【正文】 液壓泵的安裝方式 ............................................................................................... 45 電動機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 .................................................................................................................................... 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，我們會碰到許多塑料紙中空制品，如儲存酸、堿的大容器，各種各樣的塑料瓶、熱水瓶殼、兒童玩具、水壺等。 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。中空吹塑的詳細分類見下圖。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、成型設(shè)備專門化。 在當前中空制品生產(chǎn)中，擠出吹塑仍占絕對優(yōu)勢，這是因為擠出吹塑具有明顯的下列優(yōu)點： （ 1）適用于多種塑料，型坯通過機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)小至幾個毫升、大至數(shù)萬升容積上網(wǎng)容器。 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。要想獲得壁厚均勻和使用方便的理想容器，應(yīng)該對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。 以計算機電液比例技術(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的一項關(guān)鍵技術(shù)，在制品生產(chǎn)過程中顯示出以下優(yōu)點： （ 1） 節(jié)省原來 （ 2） 冷卻時間縮短 （ 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)整時間 基于電液伺服技術(shù)以實施編程調(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。 根據(jù)文獻介紹，歐美發(fā)達國家，壁厚控制裝置普及速度驚人。相比較，我國的吹塑中 空成型技術(shù)落后于發(fā)達國家。按擠出型坯的方式分為儲料式和連續(xù)擠出式。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的加熱管道中，經(jīng)過機筒上的加熱器加熱，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)，進入機頭后將熔融料注入儲缸內(nèi)。隨熔料的不斷注入，缸內(nèi)熔料壓力迅速上升，推動料位塞向上移動；當料位達到設(shè)定值時，口模打開，將熔料注射到模具中，繼而進行吹氣。隨著熔融料擠出到開模取出制品等一系列動作的完成，所需要的中空制品即完成了大型塑料中空成型機的主要工藝流程為： 1. 通過擠出機使聚合物熔融，并使熔融體通過機頭成型為管狀型坯。 3. 把壓縮空氣注入型 坯時，吹脹型坯，使之貼緊模具型腔成型。系統(tǒng)中執(zhí)行元件多，動作復(fù)雜，順序要求嚴格，并且要求具有一定的動態(tài)響應(yīng)特 4 性，因此采用液壓傳動更容易實現(xiàn)。系統(tǒng)中各組執(zhí)行機構(gòu)具有不同的壓力、動作速度、位移精度、動態(tài)響應(yīng)要求、保壓要求等 2. 對液壓系統(tǒng)的要求 合模運動要求平穩(wěn)，兩片模具閉合時不應(yīng)有沖擊；當模具閉合后，合模機構(gòu)應(yīng)保持閉合壓力，防止吹塑時將模具沖開。 計算工作負載 合模缸在模具閉合過程中所受的負載力為 60，則合模缸的載荷力在考慮動模及其運動部件的啟動慣性力和導(dǎo)軌的摩擦力，取一個總的安全系數(shù) ，則有： ?F ? 60? 10? 103 =? 105 N 鎖模保壓時，動模停止運動，其外載荷就是給定的鎖模力。 2. 擠塑缸的載荷力 對于擠塑缸擠塑時，工作載荷即為擠出塑料的阻力，由擠塑時已知條件給出的負載為 60，則擠塑缸的工作負載在考慮摩擦阻力、慣性力的情況下，取一個總的安全系數(shù) ，則有： ????F ?? 3. 吹脹缸和控制缸的載荷力 對于這兩個液壓缸，由于在整個液壓系統(tǒng)中，這兩個缸所受的載荷力很小，所以兩缸的負載可以不需要對其設(shè)計計算，只需粗略選擇液壓缸即可。 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屬于大型液壓機類型，根據(jù)《液壓與氣壓傳動》表 88 及機械設(shè)計手冊第 5 卷，選定系統(tǒng)工作壓力為 21MPa。而吹針缸、控制缸在整個液壓系統(tǒng)中受力不大，所以忽略考慮。因塑料存儲時，需要有一定的背壓，所以根據(jù)資料，選擇背壓力為 P =。通?？扇?cm? 在 之間，故取 ?cm? 。根據(jù)公式有： ??PFD n2? 65 ????? ? 根據(jù)《機械設(shè)計手冊第五卷》由表 2162 和表 21638 選擇壓缸的的參數(shù)為 :缸的內(nèi)徑 D=250mm 活塞桿為 d=180mm 活塞面積為 A= 2cm 桿端承壓面積為A= 2cm 推力為 F= 拉力為 F= 根據(jù)上面的參數(shù)可 得合模缸有桿腔的實際有效面積為： ? ?422 dDA ??? ? ?418025022 ?? ? = 3. 確定控制缸的內(nèi)徑和活塞桿的直徑 由于控制缸幾乎不受力，所以直接選用。根據(jù)《機械設(shè)計手冊第五卷》選擇：D=40mm d=22mm 8 計算各液壓執(zhí)行元件的實際工作壓力 1. 擠塑缸實際壓力 1AFP n?? = 4 90 8 5 ?? = A=A1— 42d? =49087— = L= AV = 6? = 由于擠出時間為 10s 所以 tLv? = = q= vA1 = 9 08 7 ??= P=pq= ? = 2. 合模缸的實際壓力 P=1211 AApAFn ?? = 5 ???? = 由于合模缸快進和快退的速度均為 v1 =40mm/s 慢進和慢退的速度均為 v2 =10mm/s 所以 合模缸快進和快退的流量分別為： vAq 11? =610604049087 ??= 1122 ??? AqAq = 合模缸慢進和慢退的流量分別為： 9 6211 106010490 87 ???? vAq= ??? AqAq = 10 第三章 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 擠塑缸回路液壓控制系統(tǒng)設(shè)計 擠塑回路中 ，儲料缸運動平穩(wěn)，不能產(chǎn)生大的振動，以利于熔融塑料的擠出和保證型坯的質(zhì)量。 3． 恒壓系統(tǒng)方案 該方案要求儲料缸向下運動時，有一恒定的壓力，以保證熔料密度均勻?，F(xiàn)在對回路作一下簡述： DT 通電，是噴射行程，泵供油通過減壓閥到油缸，使貯料缸獲得一可調(diào)的恒定壓力，另一腔作用有熔料的壓力； DT 斷電，是蓄能行程，螺桿擠出的熔料進入貯料缸，為其下腔提供一推力，活塞上移儲料，上腔回油通過 溢流閥回油箱，保持一可調(diào)的恒定背壓力。其次，在噴射過程中，即使熔料溫度不變 ，由于控制缸按預(yù)定規(guī)律帶動心模不斷上，下移動來改變成型間隙，這樣會造成擠出速率的變化。 恒速系統(tǒng)方案 該方案要求貯料缸向下運動時，保持某一恒定速率，而不受負載變化、溫度變化等外界因素影響，這樣可以避免出現(xiàn)過大超調(diào)和保證高的控制性能。恒速回路工作原理如下：當DT 通電，為噴射行程，泵通過調(diào)速閥給貯料缸上腔供油，使噴射行程保持 一定速率，貯料缸另一腔作用在熔料壓力；當 DT 斷電，是蓄能行程，螺桿擠出的熔料進入貯料缸。 12 4 溢流閥 此恒速系統(tǒng)保證了控制系統(tǒng)循環(huán)周期恒定，易實現(xiàn)控制缸與貯料缸間的協(xié)調(diào)動作，提高了系統(tǒng)的重復(fù)性精度。由于環(huán)境溫度的干擾和擠出機溫度變化的影響，會引起熔料粘度發(fā)生變化。若將控制恒速的普通調(diào)速閥用比例調(diào)速閥代替，可大大改善其控制性能，但同樣增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本?？刂聘谆钊倪\動直接帶動型芯運動來控制型坯壁厚的變化。為此，除在結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造時保證其合理性和一定精度外，必須在液壓系統(tǒng)中采取有效控制措施。考慮到伺服閥雖然具有高的頻率響應(yīng)和控制精度，但造價較高，且對油液的污染敏感，對工作環(huán)境和維護技術(shù)要求高，在實際生產(chǎn)中較難推廣使用。而比例閥具有造價低廉、對工作油液清潔度和維護技術(shù)要求較低 、工作壓降低（ 1MPa），可降低泵源壓力和提高系統(tǒng)效率。 為了同時滿足控制型芯的移動方向和位移大小，實現(xiàn)連續(xù)控制，并且有較高的控制精度和動態(tài)響應(yīng)要求，系統(tǒng)中選用了雙電磁鐵控制的帶內(nèi)部電反饋的三位四通電液比例方向閥，它除控制液流換向作用外，還通過控制閥芯位置來連續(xù)調(diào)節(jié)閥口開度實現(xiàn)流量的比例控制。為此，同步動作回路要盡量克服或減少這些因素的影響，有時要采取補償措施。 壓缸串聯(lián)同步回路 如下圖所示為液壓缸串聯(lián)同步回路，它必須使用雙活塞桿缸或串聯(lián)的兩缸有效工作面積相等，這種回路對同樣的載荷，系統(tǒng)壓力增大，其增大的倍數(shù)為串聯(lián)液壓缸的數(shù)目。 15 下圖所示為采用液壓馬達的雙缸同步回路，兩個等排量液壓馬達 1 和 2 同軸相接輸出相同流量的液壓油分別供給兩個面積相等的液壓缸 3 和 4，實現(xiàn)同步運行。此回路的同步精度高，但造價較貴。 2 液壓馬達 4 液壓缸 單向閥 溢流閥 3． 流量閥控制的同步回路 如圖所示為并 聯(lián)調(diào)速的同步動作回路。當兩個工作面積相同的腔做同步運動時，通過兩個調(diào)速閥的流量要調(diào)節(jié)的相同。這種同步回路結(jié)構(gòu)簡單，但由于兩個調(diào)速閥的性能不可能完全一致，同時還受到負載變化和泄漏的影響，故同步精度不高。因為這種同步回路和以上兩種同步回路比較，價格適中，合模缸的同步精度要求不高。而當保壓結(jié)束后，若直接回油則會產(chǎn)生巨大的液壓沖擊，因此要有泄壓回路。當電磁鐵 2 通電使換向閥切換至右位，液壓缸上腔壓力升至電接點壓力表的上限時，壓力表高壓接觸點通電，使電磁鐵 2斷電，換向閥復(fù)至中位，液壓泵經(jīng)閥的 M 型中位卸荷，液壓缸由液控單向閥保 壓。而當電磁鐵 1 通電使換向閥切換至左位時，液壓缸活塞快速向上退回。 17 液壓泵 三位四通電磁換向閥 液控單向閥 壓力表 液壓缸 2． 釋壓回路 當 保壓結(jié)束后，若直接退回油缸，則會產(chǎn)生巨大