资源描述
山东科技大学学士学位论文摘 要塑料注射成型机是一种能将塑料加热塑化，借助推进机构把熔化的塑料注入模具型腔内，经冷却、定型后形成制品的塑料成型加工设备。它能配置不同的模具，可一次成型外形复杂的制品，是塑料机械中主要机种之一。塑料注塑成型机有很多型式，液压式塑料成型机就是其中之一，其主要由合模机构，注射部件，液压传动及电气控制系统等几部分组成，而液压泵，液压缸、各种液压阀、电机、电气元件以及控制仪表是其中不可缺少的控制元件。塑料注射成型机以其成型周期短，对各种塑料的加工适用性强，尺寸较精确以及自动化程度高等优点，得到了广泛应用。关键词：塑料注射成型机、液压系统、液压泵、液压缸、液压阀ABSTRACTThe plastic casts shaper is one kind of heating up the plastic the plasticizing, pours into with the aid of the advancement organization the melting plastic in the mold cavity, after cooling, the stereotypia forms the product the plastic to take shape the processing equipment. It can dispose the different mold, but time takes shape the contour complex product, is in the plastic machinery one of main aircraft types. The plastic injection takes shape already has very many forms. The hydraulic pressure type plastic injection shaper is one of them, it mainly has gathers the mold organization, injects the part, the hydraulic transmission and the electricity control system and so on several parts of compositions, but the hydraulic pump, the hydraulic cylinder, each kind of hydraulic valve, the electrical machinery, the electrical part as well as the control measuring appliance are indispensable control part.The plastic injection shaper takes shape the cycle quickly by it, to each kind of plastic processing compatible, the size is precise as well as the automaticity higher merit, obtained the widespread use.Key word: Plastic injection shaper, hydraulic system, hydraulic pump, hydraulic cylinder, hydraulic valv目 录摘 要1ABSTRACT2目 录31 绪 论41.1、塑料注射成型机概述41.2、注射成型机的工作原理51.3、技术要求及已知参数61.3.1对液压系统的要求71.3.2液压系统设计参数72. 250克塑料注射祝液压系统设计计算92.1液压执行元件载荷力和载荷转矩计算92.2.液压系统主要参数计算102.2.1初选系统工作压力102.2.2计算液压缸的主要结构尺寸102.2.3计算液压马达的排量122.2.4计算液压执行元件实际工作压力122.2.5计算液压执行元件实际所需流量122.3.制定系统方案和拟定液压系统图132.3.1制定系统方案132.3.2拟定液压系统图142.3.3液压元件的选择与设计222.4.液压系统性能验算282.4.1验算回路中的压力损失282.4.2液压系统发热温升计算302.4.3冷却器的计算333 系统使用维护说明书353.1. 注塑机温升过高五大危害353.2. 注塑机-原理和模式363.3. 注塑机-维护383.4. 预防性维修保养383.4.1液压油量383.4.2液压油温度393.4.3液压油油质393.4.4 滤油器清洗403.4.5冷却器清洗403.5. 注塑机电脑面板403.5.1电气部分403.5.2 机械部分413.6. 油温过高433.7. 噪音产生433.8. 保养简表44设计分析46设计心得47致谢辞48参考书目491 绪 论1.1、塑料注射成型机概述塑料注射成型机（简称注塑机）是一种能将塑料加热塑化，借助螺杆（或柱塞）的推力，将塑料熔体射入闭合的模具型腔内，经冷却定型或固化后制成成品的塑料成型加工设备。它配置不同的模具，可以成型外形复杂的制品，是塑料机械的主要机种之一。 塑料注射成型机按外形分类可以分为卧式、立式和角式三种；按合模机构分类可以分为液压、液压机械式、电动机械式三种形式；按加工能力分类又有以下分类形式：分类合模力（N）理论注射容积（cm）超小型16016小型160200016630中型250020008003150大型500012500400010000超大型1600016000按使用范围的不同又可分为普通成型机和其他注射式成型机，如组合式注射成型机、精密注射式成型机、热固性注射成型机、排气式注射成型机、低发泡注射式成型机、鞋用注射式成型机、反应注射式成型机、双色与多色注射式成型机。塑料注射式成型机一般由以下几个部分组成：1合模部件 它是安装模具用的成型部件。主要由模板、动模板、合模机合模油缸、顶出装置等组成、2注射部件 它是注塑机的塑化部件。主要由加料装置、料筒、螺杆、喷嘴、预塑装置、注射油缸及注射座移动油缸等组成。3液压传动及电气控制系统 它是注塑机的动力操纵控制部件1.2、注射成型机的工作原理注射成型机的工作原理是：粒状塑料通过料斗进入螺旋推进器中，螺杆转动，将料向前推进，同时螺杆外装有电加热器，而将塑料熔化成粘液状态，在此之前，合模机构已将模具闭合，当物料在螺旋推进器前端形成一定压力时，注射机构开始将液状料高压快速注射到模具型腔之中，给一定时间的保压冷却后开模，把成型的塑料制品由顶出机构顶出，从而完成了一个工作循环。注射成型机的工作循环如下所示： 主要由油泵、液压缸、各种阀类、电机、电器元件以及控制仪表等组成。1.3、技术要求及已知参数依照塑料注射式成型机的合模注射保压冷却开模顶出的工作 螺杆预料进料循环以及合模的具体的动作：快速合模、慢速合模、锁模。而且，锁模的时间比较长（直到开模浅的这段时间都是锁模机构）。塑料注射成型机对其液压系统的具体要求是：合模运动要求平稳，两片模具闭合时不应有冲击；模具闭合后，合模机构应保持闭合压力，以防止注射时，将模具冲开。注射后，注射机构应保持注射压力，使塑料充分注满型腔；预塑进料时，螺杆转动，料被螺旋推进器推到螺杆的前端，这时，螺杆同注射机构一起向后退，为使螺杆前端的塑料有一定的密度，注视机构必有一定的后退阻力；系统应具有安全设置，以确保安全生产。塑料注射成型机的已知参数如下：1.3.1对液压系统的要求 合模运动要平稳，两片模具闭合时不应有冲击； 当模具闭合后，合模机构应保持闭合压力，防止注射时将模具冲开。注射后，注射机构应保持注射压力，使塑料充满型腔； 预塑进料时，螺杆转动，料被推到螺杆前端，这时，螺杆同注射机构一起向后退，为使螺杆前端的塑料有一定的密度，注射机构必需有一定的后退阻力；为保证安全生产，系统应设有安全联锁装置。1.3.2液压系统设计参数 250克塑料注射机液压系统设计参数如下： 螺杆直径 40mm 螺杆行程 200mm 最大注射压力 153MPa 螺杆驱动功率 5k螺杆转速 60r/min 注射座行程 230mm 注射座最大推力 27kN 最大合模力(锁模力) 900kN 开模力 49kN 动模板最大行程 350mm 快速闭模速度 0.1m/s 慢速闭模速度 0.02m/s 快速开模速度 0.13m/s 慢速开模速度 0.03m/s 注射速度 0.07m/s 注射座前进速度 0.06m/s 注射座后移速度 0.08m/s2. 250克塑料注射祝液压系统设计计算2.1液压执行元件载荷力和载荷转矩计算合模缸的载荷力合模缸在模具闭合过程中是轻载，其外载荷主要是动模及其连动部件的起动惯性力和导轨的摩擦力。 锁模时，动模停止运动，其外载荷就是给定的锁模力。 开模时，液压缸除要克服给定的开模力外，还克服运动部件的摩擦阻力。注射座移动缸的载荷力座移缸在推进和退回注射座的过程中，同样要克服摩擦阻力和惯性力，只有当喷嘴接触模具时，才须满足注射座最大推力。注射缸载荷力注射缸的载荷力在整个注射过程中是变化的，计算时，只须求出最大载荷力。 式中，d螺杆直径，由给定参数知：d0.04m；p喷嘴处最大注射压力，已知p153MPa。由此求得Fw192kN。各液压缸的外载荷力计算结果列于表l。取液压缸的机械效率为0.9，求得相应的作用于活塞上的载荷力，并列于表1中。表1液压缸名称工况液压缸外载荷Fw/kN活塞上的载荷力F/kN合模缸合模90100锁模9001000开模4955座移缸移动2.73顶紧2730注射缸注射192213进料液压马达载荷转矩计算： 取液压马达的机械效率为0.95，则其载荷转矩 2.2.液压系统主要参数计算2.2.1初选系统工作压力 250克塑料注射机属小型液压机，载荷最大时为锁模工况，此时，高压油用增压缸提供；其他工况时，载荷都不太高，参考设计手册，初步确定系统工作压力为6.5MPa。2.2.2计算液压缸的主要结构尺寸确定合模缸的活塞及活塞杆直径合模缸最大载荷时，为锁模工况，其载荷力为1000kN，工作在活塞杆受压状态。活塞直径 此时p1是由增压缸提供的增压后的进油压力，初定增压比为5，则p156.5MPa32.5MPa，锁模工况时，回油流量极小，故p20，求得合模缸的活塞直径为 ，取Dh0.2m。按表25取d/D0.7，则活塞杆直径dh0.70.2m0.14m，取dh0.15m。 为设计简单加工方便，将增压缸的缸体与合模缸体做成一体(见图1)，增压缸的活塞直径也为0.2m。其活塞杆直径按增压比为5，求得 ，取dz0.09m。)注射座移动缸的活塞和活塞杆直径座移动缸最大载荷为其顶紧之时，此时缸的回油流量虽经节流阀，但流量极小，故背压视为零，则其活塞直径为，取Dy0.1m 由给定的设计参数知，注射座往复速比为0.080.061.33，查表26得d/D0.5，则活塞杆直径为： dy0.50.1m0.05m确定注射缸的活塞及活塞杆直径当液态塑料充满模具型腔时，注射缸的载荷达到最大值213kN，此时注射缸活塞移动速度也近似等于零，回油量极小；故背压力可以忽略不计，这样，取Ds0.22m；活塞杆的直径一般与螺杆外径相同，取ds0.04m。2.2.3计算液压马达的排量液压马达是单向旋转的，其回油直接回油箱，视其出口压力为零，机械效率为0.95，这样 2.2.4计算液压执行元件实际工作压力按最后确定的液压缸的结构尺寸和液压马达排量，计算出各工况时液压执行元件实际工作压力，见表2。2.2.5计算液压执行元件实际所需流量根据最后确定的液压缸的结构尺寸或液压马达的排量及其运动速度或转速，计算出各液压执行元件实际所需流量，见表3。2.3.制定系统方案和拟定液压系统图2.3.1制定系统方案执行机构的确定 本机动作机构除螺杆是单向旋转外，其他机构均为直线往复运动。各直线运动机构均采用单活塞杆双作用液压缸直接驱动，螺杆则用液压马达驱动。从给定的设计参数可知，锁模时所需的力最大，为900kN。为此设置增压液压缸，得到锁模时的局部高压来保证锁模力。合模缸动作回路 合模缸要求其实现快速、慢速、锁模，开模动作。其运动方向由电液换向阀直接控制。快速运动时，需要有较大流量供给。慢速合模只要有小流量供给即可。锁模时，由增压缸供油。液压马达动作回路 螺杆不要求反转，所以液压马达单向旋转即可，由于其转速要求较高，而对速度平稳性无过高要求，故采用旁路节流调速方式。注射缸动作回路 注射缸运动速度也较快，平稳性要求不高，故也采用旁路节流调速方式。由于预塑时有背压要求，在无杆腔出口处串联背压阀。注射座移动缸动作回路 注射座移动缸，采用回油节流调速回路。工艺要求其不工作时，处于浮动状态，故采用Y型中位机能的电磁换向阀。安全联锁措施本系统为保证安全生产，设置了安全门，在安全门下端装一个行程阀，用来控制合模缸的动作。将行程阀串在控制合模缸换向的液动阀控制油路上，安全门没有关闭时，行程阀没被压下，液动换向阀不能进控制油，电液换向阀不能换向，合模缸也不能合模。只有操作者离开，将安全门关闭，压下行程阀，合模缸才能合模，从而保障了人身安全。液压源的选择该液压系统在整个工作循环中需油量变化较大，另外，闭模和注射后又要求有较长时间的保压，所以选用双泵供油系统。液压缸快速动作时，双泵同时供油，慢速动作或保压时由小泵单独供油，这样可减少功率损失，提高系统效率。2.3.2拟定液压系统图 一选择液压回路：1. 合模缸回路：合模缸要求实现其速度快速、慢速、锁模、开模动作。其运动方向采用三位四通电液换向阀直接控制，快速运动时，需要有较大流量。慢速合模只要有小流量即可。锁模时，由增压缸供油。2液压马达回路：由于单向液压马达转速要求较高，动力较大，功率较大，而对速度平稳性无过高要求，故采用回路效率较高、油液温开较小、经济较好的旁路节流回路。3注射缸回路：注射缸的运动速度较大，平稳性要求不高，也采用旁路节流回路。由于预塑进料时有背压要求（可以使加工的塑料得到良好的塑化质量），可在缸的无杆腔的出口油路处串连一背压阀，控制螺杆的退回时间，使塑化的塑料比较密集，也有利于气体的排出。注射缸的运动方向也采用三位四通电液动换向阀控制。4注射座移动缸回路：此回路采用回油节流调速回路。工艺要求不工作时，出于浮动状态，故采用Y型中位机座的三位四通电磁换向阀。5液压源：由各液压执行元件实际流量列表可知，整个液压系统在整个工作循环中所需流量变化较大，闭模和注射后又要求有较长的时间的保压，而且从提高效率、节约能源的方面考虑，采用双泵供油回路。液压缸快速动作时，双泵同时供油，慢速动作或保压时，小泵单独供油。6安全连锁装置：为了保证安全生产，在系统中设置安全门，在安全门的下端安装一个行程阀，用来控制合模缸的动作。将行程阀串联在控制合模缸换向的液动阀控制油路上，从而使得在安全门没有关闭时，行程阀没有被按下，液动换向阀不能进控制油，电液换向阀不能实现换向，合模缸不能合模。只有操作者离开时，将安全门关闭，压下行程阀，合模缸才能合模，从而保证了操作人员的人身安全。7顶出缸的要求：制品在冷却后成型，被顶出时，顶出速度要稳定，以防止制成品受损，而且，顶出缸的速度应能调节，以适应不同制品的顶出要求，所以在回路中采用单向节流阀调节其速度。二 液压系统的合成各液压执行元件的基本回路确定后，把他们有机结合在一起，并去掉多余的元件，如，把控制液压马达的换向阀与泵的卸荷阀合并，使之一阀两用；而考虑到注射缸与合模缸之间有顺序动作的要求，两回路的接合部分应串联上单向顺序阀。再加上一些辅助元件：如过滤器、压力表等就可得到塑料注射机完整的液压系统图。如图所示：塑料注射成型机液压系统原理图1，2，4二位四通电液换向阀；3三位四通电磁换向阀；5，6，21二位四通电磁换向阀；7先导式溢流阀；8，9直动式溢流阀；10，12，13单向阀； 11液控单向阀； 14节流阀； 15，16调速阀；17，18单向顺序阀； 19二位四通行程换向阀； 20单向节流阀液压系统的电磁铁动作循环表如下工况动作电磁铁1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA9YA10YA快速合模+慢速合模+增压合模+注射座前进注射注射保压减压再增压+预塑进料注射座后退慢速开模快速开模顶出杆前进顶出杆后退系统卸荷注: 1、“”表示电磁铁通电。 2、液压马达喂料时，注射杆受到反作用力后退油箱向注射缸左腔补油。各循环的动作原理如下：1合模合模液压缸经活塞杆直接推动动模板实现合模。合模动作完成以后，由增压缸推动合模缸的活塞，从而实现锁模。而合模又可以分为快速合模和慢速合模。 （1）.快速合模：快速合模时，由液压泵、同时供油，电磁铁1YA，5YA，10YA通电。油路走向为： 进油路：泵回油路：。（2）慢速合模 慢速合模时，液压泵供油，泵卸荷，电磁铁1YA通电。油路走向为： 进油路：液压泵电液换向阀4左位液控单向阀11合模缸左腔。 回油路：同（1）。 （3）增压锁模：锁模时，液压泵供油，液压泵卸荷，电磁铁1YA、7YA、10YA通电。油路走向为：进油路：2. 注射座前进： 注射座整体前进时，液压泵供油，液压泵卸荷，电磁铁7YA,9YA,10YA通电。油路走向为：进油路：。回油路：注射座移动腔左腔电磁换向阀3右位油箱。3.注射： 注射时。液压泵、同时供油，电磁铁4YA,5YA,7YA,9YA,10YA通电。油路走向为：进油路：。回油路： 注射压力由直动式溢流阀8调定。4. 注射保压：保压时，液压泵供油，液压泵卸荷，电磁铁4YA,7YA,9YA,10YA通电。油路走向为： 进油路：液压泵单向顺序阀17电液换向阀2右位单向顺序阀18来补充泄漏。 泵输出的压力油大部分由先导式溢流阀7放回油箱。5.减压（放气）: 减压时，液压泵供油，液压泵卸荷，电磁铁2YA,9YA,10YA通电。油路走向为： 进油路： 液压泵电液换向阀4右位合模缸右腔。 回油路： 6. 再增压：再增压时，液压泵供油，液压泵卸荷，电磁铁1YA,7YA,9YA,10YA通电。油路走向为： 进油路： 回油路：7.预塑进料：预塑进料过程中，液压马达旋转，经齿轮副带动螺杆转动，将料斗中的塑料推向喷嘴方向。同时，螺杆在反作用力的作用下，注射缸的活塞也向右移动。液压泵、同时供油，电磁铁6YA,7YA,9YA,10YA通电。油路走向为：进油路：回油路：液压马达油箱。液压马达的进油腔的安全压力由溢流阀9来调定，而节流阀14 则可用来对液压马达进油路上的负载起稳定作用，调速阀15则起速度调节作用。 当螺杆在反推力作用下连同注射缸活塞一起右移时，注射缸右腔的油液经单向顺序阀18溢流阀8流回油箱，其背压力由溢流阀8来调定。注射缸左腔经电磁换向阀2中位从油箱中抽取。8. 注射座后退：注射作后退时，液压泵供油，液压泵卸荷，电磁铁8YA,10YA通电。油路走向为：进油路：液压泵单向阀12电磁换向阀3左位注射座移动缸左腔。回油路： 注射座移动缸右腔电磁换向阀3左位节流阀14油箱。9开模（1） 慢速开模：慢速开模时，液压泵供油，液压泵卸荷，电磁铁2YA,10YA通电。油路走向为：进油路：液压泵电液换向阀4右位合模缸右腔。回油路：合模缸左腔液控单向阀11油箱。（2） 快速开模：快速开模时，液压泵、同时供油，电磁铁2YA,5YA,10YA通电。油路走向为：进油路： 回油路： 同（1）。2.3.3液压元件的选择与设计1. 液压泵的选择 由于执行元件的实际工作压力列表可知最大工作压力为增压缸琐模的工作压力P=6.93MP，有系统图可见，从泵到增压缸之间串有换向阀和换向阀，从而泵到执行元件管路的压力损失P0.8MP。从而可以算出液压泵的最大工作压力为： Pp=P+P=6.93+0.8=7.73MP由各执行元件的实际工作输入流量列表可知，系统的最大流量发生在快速合模工况，取泄漏系数K=1.1，可计算出液压泵的最大流量： Qq=K (P)=1.1481.8=530.64L/min根据上述的计算结果，经过查阅设计手册，选用规格相近的PV2R34双联叶片泵，以普通液压油为工作介质时的最高使用压力为14MP，前泵（大泵）的排量为237ml/r，后泵（小泵）的排量为116ml/r,转速范围为6001800r/min.若选用转速为1490r/min的驱动电机，则大泵的最大流量：q2=V*n=23710-31490=353.13L/min,小泵的流量:q1=Vn=11610-31490=172.84L/min2. 电动机的确定：注塑机在整个工作循环中系统的压力、流量和所需功率变化；为满足整个工作循环的最大功率阶段来确定电动机功率。由前面的工况计算可知，快速合模、锁模工况系统的压力和流量均较大，大小泵同时工作，小泵供油除保证锁模压力外，还通过顺序阀将压力油供给注射缸，大小泵供油汇合驱动注射缸前进。由前面的计算可知，小泵的供油压力为 Pp1=7.73MPa,考虑到大泵与注射缸之间的元件及管路损失，大泵的供油压力应为 Pp2=6.7+0.5=7.2MPa,取泵的总效率 0.8，则泵的总驱动功率为：P=87.76KW由注塑机的工艺要求其注射时间较短，一般为3s左右，而电动机一般允许短时间超载25%，所以电动机还可以降低一些。即: P=87.76=70.20 KW 验算其他工况时，液压泵的驱动功率均小于或接近于此值，由手册、查表知，选用规格相近的Y220M-4三相异步电动机，其额定功率范围（0.6100）KW，额定转速为1490r/min。3. 液压马达的选择 根据前面计算可知，液压马达的排量为0.7L/r。输出转矩为682.4Nm，系统地工作压力为7.515MPa，选用规格相近的1JMD-63径向柱塞液压马达，其排量为0.78L/r。额定压力为16MPa。额定转速是125r/min，额定输出转矩是1779Nm4. 液压阀的选择 根据本系统工作压力（在7MPa左右）及通过阀的流量，所选液压阀及其他液压附件的规格型号见下表：座号名称通过流量/Lmin-1额定流量/Lmin-1额定压力/MPa型号规格1三位四通电液换向阀353.133702134DYM-F50H-T2三位四通电液换向阀525.912002134DYM-F80H-T3三位四通电磁换向阀18221434DOY-B8C4三位四通电液换向阀525.912002134DYM3P-F80H-T5二位四通电磁换向阀172.81802124DG5S-160Z6二位四通电磁换向阀10221424DO-B8C7溢流阀172.825035YF-F328溢流阀353.150035YF-F509溢流阀353.150035YF-F5010单向阀172.817531.5S25PK11液控单向阀525.9120021DFY-F80H212单向阀183031.5S10A13单向阀 353.140021DIF-FH314节流阀182514LF-L10C15调速阀8010614QF-B20C16调速阀20016021QF-B32C17单向顺序阀172.818072XD2F-B2F18单向顺序阀353.140021XD2F-F50H19二位四通行程换向阀183021XD2F-F50F5. 辅助式液压元件的选择 管道的选择 各元件间的连接管道的规格按接口处的尺寸决定，液压泵进出管道则按输入、排出的最大流量计算。（1）大泵吸油管的内径计算： 油管内径：d吸1=2，已知大泵的流量为L/min，吸油管的V值一般可以取0.51.5，此处取=0.85m/s，那么，d1=293.65mm 实际取内径为50mm的钢管，其流速V=1.165m/s应选取外径为95mm。（2）小泵吸油管内径的计算：已知小泵的流量为172.8L/min，取吸油管允许流量为1.35m/s2，=，则小泵吸油管的内径为： 2=52.14mm应选取内径为55mm，外径为65mm的冷轧无缝钢管。（3） 大泵压油管的内径计算： 液压系统压油管所允许的油的流速为36m/s，此处取。则大泵压油管的内径 ，应选取内径为40mm，外径为50mm的冷轧无缝钢管。（4） 小泵压油管的内径计算： ，应选内径为32mm，外径为42mm的冷轧无缝钢管。（5）双泵并联，压力油混合后油管内径的确定： 应选取内径为50mm,外径为60mm的冷轧无缝钢管。以上钢管的材料均可为15钢或20钢。油箱容量的确定： 又前述计算可知，通过泵的总流量为525.97L/min，取系数=5，可有公式计算出油箱的有效容积为： V=qp=5525.97=2629.85L=2.629m3。按GB2876-81规定，取最接近的标准值V=2700L。2.4.液压系统性能验算2.4.1验算回路中的压力损失 本系统较为复杂，有多个液压执行元件动作回路，其中环节较多，管路损失较大的要算注射缸动作回路，故主要验算由泵到注射缸这段管路的损失。沿程压力损失沿程压力损失，主要是注射缸快速注射时进油管路的压力损失。此管路长 5m，管内径0.032m，快速时通过流量2.7L/s；选用20号机械系统损耗油，正常运转后油的运动粘度27mm2/s，油的密度918kg/m3。油在管路中的实际流速为 油在管路中呈紊流流动状态，其沿程阻力系数为： 求得沿程压力损失为： 局部压力损失 局部压力损失包括通过管路中折管和管接头等处的管路局部压力损失p2，以及通过控制阀的局部压力损失p3。其中管路局部压力损失相对来说小得多，故主要计算通过控制阀的局部压力损失。 参看图2，从小泵出口到注射缸进油口，要经过顺序阀17，电液换向阀2及单向顺序阀18。 单向顺序伺17的额定流量为50L/min，额定压力损失为0.4MPa。电液换向阀2的额定流量为190L/min，额定压力损失0.3 MPa。单向顺序阀18的额定流量为150L/min，额定压力损失0.2 MPa。通过各阀的局部压力损失之和为 从大泵出油口到注射缸进油口要经过单向阀13，电液换向阀2和单向顺序阀18。单向阀13的额定流量为250L/min，额定压力损失为0.2 MPa。通过各阀的局部压力损失之和为： 由以上计算结果可求得快速注射时，小泵到注射缸之间总的压力损失为 p1(0.030.88)MPa0.91MPa 大泵到注射缸之间总的压力损失为 p 2(0.030.65)MPa0.68MPa由计算结果看，大小泵的实际出口压力距泵的额定压力还有一定的压力裕度，所选泵是适合的。 另外要说明的一点是：在整个注射过程中，注射压力是不断变化的，注射缸的进口压力也随之由小到大变化，当注射压力达到最大时，注射缸活塞的运动速度也将近似等于零，此时管路的压力损失随流量的减小而减少。泵的实际出口压力要比以上计算值小一些。 综合考虑各工况的需要，确定系统的最高工作压力为6.8MPa，也就是溢流阀7的调定压力。2.4.2液压系统发热温升计算 计算发热功率 液压系统的功率损失全部转化为热量。 发热功率计算如下 PhrPrPc 对本系统来说，Pr是整个工作循环中双泵的平均输入功率。具体的pi、qi、ti值见表7。这样，可算得双泵平均输入功率Pr12kW。系统总输出功率求系统的输出有效功率： 由前面给定参数及计算结果可知：合模缸的外载荷为90kN，行程0.35m；注射缸的外载荷为192kN，行程0.2m；预塑螺杆有效功率5kW，工作时间15s；开模时外载荷近同合模，行程也相同。注射机输出有效功率主要是以上这些。 总的发热功率为： Phr(15.33)kW12.3kW 计算散热功率 前面初步求得油箱的有效容积为1m3，按V0.8abh求得油箱各边之积： abh1/0.8m31.25m3 取a为1.25m，b、h分别为1m。求得油箱散热面积为： At1.8h(ab)1.5ab (1.8l(1.251) 1.51.25)m2 5.9m2 油箱的散热功率为： PhcK1AtT式中 K1油箱散热系数，查表51，K1取16W/(m2)； T油温与环境温度之差，取T35。 Phc165.935kW3.3kWPhr12.3kW由此可见，油箱的散热远远满足不了系统散热的要求，管路散热是极小的，需要另设冷却器。 冷却器所需冷却面积的计算 冷却面积为： 式中 K传热系数，用管式冷却器时，取K116W(m2)； tm平均温升()；取油进入冷却器的温度T160，油流出冷却器的温度T250，冷却水入口温度tl25，冷却水出口温度t230。则： 所需冷却器的散热面积为： 考虑到冷却器长期使用时，设备腐蚀和油垢、水垢对传热的影响，冷却面积应比计算值大30，实际选用冷却器散热面积为：A1.32.8m23.6m2 注意；系统设计的方案不是唯一的，关键要进行方案论证，从中选择较为合理的方案。同一个方案，设计者不同，也可以设计出不同的结果，例如系统压力的选择、执行元件的选择、阀类元件的选择等等都可能不同。附：系统工况图器。2.4.3冷却器的计算（1）油箱的散失的热功率为P散=KA散T=1312.630 =5.67kw（2） 冷却器所需的冷却面积的计算： 冷却器所需的散热面积由式A冷=（P-P散）/（Ktm）来计算。 由前述计算可知，系统的发热量是按平均发热量来计算的，而实际上系统的发热量是随时变化的。在设计冷却器时，为了适应传热负荷的波动，总的传热系数K宜取较小的值（一般冷却器取K=140390W/(m2*）)。此处取K=150 W/(m2*） 而平均温差可用式：tm=(T1+T2)/2-（t1t2）/2来计算。取油的入口温度T1=65 ，出口温度T2=50，冷却水的入口温度t1=25，出口温度t2=30，则：tm=（65+50）/2-（25+30）/2=30故A冷=（31-5.67）103/（15030）=5.63考虑到油冷却器长期操作时设备的腐蚀以及油垢、污垢对传热的影响，冷却面积应增大30，所以冷却器所需要的冷却面积为：A需=1.3A冷=1.35.63=7.32由计算值在手册中选择，冷却器的型号为2LQFL，其冷却面积为0.514，完全能够满足要求。（3）冷却水的流量计算可用式q=【cP(T1-T2)】q/【cP（t2-t1）】计算。取油的比热为c=1720J/（*K），油的密度为P=990/m3,水的比热为c=4187 J/（*K），水的密度为P=1000/m3,则q=549L/min3 系统使用维护说明书3.1. 注塑机温升过高五大危害注塑机温升过高五大危害：使机械产生热变形，油的粘度降低，橡胶密封件变形，加速油液氧化变质，同时也使空气的分力压降低。 注塑机温升过高五大危害之一：使机械产生热变形液压元件中热胀系数不同的运动部件因其配合见习变小而卡死，引起动作失灵、影响液压系统的传动精度，导致部件工作质量变差。注塑机温升过高五大危害之二：使油的粘度降低注塑机温升过高将导致油的粘度降低，泄漏增加，泵的容积效率和整个系统的效率会显著降低。由于油的粘度降低，滑阀等移动部件的油膜变薄和被切破，摩擦阻力增大，导致磨损加剧。注塑机温升过高五大危害之三：使橡胶密封件变形注塑机温升过高会使橡胶密封件变形，加速老化失效，降低密封性能及使用寿命，造成泄漏。注塑机温升过高五大危害之四：加速油液氧化变质注塑机温升过高会加速油液氧化变质，析出沥青物质，降低液压油的使用寿命。析出物堵塞阻尼小孔和缝隙式阀口，导致压力阀卡死而不能动作、金属管路伸长而弯曲，甚至破裂等。注塑机温升过高五大危害之五：导致部件工作质量变差注塑机温升过高会导致部件工作质量变差，油中溶解空气逸出，产生气穴，致使液压系统工作性能降低。 3.2. 注塑机-原理和模式注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。注射成型是一个循环的过程，每一周期主要包括：定量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件。取出塑件后又再闭模，进行下一个循环。注塑机操作项目：注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制系统操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择，料筒各段温度的监控，注射压力和背压压力的调节等。一般螺杆式注塑机的成型工艺过程是：首先将粒状或粉状塑料加入机筒内，并通过螺杆的旋转和机筒外壁加热使塑料成为熔融状态，然后机器进行合模和注射座前移，使喷嘴贴紧模具的浇口道，接着向注射缸通人压力油，使螺杆向前推进，从而以很高的压力和较快的速度将熔料注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间和压力保持(又称保压)、冷却，使其固化成型，便可开模取出制品（保压的目的是防止模腔中熔料的反流、向模腔内补充物料，以及保证制品具有一定的密度和尺寸公差）。注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提，而为满足成型的要求，注射必须保证有足够的压力和速度。同时，由于注射压力很高，相应地在模腔中产生很高的压力（模腔内的平均压力一般在2045MPa之间），因此必须有足够大的合模力。由此可见，注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。对塑料制品的评价主要有三个方面，第一是外观质量，包括完整性、颜色、光泽等；第二是尺寸和相对位置间的准确性；第三是与用途相应的物理性能、化学性能、电性能等。这些质量要求又根据制品使用场合的不同，要求的尺度也不同。制品的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度等方面。但事实上，塑料加工厂的技术人员往往苦于面对用工艺手段来弥补模具缺陷带来的问题而成效不大的困难局面。生产过程中工艺的调节是提高制品质量和产量的必要途径。由于注塑周期本身很短，如果工艺条件掌握不好,废品就会源源不绝。在调整工艺时最好一次只改变一个条件，多观察几回，如果压力、温度、时间统统一起调的话，很易造成混乱和误解，出了问题也不知道是何道理。调整工艺的措施、手段是多方面的。例如：解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径，要选择出解决问题症结的一、二个主要方案，才能真正解决问题。此外，还应注意解决方案中的辨证关系。比如：制品出现了凹陷，有时要提高料温，有时要降低料温；有时要增加料量，有时要减少料量。要承认逆向措施的解决问题的可行性。 3.3. 注塑机-维护注塑机是塑料加工业中普遍使用的设备之一，通常它要长时间工作，因此如何保证注射机在连续生产中正常稳定工作，无论对于注射机的制造厂商或是用户都是一个值得重视和努力解决的问题，就用户角度而言，在正确选用注射机型的前提下，定期的预防性维修保养是保障注射机正常工作的一个有效办法。所谓预防性维修保养是一系列的预防工作及检查，以免机器发生故障，延长各部份零件的工作寿命，例如将突然出现引致停产的故障转为预见及可以计划的停机修理或大修；能及时发现及更换损坏零件可防止连锁性的损坏等都是预防性维修保养的工作目的。同时为了能够达到最好的注塑机性能和延长使用寿命，提高机器的耐用性，对机器定时检查和作出相应的修理及保养是完全必要的。维修保养工作内容如下：生产效率：减少停机时间及保持正常运转速度都能提高生产效率；零件寿命：定期更换易损零件，适当的调整和润滑以及适当的环境条件（温度、湿度、尘埃附着）都可以延长零件的寿命。3.4. 预防性维修保养注射机是集液压、电气、机械等技术于一身的设备，随着各项技术的成熟和发展，三者的结合就更为密切，因此注射机的预防性维修的各项工作就按液压、电气、机械三方个来进行分述。液压部分3.4.1液压油量油量不足会引致油温易升高、空气易于溶入油中而影响油质和液压系统的正常工作，油量不足通常是漏油或修理时流失所致，为此日常应留意检查有没有泄漏的部位，及早更换磨损的密封件，收紧松动的接头等，维修后要检查油箱的油量，及时补给。3.4.2液压油温度液压系统的理想工作温度应介乎45度50度之间，原因是液压系统是依据一选定的压力油粘度而设计，但粘度会随着油温的高低而变化，进而影响系统中工作元件，如油缸、液压阀等，使控制精度和响应灵敏度降低，对于精密注射机的情况尤甚。同时温度过高亦会加速密封件的老化令其硬化、碎裂；温度过低则加工能量消耗大，使运转速度降低。因此密切注意液压油的工作温度是十分必要的。油温过高的原因多样，但多归于油路故障或冷却系统的失效等。3.4.3液压油油质液压油的重要性质之一是其化学稳定性，即氧化稳定性。氧化是决定液压油有效使用寿命的最主要因素，氧化生成的木焦油、油泥和炭渣等不可溶物会污染液压系统，并增加液压元件的磨损、减少各种间隙、堵塞小孔、最终致使液压系统发生故障。液压油的氧化速度取决于本身及工作状况等多方面因素，其中温度是主要因素之一，因此要使用合适的液压油，并定期检查液压油的氧化程度（从油本身的颜色转深而判断），超过一定数量的工作小时后主动换油是绝对必要的。注塑机在使用过程中，要经常检查压力油的水平，油泵压力及压力油的清洁程度，遇到潮湿天气的时候，必须每日检查压力油的浓度，同时还需经常检查水管，以免水混入在压力油内，造成滤油器阻塞。油箱内经常检查，保持干净，防止杂物掉入。按时补充压力油。对于润滑各运动部分，各行程开关掣、螺丝松紧以及各油喉、接头部分是否漏油等，每周应例行检查一次，保持良好状况，如有松脱，则加以更换或拧紧。另外，一种压力油使用过久过长，可更换压力油，这样以便延长油掣、油泵和密封圈的寿命。3.4.4 滤油器清洗滤油器起到洁净液压油的作用，因此滤油器应每隔三个月清洗一次以保持油泵吸油管畅通，同时检查滤油网有否损坏。通常过滤网的规格不得大于200目。3.4.5冷却器清洗冷却器应每两年清洗一次，或者依据其工作能力有否降低而清洗，冷却器内部堵塞或积垢均将影响冷却效率，冷却用水应选择软性的（无矿物质）为佳。3.5. 注塑机电脑面板3.5.1电气部分电线接头检查接头不紧固的电线会令接头位置产生高温或产生火花而损坏，接头不良也会影响信号的传输；接触器上的接头会因电磁动作的震动而较易松开，因此需要定时检查线接头紧固情况。注塑机电路的各接触点一定要保持紧固状态，不得有松脱现象。为了避免影响电箱的散热功能，要随时注意各抽气扇的工作性能，并及时清理隔尘网上的尘埃和更换隔尘网。按规定时间对电箱内所有电线接驳点检查一次，查看各电线的胶壳有无硬化，防止漏电。电动机 一般电动机都是空气冷却式的，尘埃积聚会造成散热困难，所以每年作定期清理，通常在电路中装有电机过载切断器，该保护装置的限定电流是可调的，应根据电机功率作适当的选择，同时一旦过载保护器启动，应确定检查是否欠相、接点不良或油温过高后才按回复位开关。发热筒和热电偶发热筒应期检查是否紧固以保证能有效地传热，在正常生产中发热筒的烧毁是不易觉察的，为此要注意温控制器的工作情，从中判断发热筒是否正常。另外发热筒常见损坏处是电线连接处，由于接头不良，接触电阻增大，使连接处局部过热导致接口氧化而损毁。经常维持热电偶接触点的清洁。交流接触器用于电热部分的接触器因为动作次数较频繁，其损耗速度亦较快，若主触点过热发生熔化粘合则可能造成加热温度失控，因此若发现接触器有过热现象、发出响声或分断时火很大，则表示将会损坏，应尽早更换。电脑控制部分随着微机控制技术在注塑机上的应用，微电脑部分及其相关的辅助电子板的正常工作对电源电压的波动，工作环境的温、湿度，安装的抗震性以至外界高频信号的干扰都提出了较高的要求，为此保持控制箱内通风散热用的风扇正常工作，使用精度较高的电源稳压设备供电，设法减少控制箱受外来振动的影响，等均是正常工作的基本要求，应切实解决这些方面的问题并定时检查。3.5.2 机械部分1、模板平行度模板平行度最能反映出锁模部分的状况，模板不平行会使产品不合格及增加设备和模具磨损。模板的平行度可通过锁模时尾板的移动情况及产品的外观分析初步反映出来，但确切的情况，需要用百分表等仪器检测而得。模板平行度的调整须由熟悉的人员按步骤进行，否则调整失当对机器的损害更大。2、模厚调整应定期使用模厚调整系统，将模厚从最厚至最薄来回调一次以保证动作畅顺，对长期用同一模具生产的机器，必须进行此项检查以避免故障。3、中央润滑系统所有机械活动部分都需要有适当的润滑，中央润滑系统是注射成型机的必备之一。中央润滑系统的油量应注意经常检查是否加满，所用润滑油须洁净无杂质以保证所有润滑位置有润滑油供应。当发现油管堵塞或泄漏应即时更换或修理。大部分机械磨损都是因缺乏润滑而发生的，因此要对润滑有足够的重视。4、保持各动作的畅顺动作震动或不畅顺可能是因为速度调整不当，速度改变及时间不配合或机械、油压调节引起。这类震动会令机械部分加速磨损及震动已紧固的螺丝，所以应减少及避免。 5、轴承检查当轴承部分在工作时有异声发出，或温度升高即表示轴承内部已磨损，应及时检查或更换，并重新注入润滑脂。6、注射系统注射螺杆、止逆环和机筒组成注塑机的心脏部分，决定了加工的质量和效率，必须使它们保持良好的工作状态。首先采取必要的措施防止非塑料的碎屑混入塑料原料内，再者要重视检查螺杆与机筒间、止逆环与机筒的正确间隙，正常的间隙应能封住塑料回流并产生塑化所需的剪切作用，当发现熔胶动作缓慢、熔料有
展开阅读全文