Привод шнека. 
Оборудование и инструменты для изготовления изделий из полимерных композитов. 
Часть 2

Задачами привода шнека литьевой машины является создание крутящего момента для вращения шнека при наборе очередной дозы расплава полимера и обеспечение поступательного движения шнека в момент впрыска расплава в литьевую форму. Как уже говорилось, в различных конструкциях литьевых машин используются различные виды приводов: гидравлический, гидромеханический и электромеханический (зарубежные фирмы называют его электрическим).

Привод, создающий вращательное движение шнека, должен обеспечивать постоянную скорость вращения при изменении крутящего момента. При неравномерной скорости вращения шнека при наборе дозы баланс тепла, поступающего к материалу от внешних нагревателей, и тепла, возникающего при трении, нарушается. При этом затрудняется подбор режима пластикации, особенно при переработке нетермостабильных материалов.

Один из наиболее современных гидравлических приводов представлен на рис. 3.20. Привод шнека состоит из гидродвигателя, вала, соединяющего мотор со шнеком, а также двух гидроцилиндров впрыска. Набор необходимой дозы материала происходит при вращении шнека 4, осуществляемом с помощью высокомоментного радиальнопоршневого нерегулируемого гидродвигателя 1 через соединительный вал 2. Под давлением пластицируемого материала, нагнетаемого вращающимся шнеком в переднюю часть цилиндра, шнек-поршень перемещается вправо. Величина набираемой дозы зависит от перемещения шнека в осевом направлении — хода шнека.

Рис. 3.20. Схема гидравлического привода шнека с высокомоментным гидродвигателем.

Перед впрыском необходимой дозы открывается игольчатый клапан с помощью механизма управления клапаном и посредством двух гидроцилиндров 3 происходит впрыск материала в форму по программе с выдержкой под давлением в конце цикла. После этого происходит закрытие игольчатого клапана и начинается цикл набора дозы.

Регулировать процессы формования можно изменением скорости течения полимера при заполнении формы путем изменения скорости впрыска (скорости перемещения шнека). Скорость перемещения шнека может независимо регулироваться на отдельных участках его перемещения. Изменение скорости перемещения шнека позволяет регулировать давление в форме и его распределение по длине формующей полости в период ее заполнения.

Гидравлическая система с насосом и системой регулирования с обратной связью обеспечивает точное управление подачей насоса и давлением рабочей жидкости. Это позволяет уменьшить затраты на обслуживание гидравлических блоков управления, снизить потребление энергии, стабильно управлять скоростями перемещения механизмов независимо от температуры масла, гарантировать высокую надежность гидросистемы, простоту обслуживания.

Параллельно с машинами, имеющими гидравлический привод шнека, многие фирмы в ряде конструкций применяют сочетание электромеханического привода для вращения шнека с гидравлическим — для его перемещения в осевом направлении. Примеры таких приводов приведены на рис. 3.21. Гидромеханический привод со встроенным червячным редуктором (рис. 3.21, а) состоит из червяка 8, установленного в корпусе 7 редуктора 1 и соединенного эластичной муфтой с регулируемым электродвигателем 2. Через зубчатое колесо 5 и шлицевое соединение 6 вращающий момент передается червяку 8. Осевое перемещение червяка осуществляет плунжер 4, установленный в гидроцилиндре 3.

Рис. 3.21. Схемы гидромеханических приводов.

Гидромеханический привод с выносным редуктором (рис. 3.21, б) отличается тем, что червячное колесо 2 установлено на консольном шлицевом валу 3, соединенном с плунжером 1. Другой конец плунжера соединен с червяком 4. Помимо использования в таких конструкциях червячных редукторов находят применение редукторы цилиндрические и коробки скоростей.

Электромеханический, или электрический, привод обеспечивается двумя электродвигателями, способными создавать большой крутящий момент при регулируемой небольшой частоте вращения вала. Один из двигателей передает крутящий момент через промежуточный вал непосредственно на шнек, аналогично гидродвигателю, изображенному на рис. 3.20. Второй двигатель с помощью, например, винтовой пары или другого механизма, преобразующего вращательное движение в поступательное, обеспечивает поступательное движение шнека при впрыске.

Кроме привода шнека большинство машин имеет отдельный привод для подвода к форме узла пластикации и впрыска. При этом существует два варианта: либо узел пластикации и впрыска целиком передвигается на салазках по направляющим, закрепленным на станине машины, либо узел устанавливается на колоннах, которые выполняют роль направляющих при движении узла. Как правило, привод движения узла пластикации и впрыска обеспечивается одним или двумя гидроцилиндрами. Исключение составляют только машины с электромеханическим приводом.

Пример узла пластикации и впрыска, установленного на колоннах и приводимого в движение двумя гидроцилиндрами, приведен на рис. 3.22. Материальный цилиндр укрепляется в подвижном корпусе 4. Через корпус узла проходят колонны 3, связывающие плиты 1 и 6. Опоры 2 служат для поддержания колонн. В плите 6 укреплены два симметрично расположенных гидроцилиндра 5, под действием которых весь узел перемещается по колоннам.

Рис. 3.22. Схема узла пластикации и впрыска, укрепленного на колоннах.