. De klemunit is een schakelaar of een hydraulische cilinder die werkt op een bewegende plaat. De injectie-eenheid is een loop met een schroef erin, een aandrijving die de schroef laat draaien, en een stuwkracht die de schroef naar voren duwt. Ze delen een frame en een besturingssysteem. Ze delen geen belastingpad.

Dus wanneer een specificatieblad 450 ton vermeldt, Het heeft je verteld hoe hard de machine kan knijpen. Het heeft je niets verteld over hoe hard hij een schroef kan draaien.

Eén tonnage, Meerdere Schroeven, Verschillende koppelvereisten

Hier is het deel dat de inferentieketen onmiddellijk doorbreekt, en het is zichtbaar op bijna elke cataloguspagina van elke machinebouwer.

Een enkele injectie-eenheid wordt gewoonlijk aangeboden met twee tot vier alternatieve schroefdiameters, hoewel het exacte aantal per bouwer en per eenheidsgrootte verschilt. De loop is hetzelfde. De schijf is vaak hetzelfde. De schroeven zijn dat niet.

Schroevendiameter is een ambacht, en de handelsvoorwaarden lopen door het schroefontwerp in plaats van alleen door de diameter. In een vaste looplengte, Een kleinere diameter zorgt voor een hogere lengte-diameterverhouding, en de injectiedruk die de eenheid kan ontwikkelen stijgt omdat dezelfde stuwkracht werkt op een kleiner schroefoppervlak. De schotcapaciteit neemt af met het geveegde volume. Een grotere diameter keert die twee om, Maar hoe de verandering bij het mengen en smelten plaatsvindt, is een vraag over de geometrie van de schroef zelf, de compressieverhouding, en het vluchtontwerp, niet over het ratio-getal op zichzelf. Twee schroeven met dezelfde L/D kunnen heel verschillend presteren in dezelfde loop. Wat over het bereik geldt, is de richting van het koppel: een grotere diameter doorbreekt en transporteert meer smelt per omwenteling, Dus het vereist meer koppel om bij een bepaalde snelheid te draaien, en het verschil is aanzienlijk in plaats van marginaal.

Stel je twee machines voor die dezelfde assemblagelijn verlaten, beide met een rating van 450 ton, Eén met een schroef van 45 mm en één met een schroef van 60 mm. De klem is identiek. De eis voor plasticiserende aandrijving is dat niet. Als je de versnellingsbak op basis van het tonnage afmeet., Je zou voor beide dezelfde eenheid specificeren, en je zou het mis hebben voor minstens één van hen.

Dat is het hele argument in één afbeelding. De klemtonnage is constant over de schroefopties heen. Plastisch maken van koppel is dat niet. Een grootheid die niet verandert, kan geen grootheid bepalen die dat wel doet.

Wat de plasticiseringsdrive daadwerkelijk moet leveren

Als tonnage niet de input is, Wat is? Vier dingen, en ze zijn allemaal meetbaar of gespecificeerd op het procesblad in plaats van op het machinenaamplaatje.

Schroefsnelheidsbereik. Dit wordt bepaald door het proces, Daarna heeft het gecontroleerd met wat de schijf kan bevatten. De hersteltijd is de beperking aan de lage kant: De schroef moet de volgende shot plastificeren voordat de mal weer opengaat, Dus de vereiste snelheid valt buiten de cyclustijd en het schotgewicht. Het hoge segment wordt beperkt door de smeltkwaliteit. Het sneller laten draaien van de schroef verkort het herstel, maar degradeert het mengen en verhoogt de smelttemperatuur, en op schuifgevoelige materialen kan het schade veroorzaken die zichtbaar is als strepen of zwakke laslijnen in plaats van als alarm.

De twee uiteinden zijn niet symmetrisch in hoe ze de specificatie beperken. Bij de meeste grondstoffenbanen is het minimum wat telt, Omdat de schroef een shot moet afleveren binnen een cyclus die door andere overwegingen is ingesteld, en het koppel bij lage snelheid is waar de aandrijving het meest waarschijnlijk marginaal is. Het maximum is een procesplafond in plaats van een schijfvereiste, in de zin dat niemand een versnellingsbak zo snel mogelijk kan maken als de schroef het niet kan verdragen als de smelt het niet kan verdragen. Wat de drive moet doen, is de hele band vasthouden, En de breedte van de band bepaalt of dezelfde reducer twee verschillende mallen kan bedienen.

Let ook op dat schroefsnelheid geen vrije draaiknop is. Bij een hydraulische eenheid komt het voort uit de verhouding van pompoutput tot motorverplaatsing; Bij een elektrische eenheid komt het van het motortoerental via de reductieverhouding. Hoe dan ook, het bereikbare bereik is een eigenschap van de aandrijflijn, En het proces moet erin leven.

Koppel door de herstelcyclus. Dit is het getal dat de maat van de versnellingsbak bepaalt, en het is geen enkel getal. Het koppel stijgt naarmate de schroef zich vult met ongesmolten korrels, piekt ergens halverwege het herstel wanneer het vaste bed het langst is, en daalt terwijl het resterende materiaal smelt. Een versnellingsbak die is geselecteerd op basis van een gemiddeld koppel, zal een aanzienlijk deel van elke cyclus boven zijn waarde rijden.

Tegendruk zit bovenop dat profiel, en hoeveel het toevoegt is een eigenschap van de setting, Het materiaal, en de machine in plaats van een vaste increment. Het mechanische effect is eenvoudig: Een hogere tegendruk betekent dat de schroef tegen een hogere weerstand aan de punt moet werken, dus het koppel stijgt ermee. Hoeveel het stijgt hangt af van de smeltviscositeit bij die temperatuur, De schroefgeometrie, en waarbij in de herstelslag de vergelijking wordt gemaakt, daarom hoort de instelling in de meting en niet in een correctiefactor. Een apparaat dat comfortabel was op één tegendrukstand is niet automatisch comfortabel op een hogere, En de enige manier om het verschil op een bepaalde machine te weten is door de schijfbelasting op beide instellingen af te lezen.

Materiaal- en schroefgeometrie. Een glasgevulde technische hars bij 280 °C is niet dezelfde belasting als een ongevulde grondhars bij 200 °C, zelfs bij hetzelfde schroefsnelheid, en het verschil loopt door viscositeit, Door de afschuiving voegt de vulstof toe, en door hoeveel van het vat het smelten moet worden voltooid. Dus dezelfde machine, Zelfde schroef, Zelfde snelheid, kan verschillend koppel vereisen van de ene taak tot de andere.

Piek versus stationaire toestand. Opstarten op een koude loop, Een uitgehongerde voederkeel, of een korte beperking bij het schermpakket zal allemaal het koppel boven de normale band brengen. Of de aandrijving deze gebeurtenissen overleeft, is een kwestie van de maximale capaciteit en welke bescherming er is tussen de schroef en de versnellingsbak, Niet over de nominale waarde.

Rotatie en voorwaartse beweging zijn twee verschillende belastingen

Er is nog een verwarring die het ophelderen waard is, Omdat het vaak de fout gaat met de specificaties van plastificatie van de versnellingsbak.

Tijdens het herstel, De schroef draait. Tijdens de injectie, De schroef beweegt axiaal naar voren en draait niet. Dit zijn twee verschillende bewegingen met twee verschillende belastingspaden.

De rotatiebelasting is koppel, van de aandrijving via de reductiefase naar de schroefschacht. De axiale belasting is stuwkracht. In de conventionele opstelling, waarbij de stuwkracht wordt opgevangen door een stuwlager in de injectie-eenheid en reageert tegen de loop en het frame, het gaat niet door de uitgaande as van de versnellingsbak, en het mag niet worden behandeld als een radiale of axiale belasting op de reducer. Het daadwerkelijke belastingspad moet worden bevestigd aan de hand van de assemblagetekening van die machine, Omdat sommige constructies een axiale component in de reducer of in de onderdelen die eraan vastzitten worden gedragen.

Dit is belangrijk wanneer iemand een versnellingsbakleverancier vraagt om "Pak ook de injectiekracht aan." De injectiekracht kan zeer groot zijn, en het hoort ergens anders in de machine thuis. De taak van een plasticisreducer is om een gedefinieerd koppel te leveren bij een bepaald snelheidsbereik via een gedefinieerd asinterface. Door de twee belastingen in één specificatie te mengen, wordt er een eenheid die in de ene richting te groot is en in de andere kant onvoldoende wordt ondersteund: De reducer krijgt een stuwlager dat hij niet nodig heeft en verliest de lageropstelling die hij wel nodig heeft voor de radiale belasting van wat hem aandrijft, of dat een riem is, Een ketting, of een directe koppeling.

De faalmodus is het waard om te benoemen omdat het er niet uitziet als een specificatiefout. Op papier komt de unit aan met de juiste koppelwaarde en de juiste verhouding, Het past binnen de montageomhulsel, En er lijkt niets verkeerd aan de orde. Het koppelgetal klopt, En het blijft rechts. Wat er mis is, is een lageropstelling die is gekozen voor een belasting die de versnellingsbak nooit ziet. Die volgorde is een mechanisme, Geen casusgeschiedenis: het is wat de geometrie impliceert, en dat is de reden dat de montage en lageropstelling in hetzelfde gesprek horen als het koppel.

De interface bij de schroefschacht is een eigen onderwerp. Splinverbindingen, Sleutelverbindingen, en geschroefde flensverbindingen stellen elk andere eisen aan de pasvorm van de as., concentriciteit, en hoe axiale positionering wordt bereikt. Een versnellingsbak die koppel en overbrengingsverhouding overeenkomt, kan nog steeds niet in montage gaan omdat de geometrie van de uitgangsas niet aansluit bij de schroefschacht zoals de machine is ontworpen.

De cijfers die het koppel daadwerkelijk bepalen

Het praktische resultaat van dit alles is een korte lijst met informatie. Er staat geen tonnagecijfer op. Alles hieronder staat ofwel in de documentatie van de machine of kan worden gemeten op een werkende machine.

Op die koppelrij, Een opmerking over metingen. Geinstrumenteerde schroeven komen voor in gepubliceerd onderzoek, voornamelijk uit andere procesindustrieën, en zijn geen gangbare praktijk op een plaster unit. Op de meeste machines in het veld, Wat je hebt is indirect: hydraulische aandrijfdruk op een hydraulische eenheid, of motorstroom op een elektrisch exemplaar. Beide zijn bruikbaar, beide vereisen een conversie, en beide moeten worden behandeld als een schatting met een gestelde aanname in plaats van als een gemeten koppel.

Waar de schijf wordt gespecificeerd vanaf een schone plaat in plaats van vervangen, De productlijn waarop deze discussie aansluit is de GTI Series versnellingsbak voor spuitgietmachines. Wat de link niet doet, is de rij boven de noot vervangen: De maat begint nog steeds met de schroefgeometrie, Snelheidsbereik, en cyclus, en een eenheid gekozen uit een tonnagecijfer is dezelfde gok of het afkomstig is van een cataloguspagina of een offerte.

Waarom de vraag over tonnage steeds terugkomt

De eerlijke versie van het antwoord op die eerste vraag is dat het tonnage ons vertelt welke klemunit de mal nodig heeft, en het beperkt de plasticiserende aandrijving helemaal niet. Om de aandrijving te dimensioneren hebben we de schroef nodig, Het proces, en de interface.

Dat antwoord wordt vaak tegengewerkt, En de reden is het waard om te begrijpen in plaats van ermee te discussiëren. Het specificatieblad van een machinebouwer is rondom de klem georganiseerd, Omdat de klem is waarop de machine wordt verkocht: Tonnage is het hoofdnummer, De schimmellijst is ertegenaan gebouwd, en het citaat wordt ermee gestructureerd. De injectie-eenheid verschijnt eronder als een set schroefopties, en de procesgegevens die de schijf zouden vergroten, leven in het procesblad van de gieter, wat een document is dat de machine builder vaak niet bezit.

Dus het tonnage komt eerst aan, want dat is het nummer op de voorkant van het blad, en de vraag "Welke versnellingsbak" wordt eraan gehecht door nabijheid in plaats van door logica. De oplossing is geen beter antwoord op de vraag over tonnage. Het is om het te vervangen door een vraag die de data kan beantwoorden: stuur de schroefdata, Het snelheidsbereik, De cyclus, Het materiaal, en de bestaande motor- en reductiedetails.

Twee eenheden kunnen beide worden beoordeeld voor hetzelfde nominale koppel en zijn hier toch niet uitwisselbaar. Men kan dat koppel over een breder snelheidsbereik vasthouden; Eén kan een asgeometrie hebben die zonder aanpassing past bij de bestaande koppeling; De ene kan een lageropstelling hebben die geschikt is voor de radiale belastingen van een riemaandrijving en de andere voor een directgekoppelde motor. Die verschillen worden pas zichtbaar zodra de schroef- en procesgegevens op tafel liggen, Dat is precies het moment waarop het tonnagegetal stopt met worden gevraagd.

Als die data is wat je hebt, De nuttige volgende stap is een gesprek over de plasticiseringsdrive in plaats van een verzoek om een catalogusnummer. Wat dat gesprek kort maakt, is de schroefdiameter en geometrie, Het snelheidsbereik, De cyclus en het schotgewicht, de materiaalkwaliteit en smelttemperatuur, en de bestaande motor- en reductiedetails, plus alle interfacetekeningen die er bestaan voor de schroefschacht. Met die in handen kan de aandrijving worden besproken tegen de koppelrij in plaats van tegen het tonnage. Stuur ze via de contactpagina En de eerste vraag kan de schroefgeometrie en het snelheidsbereik zijn, dat zijn de twee die de koppelrij instellen.