Janusz W. SIKORA Katedra Procesów Polimerowych, Politechnika Lubelska ul. Nadbystrzycka 38d, 20-618 Lublin e-mail: [email protected], tel. 0-81-53-84-222 BUDOWA G£OWIC WYT£ACZARSKICH DO RUR Artyku³ stanowi drug¹ pracê, z ca³ej serii prac, dotycz¹cych budowy g³owic wyt³aczarskich. Niniejsze opracowanie dotyczy g³owic wyt³aczarskich do otrzymywania kszta³towników o ko³o- wym kszta³cie pola przekroju poprzecznego, w szczególnoœci g³owic do rur. Nazywane s¹ one równie¿ g³owicami ko³owymi. Przeprowadzono podzia³ tych g³owic na g³owice wzd³u¿ne, poprzeczne oraz œrubowe. W g³owicach wzd³u¿nych zwrócono uwagê na mocowanie rdzenia za pomoc¹ ¿eber wspornikowych do jej korpusu. Wskazano sposoby zmniejszenia niekorzystnego oddzia³ywania powierzchni ³¹czeñ strumieni sk³adowych powsta³ych podczas przep³ywu two- rzywa przez ¿ebra wspornikowe. W g³owicach poprzecznych przedstawiono budowê rdzenia kana³owego, natomiast w g³owicach œrubowych budowê rdzenia gwiaŸdzisto-œrubowego oraz walcowo-œrubowego. Design of extruder heads for pipes. The paper is the second one in the series of works on the design of extruder heads. This work concerns the extruder heads for receiving profiles of the circular cross-section, especially heads for pipes. They are also called circular heads. These heads were divided into longitudinal heads, transverse and helical. In the longitudinal heads, the attention was paid to fixing the mandrel to its body by means of spider legs. Methods of decreasing the unfavourable influence of joint surfaces of component fluxes during the polymer flow through the spider legs were presented. In the transverse heads, the design of the heart-sha- ped mandrel was described, while in the helical heads the design of the star-helical and arm-helical mandrel was shown. G³owica wyt³aczarska do kszta³towników o ko³owym kszta³cie pola przekroju poprzecz- nego nazywana jest równie¿ g³owic¹ ko³ow¹ i stosowana jest w procesie wyt³aczania do otrzymywania rur oraz prêtów ko³owych. G³o- wicê wyt³aczarsk¹ do prêtów stosuje siê stosun- kowo rzadko, a jej budowa jest w zasadzie naj- prostsza z mo¿liwych i z tego powodu przybli- ¿ona zostanie tylko budowa g³owic do rur. G³owice wyt³aczarskie do rur dzieli siê na g³owice wzd³u¿ne, poprzeczne oraz œrubowe. Najbardziej rozpowszechnione s¹ g³owice wzd³u¿ne. G³owice wzd³u¿ne do kszta³towników o ko- ³owym kszta³cie pola przekroju poprzecznego stosowane do wyt³aczania rur, ró¿ni¹ siê miê- dzy sob¹ przede wszystkim sposobem moco- wania rdzenia do jej korpusu, znajduj¹cego siê wewn¹trz g³owicy. Przyjê³o siê mianowicie, ¿e g³owice ko³owe u¿ywane do wyt³aczania rur z PVC, charakteryzuj¹ siê mocowaniem rdze- nia do korpusu g³owicy za pomoc¹ ¿eber wspornikowych symetrycznie rozmieszczo- nych na jego obwodzie [1, 2, 3, 4]. Schemat takiej g³owicy zosta³ przedstawiony przyk³adowo na rysunku 1a, natomiast jej przyk³adowy wygl¹d na rysunku 1b. Z uk³adu uplastyczniaj¹cego wyt³aczarki tworzywo uplastycznione dostarczane jest do g³owicy kana³em przep³ywowym wlotowym, najczêœciej o ko³owym kszta³cie przekroju po- przecznego, wspó³osiowym z uk³adem uplas- tyczniaj¹cym. Strumieñ tworzywa przep³ywa przez filtr tworzywa i po napotkaniu rozdziela- cza rdzenia g³owicy wp³ywa do kana³u rozpro- wadzaj¹cego, pierœcieniowego sto¿kowego rozbie¿nego liniowego. Nastêpnie tworzywo jest wprowadzane do kana³ów przep³ywowych rozdzielaj¹cych utworzonych przez ¿ebra wspornikowe, w których jest rozdzielane na 4 Przetwórstwo Tworzyw
12
Embed
Sikora Janusz W. - Budowa głowic wytłaczarskich do rur
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Janusz W. SIKORA
Katedra Procesów Polimerowych, Politechnika Lubelskaul. Nadbystrzycka 38d, 20-618 Lubline-mail: [email protected], tel. 0-81-53-84-222
BUDOWA G£OWIC WYT£ACZARSKICH DO RUR
Artyku³ stanowi drug¹ pracê, z ca³ej serii prac, dotycz¹cych budowy g³owic wyt³aczarskich.
Niniejsze opracowanie dotyczy g³owic wyt³aczarskich do otrzymywania kszta³towników o ko³o-
wym kszta³cie pola przekroju poprzecznego, w szczególnoœci g³owic do rur. Nazywane s¹ one
równie¿ g³owicami ko³owymi. Przeprowadzono podzia³ tych g³owic na g³owice wzd³u¿ne,
poprzeczne oraz œrubowe. W g³owicach wzd³u¿nych zwrócono uwagê na mocowanie rdzenia za
pomoc¹ ¿eber wspornikowych do jej korpusu. Wskazano sposoby zmniejszenia niekorzystnego
oddzia³ywania powierzchni ³¹czeñ strumieni sk³adowych powsta³ych podczas przep³ywu two-
rzywa przez ¿ebra wspornikowe. W g³owicach poprzecznych przedstawiono budowê rdzenia
kana³owego, natomiast w g³owicach œrubowych budowê rdzenia gwiaŸdzisto-œrubowego oraz
walcowo-œrubowego.
Design of extruder heads for pipes. The paper is the second one in the series of works on the
design of extruder heads. This work concerns the extruder heads for receiving profiles of the
circular cross-section, especially heads for pipes. They are also called circular heads. These heads
were divided into longitudinal heads, transverse and helical. In the longitudinal heads, the
attention was paid to fixing the mandrel to its body by means of spider legs. Methods of
decreasing the unfavourable influence of joint surfaces of component fluxes during the polymer
flow through the spider legs were presented. In the transverse heads, the design of the heart-sha-
ped mandrel was described, while in the helical heads the design of the star-helical and arm-helical
mandrel was shown.
G³owica wyt³aczarska do kszta³towników
o ko³owym kszta³cie pola przekroju poprzecz-
nego nazywana jest równie¿ g³owic¹ ko³ow¹
i stosowana jest w procesie wyt³aczania do
otrzymywania rur oraz prêtów ko³owych. G³o-
wicê wyt³aczarsk¹ do prêtów stosuje siê stosun-
kowo rzadko, a jej budowa jest w zasadzie naj-
prostsza z mo¿liwych i z tego powodu przybli-¿ona zostanie tylko budowa g³owic do rur.
G³owice wyt³aczarskie do rur dzieli siê nag³owice wzd³u¿ne, poprzeczne oraz œrubowe.
Najbardziej rozpowszechnione s¹ g³owicewzd³u¿ne.
G³owice wzd³u¿ne do kszta³towników o ko-
³owym kszta³cie pola przekroju poprzecznegostosowane do wyt³aczania rur, ró¿ni¹ siê miê-
dzy sob¹ przede wszystkim sposobem moco-wania rdzenia do jej korpusu, znajduj¹cego siê
wewn¹trz g³owicy. Przyjê³o siê mianowicie, ¿e
g³owice ko³owe u¿ywane do wyt³aczania rur
z PVC, charakteryzuj¹ siê mocowaniem rdze-
nia do korpusu g³owicy za pomoc¹ ¿eber
wspornikowych symetrycznie rozmieszczo-
nych na jego obwodzie [1, 2, 3, 4]. Schemat takiej
g³owicy zosta³ przedstawiony przyk³adowo na
rysunku 1a, natomiast jej przyk³adowy wygl¹d
na rysunku 1b.
Z uk³adu uplastyczniaj¹cego wyt³aczarkitworzywo uplastycznione dostarczane jest do
g³owicy kana³em przep³ywowym wlotowym,najczêœciej o ko³owym kszta³cie przekroju po-
przecznego, wspó³osiowym z uk³adem uplas-tyczniaj¹cym. Strumieñ tworzywa przep³ywa
przez filtr tworzywa i po napotkaniu rozdziela-
cza rdzenia g³owicy wp³ywa do kana³u rozpro-
wadzaj¹cego, pierœcieniowego sto¿kowego
rozbie¿nego liniowego. Nastêpnie tworzywo
jest wprowadzane do kana³ów przep³ywowych
rozdzielaj¹cych utworzonych przez ¿ebra
wspornikowe, w których jest rozdzielane na
4 Przetwórstwo Tworzyw
kilka strumieni sk³adowych i przep³ywa rów-
nolegle do osi g³owicy. Z kolei strumienie sk³a-dowe wp³ywaj¹ do kana³u rozprowadzaj¹cego,
pierœcieniowego sto¿kowego zbie¿nego linio-wego, w którym ³¹cz¹ siê. I wreszcie strumieñ
tworzywa jest wprowadzany do dyszy g³owicy– kana³u pierœcieniowego liniowego, o du¿ym
stosunku d³ugoœci do wymiaru poprzecznego i
ma³o- lub czêœciej niezmiennym przekroju po-
przecznym. Tworzywo wyp³ywa z niej stru-
mieniem pierœcieniowym o wymiarach prze-
kroju poprzecznego zbli¿onych do wymiarów
przekroju poprzecznego otrzymywanej rury.
W wyniku rozdzielenia przep³ywaj¹cegostrumienia tworzywa w kana³ach rozdzielaj¹-
cych i nastêpnie ³¹czenia strumieni sk³adowych
w kanale rozprowadzaj¹cym zbie¿nym, w miej-
scu ³¹czenia, którym jest promieniowy odcinekprosty na ca³ej d³ugoœci wytworu, powstaj¹
z³¹cza, nie zawsze widoczne, ale na ogó³ pogar-szaj¹ce w³aœciwoœci wytrzyma³oœciowe otrzy-
mywanych rur.
W miejscu ³¹czenia strumieni sk³adowych
powstaj¹ zmiany w strukturze tworzywa spo-
wodowane znaczn¹ orientacj¹ tworzywa uplas-
tycznionego w otoczeniu ¿eber wsporniko-
wych. Orientacja ta powstaje z powodu du¿ego
gradientu prêdkoœci, wystêpuj¹cego w strefieprzyœciennej strumienia tworzywa uplastycz-
nionego, wywo³anego efektem przyœciennym[5, 6] oraz w wyniku rozci¹gania makrocz¹ste-
stosowanych w g³owicy wzd³u¿nej œrubowejz dodatkow¹ tulej¹ rozdzielaj¹c¹, tak jak poka-
zano to na rysunku 15.Zastosowanie elementu konstrukcyjnego
rozdzielaj¹cego strumieñ tworzywa wyp³ywa-j¹cego z wyt³aczarki jednoczeœnie do dwóch
i wiêcej g³owic wyt³aczarskich [23], umo¿liwia
zastosowanie g³owic podwójnych (bliŸnia-
czych) (rys. 16a), potrójnych i poczwórnych
(rys. 16b)
Znane jest te¿ rozwi¹zanie konstrukcyjne
g³owicy wyt³aczarskiej do rur umo¿liwiaj¹ce
nanoszenie na powierzchniê wewnêtrzn¹ rury
wyt³aczanej substancji w stanie ciek³ym o np.
dobrych w³aœciwoœciach œlizgowych, w czasie
procesu wyt³aczania. Substancja natryskiwana
jest przez instalacjê natryskow¹ poprowadzon¹kana³em pomocniczym i zakoñczon¹ rozpyla-
czem pneumatycznym wystaj¹cym z dyszy g³o-
wicy [24].
Rys. 15. Pogl¹dowe przedstawienie budowy g³owicy
wyt³aczarskiej do rur ³¹cz¹cej cechy g³owicy wzd³u¿-
nej œrubowej z dodatkow¹ tulej¹ rozdzielaj¹c¹; a)
przekrój wzd³u¿ny, b) wygl¹d rdzenia kana³owego
z tulej¹ rozdzielaj¹c¹: 1 – rdzeñ kana³owy, 2 – tuleja
rozdzielaj¹ca, 3 – korpus g³owicy, 4 – dysza, 5 –
kana³ rozprowadzaj¹cy œrubowy [22]
Rys. 16. Wygl¹d g³owic wyt³aczarskich wzd³u¿nych wraz z rozdzielaczem montowanym do uk³adu uplas-
tyczniaj¹cego wyt³aczarki: a) podwójnych (bliŸniaczych) do rur (Krauss Maffei, Niemcy), b) poczwórnych
do rur (Dietzel, Austria)
14 Przetwórstwo Tworzyw
Literatura
1. Sikora R.: Przetwórstwo tworzyw wielkocz¹stecz-kowych. Wydawnictwo Edukacyjne, Warszawa1993.
2. Praca zbiorowa pod redakcj¹ Sikory R.: Przetwór-stwo tworzyw polimerowych. Podstawy logiczne,formalne i terminologiczne. Wydawnictwo Poli-techniki Lubelskiej, Lublin 2006.
3. Sikora J.W.: Selected Problems of Polymer Extru-sion. Wydawnictwo Naukowe WNGB, Lublin2008.
6. Sikora R.: Podstawy przetwórstwa tworzyw wiel-kocz¹steczkowych. Wydawnictwo PolitechnikiLubelskiej, Lublin 1992.
7. Michaeli W.: Extrusion Dies for Plastics and Rub-ber. Hanser Publishers, Munich 1992.
8. Materia³y informacyjne firmy Hans Weber,Niemcy.
9. Materia³y informacyjne firmy BASF, Niemcy.10. Sikora J. W., Bieliñski M.: G³owice do wyt³aczania
poruj¹cego kszta³towników. Praca zbiorowa „Pos-têp w przetwórstwie tworzyw termoplastycz-nych”. Politechnika Czêstochowska, Czêstochowa1995, 209.
11. Patent polski nr 182449.
12. Klepka T.: Konstrukcja osiowo-symetrycznychwytworów polimerowych o kszta³tach z³o¿onych.Polimery 2008, 53, 390.
13. Klepka T.: Badania cech konstrukcyjnych wytwo-rów z tworzyw polimerowych metod¹ ultradŸwiê-kow¹. Polska Akademia Nauk, Odzia³ w Lublinie.Teka Komisji Budowy i Eksploatacji Maszyn, Elek-trotechniki, Budownictwa. Volume II. Lublin 2008,69.