SX-ZY-250型塑料注射成型机液压系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀设计 题 目： 塑料注射成型机液压系统 目 录 1 绪论 1 2 主要技术参数 2 3 工况分析 4 和模油缸缸负载 空行程油缸推力 注射座整体移动油缸负载 注射液压缸负载 顶出油缸负载 初算驱动油缸所需的功率 4 油缸工作压力和流量的确定 油缸工作压力的确定 油缸几何尺寸的确定 根据和模油缸最大推力确定和模油缸内径 根据注射座最大推力确定注射座移动油缸内径 根据注射油缸最大推力确定注射油缸内径 根据顶出油缸最大推力确定顶出油缸内径 根据确定的油缸直径标准值，计算实际使用的油缸工作压力，绘制整个动作循环图 油缸所需流量的确定 油缸功率图的绘制 5 液压系统方案和工作原理图的拟定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 液压元件的选择 油泵的选择 油泵工作压力的确定 油泵流量的确定 油泵电机功率的确定 控制阀的选择 油管内径的确定 大泵吸油管内径计算 小泵吸油管内径计算 大泵压油管内径计算 小泵压油管内径计算 双泵并联，压力油汇合后油管内径的确定 7 压力系统性能的验算 系统的压力损失验算 局部压力损失计算 沿程损失计算 液压系统发热量的计算和油冷却器传热面积的确定 液压系统发热量的计算 油箱容量计算和油箱散热面积的确定 油冷却器的计算 参考文献 致谢 附录 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪 论 注塑 机是中国产量和应用量最大的塑机品种，也是中国塑机出口的主力 80年代以后，中国注塑机行业得到快速发展，年增长率在 20%以上，并逐步形成了以浙江宁波、广东东莞、顺德等地为主的加工基地。其中，宁波的注塑机产销量占全国总产销量的五成以上。其中包括全球产销量第一的中国宁波海天集团有限公司和十多家外资企业，涉及到的零部件配套企业多达数百家。目前，中国大型骨干注塑机生产企业大多是合资企业，引进了国外先进的技术和管理模式。在技术方面，中国生产的注塑机已从普通机型向大型机、全电动机、电液复合机和专用注塑机方面发展。其中海天开 发出了中国最大锁模力的注塑机，用于汽车配件的生产；震雄开发出了全电动用于光盘生产的专用机和用于 然从整体上看，中国生产的注塑机还主要是低端产品，但以海天和震雄为代表的注塑机生产企业正努力向中端市场发展。 在应用方面，中国注塑机以通用型为主，一般性的塑料制品如玩具、文具、日用品、家具、装修材料的生产占据最大的市场份额。 其次，注塑机主要用于大型家电，如冰箱、彩电、洗衣机、空调机、计算机壳体等的生产，这一应用市场占据了中国工程塑料总量的 40%以上，国产注塑机在这一市场上占有率较 高。 注塑机应用的另外一个重要领域是包装制品的生产，主要用于 料瓶、瓶盖等产品。其中 一些专用注塑机如用于生产精细陶瓷组件的陶瓷注塑机和生产钕铁硼电子组件的磁性注塑机，由于用量不太大，没有得到机械生产企业的重视。但随着市场的进一步细分，开发相关专用机型具有重要意义。 我设计这台机器的目的是 ： 为了进一步了解注塑机的结构和其工作原理 ,把我们学习的理论用到实际中去。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 计参数 项目 单位 称注射量 3 250 螺杆直径 5 螺杆行程 70 最大注射压力 30 注射容量（理论值） 3 270 螺杆转速 r/ 180 注射座行程 65 合模力 600 启模力 0 顶出力 6 注射总力 60 注射座最大推力 0 快速闭模速度 mm/s 100 慢速闭模速度 mm/s 20 快速启模速度 mm/s 105 慢速启模速度 mm/s 40 快速注射速度 mm/s 25 注射座前移速度 mm/s 48 注射座后退速度 mm/s 60 顶出速度 mm/s 35 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 工况分析 塑料注射成型机液压系统的特点是整个动作循环过程中，系统的负载变化和速度变化均变大，在进行工况分析时必须加以考虑。 合摸油缸负载 闭摸动作的工况特点是：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。 据合模 力确定合模油缸推力 由于合模机构形式不同，合模油缸推力的计算方法也就不一样。 250注射机合模机构采用了液压 机械组合形式。 图 据连杆机构受力分析可得合模油缸推力为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 合 /()+1 试中 合模油缸为保证模具锁紧所需的油缸推力，牛； 模具锁紧所需的合模力，牛。 有关长度之比， 250注射机合模机构取 =为 保证模具锁紧力（ 1600需的油缸推力为； 1600000/00628(牛） 行程时油缸推力 空行程时油缸推力 据同类型机台实测结果，取 100628=14088 （牛） 250注射机闭模速度较小，因此惯性力很小，可忽略。 模时油缸推力 启模时油缸推力 ： 启 +T=60000+60000=66000（牛） 注射座整体移动油缸负载 注射座整体移动过程中，油缸推力 当喷嘴接触模具浇口时，则必须保持注射座油缸最大推力 0使注射成型过程正常进行。根据类比，取 3q=200（牛）。 射油缸负载 注射过程中，负载是变化的，当熔融塑料注人模腔时，注射压力由零逐渐沿 腔注满时压力由 点，当冷却时塑料收缩，压力降低，为防止收缩需补 缩保压，其压力为 图 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据最大注射压力和螺杆直径，可确定注射缸的最大推力为： （ 保压过程中油缸负载一般要比注射过程油缸负载小，其值随制品形状，塑料品种以及成型工艺条件不同而异。 出油缸负载 顶出油缸的最大推力 ： 顶 + T=36+36= 算驱动油缸所需 的功率 根据上述工况分析可知，在注射过程中，系统所需的功率为最大， N=(V/n) 10中 N 驱动油缸所需的功率，千瓦； 最大的负载，牛 V 在最大负载时的工作速度，米 /秒； n 包括油泵在内的驱动装置总效率。 N=(V/n) 10103 25 1010 4 油缸工作压力和流量的确定 缸工作压力的确定 根据注射成型工艺对压力和速度的要求，结合我国目 前生产的情况及油泵供应情况，初选油缸工作压力为 表 产注塑机压力流量参数 22 60 125 125A 250A 350A 500 1000 3000 4000 注 20、 60 125 125A 250 350 500 1000 3000 4000 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 射量 30 W 1 11 10+10 30 22 22 40+5+55 55+75 +11+ 外产注塑机压力流量参数 注身量 30 60 125 250 500 1000 2000 压力范围 量范围 80 130 210 210 360 185 240 压力百分比 70% 7 、14 50% 14 、21 40% 14 占57% 21 占23% 140% 14 60% 缸几何尺寸的确 定 据合模油缸最大推力确定合模油缸内径 合模油缸采用当活塞杆油缸，工作腔为无杆腔，油缸内径计算，即： A=兀 = 试中 A 油缸工作面积， 油缸所克服的最大负载， n； P 油缸的工作压力， （ 4 P） 1/2 =（ 4 100628/12 106） 1/2= m） 250注射机合模油缸内径取 活塞杆直径 为 即： =合 =m） 250注射机合模油缸活塞杆直径取为 据注射座注射座 最大推力确定注射座移动油缸内径 注射座移动油缸采用单活塞杆油缸，工作腔为无杆腔，油缸内径为： (4 p)1/2=(4 40000)/(12 1000000)1/2= m) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 250注射 机注射座移动油缸内径取为 活塞杆直径 m) 。 据注射油缸最大推力确定注射油缸内径 注射油缸采用双活塞杆油缸，位于工作腔端的活塞杆用来作为行程控制预塑加料，活塞杆直径取与螺杆直径相同，即为 45 注射油杆内径可用下式计算： (4 p)/( 兀 p) 1/2=(4 206600+ 106)/(106)1/2=m) 据顶出油缸最大推力确定顶出油缸内径 顶出油缸采用单活塞杆油缸，工作腔为无杆腔，油缸内径按公式计算，即： (4( 兀 p)=（ 4 103） /(103) 1/2=塞杆直径 顶 =m) 据确定的油缸直径标准值，计算实际使用的油缸工作压力，绘制整个动作循环压力图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 250注射机，各动 作循环的油缸工作压力和动作如表 表 250注射机液压系统油缸工作压力及动作时间表 工 况 油缸工作腔压力计算公式 油缸工作腔压力 （兆帕） 时间 （秒） 闭模空行程 P=4 （ 4 14088） /（ 模锁紧 P=4 （ 4 100628） /（ 座前移 P=（ 4 （兀 =（ 4 9200） /（ 注座顶紧 P=（ 4（兀 =（ 4 40000） /（ 12 5 注 射 P=4 （ = (4 206600)/ 保 压 根据制品形状，塑料品种及成型工艺条件的不同而异，一般比注射压力底。 取 12 16 预 塑 250注射机的螺杆是采用电机经过齿轮减速箱而驱动的，故螺杆传动装置所需的为零。 0 15 冷 却 冷却阶段各油缸皆不进压力 油，故油缸所需压力为零。 0 30 启 模 P=4（ =4 66000/ 10 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 顶 出 P=（ 4（兀 =4 39600/（ 启模空行程 P=4兀（ ） =4 14088/（ 缸所需流量的确定 250注射机各动作循环中油缸所需流量如表 表 250注射机动作循 环中油缸所需流量 工况 油泵所需流量计算公式 流量 （升 /分） 慢 速 闭 模 4 104= 6 104 4 速 闭 模 4 104= 6 104 4 47 注 射 座 前 移 Q=64 104= 6 1044 射 座 后 移 Q=64( 104= 6 104 4 10 快 速 注 射 4( 104= 6 104 4 压 保压是为了补缩，故所需流量很小。但该阶段系统所耗油量视所选小泵而定 12 预 预塑时螺杆传动装置不需油泵供油 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 塑 冷 却 冷却阶段各油缸皆不进压力油，故油缸所需流量为零 0 快 速 启 模 4( 104= 6 ) 104 4 出 Q=64 104= 6 104 4 速 启 模 4( 104= 6 104 4 缸功率图的绘制 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 250 注射 机当采用固定预塑方式时流量循环图 表 250注射机各种动作循环中油缸所需功率 工况 油 泵 所 需 功 率 计 算 公 式 功率(千瓦 ) 慢 速 闭 模 N=1060=（ 106 10(式中 P 帕， Q 升 /分 ) 速 闭 模 N=1060=（ 106 47 101060=（ 106 101060=（ 12 106 12 10， Q 号交流 401339828 或 11970985 压 预 塑 预塑时螺杆传动装置所需功率由单独的预塑电机供给 却 在冷却阶段各油缸皆不进压力油，故油缸所需功率为零 0 快 及 速 顶 启 出 模 本机采用在启模工程中顶出制品 故 N=1060=（ 10 106（ 3） 101060=（ 106 10，可初步拟定出液压系统方案。根据塑料注射机工作部件速比很大，但又不需要大范围无级调速的特点，本机拟采用量不同的两个定量油泵并联供油的开式系统，这一方案与单泵供油系统相比效率较高，系统发热少；而与变量油系统相比，结构简单，成本低。 为满足注射速度的调节，选用调速阀进行口节流调速，其特点是注射油缸回油的阻力小，可以获得较大的注射推力，而且调速范围较大，速度稳定性较好。缺点是油通过调速阀发热后进入注射油缸，造成油缸泄漏增加。 根 据塑料的品种、制作的几何形状和模具的浇注系统的不同，注射系统采用了两级压力控制，以便灵活地控制注射压力和保压压力。 为了便于实现自动循环，系统的换向控制阀多数采用三位四通电液换向阀和电磁抽阀。采用电液换向阀换向过程比较平稳，适用于压力较高及流量较大的场合，但结构较复杂，成本高。三位四通换向阀滑中位机能除注射电液换向阀和控制两级压力动作的电磁换向阀外，皆采用 换向停止的位置精度较高，且能满足本机并联多油缸油路系统的工作需要。注射电液换向阀和控制两级压力动作的电磁换向阍采用 满足本机并联多油缸油 路系统的工作需要，又分别利用中位 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 腔形成真空进行吸油的需要和使控制两级压力大小的远程调压阀处于非工作状态位置进行卸荷的需要。 在启模系统中采用进油节流增加启模阻力，以满足模过程中实现制品顶出的要求，从而缩短辅助时间，提高生产率。 本系统除采用时间继电器控制保压和冷却动作外，其余皆采用行程开关控制各油缸可靠地依次动作和进行速度换接。 为使用加工塑料得到良好的塑化质量，本机在注射系统中采用了背压阀，控制螺杆 退回时间，以使塑化的塑料比较密实，且有利于分离气体的排出。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 射机液压系统的工作原理图 表 250 注射机动作顺序说明 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 液压元件的选择 泵的选择 泵工作压力的确定 油泵工作压力按公式计算，即： + P 由于在注射液压系统中，压力油所经过的数量较多，故压 力损失 表取 P=射油缸最大工作压力 1取 于是油缸工作压力即为： 所选油泵的额定工作压力应为： B = 根据上述计算结果，应选额定压力为 14 泵流量的确定 油泵流量可按公式计算，即： K（ Q） 226= /分） 根据油泵的额定压力和流量的计算结果以及快、慢运动所需的要求，应选用双级叶片泵油泵系列。 泵电机功率的确定 注射机在整个动作循环中，系统的压力和流量是变化的，故油泵电机功率应按公式买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计算，即： ( + ( + 1/2 等值功率， , 一个动作循环中各阶段所需的功率， , 一个动作循环中各阶段所需的时间， S。 在选择驱动油泵的电机时，应首先比较等值功率与各个动作的 最大功率。当最大功率在电机允许的短时超载范围内时，可按等值功率选取电机，否则应按最大功率选取电机。 即： 中 最大功率， 电机额定功劳， K 电机的过载系数。一般对直流电机， K=异步电机，考虑到电网电压的波动，一般取， K= (1) 慢速闭模 小泵工作，大泵卸荷 小泵工作压力 力损失取为 时流量 2升 /分，并取小泵总功率 泵卸货压力 量阀卸货压力）取为 7升 /分 ,以在慢速闭模时油泵所需功率 1 10(60 2 10(60 =106 12 10(60 106 47 10(60 =W) (2) 快速闭模 , 大 ,小泵皆工作 油泵工作压力 力损失取为 P=2升 /分， 7升 /分， n=以在快速闭模时油缸所需功率 P( 10(60 n) =106 (12+47) 10(60 =W) (3)连杆琐紧 ,大 ,小泵皆工作 以使连杆迅 速倒达自琐位置。油缸工作压力 P=13 中 P=, 1升 /分， 3升 /分， n=锁紧时油泵所需功率 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 P( 10(60 n) =13 106 (11+43) 10(60 =W) (4)注射座整体前移 , 小泵工作，大泵卸货 小泵工作压力 中 P= 2升 /分， 泵的卸荷压力 7升 /分， 以注射座整体前移时，油泵所需功率为： 10(60 106/(60 =3 106 12 10(60 106 47 10(60 =W) (5)注射大 ,小泵皆工作 其工作压力 P=中 P= 0升 /分， 3升 /分， n= P( 10(60 n) =106 (10+43) 10(60 =W) (6)保压小泵皆工作，大泵卸荷 小泵的工作压力 保压时进入注射油泵的流量很小，故 P=0 ） 分， 泵的卸荷压力 7升 /分， 以保压时油泵需功率 为： 1 10(60 2 10(60 =106 10(60 106 47 10(60 =W) (7)预塑，小泵皆工作，大泵卸荷 其卸货压力 P=2升 /分， 7升 /分， n=以预塑时油泵所需功率为： P( 10(60 n) =106 (12+47) 10(60 =W) (8)冷却，大 ,小泵皆卸荷 其卸货压力 P=2升 /分， 7升 /分， n=以预塑时油泵所需功率为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 P( 106/(60 n) =106 (12+47) 10(60 =W) (9)连杆解除自锁 ,大 ,小泵皆工作 以使连杆迅速解除自琐。大 ,小泵的工作压力 P=中 P=, 1升 /分， 4升 /分， n=以连杆解除自锁时油泵所需功率 P( 106/(60 n) =106 (11+44) 10(60 =W) (10)快速启模和顶出，大 ,小泵皆工作 其工作压力 P=7中 P=, 1升 /分， 4升 /分， n=以快速启模和顶出时油泵所需功率 P( 10(60 n) =7 106 (11+44) 10(60 =W) （ 11）慢速启模，小泵工作，大泵卸货 由于在进口装有节流阀，虽有利于启模中顶出制品，但增加了启模阻力此时 ,小泵的工作压力 其中 P=2升 /分， n=大泵卸荷压力 7升 /分， n=以慢速启模时油泵所需功率 1 106/(60 106/(60 =106 12 10(60 106 47 10(60 =3(在整个动作循环中注射阶段油泵所需功率为最大，即 W)，按N=来选择电机 ,取 K= =W) 制阀的选择 根据本系的工作压力和通过该阀的最大流量分别选择各中阀。 250注射机所选用的标准元件列于表： 表 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 管内径的确定 泵吸油内径的计算 油管内径可按下式计算；即 d=)1/2毫米 式中 d 油管的内径， Q 油管内应通过的最大流量，升 /分 油管中的允许流速 ,米 /秒 已知大泵流量为 47升 /分 ,吸油管 允许流速 秒 ,取 秒 ,则 : d=)1/2 =47/（ 实际选取内径为 40 泵吸油管内径计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 已知小泵流量为 12升 /分 ,吸油管允许流速 秒 ,则 : d=)1/2 =12/（ 实际选取内径为 15 泵压油管内径计算 取压油管允许流速 =秒，则： d=)1/2 =47/1/2 = 实际选取内径为 18 泵压油管内径计算 取压油管允许流速 =秒，则： d=)1/2 =12/1/2 =8（ 实际选取内径为 8 泵并联，压力油汇合后油管内径的确定 d=1/2 =12+47)/41/2 = 实际选取内径为 20 7 液压系统性能的验算 统的压力损失验算 由上述功率损失可知，在快速注射阶段系统所消耗的功率为最大。故只 验算注射阶段的压力损失。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 部压力损失计算 局部压力损失主要是流经各控制阀的压力损失叠加。即： + 程损失计算 进油管长 过流量 Q=45升 /分 =10。选用 20号机油，机器正常运转后油的运动粘帖 =秒 =10秒，油的重度 r=9000牛 /米 3，管子 内径 d=13毫米。则： 管内流速： V=Q/兀（ 1/4=(101/4 (=秒 雷诺数： d/r=( 10744 故为紊流。沿程损失 （ L/d g=( 2 9000= 总的压力损失 压系统发热量的计算和油冷却器传热面积的确定 压系统发热的计算 主要包括油泵和马达（或油马达）的功率 流阀的溢流损失所产生的热量 3。一般只粗略计算前两项所产生的热量。 表 250注射机液压系统发热量计算 工况 液压系统发热量的计算公试 H=2 （焦 /时） 作用 时间 T(秒 ) 慢 速 闭 6060 106 12 ( H=06+文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 模 106 47 ( 106焦 /时 Q=106 47=106焦 /时 106=1 快 速 闭 模 P( 1 (60 n)= 106(12+47)( (60 106焦 /时 H=106 杆 锁 紧 P( 1 (60 n)= 106（ 11+43）（ (60 106焦 /时 106（ q1+=106 (2+2)=106焦 /时 q1, q1=升 /分 H=06+06=106 1 注 射 座 整 体 前 移 1（ 1- /(60 2 (1(60 =3 106 12（ 1- (60 106 47 (60 106焦 /时 Q=106 47=106焦 /时 H=06+06=106 5 注 射 P( (1- n) (60 n)= 106(10+43) ( (60 2=Q=106（ q1+=106焦 /时 H=106+06=106 3 保 压 (1- (60 2 (1- (60 106 (60 106 47 (60 106焦 /时 12 106 106 47=106焦 /时 H=106+06=10 106 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 预 塑 P( (1- (60 n) =106(12+47) ( (60 5 106焦 /时 Q=106 (12+47)=106焦 /时 H=5 106+06=106 15 冷 却 P( (1- (60 n) =106(12+47) ( (60 5 106焦 /时 Q=106 (12+47)=106焦 /时 H=5 106+06=106 30 连杆 解除自锁 P( (1- n) (60 n)=106(11+44) ( (60 106焦 /时 H=106 速启模和顶出 P( (1- n) (60 n)=7 106 (11+44) ( (60 106焦 /时 H=106焦 /时 速启模 H=(1- (60 (1- (60 106 12 ( (60 106 47 ( (60 =106焦 /时 Q=106 47=106焦 /时 H=106+106=106 1 由表 注射机在整个动作循环中 ,系统的发热量是变化 ,一般按平均发热量来计算。即： （ +=（ + =（ 1+1+1+5+3+10 16+15+0+1） /（ 1+1+1+5+3+16+15+30+） =106焦 /时 管路及其它损失所产生的热量为： N 106焦 /时 22 106=106焦 /时 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 则： 系统总的发热量为： 106+106=106焦 /时 箱容量计算和油箱散热面积的确定 油箱容量可按下式： V=（ 3 5） Q 式中 V 油箱的有效容积，升； Q 油泵每分钟流量，升 /分。 V=（ 3 5） Q=5（ 12+47） =295升 即： 250注射机利用机架底部作油箱，油箱散热面积为 ，机器正常运转时油箱装有 150升液压油，比计算值小，这主要是考虑机器结 构就紧凑，但油液温升较高，故必须设置油冷却器。 冷却器的计算 （ 1）油箱散热量计算 油箱散热量可用下式计算，即： 1 油箱散热面积，一般只计算四周和底部面积，米 2 油箱允许温度与环境温度差， 0C 油箱散热的系数，焦 /米 0C。 围通风很差时取 7 8） 米 0C：周围通风良好时取 3 米 0C：用风扇冷却时取 0 米 0C：用循环水强制冷却时取 95 150） 米 0C： 油箱散热的系数 3 米 0C：油箱允许温度 00C，则： 13 30=106焦 /时 （ 2）冷却器所需的冷却面积计算 冷却器所需的冷却面积可用下式计算，即： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 A=（ /K 中 A 冷却器散热的面 积，米 2 液压系统