聚合物加工原理-4壓延成型12-1

1、 目錄第一節(jié)第一節(jié) 壓延成型簡(jiǎn)介壓延成型簡(jiǎn)介第一節(jié)第一節(jié) 壓延成型簡(jiǎn)介壓延成型簡(jiǎn)介一、壓延成型概述一、壓延成型概述2 2、壓延成型的應(yīng)用、壓延成型的應(yīng)用1 1、壓延機(jī)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型及規(guī)格表示、壓延機(jī)的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型及規(guī)格表示結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)Calender Principle一、壓延過(guò)程物料的流動(dòng)和變形一、壓延過(guò)程物料的流動(dòng)和變形二、物料在輥筒上的流動(dòng)分析及受力狀態(tài)二、物料在輥筒上的流動(dòng)分析及受力狀態(tài)三、物料在壓延中的粘度效應(yīng)三、物料在壓延中的粘度效應(yīng)四、物料在壓延中的彈性效應(yīng)和壓延效應(yīng)四、物料在壓延中的彈性效應(yīng)和壓延效應(yīng)五、五、壓延制品的質(zhì)量控制壓延制品的質(zhì)量控制六、壓延成型的進(jìn)展六、壓延成型的進(jìn)展一、壓

2、延過(guò)程物料的流動(dòng)和變形一、壓延過(guò)程物料的流動(dòng)和變形1 1、物料的塑性流動(dòng)和變形、物料的塑性流動(dòng)和變形 (TT(TTf f) )2 2、流體具有不可壓縮性。、流體具有不可壓縮性。3 3、壓延中有粘性流動(dòng)和彈性形變。、壓延中有粘性流動(dòng)和彈性形變。1 1、 輥筒工作位置介輥筒工作位置介紹紹始鉗住線始鉗住線終鉗住線終鉗住線B B2 2、牛頓流體的簡(jiǎn)化流變理論、牛頓流體的簡(jiǎn)化流變理論a. a. 假設(shè)條件假設(shè)條件1X根據(jù)假定條件根據(jù)假定條件:0, 0, 0 yxzVVV . 0 , 0 , 0 ;0 , 0 , 0 zVyVxVzVyVxVyyyxxx，00000 y yxxxxyyyyx xV VVVV

3、V2+2+xyxxyxVVVVV V =+2 =+2 yxyyxy 00000000 0000000 xxxyxxxyyxyyyxyyzzPPP鉗住區(qū)流體的應(yīng)變速率和應(yīng)力張量：鉗住區(qū)流體的應(yīng)變速率和應(yīng)力張量：直角坐標(biāo)系中的連續(xù)性方程直角坐標(biāo)系中的連續(xù)性方程:)zVyVxV(tzyx0yVxVyxxzxyxxxxzxyxxxg)zyx(xP)zVVyVVxVVtV( yzyyyxyyzyyyxyg)zyx(xP)zVVyVVxVVtV( )()( )()( yxyPyVVxVVyxxPyVVxVVyyxyyyyxyxxxxyxx ()2yxyxxxxeVVyxVxV0 , 0 , xVxVyVV

4、VVxxxyyx )()( )()( yxyPyVVxVVyxxPyVVxVVyyxyyyyxyxxxxyxx xPPy yx x0 0 = = - -+ + y y 0 0 = = y yy yx x- -+ += = 0 0 - - - - - - - - - - - -（1 1）x xy y)2(0 yP)3( yVxyx （4）2x2yV1xP0（2 2）速度及壓力分布方程）速度及壓力分布方程ydxdPyVx)(1 積分（積分（4）式）式速度分布方程速度分布方程1xC)ydxdP(1yV22)(21CydxdPVx 再積分一次：再積分一次：（5）速度分布方程為：速度分布方程為：)22x

5、(y -h ) dP V = V+(2dx221dPC = V-()h2 dxV- 輥筒線速度輥筒線速度（6）b.b.壓力分布方程壓力分布方程hH0R0 1Hh )1( 2,02,0 xxHh 2 222RxRxR hH0R0無(wú)量綱的流動(dòng)速率無(wú)量綱的流動(dòng)速率2與操作條件有關(guān)，是與操作條件有關(guān)，是T、剪切速率、彈性、剪切速率、彈性、速度的函數(shù)速度的函數(shù)0Q-2VH2 2 =1=11hV2Q 1Hh 2,0 x 0Q-2VH2 2 =1=1 )10(11832,22, xxHRHVdxdP （6）2dP3Q=(V-)dxh2h )10(11832,22, xxHRHVdxdP ,0000V18RP

6、 =dxHHV18RHH, , 2 22 2, , 2 2 3 3, ,2 2, , ,2 22 2, , , 2 2 2 2, , 2 2x x - -( (1 1+ +x x ) )- -x x( (1 1+ +) )x x - -3 3x x1 1- -3 3 = =+ + +a ar rc ct tg g x x + +C C4 4( (1 1+ +x x ) )8 8( (1 1+ +x x ) )8 8 CarctgxxxxxHRHVP,2,22,2,222,00311351329 329),(,CgHRHVPx 邊界條件：邊界條件：終鉗住點(diǎn)終鉗住點(diǎn) 211021101010 xh

7、 = H +2Rh= 1+ x H2Vh=-1 2VHh= 1H，又2 22 2 , ,1 1出出片片點(diǎn)點(diǎn)：x x = =553 3取邊界條件，當(dāng)取邊界條件，當(dāng)x= 時(shí)時(shí)( (終鉗住點(diǎn)終鉗住點(diǎn)) )，P=0,P=0,代入代入上式可得：上式可得： CarctgxxxxxHRHVP,2,22,2,222,00311351329 )12(311351)11(5329,2,22,2,222,),(3),(, arctgxxxxxggHRHVPxx )10(11832,22, xxHRHVdxdP （11）式的物理意義）式的物理意義、始終鉗住點(diǎn)位置比較、始終鉗住點(diǎn)位置比較 )11(53293),(, x

8、gHRHVP、鉗住區(qū)幾個(gè)特殊點(diǎn)的壓力及壓力分布曲線、鉗住區(qū)幾個(gè)特殊點(diǎn)的壓力及壓力分布曲線 )11(53293),(, xgHRHVP(11)5g32H9RHVP3),(x,8H9RHV52C32H9RHVP3max、鉗住區(qū)幾個(gè)特殊點(diǎn)的壓力及壓力分布曲線、鉗住區(qū)幾個(gè)特殊點(diǎn)的壓力及壓力分布曲線 0 311351 ,2,22,2,222,),(, arctgxxxxxgx )11(53293),(, xgHRHVP max33),(2153295329,PHRHVgHRHVPx （3）橫壓力）橫壓力橫壓力橫壓力F指輥筒上各點(diǎn)壓力之總和，指輥筒上各點(diǎn)壓力之總和，P從加料從加料處（處（x0)到出料處（到

9、出料處（ ）的積分：）的積分：式中：式中：L 輥筒長(zhǎng)度輥筒長(zhǎng)度式中：式中：q(q(,0,02,203,0,20,0arctanxxarctan)3(1)x(15xx1xq(f(速度分布方程為：速度分布方程為：)22x(y -h ) dP V = V+(2dx )10(11832,22, xxHRHVdxdP 速度分布方程速度分布方程速度分布方程速度分布方程 綜合式（綜合式（5）、（）、（7）和（）和（10)，將，將x換為換為x,經(jīng)整理得到無(wú)量綱的速度分布方程：經(jīng)整理得到無(wú)量綱的速度分布方程：hyE 式中無(wú)量綱變量式中無(wú)量綱變量xV=V22, 2222, 22, 2 , 22+32+3(1-E

10、)-x (1-3E )(1-E )-x (1-3E )2(1+x )2(1+x )xV=V22, 2222, 22, 2 , 22+32+3(1-E )-x (1-3E )(1-E )-x (1-3E )2(1+x )2(1+x )、XY（5 5）剪切速率方程）剪切速率方程)x1x(hEV3yV,22,2x2)(),202,2x1HE(xV32)(),202,2x1H(xEV302min20maxHV3)11(4HV320min20maxHV3)11(4HV3剪切速率分布剪切速率分布0VL2RHdx 0 0h h-x-xN = 2 N = 2 202RN = 3L VHf(f() ) 壓延制品

11、縱橫向物理力學(xué)性能差異的壓延制品縱橫向物理力學(xué)性能差異的現(xiàn)象叫做壓延效應(yīng)?，F(xiàn)象叫做壓延效應(yīng)。五、壓延制品的質(zhì)量控制五、壓延制品的質(zhì)量控制a a 輥筒表面溫度輥筒表面溫度b b 壓延速度的影響壓延速度的影響c. c. 輥筒速比輥筒速比d. d. 輥距和輥隙存膠量輥距和輥隙存膠量d. d. 冷卻定型因素的影響冷卻定型因素的影響六、壓延成型的進(jìn)展六、壓延成型的進(jìn)展1 1、壓延機(jī)向大型化、高速化、精密化、自動(dòng)、壓延機(jī)向大型化、高速化、精密化、自動(dòng)化方向發(fā)展化方向發(fā)展 大型化：大型化：600600 1000 x3300 1000 x3300 1200 x2740 1200 x2740 高速化：高速化：8

12、080100m/min100m/min，300m/min300m/min 精密化：精度可達(dá)精密化：精度可達(dá)0.0025mm0.0025mm2 2、冷卻裝置改進(jìn)、冷卻裝置改進(jìn) 輥筒尺寸多樣化，數(shù)目增多。輥筒尺寸多樣化，數(shù)目增多。3 3、異徑輥筒壓延機(jī)、異徑輥筒壓延機(jī) 鉗住區(qū)面積小，橫壓力小鉗住區(qū)面積小，橫壓力小 小輥筒撓度小小輥筒撓度小一對(duì)輥筒一對(duì)輥筒R=10厘米，輥隙厘米，輥隙0.02厘米，壓延制品的寬厘米，壓延制品的寬度為度為45厘米，厚度為厘米，厚度為0.0218厘米，壓延速度厘米，壓延速度V36米分，聚合物的粘度為米分，聚合物的粘度為10000泊，假設(shè)輥筒泊，假設(shè)輥筒與物料之間沒(méi)有熱交換（等溫流場(chǎng)），試計(jì)