120型注塑機液壓系統結構設計畢業設計論文(已修改)

　

【正文】 洛陽理工學院畢業設計（論文）120型注塑機液壓系統結構設計畢業設計論文第1章 緒 論 注塑機概述大型塑料注射機目前都是全液壓控制。其基本工作原理是：粒狀塑料通過料斗進入螺旋推進器中，螺桿轉動，將料向前推進，同時，因螺桿外裝有電加熱器，而將料熔化成粘液狀態，在此之前，合模機構已將模具閉合，當物料在螺旋推進器前端形成一定壓力時，注射機構開始將液狀料高壓快速注射到模具型腔之中，經一定時間的保壓冷卻后，開模將成型的塑科制品頂出，便完成了一個動作循環。 注射機的工作循環注射機的工作循環為：合?！⑸洹骸鋮s→開?！敵?→螺桿預塑進料其中合模的動作又分為：快速合模、慢速合模、鎖模。鎖模的時間較長，直到開模前這段時間都是鎖模階段。38第2章 120型注塑機液壓系統設計 120型注射機液壓系統設計要求及有關設計參數 對液壓系統的要求1. 合模運動要平穩，兩片模具閉合時不應有沖擊。2. 當模具閉合后，合模機構應保持閉合壓力，防止注射時將模具沖開。注射后，注射機構應保持注射壓力，使塑料充滿型腔。3. 預塑進料時，螺桿轉動，料被推到螺桿前端，這時，螺桿同注射機構一起向后退，為使螺桿前端的塑料有一定的密度，注射機構必需有一定的后退阻力。4. 為保證安全生產，系統應設有安全聯鎖裝置。 液壓系統設計參數250克塑料注射機液壓系統設計參數如下：螺桿直徑 35mm 螺桿行程 200mm最大注射壓力 100Mpa 螺桿驅動功率 6kW螺桿轉速 65r/min 注射座行程 250mm注射座最大推力 27kN 最大合模力(鎖模力) 900kN開模力 49kN 動模板最大行程 400mm快速閉模速度 慢速閉模速度 快速開模速度 慢速開模速度 注射速度 注射座前進速度 注射座后移速度 液壓執行元件載荷力和載荷轉矩計算 各液壓缸的載荷力計算1. 合模缸的載荷力合模階段：合模缸在模具閉合過程中是輕載，其外載荷主要是動模及其連動部件的起動慣性力和導軌的摩擦力。鎖模階段：動模停止運動，其外載荷就是給定的鎖模力。開模階段：液壓缸除要克服給定的開模力外，還克服運動部件的摩擦阻力。2. 注射座移動缸的載荷力座移缸在推進和退回注射座的過程中，同樣要克服摩擦阻力和慣性力，只有當噴嘴接觸模具時，才須滿足注射座最大推力。3. 注射缸載荷力注射缸的載荷力在整個注射過程中是變化的，計算時，只須求出最大載荷力。式中 d——螺桿直徑p——噴嘴處最大注射壓力由給定參數知：d＝ p＝100Mpa由此求得 ＝各液壓缸的外載荷力計算結果列于表l。，求得相應的作用于活塞上的載荷力，并列于表21中。表21各液壓缸的載荷力液壓缸名稱工況液壓缸外載荷活塞上的載荷力合模缸合模90鎖模900開模49座移缸移動預緊27注射缸注射 進料液壓馬達載荷轉矩計算已知：螺桿驅動功率 Pc=6kW 螺桿轉速 n=60r/min取液壓馬達的機械效率為則其載荷轉矩 液壓系統主要參數計算 初選系統工作壓力120g塑料注射機屬小型液壓機，載荷最大時為鎖模工況，此時，高壓油用增壓缸提供；其他工況時，載荷都不太高，參考設計手冊（表22）。表22 按載荷選擇液壓系統工作壓力負載力/kN55~1010~2030~5050工作壓力/Mpa~1~2~33~45 液壓缸的主要結構尺寸計算1. 確定合模缸的活塞及活塞桿直徑合模缸最大載荷時，為鎖模工況，工作在活塞桿受壓狀態?；钊睆酱藭rp1是由增壓缸提供的增壓后的進油壓力，初定增壓比為6，則＝6＝39Mpa鎖模工況時，回油流量極小，故p2≈0，求得合模缸的活塞直徑為表23 常用液壓缸內徑D（GB234880） (mm)810121620253240506380(90)100(110)125(140)160(180)200(220)250320400500630查表23取Dh＝ 表24 按工作壓力選取d/D工作壓力/Mpa~d/D~~ 按表24 取d/D＝則活塞桿直徑dh＝＝表26 活塞桿直徑系列 （GB234880） （mm）456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400查表26 取dh＝。為設計簡單加工方便，將增壓缸的缸體與合模缸體做成一體(見圖1)，增壓缸的活塞直徑為Dh＝。其活塞桿直徑按增壓比為6，求得圖21 增壓缸和合模缸查表26 取dz＝2. 注射座移動缸的活塞和活塞桿直徑座移動缸最大載荷為其頂緊之時此時缸的回油流量雖經節流閥，但流量極小，故背壓視為零，則其活塞直徑為查表23 取Dy＝由給定的設計參數知，注射座往復速比為＝／＝表27 缸徑、速比、活塞桿直徑的關系 （JB106867） (mm)缸筒內徑D速 比 24028222018145035283522186345353228228055454035289060504540321007055504535110806055504012590706055451401008070605015010585756555160110908070551801251009080632001401101009070查表27 得活塞桿直徑為：dy=則d/D=3. 確定注射缸的活塞及活塞桿直徑當液態塑料充滿模具型腔時，此時注射缸活塞移動速度也近似等于零，回油量極?。还时硥嚎梢院雎圆挥嫞@樣查表23 ?。剑换钊麠U的直徑一般與螺桿外徑相同，取ds＝。 液壓馬達的排量計算液壓馬達是單向旋轉的，其回油直接回油箱，視其出口壓力為零，容積效率為，這樣計算得： 液壓執行元件實際工作壓力計算按最后確定的液壓缸的結構尺寸和液壓馬達排量，計算出各工況時液壓執行元件實際工作壓力。根據所選用用液壓系統壓力選擇合理的背壓值。表28 執行元件背壓的估計值系統類型背壓中、低壓系統0－8Mpa簡單系統，一般輕載節流調速系統~出口帶調速閥的調速系統~出口帶背壓閥~帶補油泵的閉式回路~中、高壓系統 8~16Mpa帶補油泵的閉式回路比中低壓系統高50%~100%高壓系統 16~32Mpa如鍛壓機械等初算時背壓可忽略不計1. 合模缸工作壓力計算已求得：外載荷F= 取背壓力P2= 活塞直徑Dh＝ 活塞桿直徑dh＝進油腔作用面積回油腔作用面積得合模缸工作壓力2. 鎖模狀態時增壓缸工作壓力已求得：外載荷F= 取背壓力P2=0Mpa 活塞直徑Dh＝ 合模缸活塞桿直徑dh＝ 增壓缸活塞桿直徑dz＝ 進油腔作用面積回油腔作用面積因 P1A1=P3A3鎖模狀態增壓缸工作壓力 3. 注射座移動缸工作壓力（1）注射座前進狀態已求得：外載荷F= 取背壓力P2= 活塞直徑Dy＝ 活塞桿直徑dy＝進油腔作用面積回油腔作用面積得此狀態注射座移動缸工作壓力（2）注射座頂緊狀態已求得：外載荷F= 取背壓力P2=0Mpa 活塞直徑Dy＝ 活塞桿直徑dy＝進油腔作用面積得此狀態注射座移動缸工作壓力4. 注射缸工作壓力已求得：外載荷F＝ kN 取背壓力P2= 注射缸活塞直徑＝注射缸活塞桿直徑ds＝進油腔作用面積回油腔作用面積得此狀態注射座移動缸工作壓力5. 預塑進料液壓馬達工作壓力已求得：外載荷轉矩T= 容積效率進料液壓馬達工作壓力表29 液壓執行元件實際工作壓力工況執行元件名稱載荷背壓力P2/MPa工作壓力P1/MPa計算公式合模行程合模缸鎖模增壓缸 kN—座前進座移缸 kN座頂緊 kN—注射注射缸 kN預塑進料液壓馬達— 計算液壓執行元件實際所需流量根據最后確定的液壓缸的結構尺寸或液壓馬達的排量及其運動速度或轉速，計算出各液壓執行元件實際所需流量。表210 液壓執行元件流量工況執行元件名稱運動速度結構參數流量/（）計算公式慢速合模合模缸快速合模座前進座移缸座后退注射注射缸預塑進料液壓馬達65慢速開模合模缸快速開模 制定系統方案和擬定液壓系統圖 制定系統方案1. 執行機構的確定本機動作機構除螺桿是單向旋轉外，其他機構均為直線往復運動。各直線運動機構均采用單活塞桿雙作用液壓缸直接驅動，螺桿則用液壓馬達驅動。從給定的設計參數可知，鎖模時所需的力最大。為此設置增壓液壓缸，得到鎖模時的局部高壓來保證鎖模力。2. 合模缸動作回路 合模缸要求其實現快速、慢速、鎖模，開模動作。其運動方向由電液換向閥直接控制?？焖龠\動時，需要有較大流量供給。慢速合模只要有小流量供給即可。鎖模時，由增壓缸供油。3. 液壓馬達動作回路 螺桿不要求反轉，所以液壓馬達單向旋轉即可，由于其轉速要求較高，而對速度平穩性無過高要求，故采用旁路節流調速方式。4. 注射缸動作回路 注射缸運動速度也較快，平穩性要求不高，故也采用旁路節流調速方式。由于預塑時有背壓要求，在無桿腔出口處串聯背壓閥。5. 注射座移動缸動作回路 注射座移動缸，采用回油節流調速回路。工藝要求其不工作時，處于浮動狀態，故采用Y型中位機能的電磁換向閥。6. 安全聯鎖措施本系統為保證安全生產，設置了安全門，在安全門下端裝一個行程閥，用來控制合模缸的動作。將行程閥串在控制合模缸換向的液動閥控制油路上，安全門沒有關閉時，行程閥沒被壓下，液動換向閥不能進控制油，電液換向閥不能換向，合模缸也不能合模。只有操作者離開，將安全門關閉，壓下行程閥，合模缸才能合模，從而保障了人身安全。7. 液壓源的選擇該液壓系統在整個工作循環中需油量變化較大，另外，閉模和注射后又要求有較長時間的保壓，所以選用雙泵供油系統。液壓缸快速動作時，雙泵同時供油，慢速動作或保壓時由小泵單獨供油，這樣可減少功率損失，提高系統效率。 擬定液壓系統圖液壓執行元件以及各基本回路確定之后，把它們有機地組合在一起。去掉重復多余的元件，把控制液壓馬達的換向閥與泵的卸荷閥合并，使之一閥兩用?？紤]注射缸同合模缸之間有順序動作的要求，兩回路接合部串聯單向順序閥。再加上其他一些輔助元件便構成了120塑料注射機完整的液壓系統圖。圖22 液壓系統原理圖 液壓系統工作原理1. 關安全門為了保證操作安全，注塑機都裝有安全門。關安全門，行程閥6恢復常位，合模缸才能動作，開始整個動作循環。2. 合模動模板慢速啟動、快速前移，接近定模板時，液壓系統轉為低壓、慢速控制。在確認模具內沒有異物存在，系統轉為高壓使模具閉合。這里采用了液壓－機械式合模機構，合模缸通過對稱五連桿機構推動模板進行開模和合模，連桿機構具有增力和自鎖作用。（1）慢速合模 （3Y+、14Y+）大流量泵4通過電磁溢流閥5卸載，小流量泵3的壓力由溢流閥31調定，泵3壓力油經電液換向閥7右位進入合模缸左腔，推動活塞帶動連桿慢速合模，合模缸右腔油液經閥7和冷卻器回油箱。（2）快速合模 （1Y+、3Y+、14Y+）慢速合模轉快速合模時，由行程開關發令使1 Y得電，泵3不再卸載，其壓力油經單向閥與泵3的供油匯合，同時向合模缸供油，實現快速合模，最高壓力由閥31限定。（3）低壓合模 （3Y+、6Y+、14Y+）泵4卸載，泵3的壓力由遠程調壓閥14控制。因閥32所調壓力較低，合模缸推力較小，即使兩個模板間有硬質異物，也不致損壞模具表面。（4）高壓合模 （3Y+、4Y+、14Y+）泵4卸載，泵3供油，系統壓力由高壓溢流閥31控制，油液經閥10到達增壓缸左腔，此時液控單向閥11不開啟，合模缸回油腔油液經閥7流回油箱，高壓合模并使連桿產生彈性變形，牢固地鎖緊模具。3. .注射座前移（8Y+、14Y+）泵3的壓力油經電磁換向閥30左位進入注射座移動缸左腔，注射座前移使噴嘴與模具接觸，注射座移動缸左腔油液經閥30回油箱。4. 注射注射螺桿以一定的壓力和速度將料筒前端的熔料經噴嘴注入模腔。分慢速注射與快速注射兩種。（1）慢速注