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啤酒周转箱注射机液压系统设计.doc

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啤酒周转箱注射机液压系统设计.doc

2010重庆三峡学院机械设计制造及其自动化专业毕业设计1第一章结构设计1.1概述塑料注射成型机主要用于热塑性塑料的成型加工。塑料颗粒在注射机的料筒内加热熔化至流动状态,然后以很高的速度注入温度较低的闭合模具内。并保压一段时间,经冷却凝固成为制品。由于注射成型机具有成型周期快,对各种塑料的加工适应性较强,能制造形状复杂,尺寸较精确或带有金属嵌件的制品,以及自动化程度较高的优点,因此得到了广泛的应用。1.2选择注射机分类介绍按机械外型特征分,包括卧式、角式和多模注射成型机。本次设计选应用广泛的卧式注射成型机。按机械加工能力分为超小型、小型、中型、大型、超大型(巨型)。本设计为大型注射机。按机械用途分热塑性塑料通用行(亦称通用型),热固型,气泡型等类型,本设计为热塑性塑料通用型,适用广泛。1.3选择注射装置形式本设计为大型注射机,热塑性塑料通用型。1.3.1注射装置的结构注射装置从原理上分为柱塞式和预塑式两大类。柱塞式注射装置的优点结构简单,制造方便,造价低。缺点塑化性差,塑化能力不高,注射压力大,不宜提供稳定的工艺条件,清洗料筒比较困难。综合比较下,本设计采用预塑式中的应用广泛的往复螺杆式。因为它有如下优点塑化能力大,塑化速度快,均化性好,注射压力损失小,结构紧凑,熔料停滞分解现象少,料筒清理方便。缺点是结构复杂。而其它两种预塑式装置阶梯柱式和螺杆柱塞式都有料筒内滞现象,料筒清理不够方便的缺点。1.3.2螺杆传动系统的选择与连接方式注射螺杆在转动时,出料仅供注射用,与制品无直接联系,因此对螺杆的转速要求不十分严格,可采用无级调速。螺杆预塑是间歇性的,因此启动频繁并带有负载。它的传动装置一般在设在注射架上,工作时并随之往复运动。因此传动装置力求简单紧凑。综合考虑、螺杆传动的特点,本设计选液压马达传动。因为使用液压马达传动可实现大范围无级调速,传动特性软,启动惯性小,体积比同规格的电动机小的多。而电动机的有级调速等特点不符和要求。在确定整体方案时,选择双缸前置油马达随动机构。首先,应选随动式结构。因为结构简单,制造方便,油马达可直接安装在螺杆后部,缺点是惯性大,计算不够精确。而对于非随动式结构,结构复杂,计算精度高。其次,选双缸前置而不选单缸后置油马达随动式结构,因为双缸前置占地面积小,便于维修。本设计采用整体式结构,螺杆的传动装置、油缸、料筒均安在注射座上。注射座采用可传动机构,因为需要经常拆卸螺杆。注射座往复运动形式油马1、1.3.3注射座的设计。蹇渊啤酒周转箱注射机液压系统设计2随动部分采用导轨平滑形式,因为受力面积教大、变形较小。1.3.3油缸的结构与设置油缸的结构有柱塞式、活塞式和回转式三种,本设计采用单活塞式油缸。本设计中,注射油缸对称地布置在料斗座两侧,采用45号无缝钢管作刚体材料,油缸长度略大于油缸座孔长度,两端依靠螺钉连接。使油缸紧压在油缸上。整移油缸布置在螺杆下面,模板和注射座之间,活塞杆通过调节轴固定在注射座下部。油缸运动处的密封,均采用了Y密封圈,这种密封圈的结构特点是截面小,结构简单。截面的长度长。增大了支撑面积。因而密封圈在滑槽中不会翻转。密封圈内外唇具有不同的高度短唇与密封面接触,这种结构不论在高压,低压或快速运动中均有良好的密封性。这种密封圈的特点是耐热性较差,一般只能在80℃以下长期工作,这种密封圈适用于压力320Kg/cm,温度70℃,介质为油和水。在端盖等处静密封采用了比较简单的O型密封圈。为防止注射时,机筒在注射压力下发生轴向移动,在机筒上加上一哈夫环与注射座固定在一起,并能防止螺杆传动时机筒发生转动。本设计采用的开式喷嘴易于发生流涎现象。为此,本设计中,设置了在螺杆预塑停止后,再做微小的轴向后移,使喷嘴处的塑料压力获得解除。本设计中采用了在螺杆后部中加一对半环固定圈定在螺杆上,与螺母固定在一起,实现这一动作。1.4选择合模装置1.4.1总体方案的设计合模装置的性能好坏与成型制品的质量和数量有直接关系,所以应该满足在规定的注射量范围以内,对力、速度、安装模具与取出制品时空间位置三方面要求。首先,足够而稳定的合模力。在注射过程中,为了使胶料充满整个型腔,必须有较高的注射压力,随着硫化温度的上升,会产生很大的膨胀力。这两个力都使模具张开,因此为了保证制品质量和几何尺寸的准确性,必须给予足够的稳定合模力,以防止模具被胶料顶开。其次,一定的启模行程和变换的动模板移动速度。为了便于从模腔中取出硫化后的制品,合模装置的动模板必须有一定的启模行程。此外为了提高机台的生产效率,应使动模板有较快的移动速度。但该速度在整个启闭模的过程中应是连续变换的。为了防止制品和模具由于冲击而损坏,一般都希望动模板的移动速度在开、闭的初期和终期慢一些,在其余行程应快一些,即实现慢快慢的过程。再次,一定的模板面积和模板间距。为了适应不同形状的制品要求,模板面积和模板间距需适当。此外,合模装置还应具有必要的附属装置如制品顶出装置、抽心装置、模具的起吊装置、润滑装置以及安全保护装置等。合模装置的结构型式有直压式合模装置、液压机械式合模装置(通过由肘连杆机构将合模油缸产生的合模力进行扩大)和二次动作式合模装置。二次动作式合模装置适用于大型注射机中,所以本设计只采用前两种的一种。本设计的合模力为6000KN,属于大型注射机,故2010重庆三峡学院机械设计制造及其自动化专业毕业设计3采用肘杆式。肘杆式合模装置有系统刚性强(制品尺度精度高),运动速度较快,变速平稳,机器循环周期短,精度要求高等特点。为了提高合模力,使机械所承受合模力均匀对称,以便能塑制较大制品,采用双肘曲杆合模机构。同时,五孔斜排式结构紧凑,而且受力情况也很好。故本设计的总设计方案选用双曲肘、五孔斜排式结构。1.4.2调模结构肘杆合模机构的工作位置是固定的。因此需设置调模机构,加工不同制品(即不同厚度的模具)。调模结构有将肘杆设计成长度方向可调形式。将动模板设计成由两块组合起来的板,将整个肘杆结构设计成轴向位置可移动的结构。从以上三种形式看出最后一个比较适用,它是通过改变后模板的固定位置来实现可移动结构(调节四个拉杆上螺母位置),而第一种都用在小型机械上,第二种整机体积增大不合适。本设计采用第三种。本设计采用齿轮和调节螺母为一体结构。它结构紧凑,精度高(保证了四根拉杆的一致性)。1.4.3顶出结构为了顶出模具内制品,在合模装置上设置了顶出装置。顶出装置是否完善,将对制品质量和产量都有较大影响。对顶出装置的要求主要有如下几点顶出位置可选,行程可调,顶出次数可随意,直到顶出制品落下为止,力量足够、速度合适、操作方便。目前使用的顶出形式有机械顶出、液压顶出、气压吹出等。机械顶出是利用固定的在后模板式上的顶杆,在开模过程中与运动件形成相对运动,从而推动模具的顶板,使制品顶出。因这种装置必须快速开模转为慢速时才能运行顶出制品,从而影响到机器的循环周期,顶出时,模具上的顶杆复位,需要在合模后当模具的顶板脱离机器的顶杆才能实现。这对加工需复位后才能安放嵌件的模具就很不方便。所以,只用机械顶出的机器不够。液压顶出是用专门设置在动模板上的额顶出油缸进行顶出。由于液压顶出的力量、速度、位置、行程以及次数都得到方便的调节,可自动复位,所以使用方便,能适应多种场合。气压吹出制品的方法是一种用压缩空气,通过模具上设置的气道和微小的顶出气孔,直接吹出制品的方法。需增设气源和气路等,使用范围有限。综上所述,本设计采用液压顶出为主,机械顶出为辅的措施,位于动模板中液压顶出将经常使用,而位于模板西侧的机械顶出装置一般不用。只有生产盆,板等大面积制品时才使用。1.5液压系统的设计注射机液压系统由油箱、滤油器、液压泵、液压缸节流阀、开停阀、换向阀等组成。液压传动装置主要由以下四部分组成能源装置把机械能转换成油液液压能的装置。最常见的形式就是液压泵,它给液压系统提供压力油。执行装置把油液的液压能转换成机械能的装置。它可以是作直线运动的液压缸,也可以是非回转运动的液压马达。在注射机液压系统中,油缸有和模油缸(产生启闭模动作),蹇渊啤酒周转箱注射机液压系统设计4液压顶出油缸(产生顶出动作)、注射油缸(使蜗杆进退、注射、防流涎,背压)、注射座移动油缸(使注射座移动)。控制调节系统对系统中油液压力、流动控制或调节的装置。例如溢流阀、节流阀、换向阀、开停阀等。这些元件的不同组合形成了不同功能的液压系统。辅助装置上述三部分以外的其它装置,例如油箱、滤油器、油管等。它们对保证系统正常工作也有重要作用。根据注射成型工艺,塑料注射机的液压系统应满足下列要求(1)合模机构对液压系数的要求在注射成型时,熔融塑料通常以此40130兆帕的高压注射入模腔内,因此模具必须具有足够的合模力(锁模力),否则会导致模具溢边现象,因此合模油缸的压力必须满足合模力的要求。另外,液压系统还应满足模具启闭时的速度要求,即要考虑缩短空载行程的时间,以提高机器的生产率,同时又要考虑到模具启闭行程的缓冲要求,以防止损坏模具和制件,避免机器受到强烈振动和产生撞击噪音,因此合模机构在启闭模过成中各阶段的速度是不一样的,一般是先慢后快再慢的变化过程,快慢速的比值一般很大,通常采用双泵并联、多泵分级控制以及节流调速等方法来实现启闭模速度的调节。(2)注射座整体移动机构对液压系统的要求为了适应加工各种塑料的需要,注射座整体移动除了由缸保证在注射时具有足够的推力,以使喷嘴与模具浇口紧密接触外,还应满足三种预塑型式(固定加料、前加料、后加料)的要求,以使注射座整体移动的油缸及时动作。(3)注射机构对液压系统的要求在注射成型过程中,通常根据塑料的品种、制件的几何形状及模具的浇注系统的不同,需要灵活地调整注射压力和注射速度。注射速度对制品的质量亦有很大影响。当注射速度过低时,制品易形成冷接缝,而且也不易充满复杂的型腔,特别是对于结晶型塑料和薄壁型制品表现更为突出。相反当注射速度过高时,熔融塑料高速流经喷嘴,易产生大量的摩擦热,会使塑料热分解和变色,同时模腔内气体不易排出,在制品内形成气泡。为了得到优质制品,注射速度可按注射充模行程,根椐工艺条件、模具的结构以及制品的要求,分三段控制慢速到快速到慢速有利于冲模过程中模腔内气体的排出细长型芯的定位减少制品的内应力。慢到快速成型厚壁制品,可避免产生气泡和提高制品外形的完整。快到慢速成型薄壁制品,可减小制品的内应力,提高制品尺寸和几何形状精度。

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