液压系统计算实例250克塑料注射机
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一、选题的依据及意义 (2)二、国内外研究现状及发展趋势 (4)1. 概述 (4)1.1塑料注射成型机用途 (4)1.2塑料注射成型机构成 (4)2.1结构上的差距 (5)2.1.1模板的型式 (5)2.2配套件上的差距 (5)2.2.1国外机普遍配有机械手 (5)2.2.2国外机普遍使用变量泵 (5)2.2.3高质量的电脑控制 (6)2.3主要性能指标的差距 (6)2.3.1国外机注射速度在不断提高 (6)2.3.2国外机塑化能力在不断提高 (6)2.3.3启闭模速度明显提高 (6)2.3.4其它性能指标也有不少提高 (6)3.塑料注射成型机的发展 (6)3.1二板机的开发 (6)3.2二板机的特点 (7)3.2全电动精密机的开发 (7)3.3经济型机种的开发 (8)4.1模板结构合理化 (8)4.2螺杆的结构型式 (8)三、本课题研究内容 (9)1.对液压系统的要求 (9)2.液压系统设计参数 (9)四、课题研究方案 (10)1. 首先进行图书资料收集 (10)2. 对250g注射机的液压传动系统具体设计 (10)五、研究目标、主要特色及工作进度 (10)1. 研究目标 (10)2. 主要特色 (11)六、进度安排表 (11)七、主要参考资料 (12)一、选题的依据及意义注射机是将颗粒状的塑料加热熔化到粘流态,并以快速、高压注入模具型腔中保压一定时间,冷却后成型为塑料产品。
注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。
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。
其中液压传动系统是保证注射成型机能按照预定的工艺过程要求和成型周期中的动作程序能准确有效地进行工作而设置的动力系统。
液压传动系统由若干具有特定功能的液压元件(部件)组成并完成注射模的各个动作的一个整体。
塑料注射机液压系统设计
塑料注射机液压系统是塑料注射成型工艺中至关重要的一部分。
它利用液压原理,通过液体的压力传递和控制,驱动注射机的各个部件运动,实现塑料的注射、融化、冷却和射出等工序。
液压系统的设计需要考虑多个因素,以确保注射机的正常运行和生产效率。
首先,液压系统设计需要充分考虑注射机的工作压力和流量要求。
根据注射机
的规格和所需生产的塑料制品特性,确定系统的最大工作压力和流量。
这样可以确保液压泵、阀门和油缸等核心部件的选型符合要求,并保证注射机的正常工作状态。
其次,液压系统设计要考虑系统的稳定性和可靠性。
在选择液压元件时,应优
先选择质量可靠、性能稳定的品牌和型号。
合理确定系统压力和流量的控制范围,通过合适的阀门和传感器进行准确的压力和流量控制,以避免液压系统因压力过高或流量过大而发生故障。
此外,液压系统设计还需要考虑节能和环保。
选用高效能的液压泵和电机组合,通过减小泵的容量和提高系统效率,降低能耗和电费支出。
同时,在液压油的选择上,应优先选择环保型液压油,以减少对环境的污染。
最后,液压系统设计要考虑维护和保养的便捷性。
合理布置各个液压元件和管道,方便维护人员对系统进行维护和保养。
定期进行液压油的更换和系统的清洗,以延长液压元件的使用寿命,并减少维修次数。
在塑料注射机液压系统设计中,以上所提及的几个要素是非常重要的。
通过合
理的液压系统设计,可以提高注射机的工作效率,降低成本,确保生产质量,为制造业的发展做出贡献。
塑料注射机液压系统设计课程设计塑料注射机液压系统设计目录第-章绪论21.1注塑机概述21.2注塑机的工作原理41.3塑料注射机的工作循环塑料4第二章液压系统设计52.1对液压系统的要求522液压系统设计参数5第三章工况分析63.1合摸油缸负载63.2注射座整体移动油缸负载73.3注射油缸负载83.4顶出油缸负载83.5初算驱动油缸所需的功率93.6液任执行元件载荷力和载荷转矩计算93.7液压系统主要参数计算11第四章制定系统方案和拟定液压系统图154.1制定系统方案154.2拟定液压系统图17第五章液压缸的设计175.1液压缸主要尺寸的确定175.2液压缸的结构设计22第六章液压元件的选择256.1液压泵的选择256.2电动机功率的确定256.3液压阀的选择266.4液压马达的选择266.5油管内径计算276.6确定油箱的有效容积27第七章液压系统性能验算277.1验算回路中的压力损失277.2液压系统发热温升计算29第八章液压站的设计328.1250型注塑机液压站的设计328.2液压油箱的设计348.3液压泵组的结构设计38设计内容设计说明及计算过程备注第一章绪论1.1注塑机概述注塑机又名注射成型机或注射机。
它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。
分为立式、卧式、全电式。
注塑机能加热塑料,对熔融塑料施加高压,使其射出而充满模具型腔。
注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。
塑机具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品,被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域•注射成型工艺对各种塑料的加工具有良好的适应性,生产能力较高,并易于实现自动化。
在塑料工业迅速发展的今天,注塑机不论在数量上或品种上都占有重要地位,从而成为目前塑料机械中增长设计内容设计说明及计算过程备注最快,生产数量最多的机种之一。
―240g注塑机液压系统的设计与计算大型塑料注射机目前完全由液压控制。
其基本工作原理是:粒状塑料通过料斗进入螺杆推进器,螺杆旋转将物料向前推动,同时,由于螺杆配有电加热器,物料熔化成粘液状态。
在此之前,夹紧机构已关闭。
模具关闭,当物料在螺旋桨的前端形成一定压力时,注射机构开始将液态物料以高压注入模具腔中,然后在一定的压力保持和冷却期间,打开模具以弹出模制的塑料产品。
完成一个动作周期。
现在以240g注塑机为例进行液压系统设计计算。
塑料注射器的工作周期为:夹紧→注射→保压→冷却→模子→喷射∣→螺杆预塑进料其中,合模的作用分为:快速合模,缓慢合模和合模。
夹紧时间相对较长,直到打开模具的时间就是夹紧阶段。
1. 240g注塑机液压系统设计要求及相关设计参数1.1液压系统要求(1)合模动作应平稳,两个模具合上时不应有冲击;(2)合模时,合模机构应保持合模压力,以防止在注射过程中合模冲开。
注射后,注射机构应保持注射压力,以用塑料填充空腔;(3)在预塑料进给过程中,螺杆旋转,并且将物料推入螺杆的前端。
此时,螺杆和注射机构一起向后移动。
为了使螺杆前端的塑料具有一定的密度,注射机构必须具有一定的抗退缩性。
(4)为确保安全生产,系统应配备安全联锁装置。
1.2液压系统设计参数240g注塑机的液压系统的设计参数如下:螺丝直径38mm螺丝行程:200mm最大注射压力143MPa螺杆驱动功率5KW螺杆转速61r / min注射座行程240mm注射座最大推力26kN 最大夹紧力(夹紧力)910kN 开启力44kN 移动模板最大行程350mm 快关速度0.1m / s 慢关速度0.02m / s 开模速度快0.13m / s 开模速度慢0.03m / s 注射速度0.07m / s 注射座前进速度0.06m / s 注射座向后移动速度0.08m / s2.液压执行原始负载力负载和扭矩计算2.1液压缸负载力的计算(1)夹紧缸的加载力锁模缸在合模过程中承受的载荷较小,其外载荷主要是可动模及其连杆部件的起动惯性力和导轨的摩擦力。
1.锁模力 F(TON)公式:F=Am*Pv/1000F:锁模力:TON Am:模腔投影面积:CM2Pv:充填压力:KG/CM2(一般塑胶材料充填压力在150-350KG/CM2)(流动性良好取较底值,流动不良取较高值)射出压力=充填压力/0.4-0.6例:模腔投影面积 270CM2 充填压力 220KG/CM2锁模力=270*220/1000=59.4TON2.射出压力 Pi(KG/CM2)公式:Pi=P*A/Ao即:射出压力=泵浦压力*射出油缸有效面积÷螺杆截面积Pi: 射出压力 P:泵浦压力 A:射出油缸有效面积Ao:螺杆截面积A=π*D2/4 D:直径π:圆周率3.14159例1:已知泵浦压力求射出压力?泵浦压力=75KG/CM2 射出油缸有效面积=150CM2螺杆截面积=15.9CM2(∮45mm)公式:2〒R2即:3.1415*(45mm÷2)2=1589.5mm2Pi=75*150/15.9=707 KG/CM2例2:已知射出压力求泵浦压力?所需射出压力=900KG/CM2 射出油缸有效面积=150CM2螺杆截面积=15.9CM2(∮45)泵浦压力P= Pi*Ao/A=900*15.9/150=95.4 KG/CM23.射出容积 V(CM3)公式:V= π*(1/2Do)2*ST即:射出容积=3.1415*半径2*射出行程V:射出容积 CM3 π:圆周率 3.1415 Do:螺杆直径 CMST:射出行程 CM例:螺杆直径 42mm 射出行程 165mmV= π*(4.2÷2)2*16.5=228.6CM34.射出重量 Vw(g)公式:Vw=V*η*δ即:射出重量=射出容积*比重*机械效率Vw:射出重量 g V:射出容积η:比重δ:机械效率例:射出容积=228.6CM3 机械效率=0.85 比重=0.92射出重量Vw=228.6*0.85*0.92=178.7G5.射出速度 S(CM/SEC)公式:S=Q/A即:射出速度=泵浦吐出量÷射出油缸有效面积S:射出速度 CM/SECA:射出油缸有效面积 CM2Q:泵浦吐出量 CC/REV公式:Q=Qr*RPM/60 (每分钟/L)即:泵浦吐出量=泵浦每转吐出量*马达回转数/每分钟Qr:泵浦每转吐出量(每回转/CC)RPM:马达回转数/每分钟例:马达转速 1000RPM/每分钟泵浦每转吐出量85 CC/RPM射出油缸有效面积 140 CM2S=85*1000/60/140=10.1 CM/SEC6.射出率 Sv(G/SEC)公式:Sv=S*Ao即:射出率=射出速度*螺杆截面积Sv:射出率G/SEC S:射出速度CM/SEC Ao:螺杆截面积例:射出速度=10CM/SEC 螺杆直径∮42面积=3.14159*4.2*4.2/4=13.85CM2Sv=13.85*10=138.5G/SEC。
S X-ZY-250型塑料注射成型机液压系统设计摘要注射成型机是塑料机械的一种,简称注射机或注塑机,是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。
注射成型是通过注塑机和模具来实现的。
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。
工作原理和模式注射成型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。
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SX-ZY-250type plastic injection molding machine hydraulicsystem designABSTRACTInjection molding machine The injection molding machine is a kind of plastic machinery referred to as theinjection molding machine or injection molding machine thermoplastic or thermosettingmaterial the use of plastic mold into various shapes of plastics molding equipment.Injection molding by the injection molding machine and mold.The 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.Working principle and mode of The working principle of injection molding machine and injection syringe it iswith the thrust of the screw or plunger the plasticizing good molten state ie viscousflow state the plastic injected into the mold cavity closed good After curing stereotypesmade the process of the products.Injection molding is a cyclical process with each cycleincluding:dosing-molten plastics-to put pressure injection-filling Cooling-Kai-modepickup.Remove the plastic parts and then re-closed mode the next cycle.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1绪论 (1)1.1塑料注射成型机概述 (1)1.2注射成型机的工作原理 (2)1.3技术要求 (2)1.3.1对液压系统的要求 (2)1.3.2液压系统设计参数 (3)2SX-ZY-250型塑料注射成型机液压系统设计计算 (4)2.1合模液压缸负载 (4)2.1.1根据合模力确定合模液压缸推力 (4)2.1.2空行程时液压缸推力 (4)2.1.3启模时液压缸推力 (5)2.2注射座整体移动液压缸负载 (5)2.3液压执行元件载荷力和载荷转矩计算 (5)2.4顶出液压缸负载 (6)2.5初算驱动油缸所需的功率 (6)3液压缸工作压力和流量的确定 (7)3.1液压缸工作压力的确定 (7)3.2液压缸几何尺寸的确定 (8)3.2.1确定合模缸的活塞及活塞杆直径 (8)3.2.2注射座移动缸的活塞和活塞杆直径 (8)3.2.3确定注射缸的活塞及活塞杆直径 (8)3.2.4确定顶出缸的油缸内径及活塞杆直径 (9)3.3液压系统动作循环压力图 (9)3.4油缸所需流量的确定 (11)3.5油缸功率图的绘制 (12)4液压系统方案和工作原理图的拟定 (13)4.1制定系统方案 (13)4.2拟定液压系统图 (14)5液压元件的选择与设计 (15)5.1液压泵的选择 (15)5.1.1液压泵工作压力的确定 (15)5.1.2油泵流量的确定 (15)5.1.3油泵电机功率的确定 (15)5.2控制阀的选择 (18)5.3油管内径的确定 (18)5.3.1大泵吸油内径的计算 (18)5.3.2小泵吸油管内径计算 (19)5.3.3大泵压油管内径计算 (19)5.3.4小泵压油管内径计算 (19)5.3.5双泵并联,压力油汇合后油管内径的确定 (19)6液压系统性能的验算 (20)6.1系统的压力损失验算 (20)6.1.1局部压力损失计算 (20)6.1.2沿程损失计算 (20)6.2液压系统发热量的计算和油冷却器传热面积的确定 (20)6.2.2油箱容量计算和油箱散热面积的确定 (23)6.2.3油冷却器的计算 (23)附录 (25)总结 (28)参考文献 (29)致谢辞 (30)1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。
液压系统设计计算举例液压系统设计计算举例XS-ZY-500注塑机液压系统设计计算⼆、XS-ZY-500注塑机成型设计技术参数公称注射量(L) 0.5螺杆直径(mm) 63螺杆⾏程(mm) 200最⼤注射压⼒(MPa) 110注射容量(理论值)(cm) 665预塑电机(KW) 7.5塑化容量(N/h) 450螺杆转速(r/min) 20—80 料筒加热功率(KW) 14注射座⾏程(mm) 280合模⼒(KN) 3500启模⼒(KN) 135顶出⼒(KN) 30最⼤注射⾯积(cm) 1000模板最⼤开距(mm) 950拉杆间距(mm) 540x440 模具最⼤厚度(mm) 450模具最⼩厚度(mm) 300注射总⼒(KN) 345注射座最⼤推⼒(KN) 73螺杆驱动功率PM(KW) 5KW各油缸运动数值如下:快速合模速度(m/s) 0.12慢速合模速度(m/s) 0.024 快速启模速度(m/s) 0.13慢速启模速度(m/s) 0.028 快速注射速度(m/s) 0.07注射座前移速度(m/s) 0.06注射座后退速度(m/s) 0.08顶出速度(m/s) 0.04三、⼯况分析xxxx塑料注射成型机械液压系统的特点是在整个动作循环过程中,系统负载和速度变化均较⼤,在进⾏⼯况分析时必须加以考虑:(⼀)合模油缸负载xxxx闭模动作的⼯况特点是:模具闭合过程中的负载是轻载,速度有慢—快—慢的变化;模具闭合后的负载为重载,速度为零。
1. 根据合模⼒确定合模缸推⼒:根据连杆受⼒分析可得出合模油缸推⼒为:式中:N1z——合模油缸为保证模具锁紧所需的推⼒,N.ssssss N合————模具锁紧所需的合模⼒,N.ssssss l1/l——有关长度⽐,⼀般取其值为0.7.为保证模具锁紧⼒(3500KN)所需的油缸推⼒为: N1z=223KN2. 空⾏程时油缸推⼒:aaaa空⾏程时油缸推⼒P1q只须克服摩擦⼒的要求,根据设计经验得:N1q=0.14N1z z, 故s N1q=31.22KN3. 启模时油缸的推⼒:ssss启模时油缸的推⼒需满⾜启模⼒和克服油缸摩擦⼒的要求。
注塑机液压系统设计为了满足市场和客户的需求,为了使本公司产品更具竞争力,公司在开发新机型时,会预先确定一系列关键参数,如锁模力,顶针力,最高射胶压力,最大射胶速率,循环周期等。
液压系统的设计计算正是为满足这些参数而服务的。
当完成总体方案和液压原理图后,接下来就是液压系统的设计计算了。
液压系统的设计计算包括:油泵的选型计算、电机的功率计算、熔胶马达的选择计算、油阀的选型计算、冷却器选型计算、管路规格计算。
3.1油泵的选型主要依据有两点:系统所需最高压力和最大流量。
本公司注塑机最高系统压力通常为175BAR ,也有一些是145BAR ,所选油泵的额定压力须大于或等于系统最高使用压力。
最大流量应为注塑机运行时执行各动作所需流量最大的一种,计算项目包括:射胶、熔胶、射移、开锁模、顶针、抽芯。
通常只须比较射胶、熔胶、锁模即可。
各执行元件执行动作时的所需流量计算公式如下:A V Q g ⋅⋅=6d d D n Q ⋅=pvQ Q η/max = 其中:gQ -液压缸执行动作时的流量(L/min )d Q -液压马达执行动作时的流量(L/min ) m a x Q -系统所需最大流量(L/min )V -液压缸活塞的线速度(m/s)A -液压缸的有效作用面积(2cm )n -液压马达的转速(rpm)d D -液压马达的排量(c.c/r)Q -各执行元件动作时流量最大的一种pv η-液压泵的容积效率(一般取0.85-0.95)根据系统所需最大流量即可计算出液压泵的排量,公式如下:n Q D b /1000max ⋅=其中: b D -液压泵的排量(c.c/r)n -电机转速(rpm)选取液压泵时,其排量应大于或等于b D .3.2电机功率计算可按如下公式:L=P D n b ⋅⋅/612000其中:L -电机功率(KW)P -系统所需最高压力(BAR)其余同上.3.3熔胶马达的选取除应满足转速要求(排量已在前面确定),还需保证熔胶所需扭矩.计算公式如下:b M =55.0772D ⋅/Py其中: b M -比扭矩(kg.m/bar)D -螺杆直径(mm)Py -熔胶使用压力(BAR)3.4油阀的选型计算请参考«液压阀的选型计算规范»3.5冷却器的选型计算主要考虑热交换量,其计算公式如下:r ps L n Q ⋅=式中:Q -热交换量ps n -热交换系数(一般取0.25至0.5,本公司的机铰式注塑机上取0.35,直压式的取0.4)r L -液压系统输入功率然后根据冷却器的性能曲线来选取冷却器.3.6管路选型计算公式如下:[]410613.1⨯⨯⨯=V Q PZ d[]&pd⨯≥2δ其中:d -管的内径δ-管的壁厚Qpz -管的通过流量[]V -管的许用流速(压力管路:[]V <6.5m/s 回油管路:[]V <2.5m/s ) []&-管材的许用应力。
机电液课程设计题目题目一基于AMESIM的SZ-250A塑料注射成型机液压系统的设计(一)注塑机的工作循环如下:●合模-注射座前进-注射-保压-冷却(预塑)-注射座后退-开模-顶出制品-顶出缸后退-合模●以上动作分别由合模缸、注射座移动缸、预塑液压马达、注射缸、顶出缸完成。
注塑机液压系统要求:1.有足够的合模力;2.有可调节的合模、开模速度,快慢速之比达50~100;3. 有可调节的注射压力和注射速度;4.要求保压和可调的保压压力;5.系统应设安全联锁装置。
BM BM(二)设计参数=3 MPa;快进、快退速度V快工作是最大负载F=18000N;液压缸工作压力为P1=5m/min;工进速度V=0.8m/min;油缸内径与活塞杆直径比d/D=0.75;回油腔背压=0.5Mpa;油路压力损失∑ΔP=0.3Mpa;Qmin=0.2L/min。
P2(三)设计内容(1)绘制液压缸装配图和绘制活塞零件图(2)液压泵及匹配的电动机选择(3)液压元件的选择(4)按规定机械动作要求,设计液压传动系统原理图,设计电器控制系统(5)液压传动装置的安装及电气控制系统的连接(6)要求采用AMESIM软件绘制其液压系统回路图,并能采用其进行仿真。
(7)设计说明书1)设计说明书是课程设计的总结性文件,认真地写好说明书可以锻炼科技论文的写作能力。
2)设计说明书要求清楚地叙述整个设计过程和详细的设计内容,包括总体方案的分析、比较与确定,机械系统的结构设计,主要零部件的计算与选型,控制系统的电路原理分析,软件设计的流程图以及相关程序等。
3)说明书的撰写内容不应少于7000字符,要求内容丰富、条理清晰、图文并茂、符合标准。
题目二:基于单片机的高速液压控制系统的设计要求:根据下图设计一种以单片机为核心和高速开关阀为主要控制元件的高速液压控制系统,使改系统不仅工作精确、稳定可靠,而且可以提高数控冲床的加工频率。
其中系统通过上位机PLC给控制器发送命令,控制器根据要执行的命令控制高速开关阀动作,由高速开关阀输出的油来控制液压缸的换向和速度。
注塑机液压系统Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】注塑机液压系统注塑机液压系统一、概述塑料注射成形机是一种将颗粒状塑料经加热熔化呈流动状态后,以高压、快速注入模腔,并保压和冷却而凝固成型为塑料制品的加工设备,简称为注塑机。
1.注塑机的组成及工作程序图F为注塑机的组成示意,它主要由合模部件、注射部件和床身组成。
合模部件又由启合模机构、定模板、动模板和制品顶出装置等组成。
注射部件位于注塑机的右上方,由加料装置(料筒、螺杆、喷嘴)、预塑装置、注射液压缸和注射座移动缸等组成。
注塑工作程序如图G所示。
2.注塑机工况对液压系统的要求(1)具有足够的合模力在注射过程中,常以40~150MPa的高压注入模腔,为防止塑料制品产生溢边或脱模困难等现象发生,要求具有足够的合模力。
为了减小合模缸的尺寸或降低压力,常采用连杆扩力机构来实现合模与锁模。
(2)开模、合模速度可调由于既要考虑缩短空程时间以提高生产率,又要考虑合模过程中的缓冲要求以保证制品质量,并避免产生冲击,所以在启、合模过程中,要求移模缸具有慢、快、慢的速度变化。
(3)注射座可整体前进与后退注射座整体移动由液压缸驱动,除保证在注射时具有足够的推力,使喷嘴与模具浇口紧密接触外,还应按固定加料、前加料和后加料三种不同的预塑形式调节移动速度。
为缩短空程时间,注射座移动也应具有慢、快的速度变化。
(4)注射的压力和速度可调节根据原料、制品的几何形状和模具浇口的布局不同,在注射成型过程中要求注射的压力和速度可调节。
(5)可保压冷却熔体注入型腔后,要保压和冷却。
当冷却凝固时因有收缩,在型腔内要补充熔体,否则,因充料不足而出现残品。
因此,要求液压系统保压,并根据制品要求,可调节保压的压力。
(6)顶出制品时速度平稳制品在冷却成型后被顶出。
当脱模顶出时,为了防止制品受损,运动要平稳,并能按不同制品形状,对顶出缸的速度进行调节。
如有你有帮助,请购买下载,谢谢!摘要液压机是利用液压传动技术进行压力加工的机械设备。
液压机结构简单,布局灵活,液压元件已经通用化和标准化,这些特点给设计和制造带来了方便。
塑料制品液压机主要应用于塑性制品的压制加工工艺,如压制、冲裁、弯曲、翻遍、薄板拉伸等。
也可用于校正、砂轮成型、冷挤金属零件成型等工艺。
因为液压机操作简单,维护方便,所以在国民经济各个领域得到了日益广泛的应用。
本设计主要是对液压系统的设计。
对于液压部分的设计,首先了解对液压部分的要求,选择合适的回路循环方式,了解液压系统的设计参数,选择合适的泵和马达。
再格局已知的设计参数确定液压各个部分的回路。
选择合适阀来满足设计要求,达到预期的结果。
最后设计液压的辅助元件,使整个系统更加完善合理。
通过对液压系统原理的研究,包括对液压系统中主要元件的设计研究,液压缸的设计使机器的液压系统更合理。
关键词:塑料制品液压机;液压系统;液压缸I页AbstractH ydraulic presses is one of the main processing equipment pressure which using hydraulic transmission technology . It is convenient to move the implementing agencies to achieve the desired relationship with many advantages, And so on merit. Meanwhile hydraulic components with a high degree of common, standardized features. Relatively simple design and manufacture. The four-colum hydraulic press is applicable to compression of plastic materials. For example, powder and plastics products forming and heat metal extrusion, metal sheet. steching, stamping, bending, edge-folding, straightening, depressed mounting and etc .Therefore, it is widely used in National economic department.the main design of the hydraulic system.The hydraulic part of the design, first of all understand the hydraulic part of the request, choose a suitable circuit cycle, understand the hydraulic system design parameters, choose a suitable pumps and motors. Then known pattern of the design parameters established in various parts of the hydraulic circuit. Choose the right valve to meet the design requirements, to achieve the desired results. Final design of the auxiliary hydraulic components so that the whole system more complete and reasonable.Through the principle of the hydraulic system, including the hydraulic system in the main components of the design study, the design of the hydraulic cylinder machines so that the hydraulic system more reasonable.Keywords :plastic product hydraulic press; hydraulic system; hydrauliccylinder目录摘要................................................................................................................................ 错误!未定义书签。
―240克塑料注射机液压系统设计计算大型塑料注射机目前都是全液压控制。
其基本工作原理是: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,同时因螺杆外装有电加热器,而将料融化成黏液状态,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中,经一定时间的保压冷却后,开模将成型的塑料制品顶出,使完成了一个动作循环。
现以240克塑料注射机为例,进行液压系统设计计算。
塑料注射器的工作循环为:合模→注射→保压→冷却→开模→顶出∣→螺杆预塑进料其中合模的动作又分为:快速合模、慢速合模、锁模。
锁模的时间比较长,直到开模前这段时间都是锁模阶段。
1.240克塑料注射机液压系统设计要求及有关设计参数1.1对液压系统的要求(1)合模运动要平稳,两篇模具闭合时不应有冲击;(2)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;(3)预塑进料时,螺杆转动,料被推倒螺杆前端,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,注射机构必须有一定的后退阻力;(4)为保证安全生产,系统应设有安全联锁装置。
1.2液压系统设计参数240克塑料注射机液压系统设计参数如下:螺杆直径 38mm 螺杆行程: 200mm最大注射压力 143MPa 螺杆驱动功率 5KW 螺杆转速 61r/min 注射座行程240mm 注射座最大推力 26kN 最大合模力(锁模力)910kN 开模力 44kN 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. 液压执行原件载荷力荷载和转矩计算2.1个液压缸的载荷力计算(1)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联动部件的启动惯性力和导轨的摩擦力。
液压系统设计计算实例——250克塑料注射机液压系统设计计算大型塑料注射机目前都是全液压控制。
其基本工作原理是: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,因螺杆外装有电加热器,而将料熔化成粘液状态,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,经一定时间的保压冷却后,开模将成型的塑科制品顶出,便完成了一个动作循环。
现以250克塑料注射机为例,进行液压系统设计计算。
塑料注射机的工作循环为:合模→注射→保压→冷却→开模→顶出│→螺杆预塑进料其中合模的动作又分为:快速合模、慢速合模、锁模。
锁模的时间较长,直到开模前这段时间都是锁模阶段。
1.250克塑料注射机液压系统设计要求及有关设计参数1.1对液压系统的要求⑴合模运动要平稳,两片模具闭合时不应有冲击;⑵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;⑶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;⑷为保证安全生产,系统应设有安全联锁装置。
1.2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 5kW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.液压执行元件载荷力和载荷转矩计算2.1各液压缸的载荷力计算⑴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。
⑵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。
⑶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。
螺杆直径,由给定参数知:d=0.04m;p——喷嘴处最大注射压力,已知p=153MPa。
由此求得F w=192kN。
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。
2.2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3.液压系统主要参数计算3.1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6.5 MPa。
3.2计算液压缸的主要结构尺寸⑴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p1=5×6.5MPa=32.5MPa,锁模工况时,回油流量极小,故p2≈0,求得合模缸的活塞直径为,取D h=0.2m。
按表2—Array 5取d/D=0.7,则活塞杆直径d h=0.7×0.2m=0.14m,取d h=0.15m。
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⑵>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,则其活塞直径为由给定的设计参数知,注射座往复速比为0.08/0.06=1.33,查表2—6得d/D=0.5,则活塞杆直径为:d y=0.5×0.1m=0.05m⑶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,这样活塞杆的直径一般与螺杆外径相同,取d s=0.04m。
3.3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3.4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。
3.5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。
4.制定系统方案和拟定液压系统图4.1制定系统方案 ⑴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。
⑵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。
⑶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,因为其转速要求较高,而对速度平稳性无过高要求,故采用旁路节流调速方式。
⑷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。
因为预塑时有背压要求,在无杆腔出口处串联背压阀。
⑸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。
⑹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。
⑺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。
4.2拟定液压系统图液压执行元件以及各基本回路确定之后,把它们有机地组合在一起。
去掉重复多余的元件,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。
考虑注射缸同合模缸之间有顺序动作的要求,两回路接合部串联单向顺序阀。
再加上其他一些辅助元件便构成了250克塑料注射机完整的液压系统图,见图2,其动作循环表,见表4。
5.液压元件的选择5.1液压泵的选择 ⑴液压泵工作压力的确定 p P ≥p l +∑Δpp l 是液压执行元件的最高工作压力,对于本系统,最高压力是增压缸锁模时的入口压力,p l =6.4MPa ;∑Δp 是泵到执行元件间总的管路损失。
由系统图可见,从泵到增压缸之间串接有一个单向阀和一个换向阀,取∑Δp =0.5MPa 。
液压泵工作压力为 p P =(6.4+0.5>MPa =6.9MPa ⑵液压泵流量的确定 q P ≥K (∑q max >由工况图看出,系统最大流量发生在快速合模工况,∑q max =3L/s 。
取泄漏系数K 为1.2,求得液压泵流量 q P =3.6L/s (216L/min>选用YYB-BCl71/48B 型双联叶片泵,当压力为7MPa 时,大泵流量为157.3L/min ,小泵流量为44.1L/min 。
5.2电动机功率的确定注射机在整个动作循环中,系统的压力和流量都是变化的,所需功率变化较大,为满足整个工作循环的需要,按较大功率段来确定电动机功率。
从工况图看出,快速注射工况系统的压力和流量均较大。
此时,大小泵同时参加工作,小泵排油除保证锁模压力外,还通过顺序阀将压力油供给注射缸,大小泵出油汇合推动注射缸前进。
前面的计算已知,小泵供油压力为p P 1=6.9MPa ,考虑大泵到注射缸之间的管路损失,大泵供油压力应为p P2=(5.9+0.5>MPa =6.4MPa ,取泵的总效率ηP =0.8,泵的总驱动功率为=27.313 kW考虑到注射时间较短,不过3s ,而电动机一般允许短时间超载25%,这样电动机功率还可降低一些。
P =27.313×100/125 =21.85 kW验算其他工况时,液压泵的驱动功率均小于或近于此值。
查产品样本,选用22kW 的电动机。
5.3液压阀的选择选择液压阀主要根据阀的工作压力和通过阀的流量。
本系统工作压力在7MPa 左右,所以液压阀都选用中、高压阀。
所选阀的规格型号见表5。
5.4液压马达的选择在3.3节已求得液压马达的排量为0.8L /r ,正常工作时,输出转矩769N.m ,系统工作压力为7MPa 。
选SZM0.9双斜盘轴向柱塞式液压马达。
其理论排量为0.873L/r ,额定压力为20 MPa ,额定转速为8~l00r/min ,最高转矩为3057N·m ,机械效率大于0.90。
5.5油管内径计算本系统管路较为复杂,取其主要几条(其余略>,有关参数及计算结果列于表6。
5.6确定油箱的有效容积按下式来初步确定油箱的有效容积 V =aq V已知所选泵的总流量为201.4L/min ,这样,液压泵每分钟排出压力油的体积 为0.2m3。
参照表4—3取a =5,算得 有效容积为 V =5×0.2m 3=1 m 36.液压系统性能验算6.1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。
⑴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ν=27mm2/s ,油的密度ρ=918kg/m 3。
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:⑵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Δp 2,以及通过控制阀的局部压力损失Δp 3。
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。