Способ оценки литьевых свойств резиновых смесей и устройство для его осуществления

 

О П И С А Н И Е 928197

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со>о з Сояетскмн

Социалистические

Республик

-Я (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 20.10.80 (21) 3009584/18-25 (53 ) M. Кл. (01 iJ 11/00 с присоединением заявки .%

Гасударственный каинтет (53) УДК 532.137 (088. 8) (23) Приоритет

Опубликовано 15 ° 05 ° 82 ° 5>оллетень рА 18

Дата опубликования описания 15.05-82 па делам изобретений и атнрытнй

Л. В, Попов, И. A. Киселев и Лс И. Колмыков (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский. и конструкторско-, технологический институт резиновой промышленностй и Волгоградский политехнический институт (7I) Заявители (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ЛИТЬЕВЫХ СВОЙСТВ РЕЗИНОВЫХ

СМЕСЕЙ И УСТРО 1СТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к исследованиям вязкостных и литьевых свойств полимерных материалов, а конкретно к области исследований литьевых свойств резиновых смесей, которые необходимо знать для расчета формирующего и вулканизирующего инструмента.

Известен способ для определения вязкостных и литьевых свойств термопластов для расчета формирующего ин" струмента, заключающийся в определении напряжений сдвига материтвла у стенки канала и реологических констант степенного закона путем построения графических зависимостей — кри" вых течения на основе экспериментальнь,х данных. Для получения этих данных используется капиллярный вискозиметр, представллющий собой цилиндрическую камеру с капилллром на конце. Выдавливание материала производится с помощью плун><ера или червячного экструдера 1) . г. 2

Данный способ и устройство для его осуществления связаны с необходимостьюприменения дорогостоящего и громоздкого оборудования, эксперимент занимает продол>нительное время, а обраS ботка его результатов требует боль. е>их математических вычислений, Кроме того, этот. способ не позволяет осуществить исследования влияние внеы10 ней смазки на гидравлическое сопро.тивление движению материала по кана. лам.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности 1 достигаемо15 му результату является способ оценки литьевых свойств резиновых смесей, согласно которому исследуемый материал продавливают из напорной камеры в каналы и замеряют длину каналов, заполненных резиновой смесью, по которой судят о литьевых свойствах заполненной формы с рабочим. Данный способ реализуетсл в устройстве длл оценки питьевых свойств резиновь>х

7 4 формы, вид сверху и поперечный разрез

Б"Б.

Устройство содержит верхнюю часть 1 (фиг. 1). с напорной камерой 2 и плунжером. 3 для закладки заготовки резиновой смеси и выдавливания ее в каналы, нижнюю часть 4 с каналами 5 и конической проточкой 6, в которую поступает резиновая смесь и затем передавливается в каналы 5, болты 7 для соединения частей формы. Рукоятки

8 необходимы для установки Формы на пресс.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем положении верхняя 1 и нижняя 4 части формы соединены фиг.1) и скреплены болтами 7, в напорную камеру 2 под плунжер 3 загружена заготовка резиновой смеси строго определенной массы. Затем Форма устанавливается на стол пресса (не показан) и сжимается, .при этом плуниер 3, перемещаясь вертикально вниз в напорной камере 2, вытесняет резиновую смесь в каналы 5 на нижней части 4.

Благодаря наличию конической проточки 6 на нижней части 4 формы и коническому основанию на плуниере 3 обеспечивается наиболее полное выдавливание смеси в каналы. Благодаря то. му, что гидравлическое сопротивление канала с большим сечением меньше, смесь уйдет в нем дальше, чем в каналы с меньшим сопротивлением, эта разница зависит от литьевых свойств резиновой смеси.

Таким образом, замеряя величины

1 и 1, полученные для данной смеси, можно оценить литьевые свойства ее.

На этом >не устройстве возможно оценить влияние смазки на уровень гидравлического сопротивления. С этой целью смазка тонким слоем наносится на поверхности каналов. Кроме того, устройство позволяет проводить эксперимент при различных температурах, для чего форма предварительно нагревается до заданной температуры либо в термостате, либо непосредственно на прессе, оснащенном нагревательными плитами. Влияние входового эффекта на результаты эксперимента на предлагаемом устройстве незначительно, поскольку каналы имеют идентичную конфигурацию входа и отличаются лишь шириной и, кроме того, при

4 расчете при делении —, эта погреш1 где 1 - суммарная длина пеРвой пары каналов, заполненных резиновой смесью;

1у — суммарная длина второй пары

> каналов, заполненных резиновой смесью;

Л(Б = -- - отношение диаметра d nep(>g вой пары каналов к диаметру

d> второй пары каналов;

К - показатель литьевых свойств резиновых смесей.

Такой способ моиет быть осуществлен устройством новой конструкции, содержащем напорную камеру с расположенным в ней .плунжером, соединенную с каналами, дополнительно содержит коническую проточку, связанную с каналами, причем глубина ее равна глубине каналов, а каналы выполнены в виде двух гидравлически подобных ïàð.

На фиг. 1 изображено устройство 55 для осуществления способа, обц>ий вид, включающий вид сверху и поперечный разрез А-А; на фиг, 2 - ни>нняя часть

3, 92819 смесей, состоящем из напорной камеры с рабочим гнездом в виде каналов, представляющих собой концентрические „ кольца прямоугольного сечения, соединенных перемычками, или .в виде спирального канала то>не прямоугольного сечения (2)..

К недостаткам способа и реализующего его устройства следует отнести то, что не учитывается влияние вели- ie чины поперечного сечения каналов, что сказывается на точности оценки литьевых свойств. Кроме этого, точность оценки пони>нается за счет входового эффекта. 15

Цель изобретения - повышение точности оценки литьевых свойств резиновых смесей за.счет учета влияния плЬщади поперечного сечения канала и входового эффекта. 20

Указанная цель достигается тем, что согласно способу оценки литьевых свойств резиновых смесей, включающему продавливание резиновой смеси из напорной камеры в каналы и замер дли- у ны заполненных резиновой смесью каналов, резиновую смесь продавливают одновременно в две пары каналов со скоростью, обратно пропорциональной диаметрам каналов, а литьевые свойства оценивают по формуле

928 — = К) л, Обозначив отношения,г

7я г

1. со пг Eg

Л где Л и

E! u

4и Ыг у иг

Ъ и dr и3г

"г

Температура, "С

Значения, м

Вид внеш- Размеры ней смаз- каналов, ки. мм

Тип смеси

1! 1г

Эталонная (полинзобутилен) Отсутствует 6 х 6 230 190 4,12

4х4

140

Резиновая на основе СКЭП (26-82-3) 206 149 4,7

140 Отсутствует

5 ность взаимно сокращается. Время, затрачиваемое на проведение одного эксперимента, составляет не более

5 мин, включая сборку, разборку формы и числение величины К.

Методика оценки литьевых свойств резиновой смеси при движении по .каналам выведена исходя иэ следующих предпосылок.

Иэ условий равенства потери давле- 10 ния резиновой смеси в каналах можно записать:

Ьp! = L)Р = p!!g, — Р где Р„х - давление смеси в напорной камере; 15

Р— давление смеси в канале на ее конечном участке. — коэффициенты гидравлического сопротивления каналов;

- длины участков каналов, заполненных резиновой смесью;

- диаметры первой и второй пары каналов со" ответственно скорости движения резиновой смеси по каналам; .35

- ускорение свободного падения.

Приравнивая эти выражения, получим

1 Й1! 1г си, 2 г

«д 2 — — Лг у - или

197 G

Из условия гидродинамического подобия можно записать:

Я d g (а Д /а т Р г где / = Я вЂ” плотность резиновой смеси в каналах; — вязкость резиновой . смеси в каналах.

Сокращая эти величины, получим:

1 !!гг d,! иг! Й! = !,с,с1г, или — =, тогда

Йг а отношение эквивалентных диаметров каналов - = Z получим величину

d)

У .являющуюся показателем литьевых . свойств резиновых смесей:

12

В таблице приведены данные, полу ченные предлагаемым способом.

Как видно из таблицы, литьевые свойства зависят от,типа смеси и от наличия внешней смазки.

Техническая и экономическая эффективность предлагаемого способа и .уст-, ройства в резиновой промышленности состоит в том, что он позволяет по" .

BbIcHTb точность оценки литьевых свойств резиновых смесей, благодаря учету влияния площади поперечного сечения канала и учету входового эффекта, Кроме того, осуществляется уско" ренный контроль литьевых свойств всех резиновых смесей, тем самым исключается попадание в производство материалов, несоответствующих технологическим нормам, а тем самым значительно предотвращается брак продукции.

928197

Г r

Температура, С

Ви внеш- P

Значения, мм !

1цп смеси азмеры каналов

1 мм д ней смазi 1 ки

228 156 4,95

140 ПМС-20

То же

Резиновая на основе СКН-18 и наирит (HO-68) 140

140 ПМС-20

178 115 5 25

192 98 6,7

««

««

То qe формула изобретения

lg 3

К Е, 35 где 1

1г

1. Способ оценки питьевых свойств резиновых смесей, включающий продавливание исследуемого. материала из напорной камеры в каналы и замеры длины каналов, заполненных исследуемым материалом, по которой судят о литьевых свойствах, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше- 25 ния точности оценки, резиновую смесь продавливают одновременно в две пары каналов со скоростью, .обратно пропорциональной диаметром каналов, а литьевые свойства оценивают по s0

Формуле — суммарная длина первой пары каналов, заполненных резин<;<вой смесью; суммарная длина второй пары каналов, заполненных резиновой смесью;

П родол же ни е т а(< Г1<< < ь<

I 1 с1 — отношение диаметра с1

2 первой пары каналов к диаметру с1 второй пары каналов, К вЂ” показатель литьевых свойств резиновых смесей.

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее напорную камеру с расположенным в ней плунжером, соединенную с каналами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит коническую проточку, связанную с каналами, причем глубина ее равна глубине каналов, а каналы выполнены в виде двух гидравлически подобных пар.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Басов Н, И. и др. Оборудование для производства объемных изделий из термопластов. М., "Машиностроение", 1972, с. 110-114.

2. Шварц А. И. и др. Литьевое формование резиновых технических изделий. M "Химия", 1975, с. 76 и 77 (прототип).