动平衡与碎裂是影响风扇产品性能与寿命的主要因素之一,动平衡超差将造成机器震动、噪音及过度磨损,缩短机器的工作寿命;风扇碎裂则直接导致机器报废,甚至发生安全事故。本文探讨风扇类产品动平衡超差及碎裂的问题,并将找出的解决方案提供参考。
动平衡缺陷产生的原因及解决方法
风扇动平衡的本质是要求产品各个位置的密度保持相同,或者不同密度区域呈对称分布,这样当风扇高速旋转时,产品在不同方向能够得到相同的离心力,运转比较稳定;反之,如果产品各位置的密度不相同,将造成密度大的位置产生的离心力较大,风扇由于受力不均将产生过大震动,严重时甚至发生碎裂。
1. 动平衡缺陷产生的原因
通常,风扇类产品都是采用三板模具结构,理论上能够保证产品充填平衡。 但是产品在注塑成型时发现,尽管通往模具各型腔的浇注系统的尺寸完全一致,各进浇口实际填充速度却不相同,这使得浇注系统出现明显的流动不平衡现象,导致风叶产品中各部分质量不均匀,从而引起动平衡超差。
2. 产生动平衡缺陷的原因分析
浇注系统的流动不平衡造成了产品中各个位置的密度不均,使得产品的动平衡超差,所以解决好浇注系统的流动平衡,产品的动平衡就可迎刃而解。运用Moldflow进行充填过程模拟分析,可以预测充填不平衡的现象。而通过对剪切速率的分析可以看出,流道中靠近转角位置a、b截面的剪切速率值明显大于位置c。
由于靠近转角位置的剪切速率较大,熔胶温度因剪切生热而升高,使得这一位置熔胶的流动性较好,导致a、b两侧熔胶速度快过c,从而产生充填不平衡现象。
3. 动平衡超差问题的解决方法
针对风扇动平衡超差的根本原因,我们试用一种新型模具结构——四板模,即在水口推板与面板之间增加一块拉料板,通过改变浇注系统形式,有效地解决了剪切对流动不平衡带来的影响。
在四板模结构中,熔胶从分流道a进入到分流道b时,在三个分流道b处所产生的剪切速率一致,熔胶流动性也保持一致,从而保证了流动的平衡。 Moldflow的模拟显示了相近的结果,剪切速率结果基本一致。
4. 实际效果
通过试模验证,四板模具结构能够保证充填平衡,从根本上解决了风扇产品动平衡超差的问题。