液壓系統(tǒng)設計計算舉例

1、液壓系統(tǒng)設計計算舉例XS-ZY-500注塑機液壓系統(tǒng)設計計算 一、XS-ZY-500注塑機成型設計技術要求 1.合模運動要求平穩(wěn)，兩片模具閉合時不應有沖擊。2.當模具閉合時不應有沖擊，防止注射時將模具沖開，注射后，注射、機應保持注射壓力，使塑 料充滿型腔。3.預塑進料時，螺桿轉動，料被推出到螺桿前端，這時螺桿痛注射機構一起后退，使螺桿前端塑料有一定的密度，注射機構需要有一定的后退阻力。4.為保證安全生產(chǎn)，系統(tǒng)應設有安全連鎖裝置。二、XS-ZY-500注塑機成型設計技術參數(shù)公稱注射量(L)螺桿直徑(mm)63螺桿行程(mm)200最大注射壓力(MPa)110注射容量（理論值）

2、(cm)665預塑電機(KW)塑化容量(N/h)450螺桿轉速(r/min)2080料筒加熱功率(KW)14注射座行程(mm)280合模力(KN)3500啟模力(KN)135頂出力(KN)30最大注射面積(cm)1000模板最大開距(mm)950拉桿間距(mm)540x440模具最大厚度(mm)450模具最小厚度(mm)300注射總力(KN)345注射座最大推力(KN)73螺桿驅動功率PM(KW)5KW各油缸運動數(shù)值如下： 快速合模速度(m/s)慢速合模速度(m/s)快速啟模速度(m/s)慢速啟模速度(m/s)快速注射速度(m/s)注射座前移速度(m/s)注射座后退速度(m/s)頂出

3、速度(m/s)三、工 況 分 析xxxx塑料注射成型機械液壓系統(tǒng)的特點是在整個動作循環(huán)過程中，系統(tǒng)負載和速度變化均較大，在進行工況分析時必須加以考慮：(一)合模油缸負載xxxx閉模動作的工況特點是：模具閉合過程中的負載是輕載，速度有慢快慢的變化；模具閉合后的負載為重載，速度為零。1. 根據(jù)合模力確定合模缸推力:根據(jù)連桿受力分析可得出合模油缸推力為:                     

4、0;  式中：N1z合模油缸為保證模具鎖緊所需的推力，N.ssssssN合模具鎖緊所需的合模力，N.ssssssl1/l有關長度比，一般取其值為0.7.為保證模具鎖緊力（3500KN）所需的油缸推力為： N1z=223KN2. 空行程時油缸推力：aaaa空行程時油缸推力P1q只須克服摩擦力的要求，根據(jù)設計經(jīng)驗得：      N1qN1zz, 故 sN1q3. 啟模時油缸的推力：ssss啟模時油缸的推力需滿足啟模力和克服油缸摩擦力的要求。即：       N

5、2z=N啟(二）注射座整體移動油缸負載aaaa注射座整體移動過程中，油缸推力N3q只需滿足克服各種摩擦力的需要，當噴嘴接觸模具澆口時，則必須保持注射座的最大推力N3z為73KN,是注射正常進行。根據(jù)類比，取N3qN3z=1.679KN.三、工 況 分 析(三) 注射油缸負載根據(jù)最大注射壓力和螺桿直徑，可確定注射油缸的最大推力為：                     保壓過程中的油缸負

6、載一般比注射過程的油缸負載小。 (四) 頂出油缸負載頂出缸油缸的最大推力P5z需滿足制品頂出力和克服油缸摩擦力的要求，即：                    N5z=N頂+T=33KN (五) 初算驅動油缸所需的功率根據(jù)上述工況分析可知，在注射過程，系統(tǒng)所需的功率為最大，其值可按下面的式子計算，即：      &#

7、160;             四、油缸工作壓力和流量的確定(一) 油缸工作壓力的確定        根據(jù)注射成型工藝對壓力和速度的要求，結合我國目前情況及液壓泵供應情況，初選油缸工作壓力為6.5MPa. (二) 油缸幾何尺寸的確定1. 根據(jù)合模油缸最大推力確定合模油缸內(nèi)徑合模油缸采用單作用活塞桿油缸，工作腔為無桿腔，油缸內(nèi)徑按如下公式計算，即：活塞桿直徑d合合,即：d合合=

8、80mm     XS-ZY-500注射機合模缸活塞直徑取為75mm.2. 根據(jù)注射座最大推力確定注射座移動油缸內(nèi)徑注射座移動油缸采用單活塞桿油缸，工作腔為無桿腔，油缸內(nèi)徑為：活塞桿直徑d注座注座,即：d注座注座=48mm     XS-ZY-500注射機注射座缸活塞直徑取為50mm.3. 根據(jù)注射油缸最大推力確定注射缸內(nèi)徑注射油缸采用雙作用活塞桿油缸，位于工作腔端的活塞桿用來作為行程控制預塑加料，活塞桿直徑與螺桿直徑相同，即為d注=65mm.注射油缸內(nèi)徑可用下式計算：4. 根據(jù)頂出油缸最大推力

9、確定頂出油缸的內(nèi)徑頂出油缸采用單活塞桿油缸，工作腔為無桿腔，油缸內(nèi)徑按如下公式計算，即：  活塞桿直徑d注座頂,即d頂頂=36mm     XS-ZY-500注射機頂出油缸活塞直徑取為45mm.5. 確定液壓馬達的排量                         因馬達為單向旋轉且出口

10、壓力為零，因此液壓馬達的排量公式如下，即：     式中液壓馬達的總效率為0.9,預塑進料工作壓力為6MPa.按計算值選雙斜盤柱塞馬達，排量2.76L/r,額定壓力20MPa.四、油缸工作壓力和流量的確定(三) 根據(jù)確定的油缸直徑標準，計算器實際工作壓力          XS-ZY-500注射機各動作循環(huán)的油缸工作壓力和動作時間如表所示：XS-ZY-500注射機液壓系統(tǒng)油缸工作壓力及動作時間表工 況油缸工作壓力計算公式油缸工作壓力(MPa)時 間(s)閉

11、模空行程     1閉模鎖緊     注座前移     5注座頂緊     5注射     3保壓根據(jù)制品形狀，塑料品種及成型工藝條件的不同而異，一般比注射壓力低16預塑XS-ZY-500注射機的螺桿是采用預塑馬達過齒輪減速箱而驅動的，故螺桿傳動裝置所需的壓力泵的工作壓力15冷卻冷卻階段各缸皆不進壓力油，故油缸所需壓力皆為零030啟模 &

12、#160; 4頂出        4啟?？招谐?#160;  4XS-ZY-500注射機個動作循環(huán)的油缸所需流量表工 況油缸所需流量計算公式流量(L/min)慢速閉模             45快速閉模             226注射

13、座前移             41注射座后退             45快速注射             221保壓保壓是為了補縮，故所需流量很小。但該階段系統(tǒng)所耗油量視所選小泵而定45預塑預塑時螺桿轉動裝

14、置由雙泵供油220冷卻冷卻階段各缸皆不進壓力油，故油缸所需流量皆為零0快速啟模             210頂出              15慢速啟模              45四、

15、油缸壓力和流量的確定(五) 油缸功率的確定          XS-ZY-500注射機各動作循環(huán)的油缸功率計算如下表所示：XS-ZY-500注射機個動作循環(huán)的油缸所需功率表工 況油缸所需功率計算公式功率(KW)慢速閉模              快速閉模         

16、;     注射              保壓              預塑預塑時螺桿傳動裝置所需功率由預塑馬達供給冷卻冷卻階段各缸皆不進壓力油，故油缸所需功率皆為零0快速啟模       

17、60;      21頂出              21慢速啟模              五、液壓系統(tǒng)方案和工作原理圖的擬定(一)液壓系統(tǒng)方案的擬定1. 首先確定各個執(zhí)行元件       

18、;      上圖便是XS-ZY-500注塑機液壓系統(tǒng)的各個執(zhí)行元件  2. 根據(jù)各個執(zhí)行元件確定其相應的速度控制回路        上圖便是注射缸與預塑馬達的調速回路，其它缸的速度調節(jié)是根據(jù)泵的流量改變來調節(jié)的。 3. 根據(jù)各個執(zhí)行元件確定其方向控制回路      上圖的各個電磁換向閥，便是用來控制各個執(zhí)行機構運行的。 4. 根據(jù)所需壓力確定其壓力控制回路

19、               上圖是該注塑機系統(tǒng)的壓力控制回路，它有四個壓力控制級，為四級調壓 5. 確定泵和整個回路         該注塑機液壓系統(tǒng)使用雙泵供油回路五、液壓系統(tǒng)方案和工作原理圖的擬定XS-ZY-500注塑機液壓系統(tǒng)動作順序表動作循環(huán)1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12Y13Y14Y慢速合模 + 

20、0;         快速合模+           低壓慢速合模 +         + 高壓合模 +           注射座前移 + 

21、0;  +       慢速注射 +    +  + +  快速注射+    + + +  保壓 +    +  +   +預塑+    +   + 

22、  防流涎 +    +      注射座后退 +   +        慢速I開模 + +          快速開模+ +        

23、;  慢速II開模+  +          頂出缸前進 +  +         頂出缸后退 +            螺桿后退 +     +&#

24、160;     XS-ZY-500注塑機行程開關作用說明代     號作                                  用X1  

25、0;         開模停止及“自動”時接通合模并斷開1YX2            制品開始自動頂出X3             切斷1Y,使合模由快速到慢速X4        

26、;     切斷1Y,使開始閉模時慢速，開模后快速到慢速X5             合模后切斷1Y，大泵卸荷。同時注射座整體前進X6             接通1Y，使合模由慢速到快速X7,X8       

27、0;     起安全作用X9             注射開始X10             注射座整體后退停止X11，X12             防流涎時起作用六、

28、液壓元件的選擇一、油泵的選擇1. 油泵工作壓力的確定油泵工作壓力可按如下公式計算，即：                      由于在注塑機液壓系統(tǒng)中，壓力油所經(jīng)過的閥的數(shù)量較多，故壓力損失也較大，故選=0.8MPa,注射油缸最大工作壓力p為6.9MPa，故油泵的工作壓力為：        

29、60;             PB= 6.9 + 0.8 = 7.7MPa 故所選油泵的額定工作壓力應為: P額B 由計算結果知，一般應選額定壓力為14MPa的雙級葉片泵。2. 油泵流量的確定油泵的流量按下面的公式計算：             根據(jù)油泵的額定壓力和流量計算結果以及快、慢運動所需流量的要求，應選用雙聯(lián)葉片泵，型號為YYBBC194

30、/48B.3. 油泵電機功率的計算在整個工作的動作循環(huán)過程中，注射階段油泵所需功率為最大。故電機功率按注射階段的功率計算注射階段大、小泵界工作。其工作壓力p=7.7MPa,q1=43.6L/min,q2=176.5L/min,故，故，電機功率P=Pmax/K,（K為電機過載系數(shù)），這里取為K=1.6。                         

31、;    P=35.3/1.6=22KW故本機選用Y200L2-6三相異步電機能滿足要求。                               六、液壓元件的選擇二、控制閥的選擇根據(jù)本系統(tǒng)的工作壓力和通過該閥的最大流量分別選擇各種閥XS-ZY-500注射機液壓系統(tǒng)控制閥代

32、   號元件名稱型    號額定流量（L/min)工作壓力范圍（MPa)V1液壓泵(大泵）Y2BC192CF19214V2液壓泵(小泵)Y2BC60CF6014V3電磁溢流閥Y2D1H-Ha20100V4電磁溢流閥Y2D1H-Ha32250V5三位四通電液閥34DYO-B32H-T19021V6二位四通電磁閥24Dl3-B10H-T3021V7三位四通電磁閥34DO-B10H-T3021V8三位四通電液閥34DYJ-B32H-T19021V9三位四通電液閥34DYO-B32H-T19021V10背壓閥X2F-B32E1501-3V11單向節(jié)流閥

33、LDF-B32C19014V12單向閥DF-B32K25032V13調速閥Q-H2010032V14單向閥DF-B32K25032V15單向閥DF-B20K10032V16遠程調壓閥YF-B8B2V17遠程調壓閥YF-B8B2V18遠程調壓閥YF-B8B2V19二位二通電磁閥22DH-H6B-T732V20三位四通電磁閥34DO-H6B-T1032V21單向節(jié)流閥LDF-B10C3014六、液壓元件的選擇三、油管內(nèi)徑的確定1.大泵吸油管內(nèi)徑計算油管內(nèi)徑按下面的公式計算：          

34、60;            已知大泵流量為194L/min，吸油管允許流速V允=0.51.5m/s，取V允=0.85m/s，則：                        d=69.5mm 故選內(nèi)徑為70mm的有縫鋼管。2.小泵吸油管

35、內(nèi)徑計算已知小泵的流量為48L/min,取吸油管允許速度為1.3m/s,則：                                d=28mm 故選內(nèi)徑為32mm的有縫鋼管。3.大泵壓油管內(nèi)徑計算取壓油管允許流速V允=4.5m/s，則：   

36、;                            d=30mm實際選取為32mm的無縫鋼管。4.小泵壓油管內(nèi)徑計算                 &#

37、160;             d=15mm 實際選取內(nèi)徑為20mm的無縫鋼管。5.雙泵并聯(lián)，壓力油匯合后油管內(nèi)徑的確定                              d=34mm 實際選取內(nèi)徑為32mm的無縫鋼管。七、液壓系統(tǒng)的性能驗算一、系統(tǒng)的壓力損失驗算由功率計算知，在快速注射階段系統(tǒng)所消耗的功率為最大，故，只驗算注射階段的壓力損失即可。1. 局部壓力損失計算局部壓力損失主要為流經(jīng)各個控制閥壓力損失的疊加，即：              式中：流經(jīng)閥Vi的局部壓力損失。      &#