克塑料注射祝液压系统设计

液压系统设计计算实例——250克塑料注射祝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视袄质迫趋最大影注射椒压力揭岩栋15滩3M街Pa送裙至遥螺狠杆驱扇动功波率卫避嘉旨齿5k共W西蒙度除很螺杆络转速烦竹榆萄激60时r/盟mi宵n归奏赌懂注扁射座敬行程溉卵眯钢弊仗23服0m剃m掏享姜叮老注射萝座最管大推浩力腐2迎7k深N小碑灯扎渠最顶大合颂模力茫(锁秒模力爱)醒惜90垒0k速N源捎汽滚吸开模躁力食蝶修除切4航9k翠N色爆喷坟串动尖模板谣最大额行程乖桥蛮锤35身0m捷m玻太炸代未快速戴闭模贵速度漆思类0.随1m船/s事斗佩族喝慢起速闭严模速撕度没旺瓦逃0川.0爷2m夏/s饿锈佩狐条快速后开模慎速度托答杜0.忆13甜m/克s距政池兽慢而速开陷模速往度临亡举辨0孕.0教3m亦/s测福犁勤勺注射肚速度足劳牛枕弓0.配07被m/通s辟鸽伯夏注召射座伯前进永速度榨上邀酿0.宁06钱m/录s充替坝捕援注射乏座后爬移速减度唉0盒.0波8m么/s芬2.坝液压代执行燕元件砍载荷鸭力和额载荷监转矩差计算多2.炕1各喜液压水缸的货载荷授力计促算饥⑴住合模允缸的甩载荷板力妙合模勒缸在徐模具舅闭合袄过程谊中是状轻载狼，其饶外载休荷主吩要是侄动模犯及其慎连动墓部件奋的起总动惯瞧性力周和导缎轨的犯摩擦贪力。俗迈甲锁模侵时，舌动模哑停止春运动睬，其赠外载箭荷就匪是给转定的脚锁模急力。疾负既开模袍时，慈液压煮缸除秀要克蜂服给场定的纵开模闹力外抱，还昌克服混运动挡部件界的摩抚擦阻寺力。视⑵仆注射老座移株动缸归的载沸荷力糖座移赚缸在博推进器和退红回注野射座基的过护程中定，同奶样要糕克服直摩擦置阻力拾和惯扔性力柿，只传有当压喷嘴侄接触占模具梁时，均才须徒满足皆注射霞座最和大推班力。模⑶予注射谅缸载榆荷力猪注射哗缸的弄载荷粒力在效整个键注射喘过程欣中是仪变化惹的，塘计算季时，凭只须路求出巴最大企载荷籍力。究拾躺式中础，汉d呜——挡螺杆骆直径杨，由耕给定腊参数鼠知：谦d垃＝0杯.0扩4m篇；律p顽——亿喷嘴忧处最伍大注贡射压驴力，泪已知辞p还＝聋15戚3M及Pa行。由幕此求猪得储F野w尝＝1犯92帅kN婚。秀各液灰压缸惹的外哨载荷水力计裕算结蹄果列金于表灰l。醒取液圣压缸告的机仰械效盼率为榜0.桂9，屈求得赶相应京的作秋用于摸活塞业上的伍载荷固力，戒并列女于表其1中叔。捧2.漏2进碍料液搜压马软达载筝荷转敬矩计螺算涝取液迈压马财达的秒机械叔效率是为0兵.9熟5，唤则其社载荷既转矩糠3.畏液压骗系统禾主要劈参数瓶计算贼3.糕1初钞选系货统工嘉作压鸡力互蔽高25钱0克毒塑料缩注射夫机属勒小型捞液压设机，耕载荷暴最大厚时为固锁模或工况膜，此源时，沙高压怎油用场增压砖缸提森供；到其他徒工况静时，蛾载荷巾都不狱太高嘱，参积考设辉计手篮册，符初步涉确定坑系统耻工作犁压力酬为6御.5开MP恶a。懒3.德2计腾算液星压缸亦的主谁要结竭构尺钟寸洁⑴标确定光合模阴缸的列活塞惯及活士塞杆参直径释合模军缸最器大载惕荷时贯，为穗锁模张工况挠，其幻载荷拜力为含10介00晒kN性，工骑作在宇活塞禁杆受还压状棚态。膛活塞派直径娱此时窃p晕1锐是由舌增压贱缸提槐供的梁增压室后的降进油略压力佛，初合定增按压比虚为5绿，则袭p辫1磁＝5映×射6.线5M耽Pa告＝3旨2.灵5M爷Pa通，锁骗模工凉况时滩，回性油流素量极神小，和故p计2稀≈醉0，少求得依合模侨缸的牛活塞屈直径必为成，取宵D恒h烛＝0蜘.2衔m。费按表滥2谜—贝5取消d败/当D授＝0筐.7兰，则务活塞胃杆直眼径局d质h嗽＝0尚.7公×帐0.父2m柄＝0滔.1学4m警，取炸d匪h飞＝0难.1荷5m婶。饺励种为设暮计简海单加浇工方数便，撑将增冈压缸绘的缸予体与骡合模臭缸体奇做成寇一体宅(见姥图1怒)，记增压尤缸的箭活塞直直径说也为塑0.毕2m足。其适活塞碎杆直嫩径按航增压升比为带5，肚求得订，取沸d录z扯＝0顾.0污9m到。日⑵润)注编射座揭移动眉缸的莲活塞泰和活斗塞杆签直径桶座移董动缸压最大枣载荷饼为其裤顶紧租之时焦，此纲时缸炕的回报油流烈量虽靠经节燕流阀瓣，但夏流量虹极小周，故拌背压貌视为怒零，才则其粥活塞冬直径短为近，取个D哗y爬＝0匪.1柱m嫁趟鸣由给句定的妨设计功参数颜知，轻注射疯座往筐复速医比为橡0.盯08壮／0或.0咸6＝舞1.央33宗，查尊表2鹿—约6得蓬d建/墨D求＝0兼.5傲，则谦活塞顺杆直步径为册：蓝d轧y逮＝0泡.5惜×砖0.猫1m煌＝0拦.0战5m测⑶积确定帖注射局缸的贿活塞纲及活懒塞杆军直径绞当液菠态塑眯料充袜满模蒙具型违腔时普，注从射缸斥的载行荷达询到最疑大值圈21厘3k旺N，亮此时须注射余缸活词塞移摔动速允度也楚近似貌等于莫零，缎回油迫量极膨小；姑故背蓬压力奉可以趋忽略妖不计长，这写样毛，取么D辅s＝蚊0.障22针m；何活塞屡杆的喷直径丧一般么与螺世杆外再径相耀同，团取壮d绕s＝侍0.哪04忌m。坟3.晌3计签算液讯压马享达的本排量句液压乡马达里是单季向旋画转的雕，其乌回油蚁直接香回油珠箱，检视其口出口锄压力即为零束，机暗械效闯率为奖0.提95监，这筛样墓3.秒4计经算液幕压执输行元音件实阵际工绪作压暮力站按最望后确为定的仔液压麦缸的钓结构际尺寸搅和液规压马书达排势量，桶计算撇出各局工况的时液搬压执笼行元眯件实声际工悲作压包力，笛见表景2。喝3.弓5计纽算液颤压执捏行元溉件实漠际所扩需流获量祥根据疮最后龙确定孔的液铺压缸闹的结花构尺种寸或顽液压婆马达罪的排票量及夏其运刻动速记度或翠转速翻，计峡算出位各液妻压执告行元辆件实耍际所凝需流戒量，播见表锄3。遥4.记制定汪系统示方案蓄和拟光定液碗压系拦统图晕4.纯1制松定系搏统方的案戚⑴混执行振机构阔的确蒙定出吗本机良动作乎机构抄除螺是杆是化单向筝旋转缩外，累其他命机构问均为盏直线岸往复驶运动晨。各杨直线咳运动染机构琴均采拔用单租活塞茶杆双猜作用女液压翠缸直乏接驱侨动，环螺杆豆则用捏液压图马达命驱动膛。从持给定突的设属计参址数可脉知，露锁模涨时所膊需的舰力最刑大，蚁为9膜00少kN趟。为福此设屿置增尘压液泄压缸都，得帝到锁淘模时男的局菜部高夹压来鸡保证鸽锁模尝力。障⑵渴合模进缸动迈作回朝路短狼合模龟缸要趴求其砖实现滚快速零、慢披速、烛锁模坡，开徐模动津作。赔其运际动方春向由赚电液脸换向逝阀直茄接控保制。宋快速楚运动戴时，奸需要废有较占大流尼量供至给。辨慢速木合模砍只要解有小乘流量丸供给祥即可惭。锁摧模时仪，由漠增压烂缸供湾油。宅⑶山液压吗马达级动作膏回路仇虎螺杆魄不要颗求反称转，戒所以狂液压涉马达佩单向列旋转含即可布，由形于其凯转速玩要求蹈较高岭，而拘对速孙度平松稳性笑无过薪高要块求，寨故采爸用旁凑路节手流调年速方召式。津⑷匪注射米缸动证作回昂路御睡注射么缸运咸动速母度也善较快锡，平咸稳性策要求督不高罪，故再也采悉用旁绢路节拣流调闷速方奴式。轨由于悬预塑洒时有崇背压绣要求半，在推无杆竹腔出左口处佛串联忘背压剩阀。冲⑸然注射逮座移夕动缸仍动作兵回路岂展注射械座移瞒动缸春，采券用回到油节斜流调桶速回阻路。仿工艺留要求尖其不止工作畜时，智处于星浮动追状态粘，故赛采用副Y型少中位格机能酷的电夸磁换鸟向阀屯。钩⑹故安全迷联锁杆措施牧本系酒统为剖保证拌安全至生产疤，设对置了滋安全评门，扰在安配全门挨下端沃装一让个行汽程阀爸，用械来桶控制膜合模晋缸的挺动作白。将粪行程权阀串屋在控亮制合微模缸止换向慧的液止动阀舍控制穗油路泊上，聚安全烫门没冷有关关闭时拘，行蹈程阀铅没被善压下庭，液饰动换陆向阀币不能纹进控记制油伶，电羡液换钻向阀蓄不能个换向槽，合斤模缸泰也不淡能合浓模。施只有他操作短者离吧开，骨将安创全门帽关闭聚，压块下行充程阀请，合胸模缸蛮才能闪合模孔，从晚而保罪障了舰人身乞安全愧。乖⑺嚼液压科源的阴选择脆该液篇压系衰统在涛整个仗工作每循环杰中需提油量艇变化竞较大烫，另酒外，泳闭模牺和注妄射后雾又要姨求侍有较去长时熟间的撒保压辉，所工以选捆用双雅泵供葵油系检统。足液压货缸快穷速动息作时插，双锁泵同恰时供咐油，沈慢速忘动作黄或保扬压时忧由小捧泵单困独供轧油，迟这样眨可减摘少功绳率损破失，侍提高晶系统宰效率蛮。让4.箭2拟躁定液妈压系曾统图磨裙馆液压富执行荡元件海以及著各基把本回倒路确诸定之痰后，脉把它酱们有殖机地愈组合纲在一串起。写去掉良重复剩多余励的元团件，耳把控正制液睬压马棒达的歪换向杀阀与抚泵的毯卸荷缎阀合泉并，妈使之党一阀劣两用成。考自虑注判射缸颜同合笛模缸蚀之间皱有顺津序动细作的剂要求宏，两申回路鹊接合密部串坊联单甜向顺忌序阀闲。再灵加上滤其他托一些糕辅助数元件扫便构询成了和25红0克勤塑料传注射句机完宋整的蜓液压蹄系统烤图，旁见图洪2，篇其动注作循热环表讯，见死表4妥。誉5.荡液压葵元件犯的选迟择话5.层1液底压泵核的选凡择隶⑴晨液压店泵工忽作压妖力的若确定铁p萄P眼≥尚p吵l鼓＋冈∑Δ蓬p伟p僵l猴是液介压执蚊行元民件的稿最高慧工作怒压力黄，对弄于本璃系统翼，最柳高压块力是无增压爆缸锁胀模时薯的入栗口压训力，木p银l邻＝6旨.4浅MP毙a；般∑Δ较p路是泵铺到执逐行元杆件间藏总的羡管路芹损失固。由绞系统代图可殊见，饰从泵陆到增灵压缸奇之间浩串接贸有一铜个单熄向阀全和一忘个换枝向阀互，取择∑Δ锋p虾＝0藏.5讲MP关a。拖液压蹲泵工佳作压寸力为柜顽常射赔导条狸p贪P枕＝(劲6.卧4＋宫0.据5)查MP芹a＝庸6.恐9M秒Pa巴⑵释液压盐泵流掀量的母确定捷枝恒延豆夕透零悼q括P朴≥帽K炭(朗∑烟q者ma发x肢)谜由工矛况图只看出雄，系霉统最涛大流塞量发壤生在食快速溪合模长工况计，统∑悼q纵ma财x拍＝3于L/尤s。窃取泄胀漏系紫数获K炉为1锣.2赛，求扶得液待压泵搞流量跟手灰奶软q秃P保＝3棚.6靠L/拜s界(漠21钩6L乓/m惜in弃)拐选用白YY蹈B-结BC眠l7蓬1/委48列B型句双联认叶片惠泵，逃当压忙力为洒7疾MP卸a时某，大昆泵流市量为购15合7.跟3L冰/m锤in鸣，小衣泵流佣量为黑44诊.1卷L/乏mi毁n。常5.拿2电段动机信功率水的确砍定包注射员机在貌整个除动作刚循环面中，羽系统垦的压韵力和贞流量减都是华变化嗓的，域所需胁功率臣变化覆较大亭，幕为满晃足整抬个工睁作循盈环的叼需要韵，按喝较大荷功率券段来驼确定件电动妖机功臂率。侍筑爆从工厌况图鉴看出么，快匹速注继射工径况系基统的启压力等和流区量均圆较大掌。此惑时，速大小屋泵同辱时参史加工穿作，拍小泵须排油闸除保逼证锁染模压超力外寨，还施通过易顺序匀阀将艘压力严油供炉给注瘦射缸庄，大汉小泵纠出油尺汇合恨推动扣注射惠缸前舒进。绢恩岭前面玉的计鞭算已春知，罪小泵林供油丛压力肠为墓p牌P1烧＝6怕.9吐MP丰a，先考虑蜂大泵厨到注蕉射缸萄之间沫的管浮路损请失，谜大泵墙供油谢压力邀应为岸p剥P2定＝(依5.择9＋乳0.拣5)炼MP盆a＝鞋6.手4M吴Pa俘，取具泵的妇总效宫率企η确P吐＝0使.8挺，泵炸的总珍驱动级功率逮为搭＝2确7.爬31仅3驾kW酿泊犯考虑太到注热射时吓间较亮短，狡不过康3s塞，而贪电动钞机一喷般允伐许短标时间费超载窄25量%，舅这样须电动切机功杨率还总可降牵低一会些。填P股＝2代7.油31障3住×脖10凤0/层12菊5尚＝2棍1.怪85筹k球W扔湾纪验算或其他责工况寺时，牧液压迈泵的守驱动部功率禁均小浇于或梦近于搁此值均。查路产品希样本焰，选辨用2其2k屑W的君电动乳机。泊5.古3液仓压阀旅的选刻择墓维敲选择掏液压角阀主克要根垦据阀因的工拾作压冬力和替通过纸阀的铲流量阴。本拼系统袄工作侧压力匪在7瞒MP湖a左居右，孟所以叹液压姐阀都提选用果中、况高压续阀。伙所选脖阀的拐规格习型号眯见表饿5。铺5.侧4液谋压马蚀达的县选择势段史在3号.3仓节已拒求得弓液压忘马达坑的排钉量为饲0.需8L违／r射，正侵常工岔作时曾，输皮出转工矩7森69蔽N.严m，菊系统眠工作棚压力撇为7锣MP票a。掩选S镰ZM嗽0.引9双浮斜盘袭轴向症柱塞聚式液推压马恩达。斩其理谨论排孙量为将0.堂87想3L冤/r掉，额施定压朱力为俗20寺M拥Pa烛，额划定转参速为宗8～挠l0台0r祝/m购in炮，最输高转左矩为圈30鼻57泛N泰·隙m，振机械访效率如大于担0.交90素。袖5.烟5油宿管内肯径计妄算绳决膝本系照统管异路较把为复弦杂，粮取其自主要乏几条什(其聋余略阶)，搞有关榴参数关及计巧算结课果列凉于表裹6。电5.揉6确笼定油帽箱的羽有效槐容积劝裹才按下瓦式来堤初步喉确定拣油箱持的有苦效容脸积细V售＝再aq嫂V妨已知贱所选趋泵的修总流份量为矩20消1.虑4L址/m罚in深，兰这样宋，液橡压泵惰每分猪钟排幅出压催力油捏的体肺积混为0顷.2仿m3香。参解照表协4况—否3取金a婚＝5类，算守得弓有效惭容积园为醉V骆＝5芦×磁0.判2m玉3纪＝1螺m质3妇6.虫液压阳系统定性能丸验算坟6.时1验倚算回慨路中数的压志力损戏失涝最食本系拿统较殿为复茧杂，漏有多宋个液菊压执鞠行元申件动番作回刮路，销其中德环节镇较多闯，管巾路损躲失较逢大的剪要算孟注射睡缸动释作回此路，绘故主成要验罢算由丈泵到邻注射咐缸这侧段管固路的渣损失领。锹⑴职沿程疏压力舌损失究沿程狡压力布损失屋，主享要是纳注射萝缸快馅速注恰射时块进油论管路龙的压拴力损轮失。道此管歌路长崇啦5m误，管遭内径燥0.巾03康2m浊，快田速时妇通过惠流量索2.搅7L业/s责；选蚀用2流0号接机械读系统银损耗热油，侧正常良运转浑后油砌的运需动粘利度忘ν贯＝2焰7m山m2夏/s栏，油斯的密条度侧ρ饭＝9草18筋kg踪/m把3涛。干油在异管路孔中的绪实际喷流速机为索油在糠管路袄中呈膀紊流串流动说状态粱，其惜沿程锈阻力铸系数睬为：获时求得现沿程锤压力悦损失容为：数⑵仍局部恒压力仪损失顶煮局部蝇压力清损失同包括寨通过纤管路届中折去管和派管接抱头等拴处的攻管路工局部拨压力赞损失蝴Δ悟p糊2持，以走及通毁过控赞制阀脂的局怪部压催力损锈失押Δ吓p喝3忧。其难中管怀路局垃部压准力损冠失相蝴对来榴说小将得多益，故惠主要托计算献通过犁控制志阀的柳局部浊压力铺损失趴。议桨贡参看澡图2蝶，从蒜小泵球出口妻到注嫌射缸器进油旋口，顾要经斤过顺羞序阀嚷17乒，电惕液换盯向阀吵2及怪单向互顺序秃阀1贼8。浑胳介单向敢顺序旱伺1挪7的耳额定寨流量增为5械0L测/m像in侍，额塞定压再力损化失为历0.胖4M秒Pa幻。电江液换吃向阀薪2的怒额定蜜流量棉为1沉90伶L/摊mi将n，瓜额定晶压力猎损失闸0.捎3大MP肌a。却单向符顺序注阀1院8的河额定嘱流量这为1约50悬L/剧mi粒n，碎额定圣压力得损失毫0.谜2虎MP强a。贼通过估各阀巡的局疲部压墨力损健失之指和为辞扩炭从大荒泵出美油口椅到注番射缸雾进油洗口要城经过断单向牺阀1刺3，独电液州换向窃阀2窜和单页向顺榜序阀盏18放。单位向阀窗13历的额祥定流暖量为过25阳0L形/m榜in看，额投定压程力损纱失为烧0.琴2鼠MP茶a。慕通过绑各阀止的局洒部压高力损售失之列和为肤：采欠虾由以好上计毅算结夹果可耽求得厕快速造注射削时，刺小泵疼到注步射缸检之间朝总的宜压力雹损失敢为途∑狭p纱1促＝(孙0.艰03义＋0爬.8敏8)冠MP抄a＝轮0.妻91凭MP杰a方政羊大泵脂到注慌射缸家之间抱总的粗压力格损失毙为睬∑浮p泪2捞＝(关0.梢03吸＋0核.6呈5)歉MP衬a＝淘0.袄68至MP窝a炊由计侦算结初果看福，大许小泵累的实袄际出周口压先力距树泵的命额定宪压力醋还有湿一定张的压颠力裕吓度，远所选芽泵是规适合幻的。碍卫结另外参要说耽明的句一点滑是：走在整铅个注赤射过妨程中扎，注紫射压虚力是侧不断红变化饺的，狮注射习缸的此进口办压力讲也随笨之由脏小到推大变腥化，点当注序射压出力达案到最镰大时霜，注恩射缸阵活塞失的运趴动速内度也红将近逐似等忍于零恰，此甲时管识路的蹄压力炒损失姿随流虑量的茶减小另而减亦少。犬泵的赴实际答出口任压力境要比瞒以上种计算毙值小皱一些杂。理耽炉综合肢考虑闪各工港况的著需要号，确沟定系废统的王最高穴工作何压力援为6愤.8啦MP懒a，铸也就正是溢败流阀甚7的阔调定怠压力笛。针6.纹2液例压系挤统发塑热温为升计欺算活⑴池计算叫发热偿功率振列液压岁系统劝的功字率损桐失全码部转抱化为戚热量术。俩锐珍发热访功率盾计算蝶如下陵P屿hr磨＝纸P虽r蔽－脸P粗c祥洞梢对本恰系统丰来说外，筛P桑r辜是整绕个工辆作循桐环中京双泵特的平典均输众入功驳率。郊具体港的唤p萝i议、坛q糊i割、肥t片i罢值见互表7谦。这棵样，矿可算急得双筋泵平耗均输个入功常率费P集r虫＝1忽2k坦W。唯系统射总输奖出功衔率覆求系筐统的命输出互有效妈功率畏：奏萌遗由前岭面给针定参办数及阻计算泉结果谢可知消：合怖模缸鉴的外逼载荷倦为9冒0k测N，辽行程书0.禁35信m；叶注射洞缸的午外载也荷为仁19比2k单N，纷行程纺0.枕2m塌；预胀塑螺江杆有痛效功询率5纽kW硬，工颂作时绑间1顶5s脸；开聋模时逢外载尺荷近违同合羞模，精行程联也相昂同。节注射恭机输今出有轮效功殃率主婶要是搬以上下这些索。蛋连农总的稼发热冷功率裹为：便P栏hr花＝(俱15鸟.3丰－3论)k罢W＝誉12侄.3乏kW男⑵限计算期散热睛功率输滥前面抗初步吸求得犯油箱垄的有扮效容难积为董1m卖3小，按剩V＝竿0.她8嘴ab青h片求得跌油箱愧各边告之积奖：腥a准·肆b语·絮h随＝1晓/0旧.8锦m渠3逢＝1抗.2余5m键3泼思阅取航a绒为1小