基于高速注塑機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的探討

徐豐

寧波力松注塑科技有限公司 浙江余姚 315400

注塑機(jī)是當(dāng)前材料生產(chǎn)中的重要機(jī)械設(shè)備，它主要是通過(guò)將材料顆粒加熱后形成流體并將流體注入模具使之成型的方式進(jìn)行生產(chǎn)，液壓系統(tǒng)的主要工作需求就是保證注射操作的溫度時(shí)間及壓力等參數(shù)的協(xié)調(diào)，保證注塑機(jī)材料注射的順利進(jìn)行，液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需對(duì)高溫材料流體進(jìn)行擠壓，因此必須首先了解注塑壓力及流體應(yīng)力情況才能夠進(jìn)行液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。

1 注塑機(jī)結(jié)構(gòu)及其工作過(guò)程

在實(shí)際應(yīng)用中，注塑成型機(jī)被簡(jiǎn)稱為注塑機(jī)，其原理是利用了塑料的熱塑性，利用外加熱以及螺桿剪切來(lái)進(jìn)行雙重塑化、融化以及均化，通過(guò)一系列手段，用高速高壓的方法通過(guò)噴嘴注入模具，然后再保壓、冷卻、固化、定型，最后制造成塑料制品。在實(shí)際應(yīng)用中，注塑機(jī)需要根據(jù)實(shí)際狀況，來(lái)安排和設(shè)計(jì)相關(guān)的系統(tǒng)，需要有機(jī)電液一體化表現(xiàn)良好的機(jī)械設(shè)備，才能夠做好這一系列的工作。其包含的系統(tǒng)主要有電氣系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)機(jī)身注射系統(tǒng)、加料裝置、冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、合模裝置等等，其主要組成部分的作用如下[1]。

（1）注射裝置：可以在工作開(kāi)展時(shí)，迅速的熔融塑料，并且讓這一個(gè)狀態(tài)盡可能的均勻、以足夠的速度和壓力來(lái)注射熔料。

（2）合模裝置：實(shí)際運(yùn)作中，合模裝置也叫鎖模裝置，它可以更好的保證注射模具的閉合狀況，通過(guò)控制模具的開(kāi)合動(dòng)作來(lái)開(kāi)展工作。

（3）液壓和電氣系統(tǒng)：這一部分主要內(nèi)容在于控制工藝流程的準(zhǔn)確性，保證運(yùn)作時(shí)的壓力、溫度、時(shí)間以及速度等等。

在整個(gè)工作過(guò)程中，工作步驟需要經(jīng)歷熔融階段，然后注射、保壓、啟模、頂出制品，具體的流程如圖1所示。

2 高速注塑機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

開(kāi)展相關(guān)工作的時(shí)候，工作人員要注意從實(shí)際情況著手，讓液壓式注塑機(jī)實(shí)現(xiàn)高速注射，讓設(shè)備可以完成好自身的運(yùn)動(dòng)回路，保證回路的完整性，利用液壓快速運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行回路增速。這里面涉及到的回路包括了增速缸的快速運(yùn)動(dòng)回路、輔助鋼的快速運(yùn)動(dòng)回路、低壓泵的快速運(yùn)動(dòng)回路、自重補(bǔ)油快速運(yùn)動(dòng)回路、雙泵供油快速運(yùn)動(dòng)回路、以及蓄能器的快速運(yùn)動(dòng)回路、差動(dòng)連接快速運(yùn)動(dòng)回路等等，里面涉及到的回路內(nèi)容有很多[2]。

2.1 采用蓄能器的增速回路

在開(kāi)展工作時(shí)，工作人員要注意液壓系統(tǒng)的供油時(shí)間節(jié)點(diǎn)，因?yàn)槟軌蚬┯偷臅r(shí)間非常短，所以必須要保證蓄能器可以有足夠快的速度來(lái)進(jìn)行工作，保證快速運(yùn)動(dòng)回路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在換向閥工作時(shí)，可以通過(guò)蓄能器供油來(lái)開(kāi)展工作，并且在到達(dá)了有壓力值的時(shí)候，可以做好電控卸荷閥。等開(kāi)啟工作完成釋放能量的時(shí)候，要注意執(zhí)行元件供油，保證元件快速運(yùn)動(dòng)，用小流量的液壓泵配合快速運(yùn)動(dòng)。注射的時(shí)候，注射螺桿推進(jìn)速度最高可以達(dá)到300-600mm/s，結(jié)合其他部件的共同運(yùn)動(dòng)，可以達(dá)到多級(jí)注射、多級(jí)控制的效果。

2.2 雙泵供油增速回路

如果注塑機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中液壓缸發(fā)生空載情況且在快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于低壓大流量泵運(yùn)行中所輸出的系統(tǒng)壓力油會(huì)經(jīng)由單向閥同系統(tǒng)響應(yīng)高壓小流量泵壓出來(lái)的油匯合，從而共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供油，因此也能夠?qū)崿F(xiàn)液壓驅(qū)動(dòng)，而如果液壓缸需要進(jìn)行工作進(jìn)給，系統(tǒng)壓力就會(huì)隨之增加，液壓系統(tǒng)相應(yīng)的液壓控制閥門(mén)就會(huì)因此打開(kāi)而關(guān)閉單向閥，這樣就會(huì)造成低壓大流量泵卸荷，再這樣的環(huán)境下就只有高壓小流量泵通過(guò)壓力油輸出實(shí)現(xiàn)液壓驅(qū)動(dòng)。這種設(shè)計(jì)回路相對(duì)來(lái)講更適合體量較小的高速注塑機(jī)，其主要應(yīng)用優(yōu)勢(shì)就是整體液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，控制操作也更簡(jiǎn)便，系統(tǒng)應(yīng)用成本也相對(duì)較低，但是這種設(shè)計(jì)回路也有一定的缺點(diǎn)，它在實(shí)際運(yùn)行中由于高壓泵流量小，泵源排量存在限制，液壓速度難以實(shí)現(xiàn)迅速提高，在注塑生產(chǎn)運(yùn)行中通常注射后增速只能提升一到兩倍，并不適合開(kāi)發(fā)大體量的高速注塑機(jī)。在高速注塑機(jī)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制體系設(shè)計(jì)工作中還應(yīng)做好液壓結(jié)構(gòu)與注塑生產(chǎn)需求相協(xié)調(diào)的設(shè)置，尤其要根據(jù)注塑材料流體的應(yīng)力特點(diǎn)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)壓力計(jì)算，這樣才能夠確定液壓驅(qū)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，在注塑機(jī)生產(chǎn)中液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)揮的作用是不容小覷的，為了保證液壓控制效果，設(shè)計(jì)人員在分析液壓驅(qū)動(dòng)原理的基礎(chǔ)上根據(jù)需求增設(shè)有效的控制回路，保證液壓驅(qū)動(dòng)控制效果，有效調(diào)整液壓注射的速度，以保證注塑生產(chǎn)中材料擠壓速度與模具調(diào)配相適應(yīng)，進(jìn)而提升注塑生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。