小型塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、小型塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要小型注射壓縮成型注塑機(jī)的注射壓力低、鎖模力低、成型周期短、模具費(fèi)用低、制品內(nèi)應(yīng)力小，因此在國外得到了迅速發(fā)展。注射壓縮成型不是依靠螺桿向型腔傳遞壓力，而是通過壓縮行為來壓實(shí)制品，低壓注射，使得制品表面具有均勻的壓力分布，制品內(nèi)部分子取向分布均勻，從而保證了成型制品的尺寸精度高且穩(wěn)定。本次設(shè)計(jì)主要通過了解注塑機(jī)工作的原理分析基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出注塑機(jī)工作原理圖。在給定的參數(shù)基礎(chǔ)上計(jì)算并確定各個(gè)液壓執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)尺寸。通過查閱手冊進(jìn)行選型，并最終確定各液壓元件。最后根據(jù)元件的形狀尺寸來進(jìn)行裝配尺寸的確定。 關(guān)鍵詞： 注塑機(jī)、塑料、液壓、制造英文摘要Small plasti

2、c injection molding design of the hydraulic systemAbstractInjection compression molding small injection molding machine injection pressure low, clamping force low, short molding cycle, mold low-cost, products, stress, and therefore has been the rapid development of foreign countries. Injection-Compr

3、ession Molding is not relying on the transmission of the pressure screw to the cavity, but acts through compression to compaction products, low-pressure injection, making products with a uniform surface pressure distribution, product distribution within the molecular orientation, thus ensuring the a

4、ccuracy of the size of molding products high and stable. The design of injection molding machines, primarily through the work of understanding the principles of analysis to the design of injection molding machine work and work schematic diagram of the steps. In a given parameter calculated on the ba

5、sis of the implementation of the various hydraulic components. After inspection manual selection, and the final determination of the hydraulic components. Then the shape of components for assembly size to determine size.Key Words: plastic Hydraulic manufacture主 要 符 號 表Q 流量P 壓力 效率 許用應(yīng)力 應(yīng)力D 直徑1 緒論1.1

6、前言塑料注射成型機(jī)是將熱塑性塑料（PE、PP、PVC、ABS等）在料筒內(nèi)經(jīng)外加熱和螺桿旋轉(zhuǎn)剪切熱作用塑化后，以一定的注射壓力注入具有冷卻裝置的模具內(nèi)，快速冷卻后獲得各類塑料制品的專用加工設(shè)備。它從加工日用塑料制品（臉盆、杯子、肥皂盒等）開始，逐步進(jìn)入加工工業(yè)用品（電視機(jī)殼、洗衣機(jī)筒體、周轉(zhuǎn)箱、電話機(jī)殼等），目前開始加工物運(yùn)托盤、環(huán)保垃圾箱、汽車保險(xiǎn)杠、汽車面板等大型塑料制品。隨著制品質(zhì)量的提高和制品的大型化，推動了注射成型機(jī)向高檔次、大規(guī)格方向發(fā)展。注塑機(jī)行業(yè)的科技進(jìn)步，主要始于改革開放后的技術(shù)引進(jìn)。20世紀(jì)80年代，各個(gè)廠家根據(jù)各自的情況，采用各種方法，吸收國外先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)技術(shù)先進(jìn)的注塑機(jī)

7、，為我國注塑機(jī)的更新?lián)Q代作出了巨大貢獻(xiàn)，使我國注塑機(jī)取得了長足的進(jìn)步。小型塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng)為設(shè)計(jì)對象，緊密結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化專業(yè)的相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)和專業(yè)技術(shù)，對于鍛煉學(xué)生綜合應(yīng)用液壓傳動、機(jī)械制造工程、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械CAD等基本專業(yè)知識解決工程實(shí)際問題的能力以及獨(dú)立工作的能力具有積極的促進(jìn)作用。塑料模具行業(yè)的更新?lián)Q代，技術(shù)創(chuàng)新也出現(xiàn)了前所未有的喜人變化。廣東汕頭地區(qū)大部分企業(yè)已全套引進(jìn)德國、法國、意大利及我國臺灣省的最新計(jì)算機(jī)自動化模具加工技術(shù)，大大提高了模具技術(shù)性能、質(zhì)量檔次。 中國塑料機(jī)械雖然發(fā)展很快、生產(chǎn)品種也較多，基本上能供給國內(nèi)塑料原料加工與塑料制品加工、成型所需的一般技術(shù)裝

8、備，個(gè)別產(chǎn)品也進(jìn)入世界前列，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家如德國、日本、意大利相比，中國塑料機(jī)械還有一定差距，主要表現(xiàn)在品種少、能耗高、控制水平低、 性能不穩(wěn)定等方面。1.2 我國注塑技術(shù)現(xiàn)狀 我國的注塑機(jī)從無到有，從小到大，從單一品種到多品種，已經(jīng)有了長足的發(fā)展。但相比于工業(yè)發(fā)達(dá)國家，我國的塑料工業(yè)還處于初級階段，所以注塑機(jī)在我國發(fā)展前景廣闊。我們應(yīng)清醒地看到并仔細(xì)地分析我國在注塑機(jī)的研究和制造上與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距，充分認(rèn)識到塑料工業(yè)的發(fā)展對注塑機(jī)的新需求。中國注塑機(jī)雖然發(fā)展很快、生產(chǎn)品種也較多，基本上能供給國內(nèi)塑料原料加工與塑料制品加工、成型所需的一般技術(shù)裝備，個(gè)別產(chǎn)品也進(jìn)入世界前列，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國家

9、如德國、日本、意大利相比，中國注塑機(jī)還有一定差距，主要表現(xiàn)在品種少、能耗高、控制水平低、 性能不穩(wěn)定等方面。注塑機(jī)分類很多，其中電動液壓式注塑機(jī)是集液壓和電驅(qū)動于一體的新型注塑機(jī)，它融合了全液壓式注塑機(jī)的高性能和全電動式的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，這種電動-液壓相結(jié)合的復(fù)合式注塑機(jī)已成為注塑機(jī)技術(shù)發(fā)展方向。1.3 國外先進(jìn)注塑技術(shù)國外注塑機(jī)水平提高較快，整機(jī)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)不斷得到改進(jìn)和更新，每一次國際性大型展覽會，工業(yè)發(fā)達(dá)國家有關(guān)公司都有新的機(jī)型推出。相比之下，國內(nèi)新推出的機(jī)型較少，這從一個(gè)側(cè)面說明了我國在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)、投入創(chuàng)新開發(fā)的力量上做得還很不夠。因此必須花一定的力量，組織一支有創(chuàng)新開發(fā)能力的隊(duì)

10、伍，研究國外先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的趨勢，特別是要研究消化吸收對象的技術(shù)發(fā)展趨勢，這樣才能把握先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的趨勢，甚至可以走在消化吸收對象的前面，使我國的技術(shù)處于先進(jìn)水平。1.4 本課題研究的內(nèi)容和意義1.4.1本課題研究的內(nèi)容1）研究小型塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理；2）進(jìn)行小型塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng)總方案分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，寫出方案論證；3）小型塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng)主要部件的選取與參數(shù)的計(jì)算，完成整體設(shè)計(jì)、總裝圖及主要零部件圖。4）主要技術(shù)參數(shù)：最高壓力16MPa；流量29L/Min；液壓泵額定壓力32 MPa；最大注射量25g；合模力150kN；鎖模力220kN。1.4.2本課題研究的意義注塑行業(yè)

11、正面臨著一個(gè)飛速發(fā)展的機(jī)遇，然而在注塑產(chǎn)品的成本構(gòu)成中，電費(fèi)占了相當(dāng)?shù)谋壤罁?jù)注塑機(jī)設(shè)備工藝的需求，注塑機(jī)油泵馬達(dá)耗電占整個(gè)設(shè)備耗電量的比例高達(dá)50%-65%，因而極具節(jié)能潛力，設(shè)計(jì)與制造新一代“節(jié)能型”注塑機(jī)，就成為迫切需要關(guān)注和解決的問題。本研究課題就是以電動-液壓式注塑機(jī)為研究對象，對其液壓系統(tǒng)進(jìn)行研究。2總體設(shè)計(jì)思路2.1注塑機(jī)工作原理圖的設(shè)計(jì) 典型的注塑機(jī)工作過程循環(huán)框圖見圖1 圖2.1 注塑機(jī)工作原理循環(huán)圖從循環(huán)圖可看出：注塑機(jī)是一種速度和壓力均變化較多的設(shè)備，速度和壓力的改變主要靠液壓系統(tǒng)中電磁鐵的切換以控制不同的節(jié)流閥和壓力閥得到的。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)這些原理設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。2.2液

12、壓傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)1）確定注塑機(jī)的型式。注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有立式和臥式兩種。按生產(chǎn)出的制品可分為普通型和精密型注塑機(jī)。一次注射量45-51000g；鎖模力200-36000kN。本課題是小型注塑量的注塑機(jī)，在這選用普通臥式注塑機(jī)。2）小型塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng)的合模液壓缸、注射液壓缸、頂出液壓缸等關(guān)鍵功能裝置的設(shè)計(jì)。根據(jù)參數(shù)最高壓力16MPa；流量29L/Min；液壓泵額定壓力32 MPa；最大注射量25g；合模力150kN；鎖模力220kN等相關(guān)參數(shù)計(jì)算出多需要的主要零件的大小重量及其工作時(shí)的載荷，設(shè)計(jì)主要零件的形狀。 3）選擇驅(qū)動回路。用定量泵組成的驅(qū)動回路，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，所以以前廣泛使用

13、。從節(jié)能角度上來說，這種回路只適合恒壓力，恒流量的在和類型，否則效率低下，但是可以用多定量泵組成的驅(qū)動回路系統(tǒng)來改進(jìn)系統(tǒng)效率。用變量泵組成的功率匹配驅(qū)動回路，所謂功率匹配驅(qū)動回路系指這樣的一種節(jié)流調(diào)速回路, 即在這種回路中, 通過將檢測的負(fù)載大小反饋給變量泵, 來自動控制泵的輸出, 使泵的輸出與負(fù)載所需要的壓力和流量幾乎相等, 從而達(dá)到負(fù)載所需功率與泵的輸出功率基本上成一比一的匹配。由于在這種回路中負(fù)載所需功率與泵的輸出功率基本上相匹配, 故稱作功率匹配液壓回路。4）箱體的設(shè)計(jì)。根據(jù)選定的注塑機(jī)的形式，即普通臥式注塑機(jī)，及其主要零零件和回路的形式來確定箱體的大小形狀等各種參數(shù)。5）液壓油的使用

14、。由于目前注塑設(shè)備中液壓泵的種類較多，同類型泵又因功率、轉(zhuǎn)速、壓力、流量、金屬材質(zhì)等因素影響，使液壓油的選用比較復(fù)雜。一般來說低壓泵可以采用HL油，對于中、高壓泵應(yīng)選用HM油。3設(shè)計(jì)內(nèi)容及原理3.1主要結(jié)構(gòu)功能小型注塑機(jī)整機(jī)共有6個(gè)部分組成, 它們分別是: 油箱部件、電氣控制箱部件、管件、液壓發(fā)生器部件、油缸部件、和導(dǎo)軌部件。在設(shè)計(jì)時(shí)要將以上的非標(biāo)件進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要有：注塑缸、頂出缸、合模缸等。標(biāo)準(zhǔn)件的型號和尺寸進(jìn)行選定。3.2小型液壓塑料注射成型機(jī)的基本系統(tǒng)參數(shù)最高壓力16MPa；流量29L/Min；液壓泵額定壓力32 MPa；最大注射量25g；合模力150kN；鎖模力220kN。系統(tǒng)工作壓力

15、為6.3MPa。3.3小型液壓塑料注射成型機(jī)系統(tǒng)方案從給定的參數(shù)參數(shù)可知鎖模時(shí)需要的壓力最大，為220kN。為此設(shè)置增壓液壓缸，得到鎖模時(shí)的局部高壓來保證鎖模力。合模缸動作回路。合模缸要求實(shí)現(xiàn)鎖模，開模動作，其運(yùn)動方向直接由電磁換向閥進(jìn)行控制。鎖模時(shí)，有增壓缸供油。注射缸動作回路。注射缸運(yùn)動速度也較快，平穩(wěn)性要求不高，故采用旁路節(jié)流調(diào)速方式。由于預(yù)塑時(shí)有背壓要求，在無干腔出口處串聯(lián)背壓閥。注射移動缸動作回路。注射移動缸，采用回油調(diào)節(jié)流閥調(diào)速回路。換向方式采用電磁換向閥。3.4小型液壓塑料注射成型機(jī)的液壓原理液壓執(zhí)行元件以及各液壓基本回路確定之后，把它們有機(jī)的組合在一起。去掉重復(fù)多余的元件，把控

16、制液壓馬達(dá)的換向閥與泵的卸荷閥合并，使之一閥兩用。考慮注射缸和合模缸之間有順序動作的要求，兩回路結(jié)合部串聯(lián)單向順序閥。在加上一些輔助元件便構(gòu)成塑料注射成型機(jī)的完整的液壓系統(tǒng)圖，如圖： 圖 3.1 液壓原理圖 1增壓缸，2.合模缸，3.頂出缸，4.移動缸，5.注射缸，69。換向閥，10、14溢流閥，12、13、14、15.單向閥，16.壓力表，17.泵 其工作方式為，液壓馬達(dá)與泵組的液壓泵站給整個(gè)機(jī)器提供液壓油壓，合模缸2通過電磁換向閥6使其向右運(yùn)動，將模具進(jìn)行合模。增壓缸1由換向閥5控制使其向右運(yùn)動，進(jìn)行模具的鎖緊功能。移動缸4在換向閥8的作用下帶動注射缸向左運(yùn)動，使注射螺桿進(jìn)入右模具座的內(nèi)部

17、。接下來由注射缸向左移動進(jìn)行注射。注射完畢后，先由移動缸向右運(yùn)動將注射螺桿與模具座分離，注射增壓缸1向左運(yùn)動卸荷，這2項(xiàng)運(yùn)動也可以同時(shí)完成。合模缸2向左運(yùn)動，使模具分模。分模完畢后，頂出缸3向右運(yùn)動將注塑好的成品頂出。至此循環(huán)結(jié)束。4液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1注塑機(jī)液泵和電動機(jī)的選定液壓泵有齒輪泵、葉片泵、柱塞泵等多種種類，不同種類的泵之間的特性有差異。選擇液壓泵的主要依據(jù)是根據(jù)其額定工作壓力、最大流量、定量或變量，原動機(jī)類型、轉(zhuǎn)速、容積效率、總效率和噪聲等因素。4.1.1 液壓泵的選擇 液壓泵的工作壓力為=+ （公式1）是液壓執(zhí)行元件的最高工作壓力，對于本系統(tǒng)，最高壓力是增壓缸鎖模的入口壓力，=5

18、.8MPa是泵到執(zhí)行元件間的總的管路損失。取=0.5MPa由于液壓系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)要求其泵的額定壓力為6.3MPa，流量為29L/min,在這里選擇輸出流量均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲較小的葉片泵。查手冊，選則YB-25型單極葉片油泵。4.1.2電動機(jī)的選擇注塑機(jī)在整個(gè)動作循環(huán)中，系統(tǒng)的壓力和流量都是變化的，所需要功率變化比較大，為滿足整個(gè)工做循環(huán)的需要，按較大功率段來確定電機(jī)的功率。由前面計(jì)算可知，泵的供油壓力為6.3MPa，泵的驅(qū)動總功率為 = （公式2）計(jì)算得P=15.313kW考慮到注射時(shí)間較短，而電動機(jī)一般允許短時(shí)超載25%，這樣電機(jī)的功率還能在小些。取P=15.313×100/125

19、=13.85Kw驗(yàn)算其他工況時(shí)，液壓泵的驅(qū)動功率均小于此值。查閱手冊，選用14kW的電動機(jī)。4.2液壓缸的設(shè)計(jì)4.2.1增壓合模缸主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合模缸載荷最大時(shí)為鎖模工況，其載荷力為220kN，工作在活塞桿受壓狀況。按公式1 D= （公式3）此時(shí)，p1是由增壓缸提供的增壓后的進(jìn)油壓力，初定增壓比為1:5，則p1=5×6.3MPa=32.5MPa鎖模工況時(shí)，回油量極小，故p20，求得合模缸的活塞直徑為=0.0935m取=0.1m。按手冊表取d/D=0.7，則活塞桿直徑為取d = 0.1×0.7=0.07m。為設(shè)計(jì)簡單加工方便，將增壓缸的缸體和合模缸的缸體做成一體如圖4.1，圖

20、4.1 增壓合模缸增壓缸的活塞直徑也為0.1m，其活塞直徑按增壓比為5，求得=0.044m。取=0.05m。油缸壁厚的計(jì)算：由于油缸承受高壓, 則設(shè)計(jì)采用鍛鈉作油缸, 故它的強(qiáng)度計(jì)算按厚壁筒強(qiáng)度公式計(jì)算。根據(jù)受力分析, 對缸壁厚和缸底厚兩部分分別進(jìn)行計(jì)算。油缸采用40Cr鍛造坯料, 經(jīng)過調(diào)質(zhì)、精加工而成。40Cr為塑性材料, 故按第四強(qiáng)度理論計(jì)算壁厚。計(jì)算公式如下：t=(-1) （公式4）式中：D油缸內(nèi)徑 取D=100 mmp油缸工作壓力 取 p=31.5MPa 油缸材料許用應(yīng)力 取=1700×10Pa經(jīng)計(jì)算t=8.54mm外徑D=D+2t=80+17.08=97.08mm 取D=1

21、00mm， t=10mm其具體結(jié)構(gòu)如圖4.2所示 圖4.2活塞桿的長度由模具合模分模時(shí)的長度而定。合模缸的活塞桿的長度初步定為150mm。其形狀如圖4.2所示。增壓缸的活塞桿與合模缸基本相似，初步定其活塞桿的長度為150mm。4.2.2移動液壓缸的設(shè)計(jì)移動液壓缸的主要功能是實(shí)現(xiàn)注射組件的前后移動，故在此選用雙杠活塞液壓缸，固定方式選用活塞桿固定式。坐移動缸的最大載荷為注射部件頂進(jìn)注射時(shí)，此時(shí)缸的回油流量雖經(jīng)節(jié)流閥，但流量極小，故背壓可視為零，則移動缸活塞直徑為=0.0626m取=0.07m由移動缸往復(fù)速度比為0.08/0.06=1.33,查表得d/D=0.5，則活塞桿直徑為 =0.070.5=

22、0.035m 取=0.04m設(shè)移動距離為190mm油缸壁厚的計(jì)算：由于油缸承受高壓, 則設(shè)計(jì)油缸, 故它的強(qiáng)度計(jì)算按厚壁筒強(qiáng)度公式計(jì)算。根據(jù)受力分析, 對缸壁厚和缸底厚兩部分分別進(jìn)行計(jì)算。油缸采用40Cr鍛造坯料, 經(jīng)過調(diào)質(zhì)、精加工而成。40Cr為塑性材料, 故按第四強(qiáng)度理論計(jì)算壁厚。計(jì)算公式如下：t=(-1) （公式5）式中：D油缸內(nèi)徑 取D=70 mmp油缸工作壓力 取 p=31.5MPa 油缸材料許用應(yīng)力 取=1700×10Pa經(jīng)計(jì)算t=10.54mm外徑D=D+2t=70+10.54=80.54mm 取D=81mm， t=11mm結(jié)構(gòu)上用活塞連接兩根活塞桿的形式實(shí)現(xiàn)缸體的左右

23、移動，其具體結(jié)構(gòu)如圖4.3所示： 圖4.3移動缸4.2.3注射缸的設(shè)計(jì) 參數(shù)中注射量為25g，即注塑時(shí)一次射膠的最大質(zhì)量為25g。其載荷最大的狀態(tài)是液態(tài)塑料充滿模具的型腔時(shí)的狀態(tài)。這時(shí)，注塑缸的載荷達(dá)到最大值5kN。此時(shí)注射缸活塞移動速度也近似等于零，回油量極小，故背壓力可以忽略不計(jì)，則=0.03179m取 =0.032m活塞桿的直徑一般與螺桿外徑相同，取=0.02m行程為0.1m油缸壁厚的計(jì)算：由于油缸承受高壓, 則設(shè)計(jì)采用鍛鈉作油缸, 故它的強(qiáng)度計(jì)算按厚壁筒強(qiáng)度公式計(jì)算。根據(jù)受力分析, 對缸壁厚和缸底厚兩部分分別進(jìn)行計(jì)算。油缸采用40Cr鍛造坯料, 經(jīng)過調(diào)質(zhì)、精加工而成。40Cr為塑性材料

24、, 故按第四強(qiáng)度理論計(jì)算壁厚。計(jì)算公式如下：t=(-1) （公式6）式中：D油缸內(nèi)徑 取D=32 mmp油缸工作壓力 取 p=31.5MPa 油缸材料許用應(yīng)力 取=1700×10Pa經(jīng)計(jì)算t=6.54mm外徑D=D+2t=32+17.08=49.08mm 取D=50mm， t=7mm其結(jié)構(gòu)如圖4.4所示： 圖 4.4注射是把著融化好的注塑材料推進(jìn)模腔內(nèi)，先選定活塞桿的行程為100mm。因?yàn)榛钊睆捷^小，故注射缸的活塞和活塞桿做成一體的形狀。其具體形狀如圖 4.5所示。 圖 4.54.2.4 頂出液壓缸的設(shè)計(jì) 頂出液壓缸的主要功能是當(dāng)模具內(nèi)的注塑材料充滿模腔，冷卻成型后，把成品推出模具

25、的液壓缸。因?yàn)樽畲笞⑺芰繛?5g，開模后，不受外界力的載荷，故頂出液壓缸的載荷只是成型品和模具間的摩擦力，其摩擦力十分小。取其最大載荷為5kg。=0.03179m取 =0.032m活塞桿的直徑一般與螺桿外徑相同，取=0.02m油缸壁厚的計(jì)算：由于油缸承受高壓, 則設(shè)計(jì)采用鍛鈉作油缸, 故它的強(qiáng)度計(jì)算按厚壁筒強(qiáng)度公式計(jì)算。根據(jù)受力分析, 對缸壁厚和缸底厚兩部分分別進(jìn)行計(jì)算。油缸采用40Cr鍛造坯料, 經(jīng)過調(diào)質(zhì)、精加工而成。40Cr為塑性材料, 故按第四強(qiáng)度理論計(jì)算壁厚。計(jì)算公式如下：t=(-1) （公式7）式中：D油缸內(nèi)徑 取D=32 mmp油缸工作壓力 取 p=31.5MPa 油缸材料許用應(yīng)力

26、 取=1700×10Pa經(jīng)計(jì)算t=9.54mm外徑D=D+2t=32+17.08=49.08mm 取D=50mm， t=10mm其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖4.6所示。 圖4.6 頂出缸的活塞行程與模具有關(guān)，再次只是先定行程為70mm。4.2.5 密封圈的選用對高壓油缸密封設(shè)計(jì)極為重要。設(shè)計(jì)中活塞與缸筒的密封采用Yx聚氨醋耐磨密封圈。 替代傳統(tǒng)使用的“ O”形密封圈或活塞環(huán)密封?；钊麠U與端蓋孔的密封采用“ V”形密封圈，為了提高密封效果，設(shè)計(jì)了可調(diào)節(jié)密封圈松緊的補(bǔ)償螺母裝置。油缸進(jìn)出油管的聯(lián)接，采用錐形密封螺紋及雙金屬耐高壓密封墊。4.3液壓元件的選擇4.3.1油箱的確定油箱容積可按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

27、得到：V= （4.11）式中V油箱的有效容積（L）； 與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：低壓24，中壓57，高壓1012。本系統(tǒng)為中壓系統(tǒng)，但在系統(tǒng)工作時(shí)有一段時(shí)間壓力達(dá)到中壓，所以選取=6；液壓泵的總額定流量（L/min）。經(jīng)計(jì)算及查取液壓泵站油箱工程系列，最終取V=44L4.3.2閥的選擇計(jì)算閥體，壓力表在選取時(shí)根據(jù)其所在位置所要承受的壓力及流量選取，選取如下：單向閥是一種方向控制閥，它用在液壓系統(tǒng)中控制液流的方向。在本液壓系統(tǒng)中單向閥2用于防止油液倒灌。單向閥的額定壓力為32MP，其最大流量為15Lmin。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇DIF-L10H1型直通式單向閥，其額定壓力為21MPa，流量為25

28、Lmin.。 二位四通換向閥其最大流量為25L/min。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇24D-B6C-TZ型換向閥。三位四通換向閥其最大流量為25L/min。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇34D-B6C型換向閥。溢流閥其最大流量為25L/min。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇P-B10B型換向閥。壓力表測量范圍0到250MPa。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇Y-60型壓力表。濾油器最大流量為30L/min。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇Y-60型壓力表。液控單向閥額定流量為25L/min。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擇將其列表如下所示序號元件名稱通過流量(L/min)選用型號1壓力表20Y-602壓力表開關(guān)20KF-L8/E3單向閥25DIF-L10H

29、14溢流閥20P-B10B5二位四通換向閥2524D-B6C-TZ6三位四通換向閥2534D-B6C7過濾器30XU-10×2008液控單向閥25DFY-L10H4.3.3管件的選擇油管徑尺寸可根據(jù)元件接口而定，也可以按管件允許流速進(jìn)行計(jì)算。管子內(nèi)徑的計(jì)算時(shí)取允許流速為2m/s，在液壓傳動的管道中，常用的管子有鋼管、銅管、膠管和塑料管等。鋼管能承受的工作壓力較高，價(jià)廉，但彎曲半徑不能太小，而且多用在裝配位置比較方便的地方；紫銅管能承受的工作壓力較低P在6.310Mpa；尼龍管可用在低壓系統(tǒng)中；塑料管一般只作回油管用；膠管分高、壓兩種，高壓膠管可用于壓力較高的油路中；雖然軟管制造比較困

30、難，但由于此液壓系統(tǒng)裝配位置相對難，以及參考實(shí)際，所以此液壓系統(tǒng)使用膠管。油管徑尺寸可根據(jù)元件接口而定，也可以按管件允許流速進(jìn)行計(jì)算。管子內(nèi)徑的計(jì)算時(shí)取允許流速為1.5m/s，則油管內(nèi)徑d為：d=15mm 4.4集成板的設(shè)計(jì)計(jì)算4.4.1集成板連接a.集成板結(jié)構(gòu) 油路板是一塊較厚的液壓元件安裝板。用螺釘將板式液壓元件安裝在油路板的正面，在正面有對應(yīng)的孔與液壓閥的個(gè)孔相通，個(gè)孔間安液壓系統(tǒng)原理圖的通路要求，在油路板內(nèi)部鉆縱、橫孔道進(jìn)行連通，代替管子連接。在油路板的背面或側(cè)面引出通向液壓泵、油箱以及連接個(gè)執(zhí)行元件的孔道，孔口有螺紋，安裝管接頭，用以接管。材料一般為鑄鐵或鍛鋼，因此液壓系統(tǒng)為高壓，所

31、以用鍛鋼且塊體加工成長方體。對于較簡單的液壓系統(tǒng)，其閥件較少，可安裝在同一個(gè)集成板上。但本液壓系統(tǒng)相對復(fù)雜且閥較多，所以需要三個(gè)集成板，三個(gè)集成板之間用主油管連接起來。b.集成板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 外形尺寸要滿足閥件的安裝，孔道布置及其他工藝要求。油路板的變長不宜大于400 mm，本液壓系統(tǒng)的三個(gè)集成板均符合要求，一塊集成板上安裝的元件的數(shù)量不宜過多，一般不超過10到12個(gè)，本液壓系統(tǒng)的三個(gè)集成板也均符合其要求。其中元件之間距離一般取5到10 mm。其具體安置位子如圖4.7所示。 圖4.74.4.2液壓裝置的結(jié)構(gòu)形式液壓裝置的結(jié)構(gòu)形式有分散式和集中式兩種：分散式將液壓系統(tǒng)的油源，控制調(diào)節(jié)裝置分散在

32、機(jī)器各處。這種結(jié)構(gòu)形式，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu) 緊湊，泄露油易回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修不方便，油源的振動，發(fā)熱都對機(jī)器的產(chǎn)生不利影響，故采用較少，一般非標(biāo)設(shè)備不推薦使用。集中式將液壓系統(tǒng)的油源，控制調(diào)節(jié)裝置等獨(dú)立于機(jī)器之外，單獨(dú)設(shè)置一個(gè)液壓站。這種結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)是安裝維修方便，油源的振動，發(fā)熱都和機(jī)器隔開，減少了對機(jī)器的不利影響。本液壓系統(tǒng)采用集中式，將電機(jī)、油泵、集成板和油箱等組成一個(gè)液壓站。4.5液壓系統(tǒng)驗(yàn)算表4.5.1驗(yàn)算壓力損失本系統(tǒng)較為復(fù)雜，有多個(gè)液壓執(zhí)行元件動作回路，其中環(huán)節(jié)較多，管路損失較大的主要算注射缸動作回路，故主要驗(yàn)算泵到注射缸這段管路的損失。1）沿程壓力損失：主要是注射缸注射

33、進(jìn)油時(shí)油路的壓力損失。此處管長2.5m，管內(nèi)徑0.12m，通過流量為0.7L/s油液最低粘度=1.5mm/s，計(jì)算雷諾數(shù)判斷流態(tài)：Rc=3271.32300 （4.13）油在管中成紊流流動狀態(tài)，其沿程壓力阻力系數(shù)為=。 按式=求得沿程壓力損失帶入數(shù)值求得=0.07MPa 2）局部壓力損失局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等的管路局部壓力損失，以及通過控制閥的局部壓力損失壓力損失。其中管路局部壓力損失相對來說小的多。故主要計(jì)算通過控制閥的局部壓力損失。計(jì)算如下：=0.3+0.3=0.8MPa4.2驗(yàn)算系統(tǒng)溫度系統(tǒng)中的功率損失會引起的液壓系統(tǒng)發(fā)熱，發(fā)出的熱量以系統(tǒng)中各散熱面散發(fā)到空氣中去，其中

34、油箱是主要散熱，計(jì)算如下：N = =3.45 (kW) （4.15） H=N（1-）=3.45（1-0.75）=0.8625 kW由于油箱尺寸比在1:1:11:2:3之間，使用場地通風(fēng)要好，取散熱系數(shù)G=1510（Kw/mC），油箱溫升T可由下式計(jì)算：T=10（C） （4.16） T=10（C）=10（C）=18.63C一般液壓系統(tǒng)取T30C，所以該系統(tǒng)溫升合格。5 機(jī)械部分設(shè)計(jì)5.1 模具座的設(shè)計(jì) 模具座，連接著模具的零件，其大小可有模具的大小而定。再次不知道模具的具體形狀，故不考慮模具座與模具連接部分，只設(shè)計(jì)其他部分。 與合模缸相連接的左模具座，如圖所示： 圖5.1左模具座上四個(gè)角的孔螺栓

35、連接到合模缸的運(yùn)動執(zhí)行元件，中間2個(gè)小孔是定出缸的執(zhí)行元件。下方2個(gè)V型和底座上的V型導(dǎo)軌相接，使其運(yùn)動時(shí)平穩(wěn)。左模具座與右模具座與底座用螺栓固定，如圖所示：圖5.2 模具座中間有孔，注射塑料時(shí)，注射噴嘴從此將注射融化好的材料噴進(jìn)模具的型腔內(nèi)。5.2 機(jī)蓋與機(jī)體的設(shè)計(jì)機(jī)蓋的功能為保護(hù)好液壓系統(tǒng)的各個(gè)執(zhí)行件免于受到外來物品的碰撞、擠壓等帶來的損害，還有防塵的作用。其大小外剛好蓋住液壓執(zhí)行元件為益。機(jī)體要求比較簡單，將所有元件包含在內(nèi)就可以了。其保護(hù)作用，而且要求拆裝簡單方便?？偨Y(jié)注塑機(jī)是一種典型的機(jī)、電、液結(jié)合的機(jī)電設(shè)備，它將顆粒狀的塑料加熱融化至流動狀態(tài)，以快速、高壓注入模腔，保壓一定時(shí)間，冷

36、卻后成型為塑料制品。注塑成型是由很多道工序所組成的連續(xù)生產(chǎn)過程。本次主要設(shè)計(jì)小型塑料注射機(jī)的液壓系統(tǒng)部分，其中包括液壓缸，液壓閥，泵，電機(jī)等等的設(shè)計(jì)。此次設(shè)計(jì)中主要進(jìn)行液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在其工作原理上沿用換向閥控制液壓缸工作的順序和時(shí)間，完成注塑所需要的步驟。實(shí)現(xiàn)小功率，多頻率注塑成品。主要完成成果：(1) 較好的保持合模時(shí)的壓力。在此次設(shè)計(jì)中采用增壓缸來保證合模缸合模時(shí)的有效壓力及鎖模力。保證注塑時(shí)的完整注塑，防止模具的移動。(2) 有效的解決液壓油外泄的問題。本液壓系統(tǒng)采用集成板式安裝，各個(gè)閥安裝在集成板上，大大減少管件數(shù)量，解決了油管使用過多產(chǎn)生的液壓油外泄。(3) 合模導(dǎo)軌。在合模移動模

37、座設(shè)計(jì)成V型導(dǎo)軌，使其在合模前進(jìn)時(shí)保持精確的直線度，不會發(fā)生偏斜。在模具上有合模孔，能保證模具精確合模，完成有效的合模過程。注塑機(jī)在輕工業(yè)制造上有著舉足輕重的地位，從加工日用塑料制品到加工工業(yè)塑料到現(xiàn)在的加工大型工業(yè)制品。研究其各項(xiàng)管件技術(shù)有著重大意義。達(dá)到進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的目地。參考文獻(xiàn)1 瞿金平，黃漢熊，吳舜英.塑料工業(yè)手冊（注塑、模壓工藝 與設(shè)備分冊）.北京：化工工業(yè)出版社，2001.102 張群升. 液壓傳動與潤滑技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19963 梅怡.一種新型鉚接機(jī)的設(shè)計(jì)開發(fā).現(xiàn)代機(jī)械,2003 ,(3) ：78884 張友根. 我國注塑機(jī)的特點(diǎn)及發(fā)展方向. 上海

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