Hozza ki a legtöbbet technológiai berendezéseiből azok megfelelő hűtése illetve temperálása által. Jelen cikksorozat célja, hogy az ehhez szükséges legalapvetőbb információkat, ismereteket hasznos és közérthető formában az Ön rendelkezésére bocsássa.
A sorozat korábbi részei
1. Hűtőkapacitás számítása
A hőmennyiség kalkuláció lehetővé teszi az Ön számára a megfelelő szerszámtemperáló vagy hűtőgép kiválasztását. A számításhoz az alábbi adatokra van szükség:
A – a fűtendő fogyasztó tömege (kg)
B – fogyasztó fajhője (SHC – Specific Heat Capacity) (kCal/kg/°C)
C – kívánt fogyasztó hőmérséklet (°C)
D – Fogyasztó induló hőmérséklete (vagy környezeti hőmérséklet) (°C)
Ezen adatokból az alábbi számítást lehet elvégezni:
Szükséges hőmennyiség = A x B x (C – D)
(C – D jelenti a ΔT vagy delta T értéket, a hőmérséklet különbséget)
Mivel a fajhő mértékegysége kCal/kg/°C, az eredmény kCal érték lesz.
860 kCal = 1kW, így a kCal eredményt elosztva 860-nalmegkapjuk a kívánt kW értéket. Így a teljes kalkuláció az alábbi:
Szükséges hőmennyiség (kW) = (A x B x ΔT) ÷ 860
Példa:
Számítsuk ki egy 400 kg tömegű acél szerszám +20°C-ról +80°C hőmérsékletre való felfűtéséhez szükséges hőmennyiséget:
A – tömeg = 400 kg
B – acél fajhője 0.112 kcal/kg/°c
C – induló hőmérséklet (környezet) = +20°C
D – kívánt hőmérséklet = +80°C
Az eredmény:
kw igény = (400 x 0,112 x 60) ÷ 860
= 3,13 kW
1.1. Biztonsági tényező
Kilowatt értékeket mindig 1 órára viszonyítunk. Ez azt jelenti, hogy a 3.13 kW fűtési teljesítmény a 400 kg-os szerszámot 1 óra alatt melegító +20 °C-ról +80 °C-ra. Így elméletileg egy 9 kW fűtési teljesítményű szerszámtemperáló (pl. TT-188) kb. 20 perc alatt fűti fel a példában szereplő szerszámot. Vegyük figyelembe, hogy a fenti számítás nem számol semmilyen a folyamatból adódó veszteséggel, mint. pl. a fogyasztó vagy a tömlők hővesztesége. A gyakorlatban mi a TOOL-TEMP-nél ezért minden esetben 1,2 biztonsági tényezővel, azaz 20% felültervezéssel számolunk a megfelelő készülék kiválasztásának érdekében.
A hűtőkapacitás számítása nemcsak a folyadékhűtők megfelelő méretezéséhez szükséges, hanem elengedhetetlen a szerszámtemperáló készülékek hőcserélőjének hűtőteljesítményének kiszámításához.
A számításhoz az alábbi adatokrta van szükség:
A = feldolgozási anyagmennyiség (kg/óra)
B = feldolgozandó anyag fajhője (kCal/kg/°C)
C = ömledék (lövési) hőmérséklet (°C)
D = szerszám hőmérséklet (°C)
A hűtőkapacitást általában kCal mértékegységben adják meg, ezért a képlet a következő (átszámítás kW-ra: 1 kW = 860 kCal):
Szükséges hűtőkapacitás (kCal) = A x B x (C – D)
Példa:
40 kg / óra polipropilént kívánunk 210°C –on feldolgozni, melyhez a szerszámot +15°C-on kell tartanunk:
A = 40 (kg/óra)
B = 0.48 (kCal/kg/°C)
C = 210°C
D = 15°C
A számolás:
Szükséges hűtőkapacitás (kCal) = 40 x 0.48 x 195
= 3744 kCal
= 4,35 kW
1.2. Gépek hidraulika hűtése
A műanyag fröccsöntő gépek hidraulika hűtéséhez szükséges hűtőkapacitás számítása nagyon egyszerű gyakorlati számítási módszerrel lehetséges:
Motor teljesítmény (kW) x 35% x 860 = szükséges hűtőkapacitás (kCal)
Amennyiben régi gépekről van szó, vagy nagysebességű (rövid ciklusidejű) gyártásról szükség lehet a motor teljesítmény 50%-át alapul venni, mint elvezetendő hőmennyiség. A hidraulika hűtésekor azonban figyelmet kell szentelni annak, hogy a folyadékhűtő megfelelő puffer tartállyal (keveredési térfogattal) rendelkezzen a hidraulika felől érkező meleg víz fogadására.
1.3. További hűtős megjegyzések
MIndig vessük össze a számított hűtőkapacitást és kívánt hőmérsékletet a folyadékhűtő készülékek referencia értékeivel. Pl. minden TOOL- TEMP folyadékhűtő hűtőteljesítménye +15°C-nál értendő névleges érték. Amennyiben pl. +10°C-on kívánnak dolgozni, Az ehhez a hőmérsékleti értékhez tartozó teljesítméníértéket a megfelelő adatlapról le kell olvasni. Ebben az esetben a +10 °C-nál a teljesítmény kisebb less. Amennyiben a szerszámon forrócsatorna fűtések vannak használatban, azok nagy hatással vannak a szükséges hűtőteljesítményre. Ilyen összetett esetekben kérjük forduljanak az Önök TOOL-TEMP képviselőjéhez további szaktanácsadás érdekében.
A korábbi fejezetekben ismertetett számítások jó alapot biztosítanak a megfelelő készülékek kiválasztására. Azonban van a technológiának egy másik, ugyancsak fontos eleme, amit figyelembe kell vennünk: a gyártószerszám, vagyis a fogyasztó maga.
A fogyasztóknak / szerszámoknak két olyan jellemzőjük van, amit nehéz számszerűsíteni:
Mennyire hatékony hőcserélő a szerszám? Gondoljunk bele, hiszen maga a szerszám adja át a hőt a víznek.
Ezen felül:
Mekkora a szerszámon / fogyasztón átforgatható víz mennyisége, a térfogatáram?
Az első kérdésre a válasz sajnos az, hogy nincs válasz – sem a szerszámkészítők, sem a CAM tervezők nem fogják tudni megmondani. Csak javasolni tudjuk, hogy a szerszámba a megfelelő mennyiségű, megfelelő átmérőjű és kellően sűrűn kialakított temperáló vagy hűtő csatorna beépítésre kerül, hogy a szerszámfelületek hőátadása megfelelő legyen.
A második kérdésre választ adhat egy átfolyásmérő egység beépítése, ami pl. a TOOL-TEMP készülékein adott, hiszen azok szériaként tartalmazzák a vezérlő egységbe integrált digitalis, precíz átfolyásmérőt.
Magát a kialakítást azonban optimális módon kell elvégezni, lássuk a következő ábrákon.
[folytatása következik…]ForrásTOOL-TEMP
További információ:
A Tool-Temp Hungária Kft. hivatalos honlapján.
