Рисунок 1. Схема узла пластикации: 1 – сопло; 2 – материальный цилиндр; 3 -шнек; 4 – привод перемещения узла пластификации; 5- гидропривод впрыска; 6 – привод вращения шнека

Запорная втулка находится в цилиндре впрыска и в совокупности с «торпедой» или «наконечником» (рисунок 2) выполняет функцию клапана, впрыска расплавленного материала (полимера) в пресс-форму. Износ втулки происходит в следствии высоких температур в области материального цилиндра, которые в зависимости от перерабатываемого материала могут достигать 700 Сº.

а

б

Рисунок 2. Обратный клапан узла пластикации: а – в сборе; б – в разобранном виде

Так же материал, в частности ПА6-210КС способствует абразивному износу втулки, за счет добавок стекловолокна. Кроме того существуют и другие факторы, влияющие на износ втулки такие как: высокое давление (давление расплавленного полимера, который проходит через втулку) или давление литья. Давление литья, установленного в гидроприводе гидравлического автомата, должно обеспечить заполнение полости формы и при наличии литниковой системы. Термопласт обладает гидравлическим сопротивлением. В каждом конкретном случае, нужно определить значение давления литья, при этом нужно учесть: конструкцию и форму изделия, технологические особенности переработки и свойства перерабатываемого полимерного материала. На качество получаемых изделий, большое влияние оказывает давление литья. Необходимое давление для заполнения формы, зависит от времени впрыска. При литье тонкостенных изделий, сделанных из полимеров большой вязкости, требуется большое давление впрыска. Для получения изделия хорошего качества, давление выдержки (при выдержке полимера в форме под внешним давлением), намного меньше давления литья. Для основных высокомолекулярных полимеров давление соответствует 25 – 50 МПа, а максимальное давление литья, достаточное для заполнения формы, служит основным параметром машины, хотя бывают и исключения. Например, давление литья на современных машинах равно 60 – 200 МПа, хотя существенные различия этого параметра определяется множеством форм используемых конструкций и различием в свойствах перерабатываемых полимеров. Для переработки большинства полимеров на термопластавтоматах с предварительной пластикацией достаточным является давление до 100 МПа, для высоковязких полимеров в тонкостенные детали, а также для формования реактопластов как правило необходимо давление 120 – 200 МПа. Высокая скорость впрыска (в нашем случае движение шнека) это скорость заполнения пресс-формы расплавленным полимером по средствам движения шнека (а следовательно и втулки) в перед. Перед шнеком находится расплавленный полимер, который должен попасть в литниковое отверстие пресс-формы с определенной скоростью эту скорость обеспечивает шнек и клапан в состав, которого входит и втулка. Основную нагрузку несет втулка, которая обеспечивает сопротивление обратного потока полимера при поступательном движении вперед. Из выше перечисленного можно сделать вывод, что основными факторами, влияющими на износ втулки, являются: высокие температуры, абразивное воздействие тугоплавкого, стеклонаполненного полимера, высокое давление при переработке полимеров и высокая скорость впрыска полимера.

Предельно допустимый износ втулки составляет 0,3 мм на сторону. На основании анализа наиболее эффективным способом повышения долговечности данной втулки, с точки зрения качества обработанной поверхности, трудоемкости и затрат, является технология поверхностного электромеханического дорнования (ПЭМД) [1]. ПЭМД позволяет за один ход твердосплавного дорна [2, 3, 4] произвести поверхностную закалку отверстия по периметру на всю длину до твердости HRC 55…62 на глубину до 0,32 мм, получить шероховатость поверхности до Rа 0,63…0,12 мкм и благоприятную текстуру волокон металла [5, 6, 7].