注塑机螺旋输送器摩擦磨损试验机研制

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1、宁波大学工程硕士研究生2009/2010学年第一学期试卷考试科目：专业英语姓名：学号：阅卷教师：成绩：注塑机磨损的模拟实验 Asimulationtestforwearininjectionmouldingmachines S.J.Bull,QiushaZhou 摘要：众所周知，经添加玻璃纤维进行强化的聚合物会对注塑机的机筒和螺杆产生相当大的磨损。一些用在注塑机上的模拟模型实验，在寻找适当的包裹物和表面处理技术来抵抗磨损已有所突破。然而,在这些模型实验中，只是注塑机机筒内的一些重要的情况被测试到，并不是所有的。在这篇研究中，实验者将介绍更为接近机筒内部磨损真实情况的模拟实验。其理论和美国材

2、料试验学会的橡皮轮磨耗实验机有些相似，只是增加了一些更接近真实磨损的模拟条件。在研究中我们用实验装置对未处理钢、镀铬金钢和氮化钢被玻璃纤维填充剂磨损情况随温度的变化进行模拟试验，进而分析磨损产生机理。在测试条件之下,最好的结果从氮化钢中得出。未经处理钢和镀铬钢磨损率随着温度的升高而加快，但氮化钢试件的磨损率却基本保持不变。关键词:磨损，氮化钢，注塑机1,引言我们已经知道，经添加玻璃纤维进行强化的聚合物会对注塑机的机筒和螺杆产生相当大的磨损，但是一些涂料和表面处理已经被用来减轻他们之间的磨损。一些注塑机中的材料模型试验，已经有所发现并对各种材料进行了优劣区分。然而,在这些模型实验中，只是注塑

3、机机筒内的一些重要的磨损模式被测试到了，对大多数情况没有进行研究和实验。在一个典型的注塑机(Fig.1)中，原料以松散颗粒的形式从料斗被送入料筒。最初，原料在料筒中被旋转的螺杆上以阿基米德螺旋线的方式被推进并加热。原料由于料筒和螺杆的摩擦，从入料口到喷嘴，依次为固体聚合物、半熔融聚合物和熔融聚合物。材料的磨损发生在固体聚合物被挤压进料筒和螺杆之间的时候。其磨损的特点是沿料筒壁的不同接触情况而改变。还有，因为震动，螺杆和料筒之间也有金属之间的摩擦发生，所以挤压磨损和冲击振动磨损是可能并存的。聚合物本身和其他添加剂也有可能对其有腐蚀，特别是在聚合物在喷嘴注第13页，共4页射过程中附近达到250

4、摄氏度的时候。在这项研究中，我们已经开发出一种新型耐磨测试仪，其能够更加精确的模拟注塑机料筒和螺杆之间的磨损。这种测试仪类似于美国ASTM橡胶轮子磨损试验机，只不过是把橡胶轮子替换成一个钢轮。该仪器包括一个加热和温度控制系统，以及一个用来模拟桶壁之间碰撞的弹簧板单元，这些在后面文章有描述。在此次研究中，我们已经使用了这个测试仪评估磨损，包括未经加工的钢，镀铬的，氮化的，并用玻璃填充尼龙作为温度函数。本文将讨论试验结果，分析了各种磨损试验研究条件，并突出温度对涂层的磨损影响。2，磨损测试规范此次磨损试验是基于美国ASTM橡胶轮磨损测试实验，但是使用一个钢轮作为料筒磨损同样材料来代替橡胶轮。(

5、Fig.2).利用热空气枪加热钢轮圈到所要求的温度（能精确到±10◦C）此装置连接到一个可第13页，共4页以进行数据反馈显示的系统，它能实时反映钢轮的状况。试验钢轮被独立的盒式磁带加热器加热，并精确控制在±2◦C.钢轮的边缘有一些小槽，它可以更好的容纳塑料原料，也可以增加试验样品与磨轮的摩擦来更好反映金属和金属磨损。塑料原料放置在一个料斗中，这个料斗安装了一个可以调节入料量的调整器。有一个滑板装在入料口处，可以用来打开或者关闭该试验装置的入料口来控制入料。钢轮和料斗部分的交接，利用钢轮边缘的间隙挤压输料并加热，（钢轮是经过预热的，料斗内壁是冷的。）一个弹簧板单元被用来模拟注塑机料筒和螺杆之

6、间的碰撞，并调节金属之间的接触摩擦。该试验钢轮和摩擦壁之间的间隙，可以通过更改弹簧板的位置和弹簧板的刚性来改变。通常，该调整间距小于入料的原料颗粒尺寸。当动力被加载，弹簧板受力用来抵消入料的挤压力。尽管如此，弹簧板的间隙比原料颗粒来的小，用来模拟金属间摩擦的载荷。当固体聚合物被试验钢轮挤进完全卸载的弹簧板间隙，聚合物被完全预塑成粒子状态。通过控制弹簧板的位置和刚度来设置预塑间隙，我们可以预防金属之间的任何应用的静负荷摩擦，同时仍然可以完全预塑聚合物颗粒。在测试过程中，旋转的钢轮能将颗粒聚合物完全挤进并在试验区域和钢轮间预塑，这也导致了加载的系统中支点的间歇性振动的影响。这能完美的模仿注塑机

7、中螺杆与料筒的预塑过程。还有，弹簧板也可防止造成很激烈的撞击力和抖动，防止加载臂过程影响测试样本过多的磨损。以前，这个问题被一个试验验证（8），但是这个试验不能在低温状态中进行，也就是说聚合物颗粒状态下无法试验。初步试验中，在虚拟样本上的负载是小负荷监测单元格，装载臂的位移被监测了，并在动态反馈后进一步调整适应位移变换装置。根据测试条件在这项研究中使用，金属间最大的冲击载荷约是颗粒间挤压载荷的10%，金属间摩擦占总的试验