范文一:注塑机工作原理
大、中、小型机均有广泛应用。
(2)立式注塑机:其特点是合模装置与注射装置的轴线呈一线排列而且与地面垂直。具有占地面积小,模具装拆方便,嵌件安装容易,自料斗落入物料能较均匀地进行塑化,易实现自动化及多台机自动线管理等优点。缺点是顶出制品不易自动脱落,常需人工或其它方法取出,不易实现全自动化操作。
(3)角式注塑机:注射装置和合模装置的轴线互成垂直排列。根据注射总线与基面垂直,而合模总成中心线与基面平行。角式注射机的优点是兼备有卧式与立式注射机的优点,特别适用于开设侧浇口非对称几何形状制品的模具。
三、注塑机的组成结构分析
注塑机根据注射成型工艺要求是一个机电一体化很强的机种,主要由注射部件、合模部件、机身、液压系统、加热系统、控制系统、加料装置等组成。如图2所示。
(一)、注塑部件
1.注射部件的组成:
目前,常见的注塑装置有单缸形式和双缸形式,并且都是通过液压马达直接驱动螺杆注塑。因不同的厂家、不同型号的机台其组成也不完全相同。
其工作原理为:预塑时,在塑化部件中的螺杆通过液压马达驱动主轴旋转,主轴一端与螺杆键连接,另一端与液压马达键连接,螺杆旋转时,物料塑化并将塑化好的熔料推到料筒前端的储料室中,与此同时,螺杆在物料的反作用下后退,并通过推力轴承使推力座后退,通过螺母拉动活塞杆直线后退,完成计量,注射时,注射油缸的杆腔进油通过轴承推动活塞杆完成动作,活塞的杆腔进油推动活塞杆及螺杆完成注射动作。
图3 螺杆式塑化部件结构图
1-喷嘴;2-螺杆头;3-止逆环;4-料筒;5-螺杆;6-加热圈;7-冷却水圈
螺杆式塑化部件的工作原理:预塑时,螺杆旋转,将从料口落入螺槽中的物料连续地向前推进,加热圈通过料筒壁把热量传递给螺槽中的物料,固体物料在外加热和螺杆旋转剪切双重作用下,并经过螺杆各功能段的热历程,达到塑化和熔融,熔料推开止逆环,经过螺杆头的周围通道流入螺杆的前端,并产生背压,推动螺杆后移完成熔料的计量,在注射时,螺杆起柱塞的作用,在油缸作用下,迅速前移,将储料室中的熔体通过喷嘴注入模具。
螺杆式塑化部件一般具有如下特点:
① 螺杆具有塑化和注射两种功能;
② 螺杆在塑化时,仅作预塑用;
③ 塑料在塑化过程中,所经过的热历程要比挤出长;
④ 螺杆在塑化和注射时,均要发生轴向位移,同时螺杆又处于时转时停的间歇式工作状态,因此形成了螺杆塑化过程的非稳定性。
(1)螺杆
螺杆是塑化部件中的关键部件,和塑料直接接触,塑料通过螺槽的有效长度,经过很长的热历程,要经过3态(玻璃态、黏弹态、黏流态)的转变,螺杆各功能段的长度、几何形状、几何参数将直接影响塑料的输送效率和塑化质量,将最终影响注射成型周期和制品质量。
与挤出螺杆相比,注塑螺杆具有以下特点:
① 注射螺杆的长径比和压缩比比较小;
② 注射螺杆均化段的螺槽较深;
③ 注射螺杆的加料段较长,而均化段较短;
④ 注射螺杆的头部结构,具有特殊形式。
⑤ 注射螺杆工作时,塑化能力和熔体温度将随螺杆的轴向位移而改变。
(2)、螺杆的分类
注塑螺杆按其对塑料的适应性,可分为通用螺杆和特殊螺杆,通用螺杆又称常规螺杆,可加工大部分具有低、中黏度的热塑性塑料,结晶型和非结晶型的民用塑料和工程塑料,是螺杆最基本的形式,与其相应的还有特殊螺杆,是用来加工用普通螺杆难以加工的塑料;按螺杆结构及其几何形状特征,可分为常规螺杆和新型螺杆,常规螺杆又称为三段式螺杆,是螺杆的基本形式,新型螺杆形式则有很多种,如分离型螺杆、分流型螺杆、波状螺杆、无计量段螺杆等。
常规螺杆其螺纹有效长度通常分为加料段(输送段)、压缩段(塑化段)、计量段(均化段),根据塑料性质不同,可分为渐变型、突变型和通用型螺杆。
① 渐变型螺杆:压缩段较长,塑化时能量转换缓和,多用于PVC等热稳定性差的塑料。
② 突变型螺杆:压缩段较短,塑化时能量转换较剧烈,多用于聚烯烃、PA等结晶型塑料。
③ 通用型螺杆:适应性比较强的通用型螺杆,可适应多种塑料的加工,避免更换螺杆频繁,有利于提高生产效率。
常规螺杆名段的长度如下:
螺杆类型 加料段(L1) 压缩段(L2) 均化段(L3) 渐变型 25~30% 50% 15~20% 突变型 65~70% 15~5% 20~25% 通用型 45~50% 20~30% 20~30%
(3)、螺杆的基本参数
螺杆的基本结构如图4所示,主要由有效螺纹长度L和尾部的连接部分组成。
图4 螺杆的基本结构
ds — 螺杆外径,螺杆直径直接影响塑化能力的大小,也就直接影响到理论注射容积的大小,因此,理论注射容积大的注塑机其螺杆直径也大。
L/ds — 螺杆长径比。L是螺杆螺纹部分的有效长度,螺杆长径比越大,说明螺纹长度越长,直接影响到物料在螺杆中的热历程,影响吸收能量的能力,而能量来源有两部分:一部分是料筒外部加热圈传给的,另一部分是螺杆转动时产生的摩擦热和剪切热,由外部机械能转化的,因此,L/ds直接影响到物料的熔化效果和熔体质量,但是如果L/ds太大,则传递扭矩加大,能量消耗增加。
L1—加料段长度。加料段又称输送段或进料段,为提高输送能力,螺槽表面一定要光洁,L1的长度应保证物料有足够的输送长度,因为过短的L1会导致物料过早的熔融,从而难以保证稳定压力的输送条件,也就难以保证螺杆以后各段的塑化质量和塑化能力。塑料在其自身重力作用下从料斗中滑进螺槽,螺杆旋转时,在料筒与螺槽组成的各推力面摩擦力的作用下,物料被压缩成密集的固体塞螺母,沿着螺纹方向做相对运动,在此段,塑料为固体状态,即玻璃态。
h1— 加料段的螺槽深度。h1深,则容纳物料多,提高了供料量和塑化能力,但会影响物料塑化效果及螺杆根部的剪切强度,一般h1≈(0.12~0.16)ds。
L3 — 熔融段长度。熔融段又称均化段或计量段,熔体在L3段的螺槽中得到进一步的均化,温度均匀,组分均匀,形成较好的熔体质量,L3长度有助于熔体在螺槽中的波动,有稳定压力的作用,使物料以均匀的料量从螺杆头部挤出,所以又称计量段。L3短时,有助于提高螺杆的塑化能力,一般L3=(4~5)ds。
h3 — 熔融段螺槽深度,h3小,螺槽浅,提高了塑料熔体的塑化效果,有利于熔体的均化,但h3过小会导致剪切速率过高,以及剪切热过大,引起分子链的降解,
图5 料筒结构
1-前料筒;2-电热圈;3-螺孔;4-加料口
螺孔3装热电偶,要与热电偶紧密地接触,防止虚浮,否则会影响温度测量精度。
(ⅱ)、加料口
加料口的结构形式直接影响进料效果和塑化部件的吃料能力,注塑机大多数靠料斗中物料的自重加料,常用的进料口截面形式如图6所示:对称形料口如图6(a),制造简单,但进料不利;现多用非对称形式,如图6(b)、8(c)所示,此种进料口由于物料与螺杆的接触角大,接触面积大,有利于提高进料效率,不易在料斗中开成架桥空穴。
(ⅲ)、料筒的壁厚 图6 加料口结构形式图
料筒壁厚要求有足够的强度和刚度,因为料筒内要承受熔料和气体压力,且料筒长径比很大,料筒要求有足够的热容量,所以料筒壁要有一定的厚度,否则难以保证温度的稳定性;但如果太厚,料筒笨重,浪费材料,热惯性大,升温慢,温度调节有较大的滞后现象。
(ⅳ)、料筒间隙
料筒间隙指料筒内壁与螺杆外径的单面间隙,此间隙太大,塑化能力降低,注射回泄量增加,注射时间延长,在此过程中引起物料部分降解;如果太小,热膨胀
作用使螺杆与料筒摩擦加剧,能耗加大,甚至会卡死,此间隙Δ=(0.002~0.005)ds。
(ⅴ)、料筒的加热与冷却
注塑机料筒加热方式有电阻电热、陶瓷加热、铸铝加热,应根据使用场合和加工物料合理设置,常用的有电阻加热和陶瓷加热,为符合注塑工艺要求,料筒要分段控制,小型机3段,大型机一般5段。
冷却是指对加料口处进行冷却,因加料口处若温度过高,固料会在加料口处“架桥”,堵塞料口,从而影响加料段的输送效率,故在此处设置冷却水套对其进行冷却。我厂是通过冷却循环水对加料口进行冷却的。
(6)喷嘴
(ⅰ)喷嘴的功能
喷嘴是连接塑化装置与模具流道的重要部件,喷嘴有多种功能:
① 预塑时,建立背压,驱除气体,防止熔体流涎,提高塑化能力和计量精度; ② 注射时,与模具主浇套形成接触压力,保持喷嘴与浇套良好接触,形成密闭流道,防止塑料熔体在高压下外溢;
③ 注射时,建立熔体压力,提高剪切应力,并将压力头转变成速度头,提高剪切速度和温升,加强混炼效果和均化作用;
④ 改变喷嘴结构使之与模具和塑化装置相匹配,组成新的流道型式或注塑系统;
⑤ 喷嘴还承担着调温、保温和断料的功能;
⑥ 减小熔体在进出口的粘弹效应和涡流损失,以稳定其流动;
⑦ 保压时,便于向模具制品中补料,而冷却定型时增加回流阻力,减小或防止模腔中熔体向回流。
(ⅱ)、喷嘴的基本形式
喷嘴可分为直通式喷嘴、锁闭式喷嘴、热流道喷嘴和多流道喷嘴,现阶段我厂用的都是直通式喷嘴。其特点是喷嘴球面直接与模具主浇套球面接触,喷嘴的圆弧半径和流道比模具要小,注射时,高压熔体直接经模具的浇道系统充入模腔,速度快、压力损失小,制造和安装均较方便。
3、注射油缸:
其工作原理是:注射油缸进油时,活塞带动活塞杆及其置于推力座内的轴承,推动螺杆前进或后退。通过活塞杆头部的螺母,可以对两个平行活塞杆的轴向位置以及注射螺杆的轴向位置进行同步调整。
4、推力座:
注射时,推力座通过推力轴推动螺杆进行注射;而预塑时,通过油马达驱动推力轴带动螺杆旋转实现预塑。
5、座移油缸:
当座移油缸进油时,实现注射座的前进或后退动作,并保证注塑喷嘴与模具主浇套圆弧面紧密地接触,产生能封闭熔体的注射座压力。
6、对注射部件精度要求:
装配后,整体注射部件要置于机架上,必须保证喷嘴与模具主浇套紧密地接合,以防溢料,要求使注射部件的中心线与其合模部件的中心线同心;为了保证注射螺杆与料筒内孔的配合精度,必须保证两个注射油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度;对卧式机来讲,座移油缸两个导向孔的平行度和对其中心的对称度也必须保证,对立式机则必须保证两个座移油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度。影响上述位置精度的因素是相关联部件孔与轴的尺寸精度、几何精度、制造精度与装配精度。
(二)、合模部件
合模部件是注塑机的重要部件之一,其功能是实现启闭运动,使模具闭合产生系统弹性变形达到锁模力,将模具锁紧。
对合模部件的要求:
① 动范本的启闭模运动要高速、平稳、静音;
② 合模机构必须达到额定锁模力要求,可靠地锁紧模具;
③ 合模部件有足够的装模空间和范本行程;
④ 动范本运动要可靠安全,保护人身与模具安全,设置双重保险;
⑤ 合模部件及其模具有足够的强度和刚性。
合模部件由合模架、合模机构、调模装置、保护装置、顶出装置等组成。
1.合模机构:
合模机构有液压式、机械式和机械-液压复合式。下面对我厂注塑机的合模机构做一下介绍。
我厂注塑机属机械-液压复合式,其结构特点是液压缸通过曲柄连杆机构驱动模板实现启闭模运动,充分利用了曲柄连杆机构的行程、速度、力的放大特性和自锁特性,达到快速、高效和节能的效果。常用的液压曲肘连杆式形式有:双曲肘内翻式、双曲肘外翻式、撑肘式、单曲肘摆缸式和单曲肘挂缸式。
我厂所用的是双曲肘内翻式,如图7所示。这种形式的动作原理是:启闭模时,合模缸1进油,活塞杆推动双曲肘连杆机构5带动动范本6及其模具实现启闭模运动;模具接触时,曲肘连杆5处于未伸直状态,在合模油缸1推力作用下曲肘连杆机构5产生力的放大作用,使合模系统发生变形,直至曲肘连杆5伸直进入自锁为止。模具接触时连杆未伸直的程度是通过调模装置与合模油缸相配合,按工艺所要求的锁模力来调整的。
图7 双曲肘内翻式结构原理示意
1-合模油缸;2-调模装置;3-后模板;4-拉杆;5-曲肘连杆;6-动模板;7-定模板;8-顶
出油缸;
2.合模架的组成:
合模架是合模部件的基础部分,主要由4根拉杆、后模板、动模板、定模板及拉杆螺母
组成的具有一定刚度和强度要求的合模框架。动模板在移模装置的驱动下,以拉杆以导向,实现启闭模运动。因此,4根拉杆与3块模板的材料、结构尺寸,拉杆之间的平行度与3块模板垂直度都有较高的要求。
(1)模板
后模板、动模板和定模板是合模部分的重要零件,后模板和头板通过拉杆组成合模框架(立式机是底板和动模板形成合模框架)。锁模后,动、定模板在锁模力的作用下,将模具锁紧并使其产生压缩变形,与此同时,3块模板将发生弯曲变形,模板中部将产生挠度。模板的结构,尺寸,材料,弹性模量将直接影响合模系统的强度、刚性,最终影响到锁模力。
(2)拉杆
拉杆又叫格林柱,拉杆是合模装置的又一主要零件,除与模板组成刚性框架外,还兼有导柱功能,使二板在上滑动,因此要求有较高的几何精度、尺寸精度、4根拉杆的同步精度、光洁度及耐磨性能。而且合模系统作用时拉杆受到非对称循环应力的作用,将受疲劳极限的考验。
3.调模装置:
如图8所示,调模装置主要由液压马达、齿圈、定位轮、调模螺母的外齿圈等组成,均固定在后模板上。
图8 调模装置示意图
1-后模板;2-液压马达;3-大齿圈;4-后螺母
调模装置设在后模板上,其动作原理是:当调模时,后模板1连同曲肘连杆机
构及动模板一起移,调模时4只带有齿轮的后螺母在大齿轮3驱动下同步转动,推动后模板及其整个合模机构沿拉杆向前或向后移动,调节动模板与前模板的距离,根据允模厚度及工艺所要求的锁模力实现调模功能。此种结构紧凑,减少了轴向尺寸,提高了系统刚性。
各齿轮与齿圈的啮合精度,调整螺母与拉杆端螺纹的配合精度及运行的同步精度,将影响调模的灵活性、调模误差、调模精度。
对于直压式合模机构,动、定模板间的距离可以通过移模油缸活塞杆进行调整,没有专门的调模装置。
4.顶出装置:
顶出装置要有足够的顶出力,顶出速度,顶出次数和顶出精度,是在顶出油缸的作用下作顶出动作。
在我厂用的卧式机中,顶出油缸是通过导杆固定在动模板上的。如图9所示,其主要的由顶出油缸和顶出杆组成,油缸为双作用活塞式油缸。
图9 卧式机顶出装置示意图
1-顶出油缸;2-活塞;3-活塞杆;4-导杆;5-顶出板;6-顶出杆;7-动范本;8-电子尺
5.合模部件的精度:
合模部件的精度要求从合模部件装置分析可知:合模部件装配后置于机架上,应保证与注塑部件中心高度一致或垂直。锁模后动模板与定模板锁紧模具,因此,两模板经调整后应高度平行。为保证锁模力作用在中心在线,要求锁模油缸、调模装置与尾板、二板、头板组成的合模框架的中心线保持一致。3块范本拉杆孔的平等度与其平面的垂直度,各孔的同心度,以及孔本身的尺寸精度及几何精度,对装配精度都将产生重要影响。曲肘连杆机构顶角各孔之间的相对位置精度,孔的同心
度,孔与其端面的垂直度,孔本身的尺寸精度,几何精度,对曲肘连杆机构的运动中心与油缸的同心度将产生重要影响。
(三)、液压系统
1.主要液压组件:
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。不同质量的泵,其效率是不同的,直接影响了液压系统工作的稳定性。此外,油的压缩性也会对泵的效率产生影响。
(2).执行组件
执行组件是将液压能转换为机械能的组件,主要有油缸和油马达。
① 油缸
油缸可分为单作用柱塞式、双作用活塞式、双作用活塞杆式和双作用伸缩式油缸。
② 液压马达 图10 油缸的简图 :(a)双作用活寒式; (b) 双作用活塞杆式
液压马达是液压能转换成轴的扭矩和转速的设备。通过油压控制轴的输出扭矩;通过输入流量控制轴的输出转速。
(3)控制组件
控制组件主要是指各种控制阀,如压力阀、流量阀、方向阀、比例阀、伺服阀等。
(ⅰ)方向阀
方向控制阀是控制系统油的流动方向,按程序来改变执行机构的运动方向的控制组件。方向阀有单向阀、电磁换向阀和电液换向阀。
①.单向阀
单向阀允许油沿一个方向流动,不能反向流动。
单向阀要求:油流过时,阻力小,对反向流动密封性好;动作灵敏,无撞击和噪声。
②.电磁换向阀
电磁换向按程序由电磁换得失信号推动阀芯动作实现油路换向。有三位四通和二位四通阀之分。我们设备中控制注射、合模、移模、座移等用的都是电磁换向阀。
(ⅱ)比例阀
比例阀是以输入电信号连续地按比例控制与调节系统流量、压力、方向的控制阀。
比例阀有比例压力阀、比例流量阀、比例方向阀、比例压力流量阀等。我们设备中用到的是比例压力流量复合阀。
比例压力流量阀是一种溢流阀,其功能为执行组件提供所需的压力和流量,根据负载压力,使压差保持最小,控制泵的压力,并控制流量稳定不受温度的影响。
(ⅲ)溢流阀
当系统或局部压力超过弹簧调整值时,阀芯自动开启,把压力流接回油箱。
(4)辅助组件
辅助组件虽然只起辅助作用,但是辅助组件质量会影响系统的功能。辅助组件有油箱、油管和接头、冷却器、滤油器、压力表、润滑注油器等。
① 油管和接头
用适当的油管和接头将各液压组件和辅件,以及测量仪表连接起来能组成完整的液压系统。
② 滤油器
滤油器的功能是将上游管路中存在的固体颗粒等异物,经滤芯被阻留,使下游管路油降低污染程度,达到要求指标。
③ 冷却器
液压系统的功率损失,几乎全部变成热能使油温升高,油黏度下降,泄漏加重,容积效率降低。
减少油液温升的措施,应采用高效率液压组件和合理设计系统,减少系统的功率损失,其次要使热量尽量散发。常用水式冷却器对液压油进行冷却。
(5)液压油
液压油是液压传动系统的工作介质。
2.对液压系统的要求:
(1) 注塑机从关模开始到开模结束,中间经过关模慢——快——慢——低压保护——高压锁模——注射座前进——多级注射——多级保压——预塑——冷却定型——开模慢——快——慢——顶出等多动作程序。每个程序中又都有对压力和速度的不同要求,即:动作中的不同时刻或不同位置,流量和压力是瞬时的、多级变化的,所以对注塑机液压系统及其组成液压组件的灵敏性、可靠性、静音性和安全性都有很高的要求。
(2)注塑充模质量决定制品质量,而充模质量与液压系统结构有直接关系,在充模时,螺杆前部所形成的聚合物黏流态系统与螺杆后面通过注射油缸与油路系统形成了一个封闭流体阻力系统。充模速率受到油路系统参量、介质、黏度、系统结构及其液压刚性等影响。所以,液压系统水平与注塑质量密切相关。
(四)、控制系统
控制系统是注塑机的“神经中枢”系统,控制各种程序动作,实现对时间、位置、压力、速度和转速等的控制与调节,由各种继电器组件、电子组件、检测组件及自动作仪表所组成。控制系统与液压系统相结合,对注射机的工艺程序进行精确而稳定的控制与调节。
1.开、闭环控制:
实现注塑机自动控制的方法分为两大类:第一类顺序控制,即:开环控制;第二类回馈控制系统,即死循环控制。
(1)开环控制
如系统输出量不与指定输入相比较,系统的输出与输入量之间不存在回馈通道,此种称开环控制,如图11所示。此控制系统结构简单、组件少、成本低、系统容易稳定。由于不对被控量进行检测,当系统受干扰时,被控量一旦偏离原有的平衡状
态,再没有消除这种偏关的功能,限制了系统的应用。
开环控制系统中,当被控制对像给以设定值之后,则系统就会使被控制量(压力、速度、转速、位移)得到实际值,并能经仪表显示出来。但是由于各种环境因素的干扰,会使系统的给定值与实际值之间产生偏差,但无须再重新修正这个偏差,即系统自身对此偏差无调节作用。
图11 开环控制系统框图
(2)闭循环控制
把系统被控制量回馈到输入端,并与指定输入相比较,此为死循环控制,由于存在被控制量经回馈环节至比较点的回馈通道,又称回馈控制,如图12所示。死循环控制系统的特点是:连续地对被控量检测,把测得的实际值提前回馈到始端与给定值进行比较,将所得到的偏差信号经控制器的变换运算和放大器的放大,对控制对象发出新的控制信号,使被控量按照指定输入的要求去变化。受内部和外部信号干扰时,通过死循环控制,能自动地消除或削弱干扰信号对被控对象的影响,有抗扰动功能。
图12 死循环控制系统框图
2.控制系统的组成:
(1)检测系统电器
我厂的注塑机具有检测系统电器有行程开关、电子尺、热电偶等。
(ⅰ)行程开关
行程开关(限位开关)是以机械动作发出控制指令的主令电器。用于控制运动方向、行程或位置保护。符号:SQ(LS)。
行程开关由操作机构、触头系统和外壳等组成。我们所用的舜展卧式机的位移
控制就是此种行程开关。
(ⅱ)接近开关
接近开关(无触点行程开关)代替有触点行程控制和限位保护,也可用于高频计数、液面控制等,具有稳定、可靠、寿命长、定位重复、适应较恶劣的工作条件等优点。符号:PRS
(ⅲ)电子尺
电子尺是一种电阻式的位移传感器,有是也称为电阻尺。
符号:POS。
其工作原理是:采用可变电阻分压原理 ,将线位移转换成传感器的电阻变化,并变成电压信号传送。
除舜展卧式注射机外,其它机型都是用电子尺对螺杆位移、模板位移、及顶出杆位移进行检测,从而对运动速度进行控制。
(ⅳ)热电偶
热电偶是温度检测组件,用来对各处温度进行检测。符号是:BT T/C。
其工作原理:将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,当导体A和B的两个执着点之间存在温差时,由于热电效应,两者之间产生电动势,在回路中形成电流。即将工作端置于温度为t的被测介质中,另一自由端在t0的恒定温度下。当工作端的介质温度发生变化时,热电势随之发生变化,将热电势输入显示仪表、记录或关入微机进行处理,获得温度值。热电势值与热电极本身的长度和直径无关,只与热电极材料的成分及两端的温度有关。
注塑机的料筒温度、喷嘴温度和油温的温度控制,都需要经热电偶检测后送入控制器中。
(2)执行系统电器
注塑机用到的执行机构有:电磁阀线圈、加热线圈、电动机、接触器、报警灯、蜂鸣器等。
(3)逻辑判断及指令形成系统电器
有各种控制器、显示器、按钮、拨码开关、电源器等。
(4)其它系统电器
快速熔断器、变压器、导线、冷却风扇、电流表等。
3.注射速度与注射压力的控制:
注塑机的注射速度控制包括两种含意:一个是对螺杆推进物料的速度进行开环或死循环控制;一个是对螺杆推进速度同时进行位置和速度值的多级切换,称多级注射速度切换或控制。同样,注塑机的注射压力控制也包括的是这两种含意:一个是对螺杆推进物料的压力进行开环或死循环控制;一个是对螺杆推进压力同时进行位置和速度值的多级切换,称多级注射速度切换或控制。
我们所用的注塑机对注射压力和速度控制的特点是:用电子尺检测位置信号与通过所设定的位置信号进行比较,将比较信号输入给控制装置,实现在指定位置上的速度切换和压力切换。速度值和压力值通过模拟量或数学量设定输入给控制装置,指令信号经放大输出给比例压力流量阀,实现对流量和压力的控制,从而实现多级注射压力和速度的控制。如图13。
图13 多级注射控制原理图
注射压力的切换有三段,各段的切换是由位置设定和位移传感器通过控制装置来同时切换压力和速度;由射出切换为保压时,既可通过位移设定来切换,也可用时间来切换;保压有二段压力、两段速度,两段间的切换是用时间来切换的,因为进入保压阶段后,螺杆位移量很小,不易控制。
4.温度的控制与调节:
(1)料筒温度控制
注塑机料筒温度是注塑工艺的重要参数,是塑化装置的唯一外部供热,因此,料筒的温控技术将直接影响到制品的质量。
我们所用的注塑料筒加热段有三段、四段或五段。注塑机料筒与喷嘴温控的调节是死循环控制方式,即通过热电偶检测与设定值进行比较,从而对加热电阻圈进行控制和调节。
(2)喷嘴温度的控制与检测
喷嘴温度也是在注塑工艺参数中应特别控制的一工艺参数,由于此处测得的温度更能接近熔体的实际温度,所以对其的控制也日益受到人们的重视。一般情况下采用和料筒温度相同的控制方式,目前,有些厂家用专门测量喷嘴的热电偶对喷嘴温度进行检测。
相对来讲,因喷嘴处料筒壁较薄,热电偶检测点较接近熔体,测得的温度也较料筒温度更接近熔体温度,对成型更具有指导意义。
(3)油温的控制与检测
由前述可知,对液压系统的稳定性和注塑制品质量都有重要的影响。所以一般注塑机都设置有油温检测装置。
在生产中,我厂用冷却水对液压油进行冷却以控制油温,却没有对油温进行检测。但在注塑机操作温度页面中,则有油温检测,由此可见,油温检测是作为注塑机的一种可选功能,我们没有选择此功能。
(五)、冷却加热系统
冷却系统主要是指对油温和加料口的冷却,在前面已经做过介绍。加热系统主要是指对料筒的加热,参照前文。
范文二:注塑机工作原理
注塑机工作原理
注塑机的动作程序
合模→预塑→倒缩→喷嘴前进→注射→保压→喷嘴后退→冷却→开模→顶出→开门→取工件→关门→合模。
注塑机操作项目
注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制柜操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出形式的选择,料筒各段温度及电流、电压的监控,注射压力和背压压力的调节等。
注射结束、冷却计时器计时完毕后,预塑动作开始。螺杆旋转将塑料熔融料挤送到螺杆头前面。由于螺杆前端单向阀的作用,熔融塑料积存在机筒的前端,将螺杆向后迫退。当螺杆退到预定的位置时(此位置由行程开关确定,控制螺杆后退的距离,实现定量加料),预塑停止,螺杆停止转动。紧接着是倒缩动作,倒缩即螺杆做微量的轴向后退,此动作可使聚集在喷嘴处的熔料的压力得以解除,克服由于机筒内外压力的不平衡而引起的“流涎”现象。若不需要倒缩,则应把倒缩停止,开关调到适当位置,让预塑停止。开关被压上的同一时刻,倒缩停止开关也被压上。当螺杆做倒缩动作后退到压上停止开关时,倒缩停止。接着注座开始后退。当注座后退至压上停止开关时,注座停止后退。若采用固定加料方式,则应注意调整好行程开关的位置。
一、注塑机的工作原理
注塑成型是利用塑料的热物理性质,把物料从料斗加入料筒中,型料筒外由加热圈加热,使物料熔融,在料筒内装有在外动力马达作用下驱动旋转的螺杆,物料在螺杆的作用下,沿着螺槽向前输送并压实,物料在外加热和螺杆剪切的双重作用下逐渐地塑化,熔融和均化,当螺杆旋转时,物料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下,把已熔融的物料推到螺杆的头部,与此同时,螺杆在物料的反作用下后退,使螺杆头部形成储料空间,完成塑化过程,然后,螺杆在注射油缸的活塞推力的作用下,以高速、高压,将储料室内的熔融料通过喷嘴注射到模具的型腔中,型腔中的熔料经过保压、冷却、固化定型后,模具在合模机构的作用下,开启模具,并通过顶出装置把 并通过顶出装置把定型好的制品从模具顶出落下。
二、注塑机的分类
按合模部件与注射部件配置的型式有卧式、立式、角式三种
(1)卧式注塑机:卧式注塑机是最常用的类型。特点是注射总成的中心线与合模总成的中心线同心或一致,并平行于安装地面。它的优点是重心低、工作平稳、模具安装、操作及维修均较方便,模具开档大,占用空间高度小;但占地面积大,大、中、小型机均有广泛应用。
(2)立式注塑机:其特点是合模装置与注射装置的轴线呈一线排列而且与地面垂直。具有占地面积小,模具装拆方便,嵌件安装容易,自料斗落入物料能较均匀地进行塑化,易实现自动化及多台机自动线管理等优点。缺点是顶出制品不易自动脱落,常需人工或其它方法取
出,不易实现全自动化操作和大型制品注射。
(3)角式注塑机:注射装置和合模装置的轴线互成垂直排列。根据注射总成中心线与安装基面的相对位置有卧立式、立卧式、平卧式之分:①卧立式,注射总成线与基面平行,而合模总成中心线与基面垂直;②立卧式,注射总成中心线与基面垂直,而合模总成中心线与基面平行。角式注射机的优点是兼备有卧式与立式注射机的优点,特别适用于开设侧浇口非对称几何形状制品的模具。
三、注塑机的组成结构
注塑机根据注射成型工艺要求是一个机电一体化很强的机种,主要由注射部件、合模部件、机身、液压系统、加热系统、控制系统、加料装置等组成。
(一)注塑部件的典型结构
1.注射部件的组成
工作原理是:预塑时,在塑化部件中的螺杆通过液压马达驱动主轴旋转,主轴一端与螺杆键连接,另一端与液压马达键连接,螺杆旋转时,物料塑化并将塑化好的熔料推到料筒前端的储料室中,与此同时,螺杆在物料的反作用下后退,并通过推力轴承使推力座后退,通过螺母拉动活塞杆直线后退,完成计量,注射时,注射油缸的杆腔进油通过轴承推动活塞杆完成动作,活塞的杆腔进油推动活塞杆及螺杆完成注射动作。
2.塑化部件
塑化部件有柱塞式和螺杆式两种,下面就对螺杆式做一下介绍。 螺杆式塑化部件主要由螺杆、料筒、喷嘴等组成,塑料在旋转螺杆的连续推进过程中,实现物理状态的变化,最后呈熔融状态而被注入模腔。因此,塑化部件是完成均匀塑化,实现定量注射的核心部件。
螺杆式塑化部件的工作原理:预塑时,螺杆旋转,将从料口落入螺槽中的物料连续地向前推进,加热圈通过料筒壁把热量传递给螺槽中的物料,固体物料在外加热和螺杆旋转剪切双重作用下,并经过螺杆各功能段的热历程,达到塑化和熔融,熔料推开止逆环,经过螺杆头的周围通道流入螺杆的前端,并产生背压,推动螺杆后移完成熔料的计量,在注射时,螺杆起柱塞的作用,在油缸作用下,迅速前移,将储料室中的熔体通过喷嘴注入模具。
螺杆式塑化部件一般具有如下特点:
① 螺杆具有塑化和注射两种功能;
② 螺杆在塑化时,仅作预塑用;
③ 塑料在塑化过程中,所经过的热历程要比挤出长;
④ 螺杆在塑化和注射时,均要发生轴向位移,同时螺杆又处于时转时停的间歇式工作状态,因此形成了螺杆塑化过程的非稳定性。
(1)螺杆
螺杆是塑化部件中的关键部件,和塑料直接接触,塑料通过螺槽的有效长度,经过很长的热历程,要经过3态(玻璃态、黏弹态、黏流态)的转变,螺杆各功能段的长度、几何形状、几何参数将直接影
响塑料的输送效率和塑化质量,最终影响注射成型周期和制品质量。
与挤出螺杆相比,注塑螺杆具有以下特点:
① 注射螺杆的长径比和压缩比比较小;
② 注射螺杆均化段的螺槽较深;
③ 注射螺杆的加料段较长,而均化段较短;
④ 注射螺杆的头部结构,具有特殊形式。
⑤ 注射螺杆工作时,塑化能力和熔体温度将随螺杆的轴向位移而改变。
在注射螺杆中,螺杆头的作用是:预塑时,能将塑化好的熔体放流到储料室中,而在高压注射时,又能有效地封闭螺杆头前部的熔体,防止倒流。
螺杆头分为两大类,带止逆环的和不带止逆环的,对于带止逆环的,预塑时,螺杆均化段的熔体将止逆环推开,通过与螺杆头形成的间隙,流入储料室中,注射时,螺杆头部的熔体压力形成推力,将止逆环退回流道封堵,防止回流。
对于有些高黏度物料如PMMA、PC、AC或者热稳定性差的物料PVC等,为减少剪切作用和物料的滞留时间,可不用止逆环,但这样的注射时会产生反流,延长保压时间。
对螺杆头的要求:
① 螺杆头要灵活、光洁;
② 止逆环与料筒配合间隙要适宜,即要防止熔体回流,又要灵活;
③ 既有足够的流通截面,又要保证止逆环端面有回程力,使在注射时快速封闭;
④ 结构上应拆装方便,便于清洗;
⑤ 螺杆头的螺纹与螺杆的螺纹方向相反,防止预塑时螺杆头松脱。
(3)料筒
(ⅰ)、料筒的结构
料筒是塑化部件的重要零件,内装螺杆外装加热圈,承受复合应力和热应力的作用,1-前料筒;2-电热圈;3-螺孔;4-加料口
螺孔3装热电偶,要与热电偶紧密地接触,防止虚浮,否则会影响温度测量精度。
(ⅱ)、加料口
加料口的结构形式直接影响进料效果和塑化部件的吃料能力,注塑机大多数靠料斗中物料的自重加料,常用的进料口截面形式制造简单,但进料不利;现多用非对称形式,此种进料口由于物料与螺杆的接触角大,接触面积大,有利于提高进料效率,不易在料斗中开成架桥空穴。
(ⅲ)、料筒的壁厚
料筒壁厚要求有足够的强度和刚度,因为料筒内要承受熔料和气体压力,且料筒长径比很大,料筒要求有足够的热容量,所以料筒壁要有一定的厚度,否则难以保证温度的稳定性;但如果太厚,料筒笨重,浪费材料,热惯性大,升温慢,温度调节有较大的滞后现象。 (ⅳ)、料筒间隙
料筒间隙指料筒内壁与螺杆外径的单面间隙,此间隙太大,塑化能力降低,注射回泄量增加,注射时间延长,在此过程中引起物料部分降解;如果太小,热膨胀作用使螺杆与料筒摩擦加剧,能耗加大,甚至会卡死,此间隙Δ=(0.002~0.005)ds。
(ⅴ)、料筒的加热与冷却
注塑机料筒加热方式有电阻电热、陶瓷加热、铸铝加热,应根据使用场合和加工物料合理设置,常用的有电阻加热和陶瓷加热,为符合注塑工艺要求,料筒要分段控制,小型机3段,大型机一般5段。 冷却是指对加料口处进行冷却,因加料口处若温度过高,固料会在加料口处“架桥”,堵塞料口,从而影响加料段的输送效率,故在此处设置冷却水套对其进行冷却。我厂是通过冷却循环水对加料口进行冷却的。
(4) 喷嘴
(ⅰ)喷嘴的功能
喷嘴是连接塑化装置与模具流道的重要部件,喷嘴有多种功能: ① 预塑时,建立背压,驱除气体,防止熔体流涎,提高塑化能力和计量精度;
② 注射时,与模具主浇套形成接触压力,保持喷嘴与浇套良好接触,形成密闭流道,防止塑料熔体在高压下外溢;
③ 注射时,建立熔体压力,提高剪切应力,并将压力头转变成速度头,提高剪切速度和温升,加强混炼效果和均化作用;
④ 改变喷嘴结构使之与模具和塑化装置相匹配,组成新的流道型式
或注塑系统;
⑤ 喷嘴还承担着调温、保温和断料的功能;
⑥ 减小熔体在进出口的粘弹效应和涡流损失,以稳定其流动; ⑦ 保压时,便于向模具制品中补料,而冷却定型时增加回流阻力,减小或防止模腔中熔体向回流。
(ⅱ)、喷嘴的基本形式
喷嘴可分为直通式喷嘴、锁闭式喷嘴、热流道喷嘴和多流道喷嘴。 直通式喷嘴是应用较普遍的喷嘴,其特点是喷嘴球面直接与模具主浇套球面接触,喷嘴的圆弧半径和流道比模具要小,注射时,高压熔体直接经模具的浇道系统充入模腔,速度快、压力损失小,制造和安装均较方便。
锁闭式喷嘴主要是解决直通式喷嘴的流涎问题,适用于低黏度聚合物(如PA)的加工。在预塑时能关闭喷嘴流道,防止熔体流涎现象,而当注射时又能在注射压力的作用下开启,使熔体注入模腔。
2.注射油缸
其工作原理是:注射油缸进油时,活塞带动活塞杆及其置于推力座内的轴承,推动螺杆前进或后退。通过活塞杆头部的螺母,可以对两个平行活塞杆的轴向位置以及注射螺杆的轴向位置进行同步调整。
3.推力座
注射时,推力座通过推力轴推动螺杆进行注射;而预塑时,通过油马达驱动推力轴带动螺杆旋转实现预塑。
4.座移油缸
当座移油缸进油时,实现注射座的前进或后退动作,并保证注塑喷嘴与模具主浇套圆弧面紧密地接触,产生能封闭熔体的注射座压力。
5.对注射部件精度要求
装配后,整体注射部件要置于机架上,必须保证喷嘴与模具主浇套紧密地接合,以防溢料,要求使注射部件的中心线与其合模部件的中心线同心;为了保证注射螺杆与料筒内孔的配合精度,必须保证两个注射油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度;对卧式机来讲,座移油缸两个导向孔的平行度和对其中心的对称度也必须保证,对立式机则必须保证两个座移油缸孔与料筒定位中心孔的平行度与中心线的对称度。影响上述位置精度的因素是相关联部件孔与轴的尺寸精度、几何精度、制造精度与装配精度。
螺杆式注塑机的工作原理
第一阶段:注射
1.螺杆在油缸的驱动下向前运动
2.螺杆前部有一个称为“止逆环”的元件,“止逆环”的外圈与“料筒”的内径相同,而内径则大于螺杆相应部位的直径。所以“止逆环”可以在一定区域内前后自由活动。当螺杆向前时,由于前段塑料产生的反作用力,“止逆环”受到一个向后的推力,开始向后运动。
3.螺杆肩是“止逆环”向后的运动的限位,当“止逆环”与螺杆肩接触后,便开始跟随螺杆一起向前运动。此时“止逆环”内孔与螺杆肩合二为一,整个螺杆头部成为一个类似“活塞”的装置。
4.整个螺杆继续向前,由于没有后退的间隙,料筒内的原料在压力的作用下,便从喷嘴中射出,被注入模腔。(这个过程与其它的注射原理一样)
第二阶段:保压、成型阶段
5. 当整个模腔被注满后,注塑机收到压力增大的反馈,便停止加压,此时压力会保持一段时间,称为“保压”,“保压”主要用于补偿模腔内,由于塑料冷却收缩而减少的体积。当塑料完全冷却后,模腔内的塑料便硬化定型,塑料成型过程结束。
第三阶段 预塑
6. 当模腔内口部的塑料硬化成型后,“注射系统”后部马达开始旋转,“料筒”内的原料在“螺杆”的带动下向前运动。(这一过程的工作原理,类似于“绞肉机”)
7. 向前运动的原料,此时对“止逆环”产生了一个向前的推力。于是“止逆环”与螺杆肩分离,开始向前运动。
8. 向前运动的“止逆环”直到与“螺杆头”接触后停止。与螺杆肩不同,“螺杆头”的设计有些特殊,一般在四个方向上开有半圆形的槽,于是“止逆环”的内孔与这些槽就形成了一个通道。被螺杆推送
向前的料,便经过这个通道,继续向前行进。
9. 原料在螺杆旋转的作用下不断向前,由于模腔内的产品还未被取出,所以原料无法继续前行进入模腔。于是不断向前的原料便在“料筒”的前端聚集,这一过程必然带来前端压力的上升,从而给螺杆带来一个向后的推动力。
当这一推动力大于液压系统内所设定的最小压力(称为“背压”),螺杆便开始向后运动。直到后退至事先设定的位置(前端准备了足够注射的原料),马达停止带动螺杆的转动,原料不再向前,“预塑”完成。
“预塑”就是准备注射所用原料的过程,这一过程在产品冷却的同时进行,“预塑”完成后产品的完全冷却也同时完成。
第四阶段 产品取出
10. 产品冷却完成后,便从模腔中取出。料筒的前部也准备了足够的料,等待下一次注射的开始。
锁模力是指注射时为克服型腔内熔体对模具的涨开力,注射机施加给模具的锁紧力 。当原料以高压注入模穴内时会产生一个撑模的力量,因此注塑机的锁模单元必须提供足够的“锁模力”使模具不至于被撑开。
撑模力量=成品在开关模方向的投影面积(cm2)×模穴数×模内压力(kg/cm2)×安全系数
范文三:注塑机工作原理
注塑机工作原理
注塑机是一种专用的塑料成型机械,它利用塑料的热塑性,经加热融化后,加以高的压力使其快速流入模腔,经一段时间的保压和冷却,成为各种形状的塑料制品 。
1、注塑机的工作循环
1)锁合模:模扳快速接近定模扳(包括慢-快-慢速),且确认无异物存在下,系统转为高压,将模板锁合(保持油缸内压力)。
2)射台前移到位:射台前进到指定位置(喷嘴与 模具紧贴)。
3)注塑:可设定螺杆以多段速度,压力和行程,将料筒前端的溶料注入模腔。
4)冷却和保压:按设定多种压力和时间段,保持料筒的压力,同时模腔冷却成型。
5)冷却和预塑:模腔内制品继续冷却,同时液力马达驱动螺杆旋转将塑料粒子前推,螺杆在设定的背压控制下后退,当螺杆后退到预定位置,螺杆停止旋转,注射油缸按设定松退,预料结束。
6)射台后退:预塑结束后,射台后退到指定位置。
7)开模:模扳后退到原位(包括慢-快-慢速)
8)顶出:顶针顶出制品。
2、注塑机的电能消耗
注塑机的电能消耗主要表现在以下几个部分:①液压系统油泵的电能消耗 ,②加热器的电能消耗 ③循环冷却水泵的电能消耗(在注塑车间内,一般多台注塑机共用一台冷却水泵),其中液压油泵电机的用电量占整个注塑机用电量的80%以上,所以降低其耗电量是注塑机节能的关键。
注塑机的操作
1.4.1注塑机的动作程序
喷嘴前进→注射→保压→预塑→倒缩→喷嘴后退→冷却→开模→顶出→退针→开门→关门→合模→喷嘴前进。
1.4.2注塑机操作项目:注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制柜操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择,料筒各段温度及电流、电压的监控,注射压力和背压压力的调节等。
1.4.2.1注射过程动作选择:
一般注塑机既可手动操作,也可以半自动和全自动操作。
手动操作是在一个生产周期中,每一个动作都是由操作者拨动操作开关而实现的。一般在试机调模时才选用。
半自动操作时机器可以自动完成一个工作周期的动作,但每一个生产周期完毕后操作者必须拉开安全门,取下工件,再关上安全门,机器方可以继续下一个周期的生产。
全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后,可自动进入下一个工作周期。在正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。但须注意,如需要全自动工作,则(1)中途不要打开安全门,否则全自动操作中断;(2)要及时加料;(3)若选用电眼感应,应注意不要遮闭了电眼
注塑机技术
合模部件是注塑机的重要部件之一,其功能是实现启闭运动,使模具闭合产生系统弹性变形达到锁模力,将模具锁紧。
对合模部件的要求:
① 动范本的启闭模运动要高速、平稳、静音;
② 合模机构必须达到额定锁模力要求,可靠地锁紧模具;
③ 合模部件有足够的装模空间和范本行程;
④ 动范本运动要可靠安全,保护人身与模具安全,设置双重保险;
⑤ 合模部件及其模具有足够的强度和刚性。
合模部件由合模架、合模机构、调模装置、保护装置、顶出装置等组成。
1.合模机构
合模机构有液压式、机械式和机械-液压复合式。下面对我厂注塑机的合模机构做一下介绍。
(1).液压曲肘连杆式
属机械-液压复合式,其结构特点是液压缸通过曲柄连杆机构驱动模板实现启闭模运动,充分利用了曲柄连杆机构的行程、速度、力的放大特性和自锁特性,
达到快速、高效和节能的效果。常用的液压曲肘连杆式形式有:双曲肘内翻式、双曲肘外翻式、撑肘式、单曲肘摆缸式和单曲肘挂缸式。
我厂所用的是双曲肘内翻式,如图9所示。这种形式的动作原理是:启闭模时,合模缸1进油,活塞杆推动双曲肘连杆机构5带动动范本6及其模具实现启闭模运动;模具接触时,曲肘连杆5处于未伸直状态,在合模油缸1推力作用下曲肘连杆机构5产生力的放大作用,使合模系统发生变形,直至曲肘连杆5伸直进入自锁为止。模具接触时连杆未伸直的程度是通过调模装置与合模油缸相配合,按工艺所要求的锁模力来调整的。
双曲肘内翻式结构原理示意
1-合模油缸;2-调模装置;3-后范本;4-拉杆;5-曲肘连杆;6-动范本;7-定范本;8-顶出油缸;
(2)直压式合模
此种结构的特点是其开关模动作及锁模动作都是通过油缸直接作用完成的。移模速度和合模力的大小分别由活塞杆的移动速度和活塞产生的最大轴向力确定。
直压式合模装置示意图
1-上范本;2-拉杆;3-下范本;4-锁模油缸;5-移模油缸;6-电子尺;7-底板
这种结构的工作原理是:开关模时,移模油缸5进油,推动活塞杆,从而带动拉杆及动范本运动,实现开关模动作;进入锁模状态后,锁模油缸4进油,在油的推力作用下产生大的锁模力,通过锁模油缸活塞杆对底板7的力的作用而压紧模具,实现锁模。
(3)直压式与肘杆式的比较
① 直压式合模力F = P油缸×S油缸,故调节合模力较容易,但压力确定后,如PMAX=140Kg/cm2,故不允许超载。而肘杆式注塑机是通过连杆机构的力扩大以后产生的,故通常情况下可以超载10%以上。
② 由于结构关系,通常情况下直压式的容模量大于肘杆式,特别适用于深容器产品。
③ 肘杆式刚性比直压机刚性好,因为高压锁模时,肘杆式是全部铸钢变形后产生的,合模力当刚要超载时,因为液压油与铸钢的弹性模量差10倍左右,故同样要产生飞边情况下,肘杆式注塑机产生的飞边要小得多。
④ 肘杆式注塑机由于合模力是通过力的放大作用产生的,且高压锁模后,在注射、保压过程中可卸压,而直压式在注射、保压过程中始终高压保持,且直压式合模油缸直径远大于肘杆式,故肘杆式较省电。
⑤ 肘杆式合模机构都是通过连杆机构产生合模力,故要有高的模板平行度及长的寿命,其所要求的加工精度较高,且零件较多,成本较高。而直压式是通
过合模大油缸产生合模力,帮其密封存要求较高,随着时间的推移,较易磨损,产生泄漏后,合模力会下降。
2.合模架的组成
合模架是合模部件的基础部分,主要由4根拉杆、后模板、动模板、定模板及拉杆螺母组成的具有一定刚度和强度要求的合模框架。动模板在移模装置的驱动下,以拉杆以导向,实现启闭模运动。因此,4根拉杆与3块模板的材料、结构尺寸,拉杆之间的平行度与3块模板垂直度都有较高的要求。
1)范本
后模板、动模板和定模板是合模部分的重要零件,后模板和头板通过拉杆组成合模框架(立式机是底板和动范本形成合模框架)。锁模后,动、定范本在锁模力的作用下,将模具锁紧并使其产生压缩变形,与此同时,3块范本将发生弯曲变形,范本中部将产生挠度。模板的结构,尺寸,材料,弹性模量将直接影响合模系统的强度、刚性,最终影响到锁模力。
2)拉杆
拉杆又叫格林柱,拉杆是合模装置的又一主要零件,除与模板组成刚性框架外,还兼有导柱功能,使二板在上滑动,因此要求有较高的几何精度、尺寸精度、4根拉杆的同步精度、光洁度及耐磨性能。而且合模系统作用时拉杆受到非对称循环应力的作用,将受疲劳极限的考验。
3.调模装置
如图11所示,调模装置主要由液压马达、齿圈、定位轮、调模螺母的外齿圈等组成,均固定在后模板上。
调模装置示意图
1-后范本;2-液压马达;3-大齿圈;4-后螺母
调模装置设在后模板上,其动作原理是:当调模时,后范本1连同曲肘连杆机构及动范本一起移,调模时4只带有齿轮的后螺母在大齿轮3驱动下同步转动,推动后范本及其整个合模机构沿拉杆向前或向后移动,调节动模板与前模板的距离,根据允模厚度及工艺所要求的锁模力实现调模功能。此种结构紧凑,减少了轴向尺寸,提高了系统刚性。
各齿轮与齿圈的啮合精度,调整螺母与拉杆端螺纹的配合精度及运行的同步精度,将影响调模的灵活性、调模误差、调模精度。
对于直压式合模机构,动、定模板间的距离可以通过移模油缸活塞杆进行调整,没有专门的调模装置。
4.顶出装置
顶出装置要有足够的顶出力,顶出速度,顶出次数和顶出精度,是在顶出油缸的作用下作顶出动作。
在我厂用的卧式机中,顶出油缸是通过导杆固定在动模板上的。如图12所示,其主要的由顶出油缸和顶出杆组成,油缸为双作用活塞式油缸。
卧式机顶出装置示意图
1-顶出油缸;2-活塞;3-活塞杆;4-导杆;5-顶出板;6-顶出杆;7-动范本;8-电子尺
我厂用的而带有滑板的立式合模机构的顶出油缸是双作用活塞杆式的,其示意图如图13:
立式机顶出装置示意图:
1-滑板;2,5-活塞杆;3-顶出油缸;4-活塞;6-电子尺
在图13中,活塞杆2同时又起顶出杆的作用。
评顺注塑机的顶出油缸是置于锁模油缸内的一个双活塞作用式油缸,其活塞杆同起到顶出杆的作用。
5.合模部件的精度
合模部件的精度要求从合模部件装置分析可知:合模部件装配后置于机架上,应保证与注塑部件中心高度一致或垂直。锁模后动模板与定模板锁紧模具,因此,两模板经调整后应高度平行。为保证锁模力作用在中心在线,要求锁模油缸、调模装置与尾板、二板、头板组成的合模框架的中心线保持一致。3块范本拉杆孔的平等度与其平面的垂直度,各孔的同心度,以及孔本身的尺寸精度及几何精度,对装配精度都将产生重要影响。曲肘连杆机构顶角各孔之间的相对位置精度,孔的同心度,孔与其端面的垂直度,孔本身的尺寸精度,几何精度,对曲肘连杆机构的运动中心与油缸的同心度将产生重要影响。
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。
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”。
加工中注塑机的工作原理和电能消耗图
解
注塑机是一种专用的塑料成型机械,它利用塑料的热塑性,经加热融化后,加以高的压
力使其快速流入模腔,经一段时间的保压和冷却,成为各种形状的塑料制品 。
1、注塑机的工作循环
1)锁合模:模扳快速接近定模扳(包括慢-快-慢速),且确认无异物存在下,系统转为高压,将模板锁合(保持油缸内压力)。
2)射台前移到位:射台前进到指定位置(喷嘴与 模具紧贴)。
3)注塑:可设定螺杆以多段速度,压力和行程,将料筒前端的溶料注入模腔。
4)冷却和保压:按设定多种压力和时间段,保持料筒的压力,同时模腔冷却成型。
5)冷却和预塑:模腔内制品继续冷却,同时液力马达驱动螺杆旋转将塑料粒子前推,螺杆在设定的背压控制下后退,当螺杆后退到预定位置,螺杆停止旋转,注射油缸按设定松退,预料结束。
6)射台后退:预塑结束后,射台后退到指定位置。
7)开模:模扳后退到原位(包括慢-快-慢速)
8)顶出:顶针顶出制品。
2、注塑机的电能消耗
注塑机的电能消耗主要表现在以下几个部分:①液压系统油泵的电能消耗 ,②加热器的电能消耗 ③循环冷却水泵的电能消耗(在注塑车间内,一般多台注塑机共用一台冷却水泵),其中液压油泵电机的用电量占整个注塑机用电量的80%以上,所以降低其耗电量是注塑机节能的关键。
塑机具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品,被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域。注射成型工艺对各种塑料的加工具有良好的适应性,生产能力较高,并易于实现自动化。在塑料工业迅速发展的今天,注塑机不论在数量上或品种上都占有重要地位,从而成为目前塑料机械中增长最快,生产数量最多的机种之一。 我国塑料加工企业星罗其布,遍布全国各地,设备的技术水平参差不齐,大多数加工企业的设备都需要技术改造。这几年来,我国塑机行业的技术进步十分显著,尤其是注塑机的技术水平与国外名牌产品的差距大大缩小,在控制水平、产品内部质量和外观造型等方面均取得显著改观。选择国产设备,以较小的投入,同样也能生产出与进口设备质量相当的产品。这些为企业的技术改造创造了条件。
要有好的制品,必须要有好的设备。设备的磨损和腐蚀是一种自然规律,人们掌握了这种规律,就可以预防或减少设备的磨损和腐蚀,延长设备的使用周期,保证设备的完好率。
为加强塑料机械的使用、维护和管理工作,我国有关部门已制订了有关标准和实施细则,要求各设备管理部门和生产企业对设备的管理和使用做到“科学管理、正确使用、合理润滑、精心维护、定期保养、计划检修,提高设备完好率,使设备经常处于良好状态。
本文撰写了注塑机维护、保养的有关知识和技术资料可供设备管理部门和生产企业的管理人员和技术人员
参考。
塑料注射成型技术是根据压铸原理从十九世纪末二十世纪初发展起来的,是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一。该法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料(约占塑料总量的1/3)。
1.1 注塑成型机的工作原理
注塑机的工作原理与打针用的注射器相似,它是借助螺杆(或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。
注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定量加料—熔融塑化—施压注射—充模冷却—启模取件。取出塑件后又再闭模,进行下一个循环。
1.2 注塑机的结构
注塑机根据 塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机;按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压—机械(连杆)式;按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机。
(1)卧式注塑机:这是最常见的类型。其合模部分和注射部分处于同一水平中心线上,且模具是沿水平方向打开的。其特点是:机身矮,易于操作和维修;机器重心低,安装较平稳;制品顶出后可利用重力作用自动落下,易于实现全自动操作。目前,市场上的注塑机多采用此种型式。
(2)立式注塑机:其合模部分和注射部分处于同一垂直中心线上,且模具是沿垂直方向打开的。因此,其占地面积较小,容易安放嵌件,装卸模具较方便,自料斗落入的物料能较均匀地进行塑化。但制品顶出后不易自动落下,必须用手取下,不易实现自动操作。立式注塑机宜用于小型注塑机,一般是在60克以下的注塑机采用较多,大、中型机不宜采用。
(3)角式注塑机:其注射方向和模具分界面在同一个面上,它特别适合于加工中心部分不允许留有浇口痕迹的平面制品。它占地面积比卧式注塑机小,但放入模具内的嵌件容易倾斜落下。这种型式的注塑机宜用于小机。
(4)多模转盘式注塑机:它是一种多工位操作的特殊注塑机,其特点是合模装置采用了转盘式结构,模具围绕转轴转动。这种型式的注塑机充分发挥了注射装置的塑化能力,可以缩短生产周期,提高机器的生产能力,因而特别适合于冷却定型时间长或因安放嵌件而需要较多辅助时间的大批量塑制品的生产,但因合模系统庞大、复杂,合模装置的合模力往往较小,故这种注塑机在塑胶鞋底等制品生产中应用较多。 一般注塑机包括注射装置、合模装置、液压系统和电气控制系统等部分。
注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提,而为满足成型的要求,注射必须保证有足够的压力和速度。同时,由于注射压力很高,相应地在模腔中产生很高的压力(模腔内的平均压力一般在20~45MPa之间,见表1),因此必须有足够大的合模力。由此可见,注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。
1.4 注塑机的操作
1.4.1注塑机的动作程序
喷嘴前进→注射→保压→预塑→倒缩→喷嘴后退→冷却→开模→顶出→退针→开门→关门→合模→喷嘴前进。
1.4.2注塑机操作项目:注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制柜操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择,料筒各段温度及电流、电压的监控,注射压力和背压压力的调节等。
1.4.2.1注射过程动作选择:
一般注塑机既可手动操作,也可以半自动和全自动操作。
手动操作是在一个生产周期中,每一个动作都是由操作者拨动操作开关而实现的。一般在试机调模时才选用。
半自动操作时机器可以自动完成一个工作周期的动作,但每一个生产周期完毕后操作者必须拉开安全门,取下工件,再关上安全门,机器方可以继续下一个周期的生产。
全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后,可自动进入下一个工作周期。在正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。但须注意,如需要全自动工作,则(1)中途不要打开安全门,否则全自动操作中断;(2)要及时加料;(3)若选用电眼感应,应注意不要遮闭了电眼。
实际上,在全自动操作中通常也是需要中途临时停机的,如给机器模具喷射脱模剂等。
正常生产时,一般选用半自动或全自动操作。操作开始时,应根据生产需要选择操作方式(手动、半自动或全自动),并相应拨动手动、半自动或全自动开关。
半自动及全自动的工作程序已由线路本身确定好,操作人员只需在电柜面上更改速度和压力的大小、时间的长短、顶针的次数等等,不会因操作者调错键钮而使工作程序出现混乱。
当一个周期中各个动作未调整妥当之前,应先选择手动操作,确认每个动作正常之后,再选择半自动或全自动操作。
全电动注塑机工作原理
作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数:
190 更新时间:2006-11-2
18:53:24
近年来以手机壳和记录数据的介质(光盘CD、数字影像光盘DVD、磁光盘M
D以及微型光盘MDS)为代表的薄壁产品需求旺盛,市场的发展潜力巨大。全
电动注塑机节能、节材、环保、高效、精密、高速(注塑速度标准的为300mm/s,高速的达到700mm/s到750mm/s),适用于做各种塑胶薄壁产品及医药产品,生产市场前景广阔。
注塑行业正面临着一个飞速发展的机遇,然而在注塑产品的成本构成中,电费占了相当的比例,依据注塑机设备工艺的需求,注塑机油泵马达耗电占整个设备耗电量的比例高达50%-65%,因而极具节能潜力,设计与制造新一代“节能型”注塑机,就成为迫切需要关注和解决的问题。全电动注塑机正好满足这种需要。
一 、全电动注塑机电控原理
1. 伺服电机
伺服:一词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具,服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前,转子静止不动;讯号来到之后,转子立即转动;当讯号消失,转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能,因此而得名。
伺服系统:是使物体的位置、方位、
状态等输出被控量能够跟随输入目标
(或给定值)
的任意变化的自动控制系统。伺服的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。
力劲PT60V伺服系统原理
力劲PT60V伺服系统原理:
伺服电机:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
伺服电机的优点:大扭力、控制简单、装配灵活 。
伺服电机的结构:一个伺服电机内部包括了一个直流电机;一组变速齿轮组;一个反馈可调电位器;及一块电子控制板。其中,高速转动的电机提供了原始动力,带动变速(减速)齿轮组,使之产生高扭力的输出,齿轮组的变速比愈大,伺服电机的输出扭力也愈大,也就是说越能承受更大的重量,但转动的速度也愈低。
锁模伺服电机
伺服电机的工作原理:
伺服电机是一个典型闭环反馈系统,减速齿轮组由电机驱动,其终端(输出端)带动一个线性的比例电位器作位置检测,该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板,控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较,产生纠正脉冲,并驱动电机正向或反向地转动,使齿轮组的输出位置与期望值相符,令纠正脉冲趋于为0,从而达到使伺服电机精确定位的目的。
伺服电机的控制:
标准的伺服电机有三条控制线,分别为:电源、地线及控制。电源线与地线用于提供内部的电机及控制线路所需的能源,电压通常介于4V—6V之间,该电源应尽可能与处理系统的电源隔离(因为伺服电机会产生噪音)。甚至小伺服电机在重负载时也会拉低放大器的电压,所以整个系统的电源供应的比例必须合理。输入一个周期性的正向脉冲信号,这个周期性脉冲信号的高电平时间通常在1ms—2ms之间,而低电平时间应在5ms到20ms之间。
2. 伺服控制器:智能数字伺服驱动器
1). 输入电压:AC200V-480V
2). UL/CE认可
3). IP20防护等级
4). 0-45℃标准运行温度
5). 包含放电电阻
6). 综合电机温度监控
7). 综合电机制动器控制
8). 2个模拟量输入
9). 2个模拟量输出
10). 2个标记信号接口
11). 位置凸轮开关控制
12). 电子同步功能,响应速度快,反馈时间62.5μs。
13). SERCOS接口或者现场总线接口
力劲PT60V全电控注塑机伺服控制器
3. 液晶显示触摸屏:HMI——用户操作面板
12.1英寸大型彩色显示屏触摸式操作,快捷方便。通过采用工业计算机的画面,直接
与上位计算机的管理系统连接,进行生产管理操作。
二、全电动注塑机机械原理
1、开模、锁模、顶针等动作采用高精度丝杠螺母,传动精度0.01mm。
2、直线导轨,将传统往复滑动引导转变为滚动引导,提高定位精度,降低机械造价并且大幅度节省电力,可长时间维持高精度。
3、采用新型测力传感器,准确控制背压取得稳定的精密注塑。
4、同步带轮及同步带,结构简单、安装方便、传动精度高,噪声低。
5、采用集中式润滑,容积式比例分配器,保证每点润滑充分。
三、力劲PT60V全电动注塑机介绍
1.12.1英寸大型彩色液晶显示屏,触摸式操作,快捷方便。
2.采用全方位触摸式操作面板,进行数据及文字的输入,容易识别和操作。
3.采用可同步动作的快捷周期成形成型功能、提高生产效率。
4.优异的高速、高压射出性能及丰富的成形成型控制程序,扩大成形成型领域。
5.省电:伺服马达在需要时才运转,与油压注塑机相比省电最高可达60%以上。
6.利用检测合模时的马达电流的功能,比普通的低压保护更加有效防止模具损伤。
7.利用检测推顶时的马达电流的功能,有效地防止推顶器顶针地折断。
8.通过追踪产品成形成型时的压力波动,提高产品质量的稳定性。
9.计量控制功能使计量时间、计量位置、最小缓冲等更加稳定。
10. 通过最快的超高速控制,实现高精度稳定成形成型;提高工艺控制,V-P切换控制的应答性能,再现性能,发挥高速成形成型的威力。
11. 通过直接检测螺杆反作用力的测力传感器提高控制性能,实现高精度的背压控制
12. 低的振动和运转声音,改善操作者的作业环境。
13. 通过监视伺服马达的动作信息及负荷情况,预防各种故障的发生。
14. 具备用于质量管理和成形成型解析的低成本管理系统。
15. 适合生产的产品类型:薄壁、精密产品如镜片、手机外壳、电器外壳等。
范文四:注塑机工作原理
注塑机成型工作原理
1、注塑成型机的工作原理
注塑机的工作原理与打针用的注射器相似,它是借助螺杆(或柱塞)的推力,将已塑化好的熔融状态(即粘流态)的塑料注射入闭合好的模腔内,经固化定型后取得制品的工艺过程。
注射成型是一个循环的过程,每一周期主要包括:定量加料——熔融塑化——施压注射——充模冷却——启模取件。取出塑件后又再闭模,进行下一个循环。
2、注塑机的结构
注塑机根据塑化方式分为柱塞式注塑机和螺杆式注塑机,按机器的传动方式又可分为液压式、机械式和液压——机械(连杆)式,按操作方式分为自动、半自动、手动注塑机。
(1)卧式注塑机:这是最常见的类型。其合模部分和注射部分处于同一水平中心线上,且模具是沿水平方向打开的。其特点是:机身矮,易于操作和维修;机器重心低,安装较平稳;制品顶出后可利用重力作用自动落下,易于实现全自动操作。目前,市场上的注塑机多采用此种型式。
(2)立式注塑机:其合模部分和注射部分处于同一垂直中心线上,且模具是沿垂直方向打开的。因此,其占地面积较小,容易安放嵌件,装卸模具较方便,自料斗落入的物料能较均匀地进行塑化。但制品顶出后不易自动落下,必须用手取下,不易实现自动操作。立式注塑机宜用于小型注塑机,一般是在60克以下的注塑机采用较多,大、中型机不宜采用。
(3)角式注塑机:其注射方向和模具分界面在同一个面上,它特别适合于加工中心部分不允许留有浇口痕迹的平面制品。它占地面积比卧式注塑机小,但放入模具内的嵌件容易倾斜落下。这种型式的注塑机宜用于小机。
(4)多模转盘式注塑机:它是一种多工位操作的特殊注塑机,其特点是合模装置采用了转盘式结构,模具围绕转轴转动。这种型式的注塑机充分发挥了注射装置的塑化能力,可以缩短生产周期,提高机器的生产能力,因而特别适合于冷却定型时间长或因安放嵌件而需要较多辅助时间的大批量制品的生产。但因合模系统庞大、复杂,合模装置的合模力往往较小,故这种注塑机在塑胶鞋底等制品生产中应用较多。 一般注塑机包括注射装置、合模装置、液压系统和电气控制系统等部分。 注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提,而为满足成型的要求,注射必须保证有足够的压力和速度。同时,由于注射压力很高,相应地在模腔中产生很高的压力(模腔内的平均压力一般在20~45MPa之间),因此必须有足够大的合模力。由此可见,注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。
3.注塑机的操作
3.1注塑机的动作程序
合模→预塑→倒缩→喷嘴前进→注射→保压→喷嘴后退→冷却→开模→顶出→开门→取工件→关门→合模。
3.2注塑机操作项目:注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制柜操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出形式的选择,料筒各段温度及电流、电压的监控,注射压力和背压压力的调节等。
3.2.1注射过程动作选择
一般注塑机既可手动操作,也可以半自动和全自动操作。
手动操作是在一个生产周期中,每一个动作都是由操作者拨动操作开关而实现的。一般在试机调模时才选用。
半自动操作时机器可以自动完成一个工作周期的动作,但每一个生产周期完毕后操作者必须拉开安全门,取下工件,再关上安全门,机器方可以继续下一个周期的生产。
全自动操作时注塑机在完成一个工作周期的动作后,可自动进入下一个工作周期。在正常的连续工作过程中无须停机进行控制和调整。但须注意,如需要全自动工作,则(1)中途不要打开安全门,否则全自动操作中断;(2)要及时加料;(3)若选用电眼感应,应注意不要遮闭了电眼。
实际上,在全自动操作中通常也是需要中途临时停机的,如给机器模具喷射脱模剂等。
正常生产时,一般选用半自动或全自动操作。操作开始时,应根据生产需要选择操作方式(手动、半自动或全自动),并相应拨动手动、半自动或全自动开关。 半自动及全自动的工作程序已由线路本身确定好,操作人员只需在电柜面上更改速度和压力的大小、时间的长短、顶针的次数等等,不会因操作者调错键钮而使工作程序出现混乱。
当一个周期中各个动作未调整妥当之前,应先选择手动操作,确认每个动作正常之后,再选择半自动或全自动操作。
3.2.2预塑动作选择
根据预塑加料前后注座是否后退,即喷嘴是否离开模具,注塑机一般设有三种选择。
(1)固定加料:预塑前和预塑后喷嘴都始终贴进模具,注座也不移动。
(2)前加料:喷嘴顶着模具进行预塑加料,预塑完毕,注座后退,喷嘴离开模具。选择这种方式的目的是:预塑时利用模具注射孔抵住喷嘴,避免熔料在背压较高时从喷嘴流出,预塑后可以避免喷嘴和模具长时间接触而产生热量传递,影响它们各自温度的相对稳定。
(3)后加料:注射完成后,注座后退,喷嘴离开模具然后预塑,预塑完注座前进。该动作适用于加工成型温度特别窄的塑料,由于喷嘴与模具接触时间短,避免了热量的流失,也避免了熔料在喷嘴孔内的凝固。
注射结束、冷却计时器计时完毕后,预塑动作开始。螺杆旋转将塑料熔融料挤送到螺杆头前面。由于螺杆前端单向阀的作用,熔融塑料积存在机筒的前端,将螺杆向后迫退。当螺杆退到预定的位置时(此位置由行程开关确定,控制螺杆后退的距离,实现定量加料),预塑停止,螺杆停止转动。紧接着是倒缩动作,倒缩即螺杆做微量
的轴向后退,此动作可使聚集在喷嘴处的熔料的压力得以解除,克服由于机筒内外压力的不平衡而引起的“流涎”现象。若不需要倒缩,则应把倒缩停止,开关调到适当位置,让预塑停止。开关被压上的同一时刻,倒缩停止开关也被压上。当螺杆做倒缩动作后退到压上停止开关时,倒缩停止。接着注座开始后退。当注座后退至压上停止开关时,注座停止后退。若采用固定加料方式,则应注意调整好行程开关的位置。
一般生产多采用固定加料方式以节省注座进退操作时间,加快生产周期。
注塑机一般故障的处理方法
在维修注塑机之前,首先要完全清楚了解机器的工作原理,如电气原理、液压原理及机械原理。其次,要遵循古人看病四个步骤即望、闻、问、切。保持清醒的头脑,不要急燥,先搞清楚是属于电器、液压、机械哪个方面的故障,简单的区分可按以下步骤: 下面是一般故障及处理方法可供参考
一、油泵马达不启动
1、马达转不动,同时发出异常声,立即关闭紧急停止按钮,检查保险丝是否熔断或松脱,再检查电动机三相电源是否正常
2、按下电机启动按钮,电机响声没有可能按钮开关、交流接触器的线松脱,或热继电器动作3
3、油泵卡死引起马达不转动(此时电动机有一些声音)
4、马达烧坏,按照原来的规格修理并查找引起的原因(如断相、超负载、交流继电器触点不好、马达线的接点松动,或者三相电源电压不平衡、不稳)
二、电动机能转,但不起压力或大泵不起压
1、小泵电磁溢流阀或压力比例阀的电磁线圈不吸或内部阀芯被杂物卡死,拆下清洗,同时检查电磁铁线圈是否烧毁,接线是否松脱,或者接触不良
2、油泵损坏,修理或更换油泵
3、油面过底,造成泵吸空
4、滤油网是否堵住
5、电动机是否反转,换相
6、油泵里面有空气,先放气
7、控制大泵溢流阀的主阀心卡住,拆下溢流阀清洗
三、不合模
1、安全门行程开关接线松动或损坏,安全门行程未压下,检查SQ1、SQ2、SQ3
2、SQ4行程开关已闭合
3、锁模电磁阀阀卡死或电磁阀插座松动
4、顶针后退的形成开关没有闭合
5、系统压力没有:按(2)项内容修复
四、不注射或速度慢
1、注射压力低,速度太慢:调高注射压力,调快注射速度
2、塑料加热温度底:升高温度
3、喷嘴堵塞,拆下加热清洗
4、注射时间太短
5、注射电磁阀卡死
6、注射电磁阀不得电。检查电气原因
五、不予塑或予塑过慢
1、予塑终止行程开关已闭合,拨开行程开关的撞块,
2、单向节流阀关死
3、料温过底,加高料温
4、予塑电磁阀卡死,拆下清洗
5、予塑压力太低,调高予塑压力
6、螺杆内进入异物卡死螺杆。拆卸螺杆清洗,料筒清洗
7、液压马达坏,轴承卡死
六、予塑时螺杆转动,但不进料
1、背压压力过高
2、加料口出冷却水不足,加料口内物料“架桥”;调整水量,取出粘结构的塑料块
3、缺料,加料
4、螺杆断
5、背压调的太高、调低背压
七、不能调模或调模困难
1、系统压力调节过底
2、后模板拉杆螺母因有杂质,或缺润滑油油脂卡死;清洗拉杆螺母、修复,安装时要注意四个螺母的轴向间隙要一致,然后加润滑油脂
3、调模电磁阀卡死或插座松动:检查、修复
4、调模液压马达损坏,修理或更换
八、液压油稳过高
1、油泵压力过高:按塑料成型工艺进行适当的调低工作压力
2、油箱内油量不足:加足液压油
3、油冷却器使用过久,积满水垢,冷却效果差,清洗冷却器
4、冷却水流量不够大,或冷却水的温度不够低
九、半自动操作失灵
本机半自动操作是由安全门打开,行程开关闭合,发信号使机器做半自动动作开始,然后合模,碰到SQ4行程开关后,合模结束,同时开始注射,注射时间继电器开始计时,注射时间到后,开始予塑,碰到予塑结束的行程开关后,开始防流,碰到防流的行程开关后,冷却时间继电器计时开始,时间到后作开模动作,然后开模,碰到开模终止行程开关后,做顶出动作,碰到顶出终止行程开关后,作顶退动作,碰到顶退终止行程后,等待开安全门,这样,周而复始的工作。由上可以看出,如果手动正常,一般大都由行程开关及时间继电器未发信号所致。根据半自动动作在机械循环中那一个阶段失灵,对照电器,液压原理图找出相应的控制元件,进行检查加以解决。
以上仅供注塑机的维修及维护人员参考。
注塑机液压工作原理
液压传动:它是以液压油为工作介质,通过动力元件(油泵)将原动机的机械能变为液压油的压力能,再通过控制元件,然后借助执行元件(油缸或油马达)将压力能转换为机械能,驱动负载实现直线或回转运动,且通过对控制元件遥控操纵和对流量的调节,调定执行元件的力和速度。当外界对上述系统有扰动时,执行元件的输出量一般要偏离原有调定值,产生一定的误差
液压控制:和液压传动一样,系统中也包括动力元件、控制元件和执行元件,也是通过油液传递功率。二者不同之点是液压控制具有反馈装置,反馈装置的作用是执行元件的输出量(位移、速度、力等机械量)反馈回去与输入量(可以是变化的,也可以是恒定的)进行比较,
用比较后的偏差来控制系统,使执行元件的输出随输入量的变化而变化或保持恒定。它是一种构成闭环回路的液压传动系统,也叫液压随动系统或液压伺服系统。
液压传动系统中用的是通断式或逻辑式控制元件,就其控制目的,是保持被调定值的稳定或单纯变换方向,也叫定值和顺序控制元件。
液压控制系统中用的是伺服控制元件,具有反馈结构,并用电气装置进行控制,有较高的控制精度和响应速度,所控制的压力和流量常连续变化。输出功率可放大。
比例控制是介于上述二者之间的一种控制,所用比例控制阀是在通断式控制元件和伺服控制元件的基础上发展起来的一种新型的电――液控制元件,兼备了上述两类元件的一些特点,用于用手调的通断式控制不能满足要求,但也不需要伺服阀对液压系统那样严格的污染控制要求的场合。
二、液压传动系统优缺点
在目前四大类传动方式(机械、电气、液压和气压)中,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。
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,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。
范文五:资料立式注塑机节电原理
深圳市瓦萨科技有限公司
SHENZHEN WASA ELECTRIC TECH.DEVELOPMENT CO.,LTD.
立式注塑机变频节电改造方案
科技创新 以人为本
深圳市瓦萨科技有限公司
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联系人:孙德利 电话:13902991430
, 企业简介
本公司节能工程部是由深圳技师院校的一批高级技师和多年在变频器行业从事应用工作的工程师负责,专业推广以下节电项目:
卧式注塑机节能器:7.5KW-110KW,节电率25-50%, 立式注塑机节能器:7.5KW-30KW,节电率30-65%, 中央空调节能系统:7.5KW-315KW,节电率25-60%, 工业空气压缩机:3.7-315KWA,节电率15-45%, 工业锅炉风机水泵节电系统, 3.7-400KWA,节电率25-75%,
工厂电能监测、管理、工业设备、自动化设备设计,
本公司技术人员负责设计改造过的企业。普遍全国各地,拥有上千万的节能工程改造业绩,具备丰富的企业节电项目改造经验。
瓦萨电气工程部不但为用户提供先进、成熟的节能技术和产品,同时还提供节电设备成套供货、工程施工、技术培训与咨询的“一站式服务”。客户是我们的上帝,我们将竭诚为您服务~
另外:很多企业前期做了节能项目,特别是注塑机工程,做了以后,由于企业技术人员对节能产品不够了解,又加上节能公司又缺乏有效的技术力量对其进行培训,使大量节能设备的处于工频运行状态,形同虚设,不但没有收回投资,企业能量浪费仍然没有得到有效的解决措施,节能改造失败,
本部门还专为已做过节电改造的企业,提供节能工程保养、节
能器维修、节能器应用人员的技术培训等业务~使你的节能设备处于最佳节电运行状态~让企业花节能改造1/10的钱,轻轻松松达到节能改造的效果。
一、注塑机节工作介绍
目前,我国塑胶行业所使用的注塑机油路采用比例阀控制技术和开关阀控制技术两种。液压动力部分使用普通的三相异步电机+定量泵的液压系统。产品成型过程一般分为锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模、放料等几个阶段; , 采用比例阀控制的油路特点:
油泵电机的运行后,全速高负荷运行,再通过比例阀设定各阶段工作所需压力和流量,而注塑机在一个生产周期中,只有高压锁模与熔胶阶段电机负荷较大,其它工作阶段电机负荷一般较小,其它阶段油泵电机以恒定的转速提供恒定的流量,多余的液压油通过溢流阀回流。产生不必要的浪费。
, 采用开关阀控制的油路特点:
油泵电机的功率是根据其运行过程中最大负荷配备,油泵电机的运行后,不进行压力和流量设定,当锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模的各个阶段工作时,在油路中由相应的方向开关阀打开,全流量工作,溢流阀关断。冷却和放料时各个阶段方向开关阀关断,溢流阀打开,全部回流,产生浪费。
, 注塑机节电分析:
以注塑机为代表的油压驱动设备,在冷却和放料过程中,其负荷几乎为零,而且冷却和放料时间占整过周期的30-60%。根据以往的工作经验,在注塑机中。冷却和放料溢流造成的能量损失高达30%-65%。而注塑机油泵电机耗电量占整个设备耗电量的比例高达60%-75%,极具节能潜力。
二、注塑机节电改造方案
, 采用比例阀控制的节电改造方案
注塑机油泵的流量Q与油泵转速n成正比,只要改油泵电机的转速就能改变泵的转速,
从而改变泵的吸油量。在油泵电机前面加节能器,节能器的转速信号取自比例流量阀的驱动信号(0-1A),使节能器输出转速与注塑机流量比例阀门通过的流量保持同步。例如执行元件需要50%流量,节能器带动电机(Ne=1500)提供750转的同步转速,那么电机带动油泵从油缸抽取50%流量。不抽取溢流的那部分流量,也就不产生不必要的浪费。特别冷却和放料过程中油泵完全不从油缸抽取流量,电机可以完全停下,不消耗电能。与注塑机整个工艺完全吻合,在不影响生产效率的前提下实现高效节能。其方框图如下:
模开注熔射顶调锁射射台发热线圈.胶台针节模油油动油油油缸.马缸作.马缸.达.油达电热电源控制电路.缸..
设定程序各执行元件开关信号.根据比例信号方向控制阀.人机界打开比例开度面设定参数.电脑主机没有多余的流量比例同步控制器回流.不产生浪费压力信号.压力比例阀溢流阀流量比利阀比例流量.同步信号.
注塑机专星三角启电机用节电器.油泵三相电源输入.动电路马达油箱4极电机,额定根据节电器提供的转速1450转.比例流量,同步抽油
、
, 注塑机采用开关方向阀控制的节电改造方案,方框图如下:
模开注熔射顶调锁射射台发热线圈.胶台针节模油油动油油油缸.马作.缸马缸.达.油达电热电源控制电路.缸..节电前后说明:
没有改造前:工作时-方向阀打开,溢流阀关断;设定程序各执行元件 冷却和放料时-方向阀关断,溢流阀打开,开关信号.方向控制阀.人机界 产生大量浪费;面设定 节电改造后:工作时-方向阀打开,溢流阀关断;参数.电脑主机 冷却和放料时-方向阀关断,溢流阀打开,控制器
但油泵不从油箱抽油,没有浪费,产生;溢流阀
注塑机专星三角启电机用节电器.油泵动电路三相电马达油箱源输入.4极电机,额定根据节电器提供的转速1450转.比例流量,同步抽油
三、立式注塑机节电改造后的优点
1、节电效果明显:马达节电高达30~65%,设备运行6-8个月,可回收投资。
2、与各种注塑机均能作最佳匹配,注塑机的操作方式与改造前完全相同,无需
改变现有设备的控制方式和油路。
3、提高电网功率因数,节省就地补偿装置,电网侧功率因数达到0.96以上。
4、平滑启动和平缓停车,消除液压冲击现象;减少液压油发热,降低了冷却水
的消耗量,并有效减缓液压元器件的老化问题。 5、减轻电机轴承、油泵叶片等运动部件的磨损程度,延长其使用寿命。
6、多重保护:对电机具有过压、欠压、过载、过流、缺相等保护功能。
7 、具有市电/节电切换功能,即使节电器万一发生故障,也不会影响注塑机的正
常工作。
三、注塑机安装前后效益分析图和节电的判定
, 节能前后效益分析图:
, 注塑机安装前后节电的判定
说明:在注塑机油泵马达负载上单独安装一块电表,
A:在没有使用节电器前,使用24小时,计算单台注塑机的24小
用电量。
B:在使用节电器后,使用24小时,计算单台注塑机的24小用电
量。
每天节电度数= A -B。
节电率=(A -B)?A
四、立式注塑机安装后投资效益分析
1、以一台油泵电机马达功率为5.5KW的立式注塑机改造为例进行投资回报分析:
功率为5.5Kw:a= 5.5KW
2、日耗电(b):按负载率60%来计算
b= a ×b×24
= 5.5KW×0.6×24
= 79度
3、电费以0.7元/度计,每日节省电费(C)为:
C= b×0.7=79×0.7=55元
4、改造后省电分析
按最低节电率35%计算
月节省电费(D)为:D=C×0.35×30=55×0.35×30=578元
年节省电费(G)为:G=D×12=578×12=6930元 5、投资回报分析(E):
?一台5.5KW油泵马达的立式注塑机,配备一套瓦萨WS9000-11-4T-Z节
电器,单价3500元,如果贵公司对20台立式注塑机进行改造,总投资:E= 3500
×20=70000元。
? 20台立式注塑机
月节省电费(D1)为:D1=D×20=578×20=11560元
年节省电费(G1)为:G1=D×12=11560×12=138720元 6、回收期(F):投资额/每月回收资金
F=E?D1= 70000?11560=6个月
7、本系统主器件全部采用进口,系统使用寿命为8-10年(按最低使用寿命8年计
算),每年系统维护费用以10%计,这项节能技术改造,共为企业带来直接经济
效益(H)为:
H=(G-G×10%)×8=(138720-138720×10%)×8=998784元
五、结论
1 直观节电效果的结论
对注塑机电改造之后,按最低的节电效果也只需6个月时间即可收回投资成本,而设备的可用期限至少十年以上,“节电是回收期最快的投资,也是受益最长的投资”。用户可以减少实际的电费开支,达到节约开支,降低经营成本、促进企业发展的目标。
2隐含的经济效益
由节电器的节电原理可知,除了具有直观的节电效益之外,其对设备及线路的保护作用而产生的系统运行寿命延长,设备发热量小、运行效率提高、维护费用减少,对投资方来说也是一笔不可忽视的经济效益。
特别是通过节电改造后,用电量下降20-40%,降低了配电网中的功率损耗,提高变压器的用电效率,带来的隐含的经济效益对投资方来说亦又是一笔可观的收益。