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注塑机塑化参数对能耗影响的研究

作　者: 李福
导　师: 程珩
学　校: 太原理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 注塑机 塑化参数 POLYFLOW 能耗
分类号: TQ320.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着塑料制品使用范围不断扩大和需求量不断上升,对塑料成型机的研究也越来越受到人们的重视。塑料成型加工方法很多,包括注射成型、挤出成型、压制成型等；注射成型凭借其能够一次成型形状复杂、尺寸精确的制品,适合高效率、大批量的生产方式而成为热塑性塑料最主要的成型加工方法。影响注塑机能耗的因素很多,各因素之间相互影响相互制约,对能耗的影响也及其复杂。这些因素主要包括两方面：一方面是注塑机的设计者对注塑机的节能改造。这是影响注塑机能耗的主要方面,但是需要的周期较长,前期研发投入较大,而且受其他技术的制约。另一方面是通过注塑机的操作者对注塑机工作时的参数进行调整与优化来达到节能的目的,这种方法操作较简单,节能效果良好,但一般都是凭借经验通过“试凑法”来选择参数的。由于注塑机在完成一个制品的生产周期内各个动作的能耗相差很大,而且每个周期的动作与能耗完全相同,所以对于注塑机节能可行性较强。本文是以山西汾西重工WK400注塑机为研究对象,通过模拟分析与实验验证来确定注塑机塑化参数对能耗的影响程度,主要包括以下内容：1.在PROE中建立注塑机螺杆计量段与流道模型,导入粘弹性流体模拟软件包POLYFLOW中对其模拟计算,可以得到计量段螺杆的驱动转矩,最后得到螺杆在塑化时间内的能耗值,正交试验表设计的实验方案所得到的能耗值通过极差分析可求得在模拟过程中各参数对能耗的影响程度。2.通过WK400注塑机实验平台采集注塑机伺服电机实时输出功率值,最后求得注塑机在各个参数方案下能耗值,同样在正交试验表中求得在实验过程中各参数对能耗的影响程度,并且可以得到一组最节能的塑化方案。3.通过模拟结果与实验结果对比与分析,实验数据对理论模型修正,使理论模型更具有推广性。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 注塑机能耗的概述  11-12
    1.1.1 注塑机节能减排发展背景  11-12
    1.1.2 注塑机节能改造的研究  12
  1.2 国内外对注塑机能耗的研究现状及选题意义  12-14
    1.2.1 国内外对注塑机能耗的研究现状  12-13
    1.2.2 课题研究的意义  13-14
  1.3 论文研究的主要内容  14-17
第二章 注塑机塑化工艺参数及其对能耗影响的分析  17-27
  2.1 注塑机的结构和工作原理  17-20
    2.1.1 注塑机结构简介  17-18
    2.1.2 注塑机的工作原理和工作过程  18-20
  2.2 注塑机能耗的影响因素  20-22
    2.2.1 加工物料  20-21
    2.2.2 螺杆的结构参数  21
    2.2.3 产品的体积和重量  21-22
    2.2.4 注塑机注塑工艺参数  22
  2.3 注塑机工艺参数分析  22-25
    2.3.1 塑化参数  22-24
    2.3.2 射出参数  24
    2.3.3 开关模参数  24-25
  2.4 注塑机塑化工艺参数对能耗影响的分析  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第三章 塑化参数对能耗影响的模拟分析  27-41
  3.1 模拟分析前处理软件GAMBIT的介绍  27-28
  3.2 流体分析软件POLYFLOW的介绍  28-30
  3.3 试验设计方法  30-32
  3.4 注塑机塑化参数方案的确定  32-35
    3.4.1 注塑机螺杆计量段和流道模型的建立  32-33
    3.4.2 塑化参数正交表的建立  33-35
  3.5 塑化模拟中数学模型的建立和边界条件的设定  35-37
    3.5.1 软件模拟数学模型的建立  35-36
    3.5.2 螺杆运动过程边界条件的设定  36-37
  3.6 模拟分析和模拟结果讨论  37-40
    3.6.1 注塑机模拟过程  37-39
    3.6.2 模拟结果讨论  39-40
  3.7 本章小结  40-41
第四章 塑化参数对能耗影响的实验研究  41-69
  4.1 注塑机试验平台的建立  41-44
    4.1.1 注塑机平台  41-42
    4.1.2 伺服电机  42-44
    4.1.3 在线监测系统  44
  4.2 实验所用物料和注射的产品  44-49
    4.2.1 实验所用物料各组成成分  44-49
    4.2.2 实验注射产品  49
  4.3 塑化参数对能耗影响的实验过程  49-63
    4.3.1 实验方案  49-50
    4.3.2 实验数据记录  50-63
  4.4 实验结果分析  63-67
    4.4.1 注塑机塑化参数对注塑机能耗的影响分析  63-65
    4.4.2 实验结果与模拟结果对比分析  65-67
  4.5 本章小结  67-69
第五章 全文总结与工作展望  69-71
  5.1 论文总结  69-70
  5.2 工作不足与展望  70-71
参考文献  71-75
致谢  75-77
攻读硕士学位期间发表的论文  77

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 一般性问题 > 机械与设备
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