【正文】 ............................................ 27 VI ． 1 主管路管道的計(jì)算 ............................................................................................. 27 液壓油箱的設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 29 液壓油箱有效容積的確定 ..................................................................................... 29 液壓油箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................... 30 4． 6 液壓缸結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 ............................................................................................... 33 液壓缸的主要尺寸計(jì)算 ........................................................................................ 33 活塞的選取 .......................................................................................................... 35 活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算 ............................................................................................... 36 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................... 36 第五章 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 ...................................................................................................... 39 ． 1 冷卻器的選擇和計(jì)算 ......................................................................................... 41 第六章 其他設(shè)計(jì) ...................................................................................................................... 43 油路的設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 43 6． 液壓油路板的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) .................................................................................. 44 液壓泵的安裝方式 ............................................................................................... 45 電動(dòng)機(jī)與液壓泵的連接方式 ................................................................................ 45 濾油裝置 ............................................................................................................ 46 第七章 總結(jié) ............................................................................................................................. 48 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 49 致謝 ........................................................................................................................................... 50 1 第一章 緒論 概述 中空吹塑 在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，我們會(huì)碰到許多塑料紙中空制品，如儲(chǔ)存酸、堿的大容器，各種各樣的塑料瓶、熱水瓶殼、兒童玩具、水壺等。它們多半是采用中空吹塑生產(chǎn)的。 中空吹塑工藝是將擠出或注射成型所得到的半熔融狀態(tài)的管坯置于各種形狀的模具中，在管坯中同人壓縮空氣將其吹脹，使之緊貼于模腔壁上，再經(jīng)冷卻脫模得到中空制品的成型方法。中空吹塑可分為：擠出吹塑，注射吹塑，拉伸吹塑和多層吹塑共 4 大類。中空吹塑的詳細(xì)分類見下圖。 擠出吹塑設(shè)備包括 擠出機(jī)、機(jī)頭、模具、吹氣系統(tǒng)和鎖模裝置。伴隨著中空吹塑容器的快速發(fā)展，要求容器質(zhì)量高、成型工藝先進(jìn)、成型設(shè)備專門化。例如，容器頸口的成型定徑技術(shù)、控制型坯壁厚技術(shù)、模內(nèi)和模外自動(dòng)修邊機(jī)械化、生產(chǎn)大型容器的設(shè)備、生產(chǎn)多層容器等，以適應(yīng)社會(huì)的需求。 在當(dāng)前中空制品生產(chǎn)中，擠出吹塑仍占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)閿D出吹塑具有明顯的下列優(yōu)點(diǎn)： （ 1）適用于多種塑料，型坯通過機(jī)頭需要比較低的壓力并且在低壓（通常在 ）吹脹，容器的殘余應(yīng)力比較小，耐拉伸、沖擊、彎曲與環(huán)境等各種應(yīng)變的性能較高，具有較好的使用性能； （ 2）生產(chǎn)率比較高； （ 3）型坯溫度比較均勻，容器破裂減少； （ 4）能夠生產(chǎn)小至幾個(gè)毫升、大至數(shù)萬升容積上網(wǎng)容器。 （ 5）能夠生產(chǎn)單層和多層、單組分或多組分的各種各樣的容器； （ 6）設(shè)備造價(jià)低、投資較少、容器生產(chǎn)成本較低； （ 7）吹塑模具僅由陰模構(gòu)成，可以通過簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)機(jī)頭口模間隙或擠出條件，就可以改變?nèi)萜鞯谋诤瘢? 2 （ 8）可以成型壁厚很小或形狀復(fù)雜、不規(guī)則且為整體式的容器等。 形狀復(fù)雜的大型容器為了使用方便，其造型是多種多樣的，各部位的厚度要求不一致，例如，底部，拐彎處、提手處的要厚一些。此外，容器不同位 置，其吹脹比不想同，引起容器壁厚不均勻。要想獲得壁厚均勻和使用方便的理想容器，應(yīng)該對(duì)不同部位型坯橫截面的壁厚應(yīng)按吹脹比的大小及其使用要求而變化。吹脹比大的部位需要型坯壁厚些，反之，型坯壁厚要薄些。 以計(jì)算機(jī)電液比例技術(shù)來控制型坯壁厚，以成型壁厚分布均勻或者有選擇地增加壁厚的吹塑制品，成為塑料擠出吹塑成型機(jī)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，在制品生產(chǎn)過程中顯示出以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 節(jié)省原來 （ 2） 冷卻時(shí)間縮短 （ 3） 飛邊減少 （ 4） 更均勻的產(chǎn)品 （ 5） 降低了廢品率，生產(chǎn)率得到了提高 （ 6） 生產(chǎn)以前不可能生產(chǎn)的制品 （ 7） 比較短的調(diào)整時(shí)間 基于電液伺服技術(shù)以實(shí)施編程調(diào)節(jié)的型坯壁厚控制器始于上世 60 年代末，至今已日趨完善和成熟，并形成產(chǎn)品。隨著電液比例技術(shù)的出現(xiàn)，由于電液比例技術(shù)具有廉價(jià)，抗污染性好、便于維護(hù)和在一定程度上滿足適時(shí)控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求等特點(diǎn)，因而現(xiàn)在多采用比例閥實(shí)現(xiàn)塑料擠吹中空成型機(jī)的位置控制，再結(jié)合編程調(diào)節(jié)控制器進(jìn)行型坯壁厚控制，在實(shí)際成型加工過程中顯示出強(qiáng)有力的生命力和實(shí)用價(jià)值。 根據(jù)文獻(xiàn)介紹，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，壁厚控制裝置普及速度驚人。它已成為主機(jī)必備的標(biāo)準(zhǔn)裝備，是吹塑技術(shù)顯著進(jìn)步的一個(gè)標(biāo)志。相比較，我國(guó)的吹塑中 空成型技術(shù)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。 3 第二章 液壓系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì) 運(yùn)動(dòng)與負(fù)載分析 2． 塑料中空成型工藝流程分析 大型塑料中空成型機(jī)一般包括：擠出機(jī)，機(jī)頭，合模裝置，吹脹裝置，制品取出裝置，液壓站，強(qiáng)弱電控制系統(tǒng)。按擠出型坯的方式分為儲(chǔ)料式和連續(xù)擠出式。大中型中空吹塑成型機(jī)擠出型坯的方式主要為儲(chǔ)料式。它以顆粒狀的聚丙烯，聚乙烯和一些添加色料為原料，通過料斗把原料送人擠出機(jī)的加熱管道中，經(jīng)過機(jī)筒上的加熱器加熱，使之成為熔融態(tài)；再以給定的壓力，借助可調(diào)速的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入機(jī)頭后將熔融料注入儲(chǔ)缸內(nèi)。在儲(chǔ)料缸 內(nèi)的熔融塑料溫度高達(dá) 300 C? 。隨熔料的不斷注入，缸內(nèi)熔料壓力迅速上升，推動(dòng)料位塞向上移動(dòng)；當(dāng)料位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，口模打開，將熔料注射到模具中，繼而進(jìn)行吹氣。保壓，使熔融態(tài)的塑料在模具內(nèi)固化成型。隨著熔融料擠出到開模取出制品等一系列動(dòng)作的完成，所需要的中空制品即完成了大型塑料中空成型機(jī)的主要工藝流程為： 1. 通過擠出機(jī)使聚合物熔融，并使熔融體通過機(jī)頭成型為管狀型坯。 2. 型坯達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度是，吹塑模具閉合，將型坯夾持在兩半模具之間，并切斷后移至另一工位。 3. 把壓縮空氣注入型 坯時(shí)，吹脹型坯，使之貼緊模具型腔成型。 4. 冷卻 5. 開模，取出成型制品 2． 塑料中空成型機(jī)液壓系統(tǒng)的分析及要求 1. 液壓系統(tǒng)的分析 中空機(jī)擠吹塑工藝是按照一定順序、不同性能要求的一個(gè)多執(zhí)行機(jī)構(gòu)的周期性動(dòng)作系統(tǒng)。系統(tǒng)中執(zhí)行元件多，動(dòng)作復(fù)雜，順序要求嚴(yán)格，并且要求具有一定的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特 4 性，因此采用液壓傳動(dòng)更容易實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)中共需六組液壓操作油缸：一對(duì)合模缸、吹針升降缸、擴(kuò)張缸、一對(duì)桶口模缸、壁厚控制缸、貯料缸。系統(tǒng)中各組執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有不同的壓力、動(dòng)作速度、位移精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求、保壓要求等 2. 對(duì)液壓系統(tǒng)的要求 合模運(yùn)動(dòng)要求平穩(wěn)，兩片模具閉合時(shí)不應(yīng)有沖擊；當(dāng)模具閉合后，合模機(jī)構(gòu)應(yīng)保持閉合壓力，防止吹塑時(shí)將模具沖開。擠塑后，擠塑機(jī)構(gòu)應(yīng)保持?jǐn)D塑壓力，使塑料充滿型腔。 計(jì)算工作負(fù)載 合模缸在模具閉合過程中所受的負(fù)載力為 60，則合模缸的載荷力在考慮動(dòng)模及其運(yùn)動(dòng)部件的啟動(dòng)慣性力和導(dǎo)軌的摩擦力，取一個(gè)總的安全系數(shù) ，則有： ?F ? 60? 10? 103 =? 105 N 鎖模保壓時(shí)，動(dòng)模停止運(yùn)動(dòng)，其外載荷就是給定的鎖模力。開模時(shí)，液壓缸除要克服給定定的開模力外，還要克服運(yùn)動(dòng)部件的摩擦力。 2. 擠塑缸的載荷力 對(duì)于擠塑缸擠塑時(shí)，工作載荷即為擠出塑料的阻力，由擠塑時(shí)已知條件給出的負(fù)載為 60，則擠塑缸的工作負(fù)載在考慮摩擦阻力、慣性力的情況下，取一個(gè)總的安全系數(shù) ，則有： ????F ?? 3. 吹脹缸和控制缸的載荷力 對(duì)于這兩個(gè)液壓缸，由于在整個(gè)液壓系統(tǒng)中，這兩個(gè)缸所受的載荷力很小，所以兩缸的負(fù)載可以不需要對(duì)其設(shè)計(jì)計(jì)算，只需粗略選擇液壓缸即可。 各液壓的工作速度 （ 1）擠塑缸的工作速度 根據(jù)已知條件粗略計(jì)算擠塑缸的工作速度： smmtsv 4010400 ??? （ 2） 合模缸的工作速度 5 參看有關(guān)資料和手冊(cè)選擇：合模缸快進(jìn)和快退的速度均為： smmv 40? 合模缸慢進(jìn)和慢退的速度均為： smmv 10? 。 確定液壓缸參數(shù) 初選系統(tǒng)壓力 20L塑料擠出中空成型機(jī)屬于大型液壓機(jī)類型，根據(jù)《液壓與氣壓傳動(dòng)》表 88 及機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 5 卷，選定系統(tǒng)工作壓力為 21MPa。 對(duì)系統(tǒng)的合模缸、擠塑缸的工作情況進(jìn)行速度和負(fù)載的分 析，并繪制出速度、負(fù)載的工況圖，如圖所示。而吹針缸、控制缸在整個(gè)液壓系統(tǒng)中受力不大，所以忽略考慮。 擠塑缸 6 合模缸 計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 1. 確定擠塑缸的內(nèi)徑 擠塑缸為單活塞桿液壓缸且以無桿腔。因塑料存儲(chǔ)時(shí)，需要有一定的背壓，所以根據(jù)資料，選擇背壓力為 P =。由于各運(yùn)動(dòng)部件密封處有摩擦阻力所以造成損失，所以要考慮到機(jī)械效率 cm? 。通常可取 cm? 在 之間，故取 ?cm? 。而總效率通常由機(jī)械效率和容積效率組成，這里去容積效率為 1?n? . 根據(jù)《液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)》和《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 5 卷》得液壓缸的內(nèi)徑計(jì)算公式是： ??PFD