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注塑加工中注塑機(jī)冷卻水選用
l. 一副模具需要的冰水為多少升？ 2. 所需冰水溫度為多少？ 3. 需要冷水機(jī)嗎？如何進(jìn)行選配？ 4. 冰水進(jìn)出模具的溫差為多少？ 5. 注塑機(jī)的液壓油和料筒喂料段也用冰水來(lái)冷卻嗎？ 6. 對(duì)水質(zhì)應(yīng)有如何要求？冰水管道要保溫嗎？ 一．如何進(jìn)配冷水機(jī) 事實(shí)上，一副模具就是一個(gè)換熱器，熱量由融熔的塑料傳入模具，再由模具傳入不斷循環(huán)的冷卻介質(zhì) —— 冰水中，只有很小一部分進(jìn)入空氣和注塑機(jī)的壓模板。眾所周知，塑料成型的周期，相當(dāng)大的部分用于冷卻，有時(shí)可占到塑料成型周期 80 ％以上，因此將冷卻時(shí)間控制到最小是絕對(duì)必要的。例如，一副模具成型周期一般耍 20 秒，如將原來(lái)冷卻水塔的水改用冷水機(jī)產(chǎn)生的冰水進(jìn)行冷卻，它可縮短到 16 秒。盡管最初選擇配備冷水機(jī)造價(jià)要高些，但它可使產(chǎn)量提高 20 ％，在長(zhǎng)期的生產(chǎn)中，能取得很大的收益。那么，如何來(lái)選擇冰水能量呢？從上面我們即可知道，它與成型材料的比熱容、熔膠時(shí)的溫度，重量以及制品脫模時(shí)的溫度有關(guān)。 一副模具所需的冰水能量之計(jì)算公式為 Q=W × C × ? T × S 式中： Q 為所需冰水能量 kcal ／ h ； W 為塑料原料重量 kg ／ h ； C 為塑料原料比熱 kcal ／ kg ℃； ? T 為熔膠溫度與制品脫模時(shí)的溫度差℃（見附表）； S 為安全系數(shù)（一般取 1.35 － 2.0 ），當(dāng)單機(jī)匹配時(shí)，一般選擇小值，而當(dāng)一臺(tái)冷水機(jī)與多臺(tái)模具相配時(shí)取大值，如選擇風(fēng)冷式冷水機(jī)時(shí)， S 也應(yīng)適當(dāng)選很大一點(diǎn)。 例如：一副模具生產(chǎn) PP 制品，每小時(shí)生產(chǎn)量約 50kg ，問冷卻需要量為多少？應(yīng)配多大的冷水機(jī)為合適？ Q=50 × 0.48 × 200 × 1.35 ＝ 6480 （ kcal ／ h ）；每小時(shí)需 6480kcal ／ h 冷卻量，可選用 LS203S 冷水機(jī)即可。 在實(shí)際選用冷水機(jī)過程中，很難取得比較完整的數(shù)據(jù)。根據(jù)我們以往多年規(guī)劃，配套銷售的經(jīng)驗(yàn)， ? T ＝ 200 ℃，它是眾多常用制品經(jīng)過多年統(tǒng)計(jì)后的一個(gè)平均值。 如果模具上附有熱膠道，還應(yīng)將熱膠道的能量加入冷量的計(jì)算，一般熱膠道是以 kW 為單位，計(jì)算時(shí)應(yīng)將單位轉(zhuǎn)換成 kcal ／ h ， 1kW=860kcal ／ h 。如果供給工廠的水量充足，溫度較低，成本也較低，此時(shí)就不需要使用冷水機(jī)，這一般是不太現(xiàn)實(shí)的，除非工廠能在水溫比較低的大湖邊；另一種是利用城市深井供水來(lái)滿足溫度和流量的需要，但往往成本太高。對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置可以使用這種方法，但對(duì)于工廠，這樣做是不切實(shí)際的。 二．冰水溫差 模具冷卻流體（冰水）的溫度一般受制于加工材料和制品形狀而發(fā)生較大變化，如聚苯乙烯薄壁燒杯，模具要求冰水溫度在 0 ℃以下；而其它絕大多數(shù)情況下，模具所要求的冰水的溫度都在 5 ℃以上，微電腦全功能冷水機(jī)能提供 5 ℃以上的冰水，低溫型智能溫控冷水機(jī)能滿足 5 ℃以下及至 0 ℃以下的要求。 模具進(jìn)出口處冰水的溫差往往是根據(jù)制品要求來(lái)設(shè)定的，在許多情況下，溫差為 3-5 ℃時(shí)是最理想的，但有時(shí)也需要溫差在 1-2 ℃。溫差越小，意味著把同樣的熱量帶出去，需要的冰水流量就越大，反之需要的流量就小。比如：溫差為 5 ℃時(shí)，流量需要 60L ，而到溫差為 2 ℃ 時(shí)，流量則需要 150L 。 三、冰水流量 一副模具所需的冰水流量直接與模具要帶走的熱量和冰水進(jìn)出模具的溫差有關(guān)。例如：要將 6480 kcal ／ h 的熱量從模具上帶走，若溫差為 3 ℃，那么至少需要的流量為多少？冰水流量 Q=6480 ÷ 3÷ 60=36 （ L ／ min ）。 四、冰水水質(zhì)的義理 水的軟化，在使用冷水機(jī)的過程中，也是一個(gè)不可忽視的問題，對(duì)水的 PH 值也需要不斷地觀測(cè)，最佳 PH 值應(yīng)等于 7 ，大于 7 的 PH 值會(huì)產(chǎn)生可怕的腐蝕現(xiàn)象，如不采取措施，會(huì)在蒸發(fā)器、模具內(nèi)生垢，會(huì)起隔熱的作用，嚴(yán)重時(shí)，使其能量的轉(zhuǎn)換效果降低 30 ％。很明顯這就要求考慮對(duì)硬水的軟化。最有效的方法，可在系統(tǒng)中配置一臺(tái)電子硬水軟化器，這樣的軟化器是以離于交換原理設(shè)計(jì)制作的。根據(jù)流量的不同可配置不同規(guī)格的軟化器，直接連接在循環(huán)水管路中，一般配置有水處理軟化器所需費(fèi)用也不會(huì)太高，也可定期間循環(huán)系統(tǒng)中加入一定比例的除垢劑。 五．冰水機(jī)流量、壓力 一般注塑成型模具冷卻，冰水的壓力選擇 0.1 ～ 0.2MPa ，即可滿足要求，而微電腦全功能冷水機(jī)能滿足這個(gè)要求，當(dāng)壓力要求高于 0.2MPa 時(shí)，需另行規(guī)劃，以利采用相應(yīng)壓力從水泵以滿足系統(tǒng)供水之需要。 流量與管徑之間的關(guān)系見下表 管 徑 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1'/4" 1'/2" 2" 3" 流 量 12 20 35 60 90 130 230 560 六．液壓油和料筒喂料段的冷卻 通常液壓油和料筒喂料段采用冷卻水塔的水來(lái)冷卻，因?yàn)檫@不僅是最佳的方法，單就生產(chǎn)成本著，也是極經(jīng)濟(jì)的，除非對(duì)其溫度有特定要求，可用冰水對(duì)其進(jìn)行冷卻。 七．冰水管道的保溫 冰水管道必須進(jìn)行保溫隔熱，因?yàn)楣艿栏魺岵粌H能阻止冷量的嚴(yán)重?fù)p失，而且也阻止了在管外壁上形成的結(jié)露水。例如：冰水溫度 10 ℃，環(huán)境溫度為 30 ℃，一根 25 米長(zhǎng)，表面積為 25m2 的金屬管道的熱輻射可達(dá) 750kcal ／ h ，這差不多是 3HP 壓縮機(jī)產(chǎn)生制冷量的 10 ％， 5HP 壓縮機(jī)產(chǎn)生制冷量的 6 ％左右。 冷水機(jī)與模具的連接，通常采用增強(qiáng)膠管連接，因?yàn)檫@樣的膠管其本身就有隔熱的功能，但 長(zhǎng)度超過 5m ，也要考慮適度的保溫隔熱性。
