三、注射机的结构
注射机通常由注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统等组成。
1.注射装置的工作原理
注射装置是注射机中直接对塑料加热和加压的部分,塑料的塑化和注射都在这里进行,因此,注射装置是注射机的一个非常重要的组成部分。注射装置在注射成型工艺过程中,应能均匀加热和塑化一定数量的塑料;以一定的压力和速度将熔料注入模腔;保持一定的压力以便向模内补充一部分熔料,补偿制件的冷却收缩,防止模内熔料的反流。能满足这些要求的注射装置主要有柱塞式注射装置和螺杆式注射装置,目前采用最多的是往复螺杆式的。
(1)柱塞式注射装置的工作原理 粒料从料斗落入计量装置的计量室中,当注射液压缸中的活塞前进时,推动注射柱塞前移,带动计量室同时前移,从而将一定量的粒料推入料筒的加料口。当柱塞后退时加料口的粒料进入料筒,同时料斗中的第二份粒料又落入加料口。注射动作反复进行,粒料在料筒中不断前移。在前移的过程中,依靠料筒加热器加热塑化,使粒料逐渐变为黏流态,通过分流梭与料筒内壁间的窄缝,使熔料温度均匀,流动性进一步提高。最后,在柱塞的推动下,熔料通过喷嘴注射到模腔中成型。
柱塞式塑化装置是利用外加热的热传导方式使塑料熔融塑化,这显然使料筒内的塑料形成一定的温度梯度,而塑料的导热性能差,故塑料与料筒接触处的温度和与分流梭接触处的温度是不同的,这会造成塑化不良和温度不均匀。
对于柱塞式塑化装置,要提高塑化能力,主要依靠增加料筒直径和长度。因这种塑化装置的料筒分别在加料室和塑化室二段,提高塑化量意味着成倍加长料筒或增加料筒截面积,这对设计和热传导均不利,从而限制了塑化能力的提高。因此,这种塑化装置一般用于小型注射机上。
其次,柱塞式塑化装置的注射压力损耗大。这是因为粒状塑料在柱塞的推力作用下,首先被压实成柱,然后被分流梭分开,物料进一步受到压缩,这自然要有一定的压力损失。另外,物料熔融前后流经料筒、分流梭、喷嘴时要克服一定的阻力,也要损失一部分压力。
(2)螺杆预塑式注射装置的工作原理 螺杆预塑式注射装置的组成和工作原理与柱塞式预塑注射装置相似,不同之处是完成塑化的是螺杆式结构。塑化速度较快且均匀,可提供较大注射量,注射的压力和速度稳定。这种形式多用于高速精密和大型注射装置及低发泡注射装置。
(3)往复螺杆式注射装置的工作原理 往复螺杆式注射装置是目前最常用的一种,主要由塑化部件、料斗、螺杆传动装置、注射座、注射座移动液压缸和注射液压缸等组成。塑化部件和螺杆传动装置等装在注射座上,注射座借助注射座移动液压缸可沿底座的导轨往复运动,使喷嘴撤离或贴紧模具。
螺杆式注射装置的工作过程如下:塑料从料斗落入料筒的加料口,依靠螺杆的转动将其拽入并向前输送,同时,通过料筒的加热和螺杆的剪切摩擦作用逐渐塑化。塑化的熔料被输送到螺杆前端。随着螺杆的转动,塑料不断被塑化,塑化的熔料在喷嘴处越集越多,压力也越来越大,在熔料压力的作用下,螺杆边转边退,螺杆后退的背压(即后退时的反压力,其大小可通过背压阀调节)可以根据塑料的品种和成型工艺的要求进行调节。当螺杆前端的熔料达到所需注射量(即螺杆后退到一定距离)时,撞击行程开关(计量装置),使螺杆停止转动。然后,开始注射。注射时压力油进入注射液压缸,推动活塞带动螺杆以一定的速度和压力将熔料注入模腔,随后进行保压补料,保压结束后开始第二次循环。由于这种注射装置在加料塑化时螺杆转动并且后退,在注射时螺杆前进,故称之为往复螺杆式注射装置。
往复螺杆式注射装置塑化质量好、速度快,注射压力损失小,预塑量计量准确,螺杆的拆装和清理容易,广泛应用于各类大、中、小型注射机。
2.注射装置的主要零部件
(1)柱塞式塑化部件 包括料筒、柱塞、分流梭。
①料筒:它既要完成对塑料的塑化,又要完成对塑料的注射,因此对它在耐温、耐腐蚀、耐磨损、具有一定的热惯性等方面的要求都比较高。根据料筒不同部位作用的不同,可将它分成加料室和塑化室,如图5-6所示。
加料室是指柱塞在推料时所占据的料筒空间,加料室应该具有足够的落料空间,使散状的塑料方便地加入。为保持良好的加料条件,加料口附近要设冷却装置。
塑化室为料筒前半部除分流梭以外的内部空间,是对塑料加热并实现其物态变化的重要部分。由于塑料受热塑化所需要的时间比注射成型的循环周期长几倍,因此塑化室的容积应比注射量大几倍。
图5-6 柱塞式注射机料筒
②柱塞:柱塞的主要作用是传递注射液压缸压力,将定量熔料高速注入模腔。柱塞是表面硬度较高、表面粗糙度数值较小的圆柱体,其前端加工成内圆弧或大锥角的凹面,以减少熔料被挤入柱塞与料筒的间隙形成反流。其内部可开设冷却孔。柱塞的行程和直径是根据注射量确定的,柱塞行程与直径之比约为3.5~6。柱塞与加料室的配合要保证柱塞自由往复运动,且又不致漏料,一般选用H8/f9~H9/f9配合。
③分流梭:分流梭的结构如图5-7所示,它设置在塑化室的中央,形状似鱼雷,故又称鱼雷体。分流梭与加热料筒的内壁形成均匀分布的薄浅流道。料筒的部分热量通过数根翅翼(亦称肋)使分流梭受热。所以,当塑料进入加热室时,就形成了一个较薄的塑料层,同时受到加热料筒和分流梭的加热,从而提高了塑化能力,改善了塑化质量。
图5-7 分流梭
(2)螺杆式塑化部件螺杆式塑化部件如图5-8所示,主要由螺杆、料筒、喷嘴等组成。塑料在转动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、定量注射的核心部件。
图5-8 螺杆式塑化部件
①螺杆:注射机螺杆和挤出机螺杆相比,二者有很多相似之处。但是由于注射机和挤出机的操作条件不同,所以螺杆结构有所区别。挤出过程可以看作是稳定熔融的连续过程,而注射过程则是非稳定熔融的间歇过程。挤出螺杆是连续转动的,螺杆较长,从而维持了相对稳定的熔融状态;而注射螺杆是时转时停,边转边后退,使螺杆的有效长度逐渐缩短,不能像熔融理论所描述的那样维持稳定的熔融过程。当螺杆停止转动时,熔膜增厚,固体床则相应减薄。当螺杆再转动时,如果转动的时间足够长,则可达到原来的稳定熔融状态。然而,注射螺杆预塑加料的转动时间都较短,而且在注射时螺杆中要产生强烈的横流和压力流。强烈的横流将固体床从螺杆的背面推向推力面,这就使固体床更早解体。因而,注射机中物料的熔融过程比挤出机中更为复杂。
螺杆的结构形式:和挤出机螺杆一样,注射机螺杆的结构也有渐变螺杆和突变螺杆两大类。实现变化的方法有等距变深和等深变距两种。等深变距螺杆制造比较复杂,同时因为均化后螺槽较深,搅拌混合作用较小,故较少采用。等距变深螺杆制造容易,搅拌混合作用大,所以一般采用这种结构。在注射成型中还采用一种通用螺杆,因为在注射成型中经常更换塑料品种,拆换螺杆比较频繁,费力费时,用通用螺杆并通过调节工艺条件来满足不同塑料的成型加工是可行的。通用螺杆压缩段的结构介于渐变型和突变型之间,它兼有渐变型和突变型螺杆的特点,扩大了适用范围,但对某种塑料来说,可能会降低其塑化效率和质量,增加功率消耗量。
螺杆头:为了适应不同塑料的加工,螺杆头的结构形式也不一样。加工高黏度的非结晶塑料时,螺杆头部前端为圆锥形,圆锥角为30°~40°左右,这种螺杆头部的锥角小,可防止熔料的停滞和分解,如图5-9(a)所示。加工结晶塑料时,由于熔料的黏度较低,在高压注射时,易造成回流,压力保持困难,影响实际注射量,所以,常在颈部加止回环,预塑时,熔料顶开止回环而流向螺杆前端;注射时,因螺杆前端熔料的压力升高,使止回环后移,将流道关闭,防止回流,如图5-9(c)所示。通用类螺杆可用图5-9(b)所示的螺杆头。
图5-9 螺杆头的结构形式
②料筒:料筒是塑化部件的另一重要零件,它和螺杆一起完成塑料的塑化和注射,其结构形式大多采用整体式,由于要求耐温、耐压、耐磨及耐腐蚀,因此常采用含铬、钼、铝的特殊合金钢制造。注射机大多采用自重加料。加料口的形状应尽可能增强对塑料的输送能力。加料口的形式有对称和偏置两种,如图5-10所示。
图5-10 加料口断面形状
料筒加热应分段进行。加料口处设置冷却装置,防止粒料熔融。
③喷嘴:喷嘴是连接料筒与模具的部件。它的主要功能是:
·预塑时,建立背压,排除气体,防止熔料流涎,提高塑化质量。
·注射时,使喷嘴与模具主流道良好接触,保证熔料在高压下不外溢。
·注射时,建立熔体压力,提高剪切应力,并将压力能转换为动能,提高注射速率和升温,加强混炼效果和均化作用。
·保压时便于向模腔补料,冷却定型时可增加回流阻力,防止模腔中的熔料回流。
·喷嘴还有调温、保温和断料功能。
目前生产上采用的喷嘴形式很多,但按其结构可分为直通式和自锁式两大类。
直通式喷嘴是指熔料从料筒内到喷孔的通道始终是敞开的,根据使用要求的不同有以下几种:
通用式喷嘴:其结构如图5-11(a)所示。这种喷嘴结构简单,制造容易,压力损失较小。其缺点是当喷嘴离开模具时,低黏度的熔料容易从喷嘴流出,即产生所谓流涎现象。另外,因喷嘴上无加热装置,熔料易冷却。这种形式的喷嘴主要用于熔料黏度高的塑料。
延伸式喷嘴:其结构如图5-11(b)所示。它是通用式喷嘴的改型,结构简单,制造容易。这种形式的喷嘴由于增加了喷嘴体的长度和口径,并设有加热圈,所以,熔料不会冷却,补缩作用大,适用于厚壁制件的生产。
远射程喷嘴:其结构如图5-11(c)所示。它除设有加热圈外,还扩大了喷嘴的贮料室,以防止熔料冷却。这种形式的喷嘴口径较小,射程较远,适合形状复杂的薄壁制件生产。
图5-11 直通式喷嘴
自锁式喷嘴的喷孔,除了在注射和保压两个阶段打开外,其余时间一直是关闭的。图5-12为外弹簧针阀自锁式喷嘴,注射前,喷嘴内熔料的压力较低,针形阀芯在弹簧的张力(通过垫圈和导杆)作用下将喷嘴堵死。注射时,螺杆(或柱塞)前进,喷嘴内熔料的压力增高,作用于针形阀芯前端口面的压力增大,当其作用力大于弹簧的张力时,针形阀芯便压缩弹簧而后退,喷孔打开,熔料便经过喷孔注入模腔。在保压叶段,喷孔一直保持打开状态。保压结束,螺杆后退,喷嘴内的熔料压力降低,针形阀芯在弹簧张力作用下前进,又将喷孔关闭。因此,采用自锁喷嘴可以杜绝熔料的流涎现象,这种喷嘴适用于加工黏度较低的塑料。
(3)螺杆的传动装置 螺杆传动装置是在加料预塑时给螺杆提供所需扭矩和转速的工作部件。由螺杆式注射装置的工作原理可知,螺杆的加料预塑是间歇进行的,因此起动频繁,负荷较大,故传动装置必须首先满足这种要求;同时为了适应不同塑料的加工,螺杆的扭矩和转速应有一定的调节范围。
图5-12 外弹簧针阀自锁式喷嘴
螺杆的传动形式很多,根据螺杆速度的变化情况可分成无级调速和有级调速两大类。
有级调速:由电动机和齿轮变速箱组成,如图5-13所示。它可通过变速箱换挡或调换齿轮来改变螺杆的转速。螺杆的转速和扭矩成反比,所以,当输入的功率一定时,降低螺杆的转速可增大螺杆的扭矩。
图5-13 电动机—齿轮变速箱传动
无级调速:主要有两种形式,一种是用高速液压马达经齿轮减速箱驱动螺杆(图5-14),另一种是用低速大扭矩液压马达直接驱动螺杆(图5-15)。
根据成型工艺对注射螺杆转动的要求,使用液压马达比较理想,因为液压马达的转动特性软(即当负荷发生变化时,转速能迅速跟着改变),起动惯性小,可以对螺杆起到过载保护作用。同时,可在不停车的情况下实现无级调速。与同规格的电动机相比,质量轻、体积小、结构紧凑、噪声小。从能源利用方面来说,因为大部分螺杆式注射机都采用液压传动,当螺杆预塑时,注射机处在硬化定型阶段,此时,液压泵处于无负荷状态,若用液压马达,可方便地得到动力来源。
图5-14 高速液压马达经齿轮减速箱驱动螺杆
图5-15 低速大扭矩液压马达直接驱动螺杆
(4)注射座 注射座是用来连接和固定塑化部件、注射液压缸、移动液压缸等重要结构零件或组件的,是注射装置的安装基准。
①注射座结构:图5-16为外形相似但注射座结构不同的两种注射装置。图(a)是整体式结构,螺杆的传动装置(减速箱)、液压缸、料筒均安装在注射座上;图(b)是螺杆传动装置的减速箱作为安装基体,液压缸和料筒分别通过支承座和加料座与减速箱体连接。
图5-16 注射座结构
②注射座的转动装置:在更换螺杆或修理螺杆时,经常需要拆卸螺杆。由于料筒前端装有模板,给装拆螺杆带来不便,因此,在较多的注射机上将注射装置设计成可转动的结构,如图5-17(a)所示,或从塑化装置后部拆装螺杆,如图5-17(b)所示。
图5-17 螺杆拆卸方式
3.合模装置
合模装置的作用主要有三方面:实现模具的可靠开合动作和行程;在注射和保压时,提供足够的锁模力;开模时,提供顶出制件的行程及相应的顶出力。合模装置主要由前后固定模板、活动模板、拉杆、液压缸、连杆、模具调整机构、顶出机构以及安全保护机构等组成。下面对合模装置的主要机构和部件分别予以介绍。
(1)合模装置的形式 合模装置的形式可根据实现锁模力的方式不同分为液压式、液压—机械式和机械式三种。
①液压式合模装置:液压式合模装置是依靠液体的压力直接锁紧模具,当液体的压力解除后,锁模力也随之消失。目前,液压式合模装置的传动方式主要有单缸直压式、充液式、增压式等。
单缸直压式合模装置:这种合模装置是直接用一个液压缸来实现开模和合模。它是液压式合模装置中最简单的一种形式,如图5-18所示。压力油进入液压缸的左腔时,推动活塞向右移动,模具闭合。待油压升至预定值后,模具锁紧。当油液换向进入液压缸右腔时,使模具打开。对合模装置的要求是在满足锁模力的情况下,应有较高的模板运行速度,以提高生产效率。当液压泵流量和油压一定时,要提高模板的运行速度应该用小直径液压缸,要增大锁模力则应该用大直径液压缸。显然,增大锁模力和快速运行对单缸直压式合模装置结构的要求是矛盾的,由于这一矛盾,限制了它在生产上的应用,从而也推动了合模装置的发展。
图5-18 单缸直压式合模装置
图5-19 充液式合模装置
充液式合模装置:增大锁模力主要有两个途径,即增高油压或加大液压缸直径。但是,液压的增加总是有限的,因而,提高锁模力主要依靠增大液压缸直径的办法来解决。为了在液压缸直径加大以后不影响移模速度,于是就出现了充液式合模装置,如图5-19所示,这种合模装置是用直径不同的两个液压缸,分别满足增大锁模力和快速合模的要求。合模时,压力油进入小直径的合模液压缸,推动合模液压缸运动,进行快速合模。与此同时,合模液压缸内部形成负压,使充液阀(即液控单向阀)打开,于是,充液油箱中的油液在大气压的作用下,经充液阀充入合模液压缸。当模板运行终了时,合模液压缸已充满油液,然后再通入压力油,油压便很快上升。由于合模液压缸的直径较大,因而能够保证锁模力的要求。充液式合模装置的充液油箱可以装在机身上部或下部,对于大型注射机一般都装在上部,以便利用油液的重力进行充液。
图5-20 增压式合模装置
增压式合模装置:图5-20为增压式合模装置。它是通过增加液压缸内的油压来增大锁模力的。合模时压力油进入合模液压缸的左腔,因为液压缸直径较小,故仍然可以保证模板具有一定的运行速度,待到模板靠拢后,再使压力油进入增压液压虹的左腔。由于增压活塞直径D和活塞杆直径d之差的作用,增压活塞向右移动,使闭模液压缸中的压力油进一步受到压缩,油压升高。
充液增压式合模装置:为满足大吨位注射机锁模力的要求,可采用充液式和增压式组合的液压合模装置,如图5-21所示。合模时,压力油进入两旁的小直径长行程的移模液压缸内,带动动模板和合模液压缸的活塞前进。同时,合模液压缸内形成负压,充液阀打开,液压缸充油。当模具闭合后,压力油进入增压液压缸,使合模液压缸内的油增压。由于合模液压缸的直径大,并且是在高压油的作用之下,从而可达到很大的锁模力。
图5-21 充液增压式合模装置
②液压—机械式合模装置:有液压—单曲肘合模装置和液压—双曲肘合模装置等。
液压—单曲肘合模装置:图5-22是液压—单曲肘合模装置的一种形式。当压力油从合模液压缸上部进入时,推动活塞向下,迫使两根连杆伸展为一条直线,从而锁紧模具。开模时,压力油从液压缸下部进入,使连杆曲屈。液压缸用铰链与机架相连,开合模过程中,液压缸可以摆动。这种合模装置液压缸小,装在机身内部,使机身长度减小。由于是单臂,易使模板受力不均,只适于模板面积小的小型注射机,两模板距离的调整较容易。
图5-22 液压—单曲肘合模装置
液压—双曲肘合模装置:图5-23是一种液压—双曲肘合模装置。压力油从液压缸底部进入,活塞前进,肘杆伸直,使模具锁紧。由于是双臂,可以适应较大的模板面积,因此中、小型注射机都有采用。
图5-23 双曲肘合模装置
曲肘合模装置有以下特点:
一是具有增力作用。例如XS-ZY-125型注射机,其驱动肘杆的液压缸直径较小,若使用5MPa油压,液压缸推力为72kN,但却能产生900kN的锁模力,增力倍数为12.5。增力倍数的大小同肘杆机构的形式、各肘杆的尺寸以及相互位置有关。
二是具有自锁作用。即撤去液压缸推力,合模系统仍然处于锁紧状态。
三是模板的运动速度从合模开始到终了是变化的。从合模开始,速度由零很快到最高速度,以后又逐渐减慢,锁紧时速度为零,这正好符合合模装置的要求。开模过程中模板的运动速度也是变化的,但与上述情况相反。
四是模板间距、锁模力和合模速度的调节困难,必须设置专门的调模机构,因此不如液压合模装置适应性强和使用方便。
此外,曲肘机构容易磨损,加工精度要求也高。
③机械式合模装置:机械式合模装置是利用电动机、减速器、曲柄及连杆等机构实现开合模动作和提供锁模力。这种机构有体积小、质量轻、结构简单、制造容易等特点,但机构受力及运动特性不如前两种合模装置好,在运动中产生的冲击和振动较大,可调整的模具厚度范围小,因此应用较少。
综上所述,液压式合模装置、液压—机械式合模装置和机械式合模装置都具有各自的特点,但这些特点都是相对的。例如液压式合模装置结构简单,适于中、高压液压系统,其液压系统的设计和对液压元件的要求比较高,否则难以保证注射机的正常工作。液压—机械式合模装置虽有增力作用,易于实现高速,但如果没有合理的结构设计和制造精度的保证,上述特点也难以发挥。机械式合模装置有结构简单、制造容易等特点,但因它不很符合工艺的要求,在新设计中已不采用。
(2)调模装置 调模装置是为适应模具厚度变化而设置的,调模行程决定了模具的最大和最小厚度。不同的合模装置,其调模装置和调模方式也不同,下面主要介绍液压式和液压—机械式合模系统的调模装置。
①液压式合模系统的调模装置:液压式合模装置的动模板是直接固定在活塞杆或缸体上的。因此,动模板的行程是由合模液压缸行程决定的。调模是利用合模液压缸来实现的,调模行程包含在动模板行程内,为动模板行程的一部分。故该类合模装置一般仅规定动、定模板间的最大开距,而不明确给出调模行程。为防止合模液压缸超越工作行程,必须限制模具的最小厚度,严禁注射机在无模情况下进行合模操作。
②液压—机械式合模系统的调模装置:对于液压—机械式合模装置来说,调模装置也是调整锁模力的装置。因为液压—机械式合模装置是由固定的尺寸链组成的,调节锁模系统的变形量,即可达到调整锁模力的目的。目前使用的调模装置形式很多,下面介绍几种常用的调模装置。
螺纹肘杆调距:上面的图5-23为XS-Z-60型注射机的调距机构。松动两端的锁紧螺母,调节调距螺母(其内螺纹一端为左旋,另一端为右旋),使肘杆的两段发生轴向位移,改变肘杆的长度,从而达到调节模板距离的目的。一般只用于小型注射机。
移动合模液压缸位置调距:如图5-24所示,合模液压缸外径上有螺纹,并与后固定模板相连接。转动调节螺柱,使调整螺母转动,合模液压缸发生轴向位移,从而使合模机构沿拉杆移动,达到调距的目的。这种结构一般也只用在中小型注射机上。
拉杆螺母调距:如图5-25所示,合模液压缸装在后模板上,通过调节拉杆螺母,便可调节合模液压缸的位置。四个螺母调节量必须一致,否则模板会发生歪斜。用手动调节达到四个螺母的调节量完全一致是困难的,为使四个螺母的调节量一致,有的设有联动机构。
图5-24 移动合模液压缸位置调距
动模板间连接大螺母调距:如图5-22所示,它们有两块移动模板,其间用螺纹连接起来。调动调节螺母,便可改变移动模板的厚度,从而达到调距的目的。这种形式调节方便,使用较多,但多了一块移动模板,增加了移动部分的质量和机身的长度。
(3)顶出装置 顶出装置是为顶出模内制件而设置的,各种合模装置均设有顶出装置。顶出装置可分为机械顶出、液压顶出和气动顶出三种。
图5-25 拉杆螺母调距
机械顶出:如图5-23所示,顶杆固定在机架上,它本身不移动,开模时移动模板后退,顶杆穿过移动模板上的孔而到达模具推板,将制件顶出。顶杆长度可以根据模具的厚薄,通过螺纹调节。顶杆的数目、位置根据合模装置的特点、制件的大小而定。机械顶出结构简单,但顶出是在开模终了时进行的,模具内顶板的复位要在闭模开始后进行。
液压顶出:顶出力、速度、位置、行程和顶出次数可由液压系统、控制系统进行调节,而且可自行复位,能在开模过程中以及开模后顶出制件。液压顶出装置有利于缩短注射机循环周期和实现自动化生产,目前应用十分广泛。
气动顶出:利用压缩空气为动力,通过模具上设置的气道和微小的顶出气孔,直接把制件顶出。这种顶出方法比较简单,在制件表面不留痕迹,对盒、壳等制件顶出十分有利。但此法需要增设气源和气路等辅助设备,使用范围受到限制,目前采用得较少。
4.液压传动系统
液压传动系统的功用是为注射机实现按工艺过程所要求的各种动作提供动力,并满足注射机各部分所需力、位移和速度的要求。以XS-ZY-125注射机为例,介绍它的液压传动系统。
如图5-26所示,XS-ZY-125注射机的工作部件有4个,即合模机构、注射座移动机构、注射(包括预塑)机构和顶出机构(机械顶出),它们是按照一定的时间和顺序作如下循环运动的。
图5-26 XS-ZY-125注射机的液压传动系统
图5-26中的符号说明见下表。
(1)XS-ZY-125注射机液压系统的特点 XS-ZY-125注射机的液压系统有如下特点:
①XS-ZY-125注射机的合模机构是液压—机械式的,闭锁模具可靠,可以自锁。这种合模机构具有连杆机构运动的特点,即在闭模过程中其速度是由快变慢,而在开模过程中其速度是逐渐变快的。这一特点和液压系统速度控制回路配合起来,就能很好地满足成型工艺的要求。
②液压动力部分采用大小泵同时或分别对主油路供油,可满足液压系统工作部件对速度的要求。
③图5-26中件3为大泵溢流阀,用以保持系统压力恒定,保证大泵和油路安全。工作部件慢速运动时,大泵通过它卸荷。
④图5-26中件6为小泵溢流阀,用以保持系统压力恒定,保证小泵和油路安全。机器不工作时,小泵通过它卸荷。
⑤图5-26中件17为单向节流阀,用以调节开模速度,以满足不同制件对开模速度的不同要求。闭模速度是采用大小泵同时工作或小泵单独工作而变速的。
⑥合模液压缸采用单双作用活塞式液压缸,它与连杆机构组成液压—曲肘合模机构,由于连杆有自锁作用,因而是连杆承担锁模力,而合模液压缸的油压只是提供连杆伸直时所需的力和开模时所需的开模力。
⑦图5-26中件10为远程调压阀,在阀3、阀6的压力调定值以内调节注射压力;件14为调速阀,用以调节注射速度;件16为转阀,用以控制螺杆后退。
(2)动作过程 可以分为以下8个步骤。
①合模:过程如下。
慢速合模:电磁线圈2YA、9YA通电,大泵卸荷,小泵输出的压力油经阀5→阀11→合模液压缸上腔,推动活塞实行慢速合模。与此同时合模液压缸下腔油液经阀17(单向阀)→阀11→冷却器→油箱。
快速合模:电磁线圈1YA、2YA、9YA通电,大小泵输出的压力油经阀4、阀5→阀11→合模液压缸上腔,推动活塞实现快速合模。回油路线同前。
慢速合模:同前。
②注射座前移:电磁线圈2YA、7YA、9YA通电。大泵卸荷,小泵输出的压力油经阀5→阀12→注射座移动液压缸右腔,推动活塞,带动注射座向前。液压缸左腔的油经阀12→冷却器→油箱。
③注射:电磁线圈1YA、2YA、3YA、4YA、5YA、7YA、9YA通电,大小泵输出的压力油经阀4、阀5→阀13→阀18(单向阀)→注射液压缸右腔,推动活塞进行注射。注射速度由调速阀14调节。注射压力由远程调压阀10调节。与此同时注射座移动液压缸右腔继续供油。
④保压:电磁线圈2YA、3YA、4YA、7YA、9YA通电,大泵卸荷,小泵输出的压力油经阀5→阀13→阀18(单向阀)→注射液压缸右腔,保持压力。
⑤预塑:大小泵均卸荷,螺杆由电动机带动旋转,与此同时螺杆在熔料的反压力作用下后退,使注射液压缸右腔的油液经阀18(调压阀)→换向阀13→冷却器→油箱。螺杆退至计量预定的位置时,压下限位开关8S,预塑停止。
⑥注射座退回:电磁线圈2YA、6YA通电,大泵卸荷,小泵输出的压力油经阀5→阀12→注射座移动液压缸左腔,推动活塞,带动注射座后退。液压缸右腔的油经阀12→冷却器→油箱。
⑦开模:过程如下。
慢速开模:电磁线圈2YA、8YA通电,大泵卸荷。小泵输出的压力油经阀5→阀11→阀17(节流阀)→合模液压缸下腔,由于小泵流量小,推动活塞实现慢速开模。液压缸上腔的油液经阀11→冷却器→油箱。
快速开模:电磁线圈1YA、2YA、8YA通电,大小泵输出的压力油经阀4、阀5→阀11→阀17(节流阀)→合模液压缸下腔,由于大小泵同时输油,实现快速开模。回油路线同前。
慢速开模:同前。
开模停止:半自动生产时,在慢速开模的过程中触及开模停止限位开关时,小泵卸荷。此时,大小泵输出的油都回油箱,开模停止。待安全门重新关闭时,开始第二个循环。
⑧螺杆后退:将转阀16的手柄顺时针扳动,电磁线圈2YA通电,小泵输出的压力油经阀5→阀16→注射液压缸左腔,实现螺杆后退。液压缸右腔的油液经阀18→阀13→冷却器→油箱。
螺杆后退主要用于拆卸螺杆和清洗料筒。
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