注塑机液压泵的选择和应用

1、论文题目：注塑机液压泵的选择与应用作者：徐龙庆 学号：074090336摘要：注塑机是一种多级压力、流量控制系统。为了保证注塑机按工艺要求(一定的压力、速度、时间、温度)和动作顺序准确有效地工作，现代注塑机需要采用合适的液压控制系统。其中液压泵的选择和使用是技术关键。关键词：注塑机 液压泵 液压系统 动力驱动（系统）一、注塑机液压系统介绍（一）工作循环过程 合模注塑座前进注塑保压制品冷却及预塑注塑座后退启模制品顶出顶出杆退回合模。注塑机是一种典型的机、电、液结合的机电设塑料制品。注塑成型是由很多道工序所组成的连续备，它将颗粒状的塑料加热融化至流动状态，以快生产过程。典型的注塑机工作过程循环框图

2、见图1。图1 注塑机工作过程循环图（二）液压系统设计要求足够合模力，防止高压注射使模具离缝产生溢边；可调节的开合模速度，使空程快速、合模慢速，以免产生冲击振动；注射座可靠锁定，保证喷嘴与浇口紧密接触，防止漏注；可调节的注射压力和压射速度，适应不同材料、不同模具形状的控制要求；保压及可调保压压力；平稳的制品顶出速度。二、液压动力驱动系统（一）注塑机液压系统动力源现状注塑机工艺过程一般分为锁模、射胶、溶胶、保压、冷却、开模等6个阶段，需要在工作循环中不断地变换速度和压力。传统注塑机液压系统由普通的液压泵、普通的溢流阀、换向阀等组成，其压力和速度的调节只有几级，对成形复杂制品工艺的需要很难满足要求，

3、而且功耗也比较大。目前，为了保证工艺过程预定的要求(压力、速度、时间、温度)和动作顺序准确有效地工作，国产注塑机的液压系统绝大多数采用定量泵+比例流量/压力复合阀( pq阀)的控制方式，采用比例阀控制的系统通过设定的电模拟信号和磁力的比例作用，来控制阀芯的开口量或阀芯的弹簧力，从而对系统的流量或压力进行控制，达到注塑速度、开合模速度、注射压力、保压压力、注射座压力、顶出力等的单级、多级控制。系统工作时，通过注塑机电控系统输出的模拟压力、流量信号实现系统的压力和流量的连续的比例控制pq阀系统由于满足了注塑机开合模速度、注射速度、螺杆转速、注射压力、保压压力、螺杆扭矩、顶出力等的控制要求，改善了传

4、统注塑机采用普通泵+节流阀+溢流阀系统时只有几级速度与压力控制的状态，因而在注塑机液压系统中得到广泛的应用。然而，普通的定量泵+pq阀的控制系统虽然满足了注塑机控制的要求，保证了注塑成型工艺的稳定性和重复性，但是由于系统工作时存在较多的节流损失与溢流损失，功率损耗较大。特别是对于一些保压压力较高、保压时间长的制品而言，表现更为明显。如ppr管接头的注塑成型工艺中，保压时间通常要1520 s之多，采用普通pq系统，功率损耗相当大。（二）液压动力驱动系统能耗分析注塑机的加工循环周期，一般分为低压移模、高压锁模、高压开模、变速（压）注射、多级压力保压、多级速度塑化、顶出（退）、制品冷却、抽芯、制品取

5、出等几个阶段，各个阶段所需的工作压力与工作流量相差很大，处于周期性的不断变化负载的工况。例如，塑化阶段一般需要系统的最大流量，制品冷却时，不需要系统的动力供给。大型注塑机成型大形制品，工作压力与工作流量周期性变化范围更大，特别是制品的保压及冷却时间更长，所以节能对大型注塑机尤为重要。大型注塑机动力驱动系统的装载功率很大，至少有 55 kw，甚至达到近400 kw。执行机构的动力来自液压动力驱动系统，使液压动力驱动系统提供的动力匹配于执行机构所需的动力，尽量减少能量的损失，系统即达到最佳的节能状态。三、液压传动及液压泵的选择（一）液压传动的优点：在目前四大类传动方式(机械、电气、液压和气压)中，

6、没有一种动力传动是十全十美的，而液压传动具有下述极其明显的优点：(1)从结构上看，其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率在四类传动方式中是力压群芳的，有很大的力矩惯量比，在传递相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活。(2)从工作性能上看，速度、扭矩、功率均可无级调节，动作响应性快，能迅速换向和变速，调速范围宽，调速范围可达100：l到2000：1；动作快速性好，控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力，便于与电气控制相配合，以及与. cpu(计算机)的连接，便于实现自动化。(3)从使用维护上看，元件的自润滑性好，易实现过载保护与保压，安全可靠；元件易于实现系列

7、化、标准化、通用化。（4）所有采用液压技术的设备安全可靠性好。（5）经济：液压技术的可塑性和可变性很强，可以增加柔性生产的柔度，和容易对生产程序进行改变和调整，液压元件相对说来制造成本也不高，适应性比较强。(6)液压易与微机控制等新技术相结合，构成“机-电-液-光”一体化已成为世界发展的潮流，便于实现数字化。（二）液压传动的缺点：任何事物都是一分为二的，液压传动也不例外：(1)液压传动因有相对运动表面不可避免地存在泄漏，同时油液不是绝对不可压缩的，加上油管等弹性变形，液压传动不能得到严格的传动比，因而不能用于如加工螺纹齿轮等机床的内联传动链中。(2)油液流动过程中存在沿损失、局部损失和泄漏损失

8、，传动效率较低，不适宜远距离传动。(3)在高温和低温条件下，采用液压传动有一定的困难。(4)为防止漏油以及为满足某些性能上的要求，液压元件制造精度要求高，给使用与维修保养带来一定困难。(5)发生故障不易检查，特别是液压技术不太普及的单位，这一矛盾往往阻碍着液压技术的进一步推广应用。液压设备维修需要依赖经验，培训液压技术人员的时间较长。（三）主驱动液压泵的选择伺服电机驱动液压泵的动力源系统是高附加值的液压动力源，与伺服电机相匹配的液压泵也应具有高性能的性能，才能体现出伺服电机驱动液压泵的动力源系统的高附加值特点。交流伺服电机的最高转速可达4 000 r/min，与之相配的液压泵的排量可根据最高转

9、速选择，选用比一般系统中应用的更小排量的液压泵，降低系统中应用液压泵的成本。伺服电机驱动的液压泵的高性能要求主要是：高速低噪音、高效、高寿命。注塑机液压动力源的最大问题是噪音，噪音随着液压泵的转速提高而增强，特别是伺服电机驱动的液压泵系统，为充分发挥其伺服电机的高速运转的性能、提高性价比，液压泵的额定转速需达到2 500 r/min，甚至于达到4 000 r/min，在这种工况下，液压泵的高速噪音问题显的特别突出。低高速之间、高低压之间、停开之间的频繁转换，直接关系液压泵的使用寿命，所以需选用高寿命的液压泵。高的容积效率的液压泵进一步体现出节能的特性。根据以上要求，一般选用齿轮泵，也有选用螺杆

10、泵，齿轮泵更能适应 2 000 r/min以上高速运转。齿轮泵的结构也有好几种，总的说，性能随结构不同而有所差别，根据作者设计实际，推荐使用日本住友精密工业株式会社的 qt系列齿轮泵。 qt系列齿轮泵是内啮合齿轮泵，采用了特殊的三角型使啮合的容积变的非常小，压力脉动仅0。2 mpa，噪音基本上与运转速度及负荷无关，在60 db左右，由于压力脉动小，让人感觉不到泵的运转声；内部结构简洁，对滑动面进行强制润滑，零件之间没有直接接触，在运转初期约200 h抱合后，以后几乎不会发生磨损，能够长期保持96%的容积效率。四、液压泵的应用随着塑胶制品多样化市场需求越来越大,注塑机设备的升级换代也越来越快。早

11、期的注塑机都是全液压式，由于环保和节能的需要，以及伺服电机的成熟应用和价格的大幅度下降，随着塑胶制品多样化市场需求越来越大,注塑机设备的升级换代也越来越快。早期的注塑机都是全液压式，由于环保和节能的需要，以及伺服电机的成熟应用和价格的大幅度下降，近年来全电动式的精密注塑机越来越多，只有比较两类不同动力源注塑机的特点，才有可能弄液压油的润滑性（抗磨性）对三大泵类减磨效果顺序是叶片泵柱塞泵齿轮泵。叶片泵为主油泵的液压系统不管其压力大小宜选用hm油为好，因为叶片泵的叶片与定子间的接触和运动形式极易磨损，其钢对钢的摩擦副材料最适于应用高锌hm抗磨液压油。对于低压柱塞泵可用hm油和hl油，高压柱塞泵用含

12、锌hm油但是当柱塞泵中有青铜和镀银部件时，高锌抗磨剂会产生腐蚀磨损，这种柱塞泵要选用无灰或低锌抗磨液压油。 对于齿轮泵，采用hh、hl、hm油均可，但是高性能齿轮泵应采用hm油。对于组合系统如叶片泵和其他泵组合，应以叶片泵为主选用，当其他泵为柱塞泵时，所选的油还应被柱塞泵所接受。综合起来，通常hl油可优先用于轴向柱塞泵，但不适用于叶片泵，高锌hm油适用于各类叶片泵。无灰hm油适用于含有铜和银部件的轴向柱塞泵，也适用于中低压叶片泵，但不是用于高压叶片泵。低锌hm油则适用范围较宽，既适用于中、高压叶片泵，也适用于有铜和铜质部件的柱塞泵。参考文献【1】 章宏甲.液压传动（第一版）.机械工业出版社.1993【2】 柳波，衣红.注塑机液压系统优化设计