压延成型原理-ppt教学课件

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1、7.5.压延成型原理7.5.1.压延的必要条件1熔融树脂被加到两个具有一定温度以不同线速度相对旋转的辊筒中间时，辊筒表面与熔料接触点分别作用以径向作用力F1和F2与切向作用力f1和f2。/作用力与切向作用力2将它们分别沿x-y坐标分解，得Flx、Fly、f1x、f2y和F2x、F2y、f2x、f2y。且：f1x＞Flxf2x＞F2x为了使熔料能够进入辊隙，必须满足：f1x＞Flx，f2x＞F2x/分力Fly、f1y和F2y、f2y对熔料沿y轴方向起压缩作用，通常叫做挤压力.分力Flx和F2x试图将熔料推出辊隙，而分力f1x、f2x、则试图把熔料拉入辊隙。3将f1＝F

2、lμ代入f1x＝f1cosα，得Flμcosα＝f1x（为使熔料能进入辊隙，必须满足：f1x＞Flx，并参考公式：Flx＝Flsinα）得：Flμcosα＞Flsinα，移项、消减：μ＞sinα/cosα＞tgα所以μ＞tgα或者tgρ＞tgα即ρ＞α。/就辊筒I对熔料的作用力分析，有公式：f1x＝f1cosαFlx＝Flsinα而f1＝Flμμ—物料与辊筒表面的摩擦因数，μ=tgρ(ρ为摩擦角)α—物料与辊筒表面的接触角，即物料在辊筒上接触点和辊筒圆心连线与两辊中心连接线的夹角4由此得出：压延操作的必要条件是摩擦角ρ必须大于接触角，亦即物料有大的摩擦因数(粘弹态)

3、；同时辊筒进料处存料要少，使物料的接触角α减小。/57.5.2.钳住区特性点压延中物料受辊筒的挤压，受压力区域称为钳住区，幻灯片96条件假设为使分析简单，忽略物料的弹性，并假定两辊转速相等，而且视熔料为不可压缩牛顿液体所作的等温稳定层流。/7建立压延直角坐标系统；把中心钳住点作为坐标原点，y轴取在两辊筒圆心连线上，x轴为两辊筒横截面的对称线。/8根据流体的连续方程和动量方程，并设无因次变量x’，式中qv——辊筒单位长度上熔料的体积流量。即qv＝2H2ν式中2H2——压延制品厚度(cm)ν——辊筒旋转线速度(cm／s)显然x’是横坐标x的函数。又设无因次变量λ，所以（

4、8-6）（8-9）令令：7.5.2.9如此即可推导得到压延过程的压力方程式：该微分式中，压力只与(x’)有关，当(x’)2＝λ2时，dP/dx’＝0，函数有极值。据此，即有以下几点关系：/（8-10）10①当dP/dx’＝0时，可能极小值，根据辊筒运转方向必为终钳住点，p＝0。从压力方程式可知，终钳住点x’＝＋λ。所以终钳住点在压延坐标中位置：由（8－9）式，首先计算值。又（8－6）式11②当dP/dx’＝0时（即x’＝-λ），P为极大值。记作Pmax。经推算得：式中Pmax——最大压力点的压力（MPa）η——辊间物料粘度（Pa·s）ν——辊筒压延线速度（cm／s）

5、λ——无因次变量（8－11）12③在中心钳住点（x＝x’＝0），在压延坐标中位于最大压力点和最小压力点（终钳住点）的中点.物料所受的压力是最大压力的一半，故称为半压力点。即：13④始钳住点，是物料开始受压点。物料经过此点进入挤压辊隙.我们把始钳住点记为（-x’0）。同样（-x’0）具有如同式（8－6）的数学关系。即：（8－13）14由此可见:①.(-x,0)和λ都是与物料性能有关。当物料弹性越大，(-x,0)和λ越远离y轴，钳住区范围就越大，产品厚度(2H2)与辊筒间隙(2H0)差距就越大；②.当物料弹性越小，(-x,0)和λ的范围就缩小，(2H2)和(2H0)的差

6、距就越小；③.当物料完全没有弹性，则(-x,0)和λ趋向重合，亦即物料的进入和出口全在中心点重合,则2H2=2H0./15167.5.3.压力分布曲线如前所述，在已经确定的压延生产中，利用式(8—11)，可以求得Pmax.如果把任一点的压力P(x’)和最大压力Pmax之比定义为相对压力，并记作P’，即：17图8-35是表示三种不同λ值的情况下绘制的P’～x’值的曲线，曲线表明相对压力P’随x’的变化而变化的关系。/18根据相对压力曲线，我们可以很方便的求出钳住区内任一点的压力，即：（8-14）式(8—14)表明:在已知压延生产中，η、ν、R、H0均为已知。任意压力P

7、和最大压力Pmax一样，是λ的三次方关系，λ值很小变化均可引起压力的很大变化。例如，当λ值增加1倍时，Pmax和任意压力P都增加8倍。/197.5.4.钳住区的速度分布压延时料流沿x轴方向各点的速度与辊筒线速度的比值νx/ν，经理论推导是：（8-19）式中νx——料流在x方向分速度ν——辊筒表面线速度y——辊间物料任一点的y轴坐标位置h——x轴到辊筒表面的距离/20公式表明:νx是变量x’、λ和(y/h)的函数。当x’＝±λ时，νx＝ν，这说明在最大压力处和终钳住点物料速度都等于辊筒表面线速度。当λ等于某一常数值时，速度νx就只是x’和y/h的函数。因此，当x’