XS-ZY-50型塑料机注塑成型机液压系统设计

塑料注射成型机液压系统一．概述（该液压系统总体结构、功能的设计或描述）塑料注射成型机简称注塑机。

它将颗粒的塑料加热熔化到流动状态，以高压快速注入模腔，经过一定时间的保压，冷却凝固成为一定形状的塑料制品。

注塑机具有成型周期短，对各种塑料的加工适应性强，可以制造外形各异、复杂、尺寸较精确或带有金属镶嵌件的制品、自动化程度高等优点，得到广泛的应用。

它主要有三大部分组成。

（1）合模部件。

合模部件是安装模具用的成型部件，主要由定模扳、动模板、合模机构、合模缸、顶出装置等组成。

（2）注射部件。

注射部件是注射机的俗话部件，主要由加料装置、料筒、螺杆、喷嘴、预塑装置、注射缸、注射座移动缸等组成。

（3）液压传动及电气控制系统。

液压传动及电气控制系统安装在机身内腔上，是注塑机的动力和操纵控制部件，主要由液压泵、液压阀、点攻击、电气元件、控制仪表等组成。

工作流程如下：该塑料注射成型机的液压系统能满足以下要求：（1）有足够的合模力。

熔融的塑料通常以4到15MPa 的高压注入模腔，足够的合模力能防止在注射时导致模具离逢而产生塑料制品的溢边想象。

（2）开、合模的速度可以调节。

在开、合模过程中，合模缸速度变化能缩短空程时间，提高生产率和保证制品质量，并避免产生冲击。

（3）有足够的注射座移动，能保证喷嘴与模具浇口紧密接触。

（4）注射压力和速度可以调节，能适应不同塑料品种、注射成型制品几何形状和模具浇注系统的要求。

（5）保压功能，能使塑料注满紧贴模腔获得精确形状，另外在冷却凝固收缩过程中，熔融塑料可不断补入模腔。

（6）预速过程可以调节。

二．系统的动力元件及执行元件的选择此液压系统执行元件有合模缸、注射缸、注射座移动缸和液压马达。

执行机构的确定本机动作机构除螺杆的旋转选用液压马达外，合模、注射、注射座移动等均为双向运动，因前进负载力大于返程力，因此选用水平放置的单活塞杆液压缸直接驱动，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。

注塑机是机、电、液一体化、集成化和自动化程度都很高。

无论是机械液压式还全液压式，液压部分都占有相当的比值，对注塑机的技术性能、节能、环保以及成本占有重要部分。

注塑机液压系统由主回路、执行回路及辅助回路系统组成，如图所示。

图14 油路系统组成图1，2，3，4，5，6—分别为合模油缸、滑模油缸、顶出油缸、注射座油缸、注射油缸、液压马达；7，8，9，10，11，12—分别为油缸的控制模块（CU）、指令模块（CM）；13—系统压力（P）、流量（Q）的控制和指令模块；14—泵；15—电机（M）；16—进油过滤器；17—油冷却器；18—油箱；P—进油管路（高压）；T—回油管路。

（低压）油路总管线（P、T、P）的上部分是执行回路系统，下部分是主回路系统及辅助回路系统。

执行回路系统：主要由各执行机构（油缸）和指令及控制装置（电磁阀）组成。

其功能是将进入管路P的高压油按程序放到油缸的左腔或右腔中去，推动活塞杆执行动作。

高压油进入的时间、顺序和位置是通过电磁换向阀来实现的，工作指令通过电信号发给电磁阀的电磁铁，控制其阀芯动作，将控制油路（P）的高压油，进入换向阀推动阀芯动作，将高压油接通到油缸中去；而各油缸中的回油经回油管路T及辅助油路系统放回油箱。

主回路系统：由动力源和控制模块组成。

动力源系统（电机、油泵）产生油压（P）和流量（Q），与指令（CU）及控制（CM）模块（压力阀、流量阀等）组成回路。

从泵来的高压油，进入主管路的时间、顺序、压力及流量，是通过流量阀，压力阀是电磁铁获得，指令的时间、顺序和强弱，由控制其阀芯的推力和开度来确定的。

执行回路与主回路之间是通过进油管路P（高压），回油管路T（低压）以及控制回路P（高压）形成“连接网络”。

注塑机应用液压组件非常广泛。

⑴．动力组件由电机带动泵实现电能—机械能—液压能的转换。

有各种油泵和液压马达。

油泵是靠封闭容腔使其容积发生变化来工作的。

理想的泵是没有的，因为结构上总会有制品缝隙就会有泄漏，而且机械磨损也会产生间隙，所以就要考虑泵的效率。

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。

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。

注塑机液压系统优化设计研究摘要：塑料制品重复生产量大，连续时间长，不能中断，系统控制性能及可靠性对产品质量有较大影响。

现有注塑机普遍使用普通电液控制系统，部分新产品也只简单地用比例阀代替普通阀作压力和流量控制，不能满足对智能化、节能化及结构紧凑等要求的优化设计，目前急需一种新型液压控制系统来满足控制要求，提高综合经济效益。

关键词：注塑机液压系统PLC控制注塑机液压系统的电气控制部分是影响注塑机工作安全性和可靠性的关键因素，传统的注塑机液压系统的电气控制系统大都是由继电器—接触器来实现的。

传统的继电器—接触器控制方式，使用者调整其控制功能十分困难，控制线路复杂，由于使用有触点的开关动作，工作频率低，触点易灼蚀，随着使用年限的延长，故障率上升，安全性和可靠性降低，维修费用增加；另外，继电器动作较缓慢，定时不准确，系统控制精度较差。

而PLC控制电路，不仅可靠性高、体积小、通信方便，而且控制简单、编程容易，近年来在自动化工业生产中得到广泛的应用。

一、注塑机液压系统的动作控制过程分析注塑成型过程为：热塑性塑料或热固性塑料在加热机筒中经过加热、剪切、压缩、混合及输送作用，使之均匀塑化（温度、组分均匀的熔融状态）；塑化好的熔融物料在喷嘴的阻挡作用下，积聚在机筒的前端，然后借助螺杆或柱塞施加的推力，经喷嘴与模具的浇注系统进入闭合好的低温模腔中；充满模腔的熔体在受压作用下，经冷却固化成型，开启模具取出制品，即完成了一个成型周期，以后是不断重复上述周期的生产过程。

注塑机注塑1次（1个工作循环）大概要经历12个工步，即：电机启动→快速合模→慢速合模→注射座缸前移→注射→预塑→注射座缸后退→慢速启模→快速启模→顶出缸前进→顶出缸后退→系统卸荷。

二、技术分析及优化在注射成型过程中，需要根据塑料的品种、数量、产品的几何形状及模具的不同，调整注塑压力和速度。

本优化设计中，保持该注塑机的主油路液压控制结构中的脱模装置和锁模装置的液压控制原理不变，重点对注射装置、座移机构液压系统进行优化设计。

注塑机液压原理图
这是一张注塑机液压原理图。

图中展示了注塑机的液压系统，用于实现注射、射嘴开合和模具开合等功能。

在图中，液压泵（Pump）将液压油从油箱吸入，并通过液压系统传送到不同的执行元件。

其中，液压控制阀（Control Valve）用于控制液压油的流向和压力。

具体来说，液压控制阀可以控制液压油进入或者排出液压缸（Cylinder）和液压马达（Motor），实现相应的运动。

图中还展示了液压缸和液压马达的结构。

液压缸由活塞（Piston）和气缸（Cylinder）组成，活塞在液压油的作用下进行往复运动。

液压马达则由液压油的作用实现旋转运动。

此外，图中还展示了压力传感器（Pressure Sensor）和温度传感器（Temperature Sensor），用于监测系统中的液压油压力和温度。

综上所述，这张注塑机液压原理图展示了液压系统的组成和工作原理，能够帮助我们理解注塑机的液压控制过程。

注塑成型机械完善的液压系统组成第一篇：注塑成型机械完善的液压系统组成注塑成型机械完善的液压系统组成油压千斤顶是最简单的液压系统，它不能满足一般机器对液压系统的各种要求，为了改善其性能，系统中需要增加若干液压元件。

为了使油缸的活塞能够往复运动，液流方向需要改变，因此，接入一只换向阀，为了适应机器的要求，可按入一只节流阀，以便调节进入油缸的流量，实现无级调速。

为了限定油泵的供油压力，接入一只溢流阀。

当调节节流阀使油缸活塞速度降低时，油泵输出的油液过剩，压力就升高，当压力超过溢流阀的调定压力时，溢流阀就打开，余油溢回油池。

相反，油缸速度增大时，压力低于溢流阀的调定压力，溢流阀关闭，使系统压力保持在一定的压力范围内。

溢流阀的作用是限制系统中的最高压力，防止系统过载．由于油泵的流量总是有些不均匀，这将会造成油缸活塞速度的波动。

对于要求很高的液压系统，可接入一只蓄能器，它可以降低活塞速度的波动程度。

此外，蓄能器还可用于短期用油量超过油泵输油量的场合。

为了过滤油液中的杂质，提高液压元件的使用寿命，需在吸油管上设置滤油器。

压力表是检测元件，它能反映系统压力随负载变化而变化的情况。

上述这些元件均需用管接头，管道等连接起来。

综上所述，一个完善的液压系统应由下列几部分组成：动力元件——油泵，它是将机械能变换成液压能的元件，也是液压系统的心脏。

执行元件——油缸或油马达，它将液厍能变换成机械能，推动执行机构动作，对外作功。

控制元件——它包括溢流阀(压力阀的一种)，流量控制阀和换向阀等：以便控制系统中的压力、流量和流向，实现所需的运动规律和动力参数。

辅助元件——油箱。

滤油器。

蓄能器，管道，管接头和压力表等。

工作介质——液压用油是液压系统的。

血液。

，利用它来进行能量的转换，传递和控制。

东莞巨丰液压制造有限公司第二篇：液压支架液压系统主要有哪些组成液压系统的元件有：动力元件控制元件执行元件辅助元件组成。

动力元件是液压油泵控制元件是液压阀控制液压油压力、流量、方向执行元件是液压油缸液压马达辅助元件是管件压力表储能器滤油器等等。

《液压传动》课程设计任务书姓名：张阳学号：077001583注塑机是一种通用设备，通过它与不同专用注塑模具配套使用，能够生产出多种类型的注塑制品。

注塑机主要由机架，动静模板，合模保压部件，预塑、注射部件，液压系统，电气控制系统等部件组成；注塑机的动模板和静模板用来成对安装不同类型的专用注塑模具。

合模保压部件有两种结构形式，一种是用液压缸直接推动动模板工作，另一种是用液压缸推动机械机构通过机械机构再驱动动模板工作（机液联合式）。

注塑机工作时，按照其注塑工艺要求，要完成对塑料原料的预塑、合模、注射机筒快速移动、熔融塑料注射、保压冷却、开模、顶出成品等一系列动作，因此其工作过程中运动复杂、动作多变、系统压力变化大。

注塑机的工作循环过程注塑机对液压系统的要求是1)具有足够的合模力熔融塑料以120～200MPa的高压注入模腔，在已经闭合的模具上会产生很大的开模力，所以合模液压缸必须产生足够的合模力，确保对闭合后的模具的锁紧，否则注塑时模具会产生缝隙使塑料制品产生溢边，出现废品。

2)模具的开、合模速度可调当动模离静模距离较远时，即开合模具为空程时为了提高生产效率，要求动模快速运动；合模时要求动模慢速运动，以免冲击力太大撞坏模具，并减少合模时的振动和噪声。

因此，一般开、合模的速度按慢一快一慢运动的规律变化。

3)注射座整体进退要求注射座移动液压缸应有足够的推力，确保注塑时注射嘴和模具浇口能紧密接触，防止注射时有熔融的塑料从缝隙中溢出。

4)注射压力和注射速度可调注塑机为了适应不同塑料品种、制品形状及模具浇注系统的工艺要求，注射时的压力与速度在一定的范围内可调。

5)保压及压力可调当熔融塑料依次经过机筒、注射嘴、模具浇口和模具型腔完成注射后，需要对注射在模具中的塑料保压一段时间，以保证塑料紧贴模腔而获得精确的形状，另外在制品冷却凝固而收缩过程中，熔化塑料可不断充入模腔，防止产生充料不足的废品。

保压的压力也要求根据不同情况可以调整。

铜陵学院毕业设计-1-第一章 工况分析1.1 注塑成型动作过程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。

1.2 液压传动系统主要传动动作所设计的液压系统，传动动作的完成，主要靠合模液压缸、注射液压缸、注射座移动缸和一个液压马达作为主要传动元件。

具体的动作循环过程见下图：图 1-1注塑机工作循环图在合模时，合模缸先驱动动模板慢速启动，然后快速前移，接近定模板时转为低压慢速前移，在低速合模确认模具无异物存在后转为高压合模（锁模）。

1.3 注射机液压系统的设计要求和主要设计参数1.3.1 注射机液压系统的设计要求：1.3.1.1 合模运动要平稳，两片模具闭合时不应有冲击；1.3.1.2 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；1.3.1.3 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； 1.3.1.4 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：1.3.2.1 螺杆直径 d = 40 ㎜。

1.3.2.2 螺杆行程 s 1 = 200 ㎜。

1.3.2.3 最大注射压力 p = 153 Mpa 。

包磊塑料注射成型机液压系统设计（250g）1.3.2.4 注射速度v W= 0.07 m/s。

1.3.2.5 螺杆转速n = 60 r/min。

1.3.2.6 螺杆驱动功率P M= 5 KW1.3.2.7 注射座最大推力F z = 3×104 N。

目录一、毕业设计任务书 (3)（一）选题背景及意义 (3)（二）毕业设计内容 (3)（三）毕业设计要求 (4)二、负载工况分析 (5)（一）工况分析 (6)（二）负载图的绘制 (7)三、拟定液压系统原理图 (8)（一）液压机液压系统原理图拟定 (8)（二）液压机液压系统原理分析 (10)四、液压元件选择 (11)（一）计算液压缸的面积 (11)（二）液压缸实际所需流量计算 (12)（三）液压元件的选择 (12)（四）与液压泵匹配的电动机的选定 (14)（五）阀类元件及辅助元件的选择 (14)五、FluidSim液压系统仿真与试验验证 (20)（一）基于FluidSim液压系统的仿真 (20)（二）液压系统试验装配调试 (22)六、毕业设计总结 (23)七、参考文献 (24)八、致谢 (24)九、毕业设计诚信声明 (26)一、毕业设计任务书（-）选题背景及意义1.选题背景液压技术是机械设备中发展速度最快的技术之一，特别是近年，与微电子、计算机技术相结合、使液压技术进入了一个新的发展阶段，目前已广泛应用在工业各领域。

压力机液压系统设计是典型的机械液压设计类课题，涉及机械液压方面的知识很广，设计要求也比较高，学生在设计过程中可以得到很好的锻炼，尤其是思考能力、创新意识、实际动手能力。

课题的研究内容包括机械设计、机械原理、液压机、液压与气压传动、机械制造工艺等知识，要求学生机械知识要足够的全面、有较强的创新能力。

2.选题意义培养学生独立从事液压传动设计的综合能力（如资料查阅及合理应用、工况的正确分析计算、设计参数的正确选取、系统方案的论证及拟定、元件的选型、系统性能计算、非标液压装置的结构设计、设计文件的编制等），同时基于FluidSim3.6和CAD等先进软件，培养学生的创新意识和实际动手能力。

（-）毕业设计内容1.明确工作循环绘制液压缸动作循环图。

2.明确主机的具体性能要求，进行工况分析，即负载分析和运动分析。

设计注塑机液压传动系统的依据(1)注塑机的总体布局和工艺要求，包括采用液压传动所完成的注塑机运动种类、机械设计时提出可能用的液压执行元件的种类和型号、执行元件的位置及其空间的尺寸范围、要求的自动化程度等。

(2)注塑机的工作循环、执行机构的运动方式(移动、转动或摆动)，以及完成的工作范围。

(3)液压执行元件的运动速度、调速范围、工作行程、载荷性质和变化范围。

(4)注塑机各部件的动作顺序和互锁要求，以及各部件的工作环境与占地面积等。

(5)液压系统的工作性能，如工作平稳性、可靠性、换向精度、停留时间和冲出量等方面的要求。

(6)其它要求，如污染、腐蚀性、易燃性以及液压装置的质量、外形尺寸和经济性等。

设计液压传动系统的步骤1、明确对液压传动系统的工作要求，是设计液压传动系统的依据，由使用部门以技术任务书的形式提出。

2、拟定液压传动系统图。

(1)根据工作部件的运动形式，合理地选择液压执行元件；(2)根据工作部件的性能要求和动作顺序，列出可能实现的各种基本回路。

此时应注意选择合适的调速方案、速度换接方案，确定安全措施和卸荷措施，保证自动工作循环的完成和顺序动作和可靠。

液压传动方案拟定后，应按国家标准规定的图形符号绘制正式原理图。

图中应标注出各液压元件的型号规格，还应有执行元件的动作循环图和电气元件的动作循环表，同时要列出标准(或通用)元件及辅助元件一览表。

3、计算液压系统的主要参数和选择液压元件。

(1)计算液压缸的主要参数；(2)计算液压缸所需的流量并选用液压泵；(3)选用油管；(4)选取元件规格；(5)计算系统实际工作压力；(6)计算功率，选用电动机；(7)发热和油箱容积计算；4、进行必要的液压系统验算。

5、液压装置的结构设计。

6、绘制液压系统工作图，编制技术文件。

设计液压传动系统时应注意问题1、在组合基本回路时，要注意防止回路间相互干扰，保证正常的工作循环。

2、提高系统的工作效率，防止系统过热。

例如功率小，可用节流调速系统；功率大，最好用容积调速系统；经常停车制动，应使泵能够及时地卸荷；在每一工作循环中耗油率差别很大的系统，应考虑用蓄能器或压力补偿变量泵等效率高的回路。