120型注塑机液压系统设计 毕业设计(论文).doc

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1、 I 120 型注塑机液压系统设计 摘 要 本次毕业完成 120 小型注塑机的液压系统设计。塑料注射成型机是热塑性制 品的成型加工设备，它将颗粒塑料加热熔化后，高压快速注入模腔，经一定时间 的保压，冷却后成型为塑料制品。本次设计主要完成了以下设计内容：注塑机的 各个动作液压回路以及注射成型工艺过程分析，绘制工作原理图；液压结构设计 与绘图。液压缸设计中，缸体与缸盖采用外半环连接方式，活塞杆与活塞螺纹采 用组合式结构中的螺纹连接。液压控制装置的结构采用块式集成设计块式。本设 计中采用钟形罩立式安装，通过液压泵上的轴端法兰实现泵与钟形罩的连接，钟 形罩再与带发兰的立式电动机连接，依靠钟形罩上的止口

2、保证液压泵与电动机的 同轴度。 关键词：注塑机，液压系统，液压缸 II 120 Injection molding machine Hydraulic system design ABSTRACT The completion of this subject 120g small injection molding machine hydraulic system. Plastic injection molding is a thermoplastic products, processing equipment, it will heat melting plastic particles

3、, high speed injection mold cavity, after some time packing, cool molding for the plastic products. This design was completed for the following design elements: principles and theoretical study of injection molding and injection molding process analysis; low power and highly efficient energy-saving

4、hydraulic system design, schematic drawing of work; hydraulic structure design and drawing. Hydraulic cylinder design, the cylinder block and cylinder head connection with external half-ring, piston rod and piston screw thread used to connect modular structure. The structure of hydraulic control uni

5、t integrated with block block design, made of 6-sided universal manifold block (Manifold). This design uses vertical installation of the bell jar, pump the shaft through the pump flange to achieve the connection with Bell, Bell again and vertical motors with flange connection, relying on the only be

6、ll-shaped hood hydraulic pump and motor mouth to ensure concentricity. KEY WORDS: Injection molding machine ，Hydraulic System，Hydraulic cylinder III 目 录 前 言 .1 第 1 章 绪 论 .3 1.1 注塑机概述 .3 1.2 注射机的工作循环 .3 第 2 章 120 型注塑机液压系统设计 4 2.1 120 型注射机液压系统设计要求及有关设计参数 .4 2.1.1 对液压系统的要求 .4 2.1.2 液压系统设计参数 .4 2.2 液压执行

7、元件载荷力和载荷转矩计算 .4 2.2.1 各液压缸的载荷力计算 .4 2.2.2 进料液压马达载荷转矩计算 .6 2.3 液压系统主要参数计算 .6 2.3.1 初选系统工作压力 .6 2.3.2 液压缸的主要结构尺寸计算 .6 2.3.3 液压马达的排量计算 .10 2.3.4 液压执行元件实际工作压力计算 .10 2.3.5 计算液压执行元件实际所需流量 .13 2.4 制定系统方案和拟定液压系统图 .14 2.4.1 制定系统方案 .14 2.4.2 拟定液压系统图 .15 2.4.3 液压系统工作原理 .17 2.5 液压元件的选择 .20 2.5.1 液压泵的选择 .20 2.5.

8、2 电动机功率的确定 .21 2.5.3 液压阀的选择 .22 2.5.4 液压马达的选择 .23 2.5.5 油管内径计算 .23 2.6 液压系统性能验算 .23 IV 2.6.1 验算回路中的压力损失 .23 2.6.2 液压系统发热温升计算 .25 2.7 液压缸的设计 .28 2.7.1 液压缸壁厚和外径的计算 .28 2.7.2 液压缸工作行程的确定 .30 2.7.3 缸盖厚度的确定 .31 2.7.4 最小导向长度的确定 .32 2.7.5 缸体长度的确定 .34 2.7.6 液压缸的结构设计 .34 第 3 章 液压集成块的设计 .37 3.1 块式集成的结构 .37 3.2

9、 块式集成的特点 .37 3.3 块式集成液压控制装置的设计 .37 3.3.1 块的设计 .38 3.3.2 确定孔道直径及通油孔间的壁厚 .38 3.3.3 中间块外形尺寸的确定 .39 3.3.4 布置集成块上的液压元件 .39 3.3.5 集成块油路的压力损失 .40 3.3.6 集成块的材料和主要技术要求 .40 第 4 章 注塑机动力装置设计 .42 4.1 液压动力源装置的组成 .42 4.2 液压油箱的设计 .43 4.2.1 确定油箱的有效容积 .43 4.2.2 液压油箱的外形尺寸 .43 4.2.3 液压油箱的结构设计 .44 结 论 .48 谢 辞 .49 参考文献 .

10、50 外文资料翻译 .51 1 前 言 注塑机是塑料机械的主要品种之一占塑料机械总产值的 38%有 1/3 的塑料制 品是由注塑机生产的。中国注塑机企业主要分布在东南沿海、珠江三角洲一带其 中宁波地区发展势头最猛 现已成为中国最大的注塑机生产基地 年生产量占国 内注塑机年总产量 1/2 以上占世界注塑机的 1/3。 中国注塑机虽然发展很快、生产品种也较多，基本上能供给国内塑料原料加 工与塑料跋喙毓抵破酚玫拇邓芑档炔 75 制品加工、成型所需的一般技术装备 个别产品也进入世界前列但与工业发达国家如德国、日本、意大利相比中国注塑 机还有一定差距主要表现在品种少、能耗高、控制水平低、性能不稳定等方面

11、。 目前中国注塑机产品主要集中在通用的中小型设备上技术含量低 20 世纪 80-90 年代的低档产品供大于求机械制造能力过剩企业效益下降。有的品种特别 是超精大型高档产品还是空白 仍需进口。据 2001 年统计 中国进口注塑机使 用外汇 11.2 亿美元而出口注塑机创汇只有 1.3 亿美元 进口远大于出口。 中国加入世界经贸组织(WTO)后国外的机械制造业加速对华转移世界一些知 名的注塑机企业如德国德马克、克虏伯、巴登菲尔日本住友重工等公司先后“进 驻”中国有的还进一步设立了技术中心。国外注塑机制造商的进入给中国注塑机 行业带来了发展活力同时也使中国注塑机制造企业充满了机遇与挑战。 从 50

12、年代技术创新推出了螺杆式塑料注塑成型机至今已有 50 多年的历史。 目前在工程塑料业中 80 采用了注塑成型。近年来由于汽车、建筑、家用电器、 食品、医药等产业对注塑制品日益增长的需要 推动了注塑成型技术水平的发展 和提高。我国塑料机械 2000 年销售额在 70 亿元人民币左右 以台数记约为 8.5 万台 其中 40 左右是注塑成型机。从美国、日本、德国、意大利、加拿大等主 要生产国来看注塑机的产量都在逐年增加 在塑料机械中占的比重最大。 从注塑机问世起锁模力在 10005000kN 注塑量在 502000g 的中小型注塑机 占绝大多数。到了 70 年代后期由于工程塑料的发展特别是在汽车、船

13、舶、宇航、 机械以及大型家用电器方面的广泛应用 使大型注塑机得到了迅速发展。美国最 为明显。在 1980 年全美国约有 140 台 10000kN 以上锁模力的大型注塑机投入巾 场 到 1985 年增至 500 多台。日本名机公司已经成功地制造了当今世界最大的 注塑机其锁模力达到 120000kN 注塑量达到 92000。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 2 第 1 章 绪 论 1.1 注塑机概述 大型塑料注射机目前都是全液压控制。其基本工作原理是：粒状塑料通过料 斗进入螺旋推进器中，螺杆转动，将料向前推进，同时，因螺杆外装有电加热器， 而将料熔化成粘液状态，在此之前，合模机构已将模具闭合，当物

14、料在螺旋推进 器前端形成一定压力时，注射机构开始将液状料高压快速注射到模具型腔之中， 经一定时间的保压冷却后，开模将成型的塑科制品顶出，便完成了一个动作循环。 1.2 注射机的工作循环 注射机的工作循环为： 合模注射保压冷却开模顶出 螺杆预塑进料 其中合模的动作又分为：快速合模、慢速合模、锁模。锁模的时间较长，直 到开模前这段时间都是锁模阶段。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 3 第 2 章 120 型注塑机液压系统设计 2.1 120 型注射机液压系统设计要求及有关设计参数 2.1.1 对液压系统的要求 1. 合模运动要平稳，两片模具闭合时不应有冲击。 2. 当模具闭合后，合模机构应保持闭合压

15、力，防止注射时将模具冲开。注射 后，注射机构应保持注射压力，使塑料充满型腔。 3. 预塑进料时，螺杆转动，料被推到螺杆前端，这时，螺杆同注射机构一起 向后退，为使螺杆前端的塑料有一定的密度，注射机构必需有一定的后退阻力。 4. 为保证安全生产，系统应设有安全联锁装置。 2.1.2 液压系统设计参数 250 克塑料注射机液压系统设计参数如下： 螺杆直径 35mm 螺杆行程 200mm 最大注射压力 100Mpa 螺杆驱动功率 6kW 螺杆转速 65r/min 注射座行程 250mm 注射座最大推力 27kN 最大合模力(锁模力) 900kN 开模力 49kN 动模板最大行程 400mm 快速闭模

16、速度 0.1m/s 慢速闭模速度 0.02m/s 快速开模速度 0.15m/s 慢速开模速度 0.03m/s 注射速度 0.08m/s 注射座前进速度 0.06m/s 注射座后移速度 0.08m/s 2.2 液压执行元件载荷力和载荷转矩计算 2.2.1 各液压缸的载荷力计算 1. 合模缸的载荷力 合模阶段：合模缸在模具闭合过程中是轻载，其外载荷主要是动模及其连动 洛阳理工学院毕业设计（论文） 4 部件的起动惯性力和导轨的摩擦力。 锁模阶段：动模停止运动，其外载荷就是给定的锁模力。 开模阶段：液压缸除要克服给定的开模力外，还克服运动部件的摩擦阻力。 2. 注射座移动缸的载荷力 座移缸在推进和退回

17、注射座的过程中，同样要克服摩擦阻力和惯性力，只有 当喷嘴接触模具时，才须满足注射座最大推力。 3. 注射缸载荷力 注射缸的载荷力在整个注射过程中是变化的，计算时，只须求出最大载荷力。 pdFW24 式中 d螺杆直径 p喷嘴处最大注射压力 由给定参数知：d0.035m p100Mpa 由此求得 96.2kNWF 各液压缸的外载荷力计算结果列于表 l。取液压缸的机械效率为 0.95，求得 相应的作用于活塞上的载荷力，并列于表 2-1 中。 表 2-1 各液压缸的载荷力 液压缸名称 工况 液压缸外载荷 kNFW/活塞上的载荷力 kNFW/ 合模 90 94.74 锁模 900 947.37合模缸 开

18、模 49 51.58 移动 2.7 2.84 座移缸 预紧 27 28.42 注射缸 注射 96.2 101.2 2.2.2 进料液压马达载荷转矩计算 已知：螺杆驱动功率 Pc=6kW 螺杆转速 n=60r/min 洛阳理工学院毕业设计（论文） 5 mNnPTcW41.9560/14.32 取液压马达的机械效率为 95m 则其载荷转矩 NTmw69.105.4 2.3 液压系统主要参数计算 2.3.1 初选系统工作压力 120g 塑料注射机属小型液压机，载荷最大时为锁模工况，此时，高压油用增 压缸提供；其他工况时，载荷都不太高，参考设计手册（表 2-2） ，初步确定系统 工作压力为 6.5MP

19、a。 表 2-2 按载荷选择液压系统工作压力 负载力/kN 50 工作压力/Mpa 5 2.3.2 液压缸的主要结构尺寸计算 1. 确定合模缸的活塞及活塞杆直径 合模缸最大载荷时，为锁模工况，其载荷力为 947.37kN，工作在活塞杆受压 状态。活塞直径 )1(42pFD 此时 p1 是由增压缸提供的增压后的进油压力，初定增压比为 6，则 66.5MPa 39Mpa1p 锁模工况时，回油流量极小，故 p20，求得合模缸的活塞直径为 mpFDh 176.03914.7)(46321 洛阳理工学院毕业设计（论文） 6 表 2-3 常用液压缸内径 D（GB2348-80） (mm) 8 10 12

20、16 20 25 32 40 50 63 80 (90) 100 (110) 125 (140) 160 (180) 200 (220) 250 320 400 500 630 查表 2-3 取 Dh0.18m 表 2-4 按工作压力选取 d/D 工作压力/Mpa 7.0 d/D 0.50.55 0.620.70 0.7 按表 2-4 取 d/D0.7 则活塞杆直径 dh0.70.18m0.126m 表 2-6 活塞杆直径系列 （GB2348-80 ） （mm） 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 1

21、00 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 查表 2-6 取 dh0.125m。 为设计简单加工方便，将增压缸的缸体与合模缸体做成一体(见图 1)，增压缸 的活塞直径为 Dh0.18m。其活塞杆直径按增压比为 6， 求得 洛阳理工学院毕业设计（论文） 7 mDdhz 0735.618.2 图 2-1 增压缸和合模缸 查表 2-6 取 dz0.07m 2. 注射座移动缸的活塞和活塞杆直径 座移动缸最大载荷为其顶紧之时 )1(42pFD 此时缸的回油流量虽经节流阀，但流量极小，故背压视为零，则其活塞直径 为 mpFDy 0746.15.64

22、328)1(432 查表 2-3 取 Dy0.1m 由给定的设计参数知，注射座往复速比为 0.080.061.33 表 2-7 缸径、速比、活塞杆直径的关系 （JB1068-67） (mm) 缸筒内径 速 比 洛阳理工学院毕业设计（论文） 8 D 2 1.46 1.33 1.25 1.15 40 28 22 20 18 14 50 35 28 35 22 18 63 45 35 32 28 22 80 55 45 40 35 28 90 60 50 45 40 32 100 70 55 50 45 35 110 80 60 55 50 40 125 90 70 60 55 45 140 100

23、 80 70 60 50 150 105 85 75 65 55 160 110 90 80 70 55 180 125 100 90 80 63 200 140 110 100 90 70 查表 2-7 得活塞杆直径为：d y=0.05m 则 d/D=0.05/0.1=0.5 3. 确定注射缸的活塞及活塞杆直径 )1(42pFDs 当液态塑料充满模具型腔时，注射缸的载荷达到最大值 101.2kN，此时注射 缸活塞移动速度也近似等于零，回油量极小；故背压可以忽略不计，这样 mpFs 14.05.614323 查表 2-3 取 0.16m；sD 活塞杆的直径一般与螺杆外径相同，取 ds0.035

24、m 。 2.3.3 液压马达的排量计算 液压马达是单向旋转的，其回油直接回油箱，视其出口压力为零，容积效率 为 ，这样95.0v 洛阳理工学院毕业设计（论文） 9 rmpTVvwm /1023.95.01.6643231 计算得： rm/023.3 2.3.4 液压执行元件实际工作压力计算 按最后确定的液压缸的结构尺寸和液压马达排量，计算出各工况时液压执行 元件实际工作压力。 根据所选用用液压系统压力选择合理的背压值。 表 2-8 执行元件背压的估计值 系统类型 背压 MPab/ 简单系统，一般轻载 节流调速系统 0.20.5 出口带调速阀的调速系统 0.50.8 出口带背压阀 0.51.5

25、中、低压系统 08Mpa 带补油泵的闭式回路 0.81.5 中、高压系统 816Mpa 带补油泵的闭式回路 比中低压系统高 50%100% 高压系统 1632Mpa 如锻压机械等 初算时背压可忽略不计 1. 合模缸工作压力计算 已求得：外载荷 F=94.74kN 取背压力 P2=0.3Mpa 活塞直径 Dh0.18m 活 塞杆直径 dh0.125m 进油腔作用面积 221054.mDAh 洛阳理工学院毕业设计（论文） 10 回油腔作用面积 222013.4)(mdDAhMPaFP89.121 得合模缸工作压力 a89.3 2. 锁模状态时增压缸工作压力 已求得：外载荷 F=947.37kN 取

26、背压力 P2=0Mpa 活塞直径 Dh0.18m 合模 缸活塞杆直径 dh0.125m 增压缸活塞杆直径 dz 0.07m 进油腔作用面积 221054.mDAh 回油腔作用面积 222013.4)(dhMPaAPF7.123 因 P1A1=P3A3 aDdhz67.52313 锁模状态增压缸工作压力 Pa67.5 3. 注射座移动缸工作压力 （1）注射座前进状态 已求得：外载荷 F=2.84kN 取背压力 P2=0.5Mpa 活塞直径 Dy0.1m 活塞杆直径 dy0.05m 进油腔作用面积 洛阳理工学院毕业设计（论文） 11 22y10785.4mDA 回油腔作用面积 222059.4)(

27、dAyMPaPF73.121 得此状态注射座移动缸工作压力 .0 （2）注射座顶紧状态 已求得：外载荷 F=28.42kN 取背压力 P2=0Mpa 活塞直径 Dy0.1m 活塞杆直径 dy0.05m 进油腔作用面积 22y10785.4mDAMPaFP6.31121 得此状态注射座移动缸工作压力 . 4. 注射缸工作压力 已求得：外载荷 F101.2 kN 取背压力 P2=0.3Mpa 注射缸活塞直径 0.16msD 注射缸活塞杆直径 ds0.035m 进油腔作用面积 22s10.4mDA 回油腔作用面积 洛阳理工学院毕业设计（论文） 12 222019.4)(mdDAsMPaFP3.512

28、1 得此状态注射座移动缸工作压力 4. 5. 预塑进料液压马达工作压力 已求得：外载荷转矩 T=1005.69 容积效率mN 95.0vMPaVTPv 6.1023.41 进料液压马达工作压力 Ma56 表 2-9 液压执行元件实际工作压力 工况 执行元件 名称 载荷 背压力 P2/MPa 工作压力 P1/MPa 计算公式 合模行程 合模缸 94.74kN 0.3 3.89 锁模 增压缸 947.37 kN 5.67 座前进 座移缸 2.84 kN 0.5 0.737 座顶紧 28.42 kN 3.62 注射 注射缸 101.2 kN 0.3 5.34 121APF 预塑进料 液压马达 100

29、5.69 mN 6.5 vVTPm12 2.3.5 计算液压执行元件实际所需流量 根据最后确定的液压缸的结构尺寸或液压马达的排量及其运动速度或转速， 计算出各液压执行元件实际所需流量。 表 2-10 液压执行元件流量 工况 执行元件 名称 运动速度 结构参数 流量/（ sL ） 计算公式 洛阳理工学院毕业设计（论文） 13 慢速合模 0.02 sm/ 0.51 快速合模 合模缸 0.1 21054.mA 2.54 vAQ1 座前进 0.06 /78.0.47 座后退 座移缸 0.08 s2290.47 v2 注射 注射缸 0.08 /10.A1.6 A1 预塑进料 液压马达 65 minr r

30、mV/331.11 VnQ 慢速开模 0.03 s/ 0.4 快速开模 合模缸 0.15 22. 1.98 v2 2.4 制定系统方案和拟定液压系统图 2.4.1 制定系统方案 1. 执行机构的确定 本机动作机构除螺杆是单向旋转外，其他机构均为直线往复运动。各直线运 动机构均采用单活塞杆双作用液压缸直接驱动，螺杆则用液压马达驱动。从给定 的设计参数可知，锁模时所需的力最大，为 947.37kN。为此设置增压液压缸，得 到锁模时的局部高压来保证锁模力。 2. 合模缸动作回路 合模缸要求其实现快速、慢速、锁模，开模动作。其运动方向由电液换向阀 直接控制。快速运动时，需要有较大流量供给。慢速合模只要

31、有小流量供给即可。 锁模时，由增压缸供油。 3. 液压马达动作回路 螺杆不要求反转，所以液压马达单向旋转即可，由于其转速要求较高，而对 速度平稳性无过高要求，故采用旁路节流调速方式。 4. 注射缸动作回路 注射缸运动速度也较快，平稳性要求不高，故也采用旁路节流调速方式。由 于预塑时有背压要求，在无杆腔出口处串联背压阀。 5. 注射座移动缸动作回路 注射座移动缸，采用回油节流调速回路。工艺要求其不工作时，处于浮动状 态，故采用 Y 型中位机能的电磁换向阀。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 14 6. 安全联锁措施 本系统为保证安全生产，设置了安全门，在安全门下端装一个行程阀，用来 控制合模缸的动作

32、。将行程阀串在控制合模缸换向的液动阀控制油路上，安全门 没有关闭时，行程阀没被压下，液动换向阀不能进控制油，电液换向阀不能换向， 合模缸也不能合模。只有操作者离开，将安全门关闭，压下行程阀，合模缸才能 合模，从而保障了人身安全。 7. 液压源的选择 该液压系统在整个工作循环中需油量变化较大，另外，闭模和注射后又要求 有较长时间的保压，所以选用双泵供油系统。液压缸快速动作时，双泵同时 供油，慢速动作或保压时由小泵单独供油，这样可减少功率损失，提高系统效率。 2.4.2 拟定液压系统图 液压执行元件以及各基本回路确定之后，把它们有机地组合在一起。去掉重 复多余的元件，把控制液压马达的换向阀与泵的卸

33、荷阀合并，使之一阀两用。考 虑注射缸同合模缸之间有顺序动作的要求，两回路接合部串联单向顺序阀。再加 上其他一些辅助元件便构成了 120 塑料注射机完整的液压系统图。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 15 图 2-2 液压系统原理图 洛阳理工学院毕业设计（论文） 16 2.4.3 液压系统工作原理 1. 关安全门 为了保证操作安全，注塑机都装有安全门。关安全门，行程阀 6 恢复常位， 合模缸才能动作，开始整个动作循环。 2. 合模 动模板慢速启动、快速前移，接近定模板时，液压系统转为低压、慢速控制。 在确认模具内没有异物存在，系统转为高压使模具闭合。这里采用了液压机械 式合模机构，合模缸通过对称五

34、连杆机构推动模板进行开模和合模，连杆机构具 有增力和自锁作用。 （1）慢速合模 （3Y +、 14Y+）大流量泵 4 通过电磁溢流阀 5 卸载，小流量 泵 3 的压力由溢流阀 31 调定，泵 3 压力油经电液换向阀 7 右位进入合模缸左腔， 推动活塞带动连杆慢速合模，合模缸右腔油液经阀 7 和冷却器回油箱。 （2）快速合模 （1Y +、3Y +、14Y +）慢速合模转快速合模时，由行程开关发 令使 1 Y 得电，泵 3 不再卸载，其压力油经单向阀与泵 3 的供油汇合，同时向合 模缸供油，实现快速合模，最高压力由阀 31 限定。 （3）低压合模 （3Y +、6Y +、14Y +）泵 4 卸载，泵

35、 3 的压力由远程调压阀 14 控制。因阀 32 所调压力较低，合模缸推力较小，即使两个模板间有硬质异物， 也不致损坏模具表面。 （4）高压合模 （3Y +、4Y +、14Y +）泵 4 卸载，泵 3 供油，系统压力由高压 溢流阀 31 控制，油液经阀 10 到达增压缸左腔，此时液控单向阀 11 不开启，合 模缸回油腔油液经阀 7 流回油箱，高压合模并使连杆产生弹性变形，牢固地锁紧 模具。 3. .注射座前移（8Y +、14Y +） 泵 3 的压力油经电磁换向阀 30 左位进入注射座移动缸左腔，注射座前移使 喷嘴与模具接触，注射座移动缸左腔油液经阀 30 回油箱。 4. 注射 注射螺杆以一定的

36、压力和速度将料筒前端的熔料经喷嘴注入模腔。分慢速注 射与快速注射两种。 （1）慢速注射 （8Y +、12Y +、14Y +） 泵 3 的压力油经电液换向阀 28 左位 和单向节流阀 27 进入注射缸右腔，左腔油液经电液换向阀 26 中位回油箱，注射 洛阳理工学院毕业设计（论文） 17 缸活塞带动注射螺杆慢速注射。 （2）快速注射 （1Y +、8Y +、11Y +、12Y +、14Y +） 泵 3 和泵 4 的压力油经电液换向阀 26 右位进入注射缸右腔，左腔油液经阀 26 回油箱。由于两个泵同时供油，且不经过单向节流阀 27，注射速度加快。 5. 保压 （7Y=、8Y +、12Y +、14Y

37、+） 由于注射缸对模腔内的熔料实行保压并补塑，只需少量油液，所以泵 4 卸载， 泵 3 单独供油，多余的油液经溢流阀 31 溢回油箱，保压压力由远程调压阀 33 调 节。 6. 预塑 （1Y +、8Y +、13Y +、14Y +） 保压完毕，从料斗加入的物料随着螺杆的转动被带至料筒前端，进行加热塑 化，并建立起一定压力。当螺杆头部熔料压力到达能克服注射缸活塞退回的阻力 时，螺杆开始后退。后退到预定位置，即螺杆头部熔料达到所需注射量时，螺杆 停止转动和后退，准备一下次注射。与此同时，在模腔内的制品冷却成型。 7. 注射座后退 （9Y +、14Y +） 保压结束，注射座后退。泵 4 卸载，泵 3

38、压力油经阀 30 左位使注射座后退。 8. 开模 开模速度一般为慢快慢 （1）慢速开模 1 （2Y +、14Y +） 泵 4 卸载，泵 3 压力油经电液换向阀 7 左 位进入合模缸右腔，左腔油液经阀 7 回油箱。 （2）快速开模 （1Y +、2Y +、14Y +）泵 3 和泵 4 合流向合模缸右腔供油，开 模速度加快。 （3）慢速开模 2 （2Y +、14Y +） 泵 4 卸载，泵 3 压力油经电液换向阀 7 左 位进入合模缸右腔，左腔油液经阀 7 回油箱。 9. 顶出 （1）顶出缸前进（5Y +、 14Y+） 泵 4 卸载，泵 3 压力油经电磁换向阀 6 右 位，单向节流阀 12 进入顶出缸

39、左腔，推动顶出制品，其运动速度由单向节流阀 12 调节，溢流阀 31 为定压阀。 （2）顶出缸后退 （14Y +） 泵 3 的压力油经阀 9 常位使顶出缸后退。 10. 螺杆后退（10Y +、14Y +） 为了拆卸螺杆，有时需要螺杆后退。这时电 洛阳理工学院毕业设计（论文） 18 磁铁 10Y、14Y 得电，泵 4 卸载，泵 3 压力油经左位进入注射缸左腔，注射缸活 塞携带螺杆后退。当电磁铁 11Y、14Y 得电时，螺杆前进。 表 2-11 液压系统电磁铁动作顺序 2.5 液压元件的选择 洛阳理工学院毕业设计（论文） 19 2.5.1 液压泵的选择 1. 液压泵工作压力的确定 pPp11P 是

40、液压执行元件的最高工作压力，对于本系统，最高压力预塑进料阶段液 压马达进入压力， 6.5MPa；p 是泵到执行元件间总的管路损失。由系统图1 可见，从液压泵到液压马达之间串接有一个单向阀、一个电液换向阀和一个单向 节流阀，取p 0.5MPa 。 液压泵工作压力为 MPapPp71 2. 液压泵流量的确定 )(maxQKp 由工况图看出，系统最大流量发生在快速合模工况， 取泄漏sL/54.2max 系数 K 为 1.2 求得液压泵流量 (186L/min)sLQp/1.3 表 2-12 各类液压泵性能比较及应用 叶片泵 柱塞泵 类 型 性能参数 齿轮泵 单作用 （变 量） 双作用 轴 向 柱塞式

41、 径 向 柱塞式 压力范围 Mpa 221 2.56.3 6.321 2140 1020 排量范围 1rmL0.3650 1320 0.5480 0.23600 20720 转速范围/ in3007000 5002000 5004000 6006000 7001800 容积效率/% 7095 8592 8094 8893 8090 总效率/% 6387 7185 6582 8188 8183 流量脉动/% 127 15 2 功率质量比 1kgW中 小 中 中 小 噪 声 稍 高 中 中 大 中 耐污能力 中 等 中 中 中 中 洛阳理工学院毕业设计（论文） 20 价格 最低 中 中低 高 高

42、应用 一般常用 于机床液 压系统及 低压大流 量的一些 系统或控 制系统 在中、低 压液压系 统中用得 较多，常 用于精密 机床及一 些大功率 较大的设 备上。 在各类机床 设备中得到 广泛应用， 在注塑机、 运输装卸机 械、液压机 和工程机械。 在各类高压 系统中应用 非常广泛， 如冶金、锻 压、矿山， 起重机械、 工程机械。 多用于 10Mpa 以上 的各类液压 系统中，由 于体积大， 重量大，耐 冲击性好。 选用 PV2R 型双联叶片泵，当压力为 7 MPa 时，大泵流量为 157.3L/min，小 泵流量为 44.1L/min。 2.5.2 电动机功率的确定 注射机在整个动作循环中，系

43、统的压力和流量都是变化的，所需功率变化较 大，为满足整个工作循环的需要，按较大功率段来确定电动机功率。 从工况图看出，快速注射工况系统的压力和流量均较大。此时，大小泵同时 参加工作，小泵排油除保证锁模压力外，还通过顺序阀将压力油供给注射缸，大 小泵出油汇合推动注射缸前进。 前面的计算已知，小泵供油压力为 ，考虑大泵到注射缸之间的MPap67.51 管路损失，大泵供油压力应为 ，取泵的总效率 ，Pp4203.28.0p 泵的总驱动功率为 pq21kW 3.48.06.57417.533 P 考虑到注射时间较短，不过 3s，而电动机一般允许短时间超载 25%，这样电 动机功率还可降低一些。 P23

44、.480%18.72 kW 洛阳理工学院毕业设计（论文） 21 验算其他工况时，液压泵的驱动功率均小于或近于此值。查产品样本，选用 22kW 的电动机。 2.5.3 液压阀的选择 选择液压阀主要根据阀的工作压力和通过阀的流量。本系统工作压力在 7MPa 左右，所以液压阀都选用中、高压阀。所选阀的规格型号见表 2-13。 表 2-13 120 塑料注射机液压阀名细表 序号 名称 实际流量（L/s） 选用规格 5 电磁溢流阀 2.62 YF-B20C 6 二位四通电磁换向阀 0.5 34DYY-B32H-T 7 三位四通电液换向阀 2.54 24DO-H10H-T 8 行程阀 2.54 24C-1

45、0B 9 单向阀 0.735 DF-B10K 10 二位四通电液换向阀 0.735 24DO-H10H-T 11 液控单向阀 2.54 AY-H32B 12 单向节流阀 0.5 LF-B10C 24 旁通型调速阀 1.11 QF-B10C 26 三位四通电液换向阀 1.6 24DO-H10H-T 27 单向节流阀 1.6 LF-B10C 28 三位四通电液换向阀 1.11 24DO-H10H-T 29 背压阀 0.5 30 三位四通电磁换向阀 0.47 34DYY-B32H-T 31 电磁溢流阀 0.6 YF-B20C 32 远程调压阀 0.6 33 远程调压阀 0.6 34 三位四通电磁换向

46、阀 0.5 34DYY-B32H-T 洛阳理工学院毕业设计（论文） 22 2.5.4 液压马达的选择 已求得液压马达的排量为 1Lr，正常工作时，输出转矩 1005.69N.m，系统 工作压力为 7MPa。 选 SZM0.9 双斜盘轴向柱塞式液压马达。其理论排量为 1.08L/r，额定压力为 20MPa，额定转速为 8l00r/min，最高转矩为 3057Nm，机械效率大于 0.90。 2.5.5 油管内径计算 本系统管路较为复杂，取其主要几条(其余略)，有关参数及计算结果列于表 2-14。 表 2-14 主要管路内径 管路名称 通过流量（L/s） 允许流速（L/s） 管路内径/m 实际取值/

47、m 大泵吸油管 2.62 0.85 0.063 0.065 小泵吸油管 0.735 1 0.031 0.032 大泵排油管 2.62 4.5 0.027 0.032 小泵排油管 0.735 4.5 0.014 0.015 双泵并联后管路 3.36 4.5 0.031 0.032 注射缸进油管路 2.66 4.5 0.028 0.032 2.6 液压系统性能验算 2.6.1 验算回路中的压力损失 本系统较为复杂，有多个液压执行元件动作回路，其中环节较多，管路损失 较大的要算注射缸动作回路，故主要验算由泵到注射缸这段管路的损失。 1. 沿程压力损失 沿程压力损失，主要是注射缸快速注射时进油管路的压

48、力损失。此管路长 5m，管内径 0.032m，快速时通过流量 2.7L/s；选用 20 号机械系统损耗油，正常 运转后油的运动粘度 27mm2/s，油的密度 918kg/m 3。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 23 油在管路中的实际流速为 smdqv/36.02.174209836.Re 油在管路中呈紊流流动状态，其沿程阻力系数为： 25.03164eR 求得沿程压力损失为： MPap3.2103.9898614.025. 2. 局部压力损失 局部压力损失包括通过管路中折管和管接头等处的管路局部压力损失 p2， 以及通过控制阀的局部压力损失 p3。其中管路局部压力损失相对来说小得多， 故主要计算通过控制阀的局部压力损失。 从小泵出口到注射缸进油口，要经过顺序阀 17，电液换向阀 2 及单向顺序阀 18。单向顺序伺 17 的额定流量为 50L/min，额定压力损失为 0.4MPa。电液换向 阀 2 的额定流量为 190L/min，额定压力损失 0.3 MPa。单向顺序阀 18 的额定流量 为 150L/min，额定压力损失 0.2 MPa。 通过各阀的局部压力损失之和为 2221,3 1506.190.43.57.50.4pMPa8.2.04.0 从大泵出油