1.3. Выбор и краткая характеристика формующей оснастки

Головка экструдера - это формующий инструмент, в котором под давлением течет вязкая масса и при этом образуется форма изделия. Профиль поперечного сечения головки определяет вид поперечного сечения выдавливаемого изделия.

Расчеты, связанные с течением и деформированием перерабатываемого вязкотекучего полимерного материала, называют реологическими.

Анализ и расчет формующих участков головок включает:

1) Определение оптимального коэффициента геометрической формы головки К для обеспечения максимальной производительности машины, а также величин г, Р. Головки различают не только по профилю поперечного сечения выдавливаемого из них изделия, но и по давлению, которое в них образуется: до 4 МПа, 4 ? 10 МПа, и головки высокого давления 10 МПа.

2) Определение оптимальных размеров формующих участков, которые обеспечивают качество готовых изделий.

Проектирование и расчет формующих головок производят в указанной ниже последовательности [7]:

1. Определение размеров оформляющих зазоров. При этом необходимо учитывать степень вытяжки и разбухания экструдата.

2. Разделение каналов сложной геометрии на участки простой геометрии поперечного сечения и определение соответствующих элементарных расходов полимерного расплава через эти участки.

3. Определение скоростей сдвига г для данной температуры переработки и эффективной вязкости з.

4. Расчет коэффициентов геометрической формы К_і для каждого элементарного участка сечения каналов.

5. Расчет перепада давления на том же элементарном участке сечения.

6. Сравнение перепада давления отдельных участков.

7. Оценка повышения температуры (в градусах) вследствие диссипативного тепловыделения при сдвиговом течении.

Обычно канал формующей головки, по которому течет расплав, имеет сечения разной формы: цилиндрическое (К₃), коническое с уменьшающимся диаметром на выходе (К₄), щелевое прямоугольное (К₅), щелевое клиновидное (К₆), кольцевое цилиндрическое (К₇), кольцевое коническое (К₈).

Обычно при переработке ПВХ в экструдерах устанавливают пластинчатые и цилиндрические фильтровальные элементы - стационарные и сменные с размером отверстий 0,1 - 0,2 мм (70 - 140 м). На современных экструдерах устанавливают сито-сменные фильтровальные устройства с общей площадью фильтрующего комплекта 500 - 2000 см² и числом фильтровальных элементов n = 5 ? 20.