注塑機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

大XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）注塑機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)所在學(xué)院專業(yè)班級姓名學(xué)號指導(dǎo)老師年月日摘要本次設(shè)計(jì)主要完成了以下設(shè)計(jì)內(nèi)容：注射成型原理和理論研究及注射成型工藝過程分析；注塑機(jī)節(jié)能低耗高效的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，繪制工作原理圖；液壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與繪圖。液壓缸設(shè)計(jì)中，缸體與缸蓋采用外半環(huán)連接方式，活塞桿與活塞螺紋采用組合式結(jié)構(gòu)中的螺紋連接。關(guān)鍵詞：注塑機(jī)，液壓系統(tǒng)，液壓缸AbstractThisdesignmainlycompletedthefollowingcontent:injectionmoldingprincipleandtheorystudyandinjectionmoldingprocessanalysis;injectionmoldingmachineenergysavingandlowconsumptionandefficienthydraulicsystemdesign,drawingontheworkprincipleofhydraulicstructuredesignanddrawing.Designofhydrauliccylinder,thecylinderbodyandthecylindercoverwithhalfringconnectingmode,thepistonrodandthepistonscrewadoptsthecombinedstructureofscrewthreadconnection.KeyWords:Injectionmoldingmachine，HydraulicSystem，Hydrauliccylinder目錄摘要 IIAbstract III目錄 IV第1章緒論 61.1注塑機(jī)概述 61.1注塑機(jī)的起源與發(fā)展 61.2國外注塑機(jī)的發(fā)展情況 71.3國內(nèi)注塑機(jī)的發(fā)展情況 71.4注塑機(jī)的發(fā)展趨勢 81.5塑料注射機(jī)的工作循環(huán)塑料 9第2章注塑機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 102.1注射機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù) 102.1.1對液壓系統(tǒng)的要求 102.1.2液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù) 102.2液壓執(zhí)行元件載荷力和載荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算 112.2.1各液壓缸的載荷力計(jì)算 112.2.2進(jìn)料液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算 122.3液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算 122.3.1初選系統(tǒng)工作壓力 122.3.2計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 122.3.3計(jì)算液壓馬達(dá)的排量 132.3.4計(jì)算液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力 132.3.5計(jì)算液壓執(zhí)行元件實(shí)際所需流量 142.4制定系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)圖 142.4.1制定系統(tǒng)方案 142.4.2擬定液壓系統(tǒng)圖 162.5液壓元件的選擇 172.5.1液壓泵的選擇 172.5.2電動機(jī)功率的確定 172.5.3液壓閥的選擇 182.5.4液壓馬達(dá)的選擇 192.5.5油管內(nèi)徑計(jì)算 192.5.6確定油箱的有效容積 202.6液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 202.6.1驗(yàn)算回路中的壓力損失 202.6.2液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計(jì)算 222.6.3液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27第三章液壓集成塊的設(shè)計(jì) 293.1塊式集成的結(jié)構(gòu) 303.2塊式集成的特點(diǎn) 303.3塊式集成液壓控制裝置的設(shè)計(jì) 31第4章注塑機(jī)液壓輔助裝置設(shè)計(jì) 344.1液壓油箱的設(shè)計(jì) 344.2液壓泵組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 37第5章潤滑系統(tǒng) 385.1潤滑標(biāo)準(zhǔn) 385.2部件的潤滑 38第6章機(jī)床的冷卻與維護(hù)、保養(yǎng) 39總結(jié) 40參考文獻(xiàn) 41致謝 42第1章緒論1.1注塑機(jī)概述1.1注塑機(jī)的起源與發(fā)展注塑機(jī)又名注射成型機(jī)或注射機(jī)。它是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。分為立式、臥式、全電式。注塑機(jī)能加熱塑料，對熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。注塑機(jī)通常由注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、液壓傳動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、加熱及冷卻系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)等組成。。在塑料工業(yè)迅速發(fā)展的今天，注塑機(jī)不論在數(shù)量上或品種上都占有重要地位，其生產(chǎn)總數(shù)占整個(gè)塑料成型設(shè)備的20％--30％，從而成為目前塑料機(jī)械中增長最快，生產(chǎn)數(shù)量最多的機(jī)種之一。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，1996--1998年我國出口注塑機(jī)8383臺（套），進(jìn)口注塑機(jī)42959臺（套），其中1998年我國注塑機(jī)產(chǎn)量達(dá)到20000臺，其銷售額占塑機(jī)總銷售額的42.9％。我國塑料加工企業(yè)星羅其布，遍布全國各地，設(shè)備的技術(shù)水平參差不齊，大多數(shù)加工企業(yè)的設(shè)備都需要技術(shù)改造。這幾年來，我國塑機(jī)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步十分顯著，尤其是注塑機(jī)的技術(shù)水平與國外名牌產(chǎn)品的差距大大縮小，在控制水平、產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量和外觀造型等方面均取得顯著改觀。選擇國產(chǎn)設(shè)備，以較小的投入，同樣也能生產(chǎn)出與進(jìn)口設(shè)備質(zhì)量相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品。這些為企業(yè)的技術(shù)改造創(chuàng)造了條件。從50年代推出了螺桿式塑料注射成形機(jī)至今已有50多年的歷史。目前在工程塑料加工業(yè)中，80%采用注射成型。塑料顆粒（ABS，聚乙烯，改型聚苯乙烯等）在注塑機(jī)料筒內(nèi)進(jìn)行多段加熱器加熱融蝕后，經(jīng)螺桿攪拌增壓后注射入模具腔內(nèi)，保壓冷卻成形，完成一個(gè)工件的加工過程。對于塑料加工，注塑機(jī)完整的工藝流程為，合模--鎖?！⑸洹骸鋮s—脫?！_模。其中保壓和冷卻，脫模和開模是同時(shí)進(jìn)行的，即保壓過程中，模具在通水冷卻；在開模的過程中，模具內(nèi)的脫模頂針由隱蔽處逐漸后伸出，使附注在模具上的工件脫落,開模到位后一個(gè)加工過程結(jié)束。不論大，中，小型注塑機(jī)，其工藝流程都是相同的。目前絕大多數(shù)的注塑機(jī)都是液壓傳動的注塑機(jī)，這樣，加劇了閥門和油泵的磨損，造成油溫升高，電機(jī)噪聲過大。另外，從注塑機(jī)的設(shè)計(jì)看，通常在設(shè)計(jì)時(shí)油泵都要留有余量，一般考慮10%~15%，但油泵的系列是有限的，往往選不到合適的油泵型號時(shí)就往上靠，存在嚴(yán)重的“大馬拉小車“現(xiàn)象，造成電能的大量浪費(fèi)。因此，對定量泵的注塑機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造，節(jié)約電能，提高經(jīng)濟(jì)效率具有重要的意義。1.2國外注塑機(jī)的發(fā)展情況回顧2008年全球注塑機(jī)出口總額為54.6億美元，其中德國注塑機(jī)產(chǎn)業(yè)規(guī)模居世界首位，出口總額占全世\o"查看圖片"

注塑機(jī)界出口總額的20%以上，在全球注塑機(jī)競爭中處于優(yōu)勢地位。意大利和日本分列第二、三位。美國的注塑機(jī)出口份額逐年下降，己由2000年的9.8%降疊2008年的5.3%。日本的電動注塑機(jī)在全世界占有重要地位，其中在北美地區(qū)的電動注塑機(jī)占有率已經(jīng)達(dá)到30%左右。目前，歐美日的注塑機(jī)主要以精密注塑機(jī)、大型注塑機(jī)等高技術(shù)含量、高附加值的機(jī)型為主。近幾年來，世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家的注塑機(jī)生產(chǎn)廠家都在不斷提高普通注塑機(jī)的功能、質(zhì)量、輔助設(shè)備的配套能力，以及自動化水平。同時(shí)大力開發(fā)、發(fā)展大型注塑機(jī)、專用注塑機(jī)、反應(yīng)注塑機(jī)和精密注塑機(jī)，以滿足生產(chǎn)塑料合金、磁性塑料、帶嵌件的塑料制品的需求。就全球市場格局而言，全球建筑市場的持續(xù)發(fā)展，將會拉動對塑料管材、壁板等擠壓制品的需求，進(jìn)而推動擠出設(shè)備的需求增長。因此，預(yù)計(jì)全球擠出設(shè)備需求，將超過其他類型的塑機(jī)產(chǎn)品。美國工業(yè)市場研究公司的調(diào)查表明，美國和日本塑料機(jī)械需求將重新顯現(xiàn)復(fù)蘇跡象，西歐市場需求將在2009年加速增長。中國、印度和俄羅斯塑料機(jī)械銷售前景看好。土耳其、捷克、伊朗及其他發(fā)展中國家和地區(qū)，對塑料機(jī)械需求也將逐步增長。1.3國內(nèi)注塑機(jī)的發(fā)展情況目前中國生產(chǎn)注塑機(jī)的廠家較多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已超過60家。注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)形式有立式和臥式兩種。按生產(chǎn)出的制品可分為普通型和精密型注塑機(jī)。一次注射量45-51000g；鎖模力200-36000kN；加工原料有熱固性塑料、熱塑性塑料和橡膠三種。熱塑性塑料包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚氨酯、聚碳酸酯、有機(jī)玻璃、聚砜及(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)等。從加工出的制品來看，有單色、雙色的一般和精密塑料制品。上述產(chǎn)品的主要生產(chǎn)廠家都有自己的系列，各有自己的特點(diǎn)。如廣東震德塑料機(jī)械廠生產(chǎn)的捷霸CJ系列注塑機(jī)每一種規(guī)格均有數(shù)控和電腦控制兩種形式。又如浙江省寧波海天機(jī)械生產(chǎn)的HTF80X-HFT3600X型系列注塑機(jī)，可用于生產(chǎn)各種高精密的熱性塑料制品，機(jī)器采用線型移動傳感器控制注射、合模、頂出，采用多重CPU電控系統(tǒng)、大幅面彩色LED顯示、全電腦自動控制。普通臥式注塑機(jī)仍是注塑機(jī)發(fā)展的主導(dǎo)方向，其基本結(jié)構(gòu)幾乎沒有大的變化，除了繼續(xù)提高其控制及自動化水平、降低能耗外，生產(chǎn)廠家根據(jù)市場的變化正在向組合系列化方向發(fā)展，如同一型號的注塑機(jī)配置大、中、小三種注射裝置，組合成標(biāo)準(zhǔn)型和組合型，增加了靈活性，擴(kuò)大了使用范圍，提高了經(jīng)濟(jì)效益。注塑機(jī)是目前中國塑料機(jī)械中發(fā)展速度最快、水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國家差距較小的塑機(jī)品種之一。但主要指普通型注塑機(jī)，在特大型、各種特殊、專用、精密注塑機(jī)的多數(shù)品種方面，有的產(chǎn)品尚屬空白，這是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的主要差距經(jīng)過多年的技術(shù)引進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新，中國塑機(jī)行業(yè)在低端注塑機(jī)領(lǐng)域中，制造水平已經(jīng)與發(fā)達(dá)國家相差無幾，加上勞動力價(jià)格的優(yōu)勢，使得中國的低端注塑機(jī)出口占據(jù)了世界的半壁江山。此外，近幾年來，中國塑機(jī)行業(yè)不僅在中端注塑機(jī)領(lǐng)域有了長足的進(jìn)步，在高端注塑機(jī)領(lǐng)域也取得了重要突破，中國塑機(jī)的市場份額有望逐步擴(kuò)大。。1.4注塑機(jī)的發(fā)展趨勢從50年代技術(shù)創(chuàng)新推出了螺桿式塑料注射成型機(jī)至今已有50多年的歷史。目前在工程塑料業(yè)中，80％采用了注射成型。近年來由于汽車、建筑、家用電器、食品、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)對注射制品日益增長的需要，推動了注射成型技術(shù)水平的發(fā)展和提高。我國塑料機(jī)械2000年銷售額在70億元人民幣左右，以臺數(shù)記約為8.5萬臺，其中40％左右是注射成型機(jī)。從美國、日本、德國、意大利、加拿大等主要生產(chǎn)國來看，注塑機(jī)的產(chǎn)量都在逐年增加，在塑料機(jī)械中占的比重最大。1．塑料注射成型機(jī)的技術(shù)水平及發(fā)展趨勢從注射機(jī)問世起，鎖模力在1000－5000kN，注射量在50－2000g的中小型注射機(jī)占絕大多數(shù)。到了70年代后期，由于工程塑料的發(fā)展，特別是在汽車、船舶、宇航、機(jī)械以及大型家用電器方面的廣泛應(yīng)用，使大型注射機(jī)得到了迅速發(fā)展。美國最為明顯。在1980年全美國約有140臺10000kN以上鎖模力的大型注塑機(jī)投入巾場，到1985年增至500多臺。日本名機(jī)公司已經(jīng)成功地制造了當(dāng)今世界最大的注塑機(jī)，其鎖模力達(dá)到120000kN，注射量達(dá)到92000g。目前注塑機(jī)發(fā)展的另一個(gè)重要方面，是各種專用注塑機(jī)，如排氣式注塑機(jī)、發(fā)泡注塑機(jī)、多色注塑機(jī)等等。以加拿大HUSKY公司為代表的瓶胚機(jī)、包裝機(jī)，集中體現(xiàn)了高新技術(shù)含量的特征。該公司推出的低壓注塑成型技術(shù)，在鎖模力只有傳統(tǒng)技術(shù)三分之一時(shí)，仍可高質(zhì)量的保證制品成型，使機(jī)器的體積和重量都大幅度降低，在節(jié)能和制品成本控制方面都具有重大意義。我們海天公司也積極研制了HTC系統(tǒng)的熱固性材料的注塑機(jī)，HTP包裝專用注塑機(jī)并出口到北美市場，HTE瓶胚專用注塑機(jī)，HTS雙色成型注塑機(jī)，我們將會把這些研發(fā)進(jìn)一步推向深入。注塑機(jī)在機(jī)械制品中占有重要地位。隨著注塑材料的不斷問世，注塑產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面占有很大比重。注塑機(jī)又名注射成型機(jī)或注射機(jī)，它是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。分為立式、臥式、全電式。注塑機(jī)能加熱塑料，對熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。注塑機(jī)具有能一次成型外型復(fù)雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質(zhì)地密致的塑料制品，被廣泛應(yīng)用于國防、機(jī)電、汽車、交通運(yùn)輸、建材、包裝、農(nóng)業(yè)、文教衛(wèi)生及人們?nèi)粘Ｉ罡鱾€(gè)領(lǐng)域液壓系統(tǒng)的作用為通過改變壓強(qiáng)增大作用力。一個(gè)完整的液壓系統(tǒng)由五個(gè)部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。對于液壓系統(tǒng)來說就處理小功率信號的數(shù)學(xué)運(yùn)算、誤差檢測、放大、測試與補(bǔ)償?shù)裙δ芏?，液壓裝置不如電子或機(jī)電裝置那樣靈活、線性、準(zhǔn)確和方便，因而在控制系統(tǒng)的小功率部分，一般不宜采用，主要應(yīng)用于系統(tǒng)的動力部分。所以注塑機(jī)可以應(yīng)用液壓系統(tǒng)來進(jìn)行控制。大型塑料注射機(jī)目前都是全液壓控制。其基本工作原理是：粒狀塑料通過料斗進(jìn)入螺旋推進(jìn)器中，螺桿轉(zhuǎn)動，將料向前推進(jìn)，同時(shí)，因螺桿外裝有電加熱器，而將料熔化成粘液狀態(tài)，在此之前，合模機(jī)構(gòu)已將模具閉合，當(dāng)物料在螺旋推進(jìn)器前端形成一定壓力時(shí)，注射機(jī)構(gòu)開始將液狀料高壓快速注射到模具型腔之中，經(jīng)一定時(shí)間的保壓冷卻后，開模將成型的塑科制品頂出，便完成了一個(gè)動作循環(huán)。1.5塑料注射機(jī)的工作循環(huán)塑料注射機(jī)的工作循環(huán)為：合?！⑸洹骸鋮s→開?！敵觥輻U預(yù)塑進(jìn)料其中合模的動作又分為：快速合模、慢速合模、鎖模。鎖模的時(shí)間較長，直到開模前這段時(shí)間都是鎖模階段。第2章注塑機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1注射機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)2.1.1對液壓系統(tǒng)的要求（1）合模運(yùn)動要平穩(wěn)，兩片模具閉合時(shí)不應(yīng)有沖擊；（2）當(dāng)模具閉合后，合模機(jī)構(gòu)應(yīng)保持閉合壓力，防止注射時(shí)將模具沖開。注射后，注射機(jī)構(gòu)應(yīng)保持注射壓力，使塑料充滿型腔；（3）預(yù)塑進(jìn)料時(shí)，螺桿轉(zhuǎn)動，料被推到螺桿前端，這時(shí)，螺桿同注射機(jī)構(gòu)一起向后退，為使螺桿前端的塑料有一定的密度，注射機(jī)構(gòu)必需有一定的后退阻力；（4）為保證安全生產(chǎn)，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有安全聯(lián)鎖裝置。2.1.2液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)任務(wù)書要求，確定注塑機(jī)參數(shù)塑料注射機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：公稱注射量：250cm3螺桿直徑40mm螺桿行程200mm最大注射壓力153MPa螺桿驅(qū)動功率5kW螺桿轉(zhuǎn)速60r/min注射座行程230mm注射座最大推力27kN最大合模力(鎖模力)900kN開模力49kN動模板最大行程350mm快速閉模速度0.1m/s慢速閉模速度0.02m/s快速開模速度0.13m/s慢速開模速度0.03m/s注射速度0.07m/s注射座前進(jìn)速度0.06m/s注射座后移速度0.08m/s2.2液壓執(zhí)行元件載荷力和載荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算2.2.1各液壓缸的載荷力計(jì)算（1）合模缸的載荷力合模缸在模具閉合過程中是輕載，其外載荷主要是動模及其連動部件的起動慣性力和導(dǎo)軌的摩擦力。鎖模時(shí)，動模停止運(yùn)動，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的開模力外，還克服運(yùn)動部件的摩擦阻力。（2）注射座移動缸的載荷力座移缸在推進(jìn)和退回注射座的過程中，同樣要克服摩擦阻力和慣性力，只有當(dāng)噴嘴接觸模具時(shí)，才須滿足注射座最大推力。（3）注射缸載荷力注射缸的載荷力在整個(gè)注射過程中是變化的，計(jì)算時(shí)，只須求出最大載荷力。式中，d——螺桿直徑，由給定參數(shù)知：d＝0.04m；p——噴嘴處最大注射壓力，已知p＝153MPa。由此求得Fw＝192kN。各液壓缸的外載荷力計(jì)算結(jié)果列于表l。取液壓缸的機(jī)械效率為0.9，求得相應(yīng)的作用于活塞上的載荷力，并列于表2-1中。表2-1各液壓缸的載荷力液壓缸名稱工況液壓缸外載荷/kN活塞上的載荷力合模缸合模90100鎖模16001800開模4955座移缸移動2.73預(yù)緊2730注射缸注射1922132.2.2進(jìn)料液壓馬達(dá)載荷轉(zhuǎn)矩計(jì)算取液壓馬達(dá)的機(jī)械效率為0.95，則其載荷轉(zhuǎn)矩2.3液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計(jì)算2.3.1初選系統(tǒng)工作壓力塑料注射機(jī)屬小型液壓機(jī)，載荷最大時(shí)為鎖模工況，此時(shí)，高壓油用增壓缸提供；其他工況時(shí)，載荷都不太高，參考設(shè)計(jì)手冊，初步確定系統(tǒng)工作壓力為6.5MPa。2.3.2計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸（1）確定合模缸的活塞及活塞桿直徑合模缸最大載荷時(shí)，為鎖模工況，其載荷力為900kN，考慮20%的超載因素，工作在活塞桿受壓狀態(tài)。活塞直徑：此時(shí)是由液壓缸提供的增壓后的進(jìn)油壓力，鎖模工況時(shí)，回油流量極小，故p2≈0，求得合模缸的活塞直徑為，取Dh＝0.5m。按表2-5取d/D＝0.7，則活塞桿直徑dh＝0.7×0.5m＝0.35m，取dh＝0.35m。⑵注射座移動缸的活塞和活塞桿直徑座移動缸最大載荷為其頂緊之時(shí)，此時(shí)缸的回油流量雖經(jīng)節(jié)流閥，但流量極小，故背壓視為零，則其活塞直徑為，取Dy＝0.1m由給定的設(shè)計(jì)參數(shù)知，注射座往復(fù)速比為0.08／0.06＝1.33，查表2—6得d/D＝0.5，則活塞桿直徑為：dy＝0.5×0.1m＝0.05m⑶確定注射缸的活塞及活塞桿直徑當(dāng)液態(tài)塑料充滿模具型腔時(shí)，注射缸的載荷達(dá)到最大值213kN，此時(shí)注射缸活塞移動速度也近似等于零，回油量極??；故背壓力可以忽略不計(jì)，這樣，取Ds＝0.22m；活塞桿的直徑一般與螺桿外徑相同，取ds＝0.04m。2.3.3計(jì)算液壓馬達(dá)的排量液壓馬達(dá)是單向旋轉(zhuǎn)的，其回油直接回油箱，視其出口壓力為零，機(jī)械效率為0.95，這樣2.3.4計(jì)算液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力按最后確定的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸和液壓馬達(dá)排量，計(jì)算出各工況時(shí)液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力，見表2-2。表2-2液壓執(zhí)行元件實(shí)際工作壓力工況執(zhí)行元件名稱載荷背壓力工作壓力鎖模合模缸1600—6.4座前進(jìn)座移缸30.50.76座頂緊30—3.8注射注射缸2130.35.9預(yù)塑進(jìn)料液壓馬達(dá)838—6.02.3.5計(jì)算液壓執(zhí)行元件實(shí)際所需流量根據(jù)最后確定的液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸或液壓馬達(dá)的排量及其運(yùn)動速度或轉(zhuǎn)速，計(jì)算出各液壓執(zhí)行元件實(shí)際所需流量，見表3。工況執(zhí)行元件名稱運(yùn)動速度結(jié)構(gòu)參數(shù)流量/（）計(jì)算公式慢速合模合模缸0.020.6快速合模0.13座前進(jìn)座移缸0.060.48座后退0.080.48注射注射缸0.072.7預(yù)塑進(jìn)料液壓馬達(dá)0.87慢速開模合模缸0.030.42快速開模0.131.82.4制定系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)圖2.4.1制定系統(tǒng)方案⑴執(zhí)行機(jī)構(gòu)的確定本機(jī)動作機(jī)構(gòu)除螺桿是單向旋轉(zhuǎn)外，其他機(jī)構(gòu)均為直線往復(fù)運(yùn)動。各直線運(yùn)動機(jī)構(gòu)均采用單活塞桿雙作用液壓缸直接驅(qū)動，螺桿則用液壓馬達(dá)驅(qū)動。從給定的設(shè)計(jì)參數(shù)可知，鎖模時(shí)所需的力最大，為900kN。為此設(shè)置增壓液壓缸，得到鎖模時(shí)的局部高壓來保證鎖模力。⑵合模缸動作回路合模缸要求其實(shí)現(xiàn)快速、慢速、鎖模，開模動作。其運(yùn)動方向由電液換向閥直接控制?？焖龠\(yùn)動時(shí)，需要有較大流量供給。慢速合模只要有小流量供給即可。鎖模時(shí)，由增壓缸供油。⑶液壓馬達(dá)動作回路螺桿不要求反轉(zhuǎn)，所以液壓馬達(dá)單向旋轉(zhuǎn)即可，由于其轉(zhuǎn)速要求較高，而對速度平穩(wěn)性無過高要求，故采用旁路節(jié)流調(diào)速方式。⑷注射缸動作回路注射缸運(yùn)動速度也較快，平穩(wěn)性要求不高，故也采用旁路節(jié)流調(diào)速方式。由于預(yù)塑時(shí)有背壓要求，在無桿腔出口處串聯(lián)背壓閥。⑸注射座移動缸動作回路注射座移動缸，采用回油節(jié)流調(diào)速回路。工藝要求其不工作時(shí)，處于浮動狀態(tài)，故采用Y型中位機(jī)能的電磁換向閥。⑹安全聯(lián)鎖措施本系統(tǒng)為保證安全生產(chǎn)，設(shè)置了安全門，在安全門下端裝一個(gè)行程閥，用來控制合模缸的動作。將行程閥串在控制合模缸換向的液動閥控制油路上，安全門沒有關(guān)閉時(shí)，行程閥沒被壓下，液動換向閥不能進(jìn)控制油，電液換向閥不能換向，合模缸也不能合模。只有操作者離開，將安全門關(guān)閉，壓下行程閥，合模缸才能合模，從而保障了人身安全。⑺液壓源的選擇該液壓系統(tǒng)在整個(gè)工作循環(huán)中需油量變化較大，另外，閉模和注射后又要求有較長時(shí)間的保壓，所以選用雙泵供油系統(tǒng)。液壓缸快速動作時(shí)，雙泵同時(shí)供油，慢速動作或保壓時(shí)由小泵單獨(dú)供油，這樣可減少功率損失，提高系統(tǒng)效率。2.4.2擬定液壓系統(tǒng)圖圖2注塑機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖液壓執(zhí)行元件以及各基本回路確定之后，把它們有機(jī)地組合在一起。去掉重復(fù)多余的元件，把控制液壓馬達(dá)的換向閥與泵的卸荷閥合并，使之一閥兩用?？紤]注射缸同合模缸之間有順序動作的要求，兩回路接合部串聯(lián)單向順序閥。再加上其他一些輔助元件便構(gòu)成了塑料注射機(jī)完整的液壓系統(tǒng)圖，見圖2，其動作循環(huán)表，見表2-4。 表2-4電磁鐵動作表 2.5液壓元件的選擇2.5.1液壓泵的選擇⑴液壓泵工作壓力的確定pP≥pl＋∑Δppl是液壓執(zhí)行元件的最高工作壓力，對于本系統(tǒng)，最高壓力是增壓缸鎖模時(shí)的入口壓力，pl＝6.4MPa；∑Δp是泵到執(zhí)行元件間總的管路損失。由系統(tǒng)圖可見，從泵到增壓缸之間串接有一個(gè)單向閥和一個(gè)換向閥，取∑Δp＝0.5MPa。液壓泵工作壓力為pP＝(6.4＋0.5)MPa＝6.9MPa⑵液壓泵流量的確定qP≥K(∑qmax)由工況圖看出，系統(tǒng)最大流量發(fā)生在快速合模工況，∑qmax＝3L/s。取泄漏系數(shù)K為1.2，求得液壓泵流量qP＝3.6L/s(216L/min)選用YYB-BCl71/48B型雙聯(lián)葉片泵，當(dāng)壓力為7MPa時(shí)，大泵流量為157.3L/min，小泵流量為44.1L/min。2.5.2電動機(jī)功率的確定注射機(jī)在整個(gè)動作循環(huán)中，系統(tǒng)的壓力和流量都是變化的，所需功率變化較大，為滿足整個(gè)工作循環(huán)的需要，按較大功率段來確定電動機(jī)功率。從工況圖看出，快速注射工況系統(tǒng)的壓力和流量均較大。此時(shí)，大小泵同時(shí)參加工作，小泵排油除保證鎖模壓力外，還通過順序閥將壓力油供給注射缸，大小泵出油匯合推動注射缸前進(jìn)。前面的計(jì)算已知，小泵供油壓力為pP1＝6.9MPa，考慮大泵到注射缸之間的管路損失，大泵供油壓力應(yīng)為pP2＝(5.9＋0.5)MPa＝6.4MPa，取泵的總效率ηP＝0.8，泵的總驅(qū)動功率為＝27.313kW考慮到注射時(shí)間較短，不過3s，而電動機(jī)一般允許短時(shí)間超載25%，這樣電動機(jī)功率還可降低一些。P＝27.313×100/125＝21.85kW驗(yàn)算其他工況時(shí)，液壓泵的驅(qū)動功率均小于或近于此值。查產(chǎn)品樣本，選用22kW的電動機(jī)。2.5.3液壓閥的選擇選擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量。本系統(tǒng)工作壓力在7MPa左右，所以液壓閥都選用中、高壓閥。所選閥的規(guī)格型號見表2-5。表2-5塑料注射機(jī)液壓閥名細(xì)表序號名稱實(shí)際流量選用規(guī)格1三位四通電液換向閥2.6234DYM-B32H-T2三位四通電液換向閥3.3634DYY-B32H-T3三位四通電液換向閥0.5034DY-B10H-T4三位四通電液換向閥3.3634DYO-B32H-T5二位四通電液換向閥0.7424DYO-B32H-T6二位四通電液換向閥0.5024DO-H10H-T7溢流閥0.74YF-B20C8溢流閥2.62YF-B20C9溢流閥2.62YF-B20C10單向閥0.74DF-B20K11液控單向閥3.36AY-H32B12單向閥0.50DF-B10K13單向閥2.62DF-B32K14節(jié)流閥0.65LF-B10C15調(diào)速閥0.70QF-B10C16調(diào)速閥1.70QF-B20C17單向順序閥0.74XDIF-B20F18單向順序閥2.70XDIF-B32F19行程滑閥0.5024C-10B2.5.4液壓馬達(dá)的選擇在3.3節(jié)已求得液壓馬達(dá)的排量為0.8L／r，正常工作時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩769N.m，系統(tǒng)工作壓力為7MPa。選SYM0.9雙斜盤軸向柱塞式液壓馬達(dá)。其理論排量為0.873L/r，額定壓力為20MPa，額定轉(zhuǎn)速為8～l00r/min，最高轉(zhuǎn)矩為3057N·m，機(jī)械效率大于0.90。2.5.5油管內(nèi)徑計(jì)算本系統(tǒng)管路較為復(fù)雜，取其主要幾條(其余略)，有關(guān)參數(shù)及計(jì)算結(jié)果列于表2-6。表2-6主要管路內(nèi)徑管路名稱通過流量允許流速管路內(nèi)徑實(shí)際取值泵吸油管2.620.850.0630.065泵排油管0.7354.50.0140.015注射缸進(jìn)油管路2.664.50.0280.0322.5.6確定油箱的有效容積按下式來初步確定油箱的有效容積：V＝aqV已知所選泵的總流量為201.4L/min，這樣，液壓泵每分鐘排出壓力油的體積為0.2m3。參照表4—3取a＝5，算得有效容積為：V＝5×0.2m3＝1m32.6液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算2.6.1驗(yàn)算回路中的壓力損失本系統(tǒng)較為復(fù)雜，有多個(gè)液壓執(zhí)行元件動作回路，其中環(huán)節(jié)較多，管路損失較大的要算注射缸動作回路，故主要驗(yàn)算由泵到注射缸這段管路的損失。⑴沿程壓力損失沿程壓力損失，主要是注射缸快速注射時(shí)進(jìn)油管路的壓力損失。此管路長5m，管內(nèi)徑0.032m，快速時(shí)通過流量2.7L/s；選用20號機(jī)械系統(tǒng)損耗油，正常運(yùn)轉(zhuǎn)后油的運(yùn)動粘度ν＝27mm2/s，油的密度ρ＝918kg/m3。油在管路中的實(shí)際流速為油在管路中呈紊流流動狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為：求得沿程壓力損失為：⑵局部壓力損失局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失Δp2，以及通過控制閥的局部壓力損失Δp3。其中管路局部壓力損失相對來說小得多，故主要計(jì)算通過控制閥的局部壓力損失。參看圖2，從小泵出口到注射缸進(jìn)油口，要經(jīng)過順序閥17，電液換向閥2及單向順序閥18。單向順序伺17的額定流量為50L/min，額定壓力損失為0.4MPa。電液換向閥2的額定流量為190L/min，額定壓力損失0.3MPa。單向順序閥18的額定流量為150L/min，額定壓力損失0.2MPa。通過各閥的局部壓力損失之和為從大泵出油口到注射缸進(jìn)油口要經(jīng)過單向閥13，電液換向閥2和單向順序閥18。單向閥13的額定流量為250L/min，額定壓力損失為0.2MPa。通過各閥的局部壓力損失之和為：由以上計(jì)算結(jié)果可求得快速注射時(shí)，小泵到注射缸之間總的壓力損失為∑p1＝(0.03＋0.88)MPa＝0.91MPa大泵到注射缸之間總的壓力損失為∑p2＝(0.03＋0.65)MPa＝0.68MPa由計(jì)算結(jié)果看，大小泵的實(shí)際出口壓力距泵的額定壓力還有一定的壓力裕度，所選泵是適合的。另外要說明的一點(diǎn)是：在整個(gè)注射過程中，注射壓力是不斷變化的，注射缸的進(jìn)口壓力也隨之由小到大變化，當(dāng)注射壓力達(dá)到最大時(shí)，注射缸活塞的運(yùn)動速度也將近似等于零，此時(shí)管路的壓力損失隨流量的減小而減少。泵的實(shí)際出口壓力要比以上計(jì)算值小一些。綜合考慮各工況的需要，確定系統(tǒng)的最高工作壓力為6.8MPa，也就是溢流閥7的調(diào)定壓力。2.6.2液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計(jì)算⑴計(jì)算發(fā)熱功率液壓系統(tǒng)的功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量。發(fā)熱功率計(jì)算如下Phr＝Pr－Pc對本系統(tǒng)來說，Pr是整個(gè)工作循環(huán)中雙泵的平均輸入功率。具體的pi、qi、ti值見表7。這樣，可算得雙泵平均輸入功率Pr＝12kW。系統(tǒng)總輸出功率求系統(tǒng)的輸出有效功率：由前面給定參數(shù)及計(jì)算結(jié)果可知：合模缸的外載荷為90kN，行程0.35m；注射缸的外載荷為192kN，行程0.2m；預(yù)塑螺桿有效功率5kW，工作時(shí)間15s；開模時(shí)外載荷近同合模，行程也相同。注射機(jī)輸出有效功率主要是以上這些?？偟陌l(fā)熱功率為：Phr＝(15.3－3)kW＝12.3kW⑵計(jì)算散熱功率前面初步求得油箱的有效容積為1m3，按V＝0.8abh求得油箱各邊之積：a·b·h＝1/0.8m3＝1.25m3取a為1.25m，b、h分別為1m。求得油箱散熱面積為：At＝1.8h(a＋b)＋1.5ab＝(1.8×l×(1.25＋1)＋1.5×1.25)m2＝5.9m2油箱的散熱功率為：Phc＝K1AtΔT式中K1——油箱散熱系數(shù)，查表5—1，K1取16W/(m2·℃)；ΔT——油溫與環(huán)境溫度之差，取ΔT＝35℃。Phc＝16×5.9×35kW＝3.3kW＜Phr＝12.3kW由此可見，油箱的散熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了系統(tǒng)散熱的要求，管路散熱是極小的，需要另設(shè)冷卻器。⑶冷卻器所需冷卻面積的計(jì)算冷卻面積為：式中K——傳熱系數(shù)，用管式冷卻器時(shí)，取K＝116W／(m2．·℃)；Δtm—平均溫升(℃)；取油進(jìn)入冷卻器的溫度T1＝60℃，油流出冷卻器的溫度T2＝50℃，冷卻水入口溫度tl＝25℃，冷卻水出口溫度t2＝30℃。則：℃所需冷卻器的散熱面積為：考慮到冷卻器長期使用時(shí)，設(shè)備腐蝕和油垢、水垢對傳熱的影響，冷卻面積應(yīng)比計(jì)算值大30％，實(shí)際選用冷卻器散熱面積為：A＝1.3×2.8m2＝3.6m2注意；系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案不是唯一的，關(guān)鍵要進(jìn)行方案論證，從中選擇較為合理的方案。同一個(gè)方案，設(shè)計(jì)者不同，也可以設(shè)計(jì)出不同的結(jié)果，例如系統(tǒng)壓力的選擇、執(zhí)行元件的選擇、閥類元件的選擇等等都可能不同。附：系統(tǒng)工況圖2.7液壓缸的設(shè)計(jì)2.7.1液壓缸主要尺寸的確定液壓缸壁厚和外經(jīng)的計(jì)算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算。 液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律應(yīng)壁厚的不同而各異。一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚的比值的圓筒稱為薄壁圓筒。工程機(jī)械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算式中——液壓缸壁厚(m)；D——液壓缸內(nèi)徑(m)；——試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的(1.25~1.5)倍；——缸筒材料的許用應(yīng)力。無縫鋼管。則： 在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計(jì)算所得液壓缸的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在切削過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。因此一般不作計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式進(jìn)行校核。 液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外經(jīng)為為同理夾緊與定位液壓缸的壁厚與外徑為：缸體外徑夾緊與定位液壓缸的壁厚與外徑為：，2）液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來確定，并參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊>>P12表2-6中的系列尺寸來選取標(biāo)準(zhǔn)值。液壓缸工作行程選夾緊與定位液壓缸選3)缸蓋厚度的確定一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強(qiáng)度要求可用下面兩式進(jìn)行近似計(jì)算。無孔時(shí)有孔時(shí)式中t——缸蓋有效厚度(m)；——缸蓋止口內(nèi)徑(m)；——缸蓋孔的直徑(m)。液壓缸：無孔時(shí)，取t=20mm有孔時(shí)，取t’=50mm夾緊與定位液壓缸：無孔時(shí)，取t=17mm有孔時(shí)：，取t’=35mm4)最小導(dǎo)向長度的確定當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到缸蓋滑動支承面中點(diǎn)的距離H稱為最小導(dǎo)向長度（如下圖2所示）。如果導(dǎo)向長度過小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長度。圖2液壓缸的導(dǎo)向長度對一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長度H應(yīng)滿足以下要求：式中L——液壓缸的最大行程；D——液壓缸的內(nèi)徑?；钊膶挾菳一般取B=(0.6~10)D；缸蓋滑動支承面的長度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑D而定；當(dāng)D<80mm時(shí)，??；當(dāng)D>80mm時(shí)，取。為保證最小導(dǎo)向長度H，若過分增大和B都是不適宜的，必要時(shí)可在缸蓋與活塞之間增加一隔套K來增加H的值。隔套的長度C由需要的最小導(dǎo)向長度H決定，即液壓缸：最小導(dǎo)向長度：，取H=72mm活塞寬度：B=0.8D=64mm缸蓋滑動支承面長度：隔套長度：夾緊與定位液壓缸：最小導(dǎo)向長度：，取H=47mm活塞寬度：B=0.8D=50.4mm，取B=50mm缸蓋滑動支承面長度：隔套長度：5)缸體長度的確定液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的20~30倍。液壓缸：缸體內(nèi)部長度夾緊與定位液壓缸：缸體內(nèi)部長度2.6.3液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)液壓缸主要尺寸確定以后，就進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要包括：缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞與活塞桿的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)、密封裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。由于工作條件不同，結(jié)構(gòu)形式也各不相同。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。缸體與缸蓋的連接形式缸體與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。本次設(shè)計(jì)中采用外半環(huán)連接，如下圖3所示：圖3缸體與缸蓋外半環(huán)連接方式優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡單；加工裝配方便缺點(diǎn)：外型尺寸大；缸筒開槽，削弱了強(qiáng)度，需增加缸筒壁厚2)活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)參閱<<液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡明手冊>>P15表2-8，采用組合式結(jié)構(gòu)中的螺紋連接。如下圖4所示：圖4活塞桿與活塞螺紋連接方式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，在振動的工作條件下容易松動，必須用鎖緊裝置。應(yīng)用較多，如組合機(jī)床與工程機(jī)械上的液壓缸?；钊麠U導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)(1)活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向，也可做成與端蓋分開的導(dǎo)向套結(jié)構(gòu)。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換，所以應(yīng)用較普遍。導(dǎo)向套的位置可安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，也可以裝在外側(cè)。機(jī)床和工程機(jī)械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，有利于導(dǎo)向套的潤滑；而油壓機(jī)常采用裝在外側(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時(shí)，使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開，以提高密封性能。在本次設(shè)計(jì)中，采用導(dǎo)向套導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)為：導(dǎo)向套與活塞桿接觸支承導(dǎo)向，磨損后便于更換，導(dǎo)向套也可用耐磨材料。蓋與桿的密封常采用Y形、V形密封裝置。密封可靠適用于中高壓液壓缸。防塵方式常用J形或三角形防塵裝置?；钊盎钊麠U處密封圈的選用活塞及活塞桿處的密封圈的選用，應(yīng)根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運(yùn)動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。在本次設(shè)計(jì)中采用O形密封圈。第三章液壓集成塊的設(shè)計(jì)液壓控制裝置的集成主要有板式集成、塊式集成和疊加閥式集成。（1）板式集成液壓控制裝置，是把若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)板式液壓控制閥用螺釘固定在一塊公共底板（油路板，亦稱閥板）上，按系統(tǒng)要求，通過油路板中鉆、銑或鑄造出的孔道實(shí)現(xiàn)各閥之間的油路聯(lián)系，構(gòu)成一個(gè)回路。對于較復(fù)雜的系統(tǒng)，則需將系統(tǒng)分解成若干個(gè)回路，用幾個(gè)油路板來安裝標(biāo)準(zhǔn)板式液壓元件，各個(gè)油路板之間通過管道來連接。通常將油路板上安裝閥的一面稱為正面，不安裝閥的一面稱為背面。板式集成的特點(diǎn)是對于動作復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，會因液壓元件數(shù)量的增加，導(dǎo)致所需油路板的尺寸和數(shù)量的增大，致使有些孔道甚至無法鉆出，而銑槽往往出現(xiàn)滲漏串腔現(xiàn)象。此外，油路板是根據(jù)特定的液壓系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)制造的，不易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，不易組織專業(yè)生產(chǎn)。特別是當(dāng)需要更改回路或追加元件時(shí)，油路板就要重新設(shè)計(jì)加工，而其中的差錯(cuò)可能會使整塊油路板報(bào)廢?？傊?，板式集成液壓控制裝置適合不太復(fù)雜的低壓液壓系統(tǒng)采用。（2）塊式集成是按典型液壓系統(tǒng)的各種基本回路，做成通用化的6面體油路塊（集成塊），通常其四周除1面安裝通向液壓執(zhí)行器（液壓缸或液壓馬達(dá)）的管接頭外，其余3面安裝標(biāo)準(zhǔn)的板式液壓閥及少量疊加閥或插裝閥，這些液壓閥之間的油路聯(lián)系由油路塊內(nèi)部的通道孔實(shí)現(xiàn)，塊的上下兩面為塊間疊積結(jié)合面，布有由下向上貫穿通道體的公用壓力油孔P、回油孔O（T）、泄油孔L及塊間連接螺栓孔，多個(gè)回路塊疊積在一起，同過4只長螺栓固緊后，各塊之間的油路聯(lián)系通過公用油孔來實(shí)現(xiàn)。塊式集成有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）可簡化設(shè)計(jì)；2）設(shè)計(jì)靈活，更改方便；3）易于加工，專業(yè)化程度高；4）結(jié)構(gòu)緊湊，裝配維護(hù)方便；5）系統(tǒng)運(yùn)行效率較高。塊式集成的主要缺點(diǎn)是集成塊的孔系設(shè)計(jì)和加工容易出錯(cuò)，需要一定的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)。（3）疊加閥是在集成塊的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,液壓元件間的連接不需要另外的連接塊,而是以特殊設(shè)計(jì)的疊加閥的閥體作為連接體,通過螺栓將液壓閥等元件直接疊積并固定在最底層的基塊(底板)上.基塊側(cè)面開有螺紋孔,通過管接頭作為通向執(zhí)行器、液壓泵或油箱的孔道,并可以根據(jù)需要用螺塞封堵打開,只要把同一規(guī)格的疊加閥按一定順序疊加起來,再將板式換向閥直接安裝于這些疊加閥的上面,即可構(gòu)成各種典型液壓回路.疊加閥的特點(diǎn)為：結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕,占地面積小。疊加閥安裝簡便，裝配周期短，系統(tǒng)有變動增減元件時(shí)，重新組裝較為方便。使用疊加閥，元件間無管連接，消除了因管接頭引起的漏油、振動和噪聲。使用疊加閥系統(tǒng)配置簡單，元件規(guī)格統(tǒng)一，外行整齊美觀，維修保養(yǎng)容易。采用我過疊加閥組成的集中供油系統(tǒng)節(jié)電顯著。由于規(guī)定尺寸限制，由疊加閥組成的回路形式少，通徑較小，一般使用于工作壓力小于20Mpa，流量小于200L/min的機(jī)床，輕工機(jī)械，工程機(jī)械等行業(yè)。綜上比較可以得出此液壓系統(tǒng)適用的塊式集成為疊加式。③動力源裝置確定液壓動力源一般由液壓泵組、油箱組件、控溫組件和過濾器組件等相對獨(dú)立的部分組成。盡管這幾個(gè)部分相對獨(dú)立，但設(shè)計(jì)者在液壓動力源裝置設(shè)計(jì)中，除了根據(jù)機(jī)器設(shè)備的工況特點(diǎn)和使用的具體要求合理進(jìn)行取舍外，經(jīng)常需要將它們進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，合理構(gòu)成一個(gè)部件。例如，油箱上常需將控溫組件中的油溫計(jì)、過濾器組件作為油箱附件而組合在一起構(gòu)成液壓油箱等等。按液壓泵組布置的方式分上置式液壓動力源、非上置式液壓動力源和柜式液壓動力源三種方式。本設(shè)計(jì)采用上置式液壓動力源設(shè)計(jì)。當(dāng)電動機(jī)臥式安裝，液壓泵置于油箱之上時(shí)，稱為臥式液壓動力源。當(dāng)電動機(jī)立式安裝于油箱之上時(shí)，稱為立式液壓動力源。上置式液壓動力源占地面積小，結(jié)構(gòu)緊湊，液壓泵置于油箱內(nèi)的立式安裝動力源，躁聲低且便于收集漏油。綜合考慮本設(shè)計(jì)決定采用臥式液壓動力源布置?！?6】3.1塊式集成的結(jié)構(gòu)塊式集成是按典型液壓系統(tǒng)的各種基本回路，做成通用化的6面體油路塊（集成塊），通常其四周除1面安裝通向液壓執(zhí)行器（液壓缸或液壓馬達(dá)）的管接頭外，其余3面安裝標(biāo)準(zhǔn)的板式液壓閥及少量疊加閥或插裝閥，這些液壓閥之間的油路聯(lián)系由油路塊內(nèi)部的通道孔實(shí)現(xiàn)，塊的上下兩面為塊間疊積結(jié)合面，布有由下向上貫穿通道體的公用壓力油孔P、回油孔O（T）、泄漏油孔L及塊間連接螺栓孔，多個(gè)回路塊疊積在一起，通過4只長螺栓固緊后，各塊之間的油路聯(lián)系通過公用油孔來實(shí)現(xiàn)。3.2塊式集成的特點(diǎn)可簡化設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)靈活、更改方便；易于加工、專業(yè)化程度高；結(jié)構(gòu)緊湊、裝配維護(hù)方便；系統(tǒng)運(yùn)行效率較高塊式集成的主要缺點(diǎn)是集成塊的孔系設(shè)計(jì)和加工容易出錯(cuò)，需要一定的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)。3.3塊式集成液壓控制裝置的設(shè)計(jì)1）分解液壓系統(tǒng)并繪制集成塊單元回路圖集成塊單元回路實(shí)質(zhì)上是液壓系統(tǒng)原理圖的一個(gè)等效轉(zhuǎn)換。分解集成塊單元回路時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用現(xiàn)有系列集成塊單元回路，以減少設(shè)計(jì)工作量。集成塊上液壓閥的安排應(yīng)緊湊，塊樹應(yīng)盡量曬，以減少整個(gè)液壓控制裝置的結(jié)構(gòu)尺寸和重量。集成塊的數(shù)量與液壓系統(tǒng)的復(fù)雜程度有關(guān)，一摞集成塊組中，除基塊和頂塊外，中間塊一般1-7塊。當(dāng)所需中間塊多于7塊時(shí)，可按系統(tǒng)工作特點(diǎn)和性質(zhì)，分組多摞疊加，否則集成簡單回路合用一個(gè)集成塊；液壓泵的出口竄接單向閥時(shí)，可采用管式連接的單向閥（竄接在泵與集成塊組的基塊之間）；采用少量疊加閥、插裝閥及集成塊專用嵌入式插裝閥；集成塊側(cè)面加裝過渡板與閥連接；基塊與頂塊上布置適當(dāng)?shù)脑鹊?。塊的設(shè)計(jì)（1）確定公用油道孔的數(shù)目集成塊體的公用油道孔，有二孔、三孔、四孔、五孔等多種設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用較廣的為二孔式和三孔式。二孔式在集成塊上分別設(shè)置壓力油孔P和回油孔O各一個(gè)，用4個(gè)螺栓孔與塊組連接螺栓間的環(huán)形孔來作為泄漏油通道。二孔式集成塊的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，公用通道少，便于布置元件；泄漏油道孔的通流面積大，泄漏油的壓力損失小。缺點(diǎn)是：在基塊上需將4個(gè)螺栓孔相互鉆通，所以須堵塞的工藝孔較多，加工麻煩，為防止油液外漏，集成塊間相互疊加面的粗糙度要求較高，一般應(yīng)小于Ra0.8μm。三孔式在集成塊上分別設(shè)置壓力油孔P、回油孔O和泄油孔L共3個(gè)公用通道三孔式集成塊的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，公用油道孔數(shù)較少，缺點(diǎn)是因泄漏油孔L要與各元件的泄漏油口相通，故其連通孔道一般細(xì)而長，加工較困難，且工藝孔較多。（2）液壓元件樣板（3）確定孔道直徑及通油孔間的壁厚a.確定通油孔道的直徑與閥的油口相通孔道的直徑，應(yīng)與液壓閥的油口直徑相同；與管接頭相連接的孔道，其直徑一般應(yīng)按通過的流量和允許流速，用式計(jì)算，但孔口須按管接頭螺紋小徑鉆崆并攻絲；工藝孔應(yīng)用螺塞或球漲堵死；對于公用孔道，壓力油孔和回油孔的直徑可以類比同壓力等級的系列集成塊中的孔道直徑確定，也可通過式計(jì)算得到；泄油孔的直徑一般由經(jīng)驗(yàn)確定。b.連接孔的直徑固定液壓閥的定位銷孔的直徑和螺釘孔的直徑，應(yīng)與所選定的液壓閥的定位銷直徑及配合要求與螺釘孔的螺紋直徑相同；連接集成塊組的螺栓規(guī)格可類比相同壓力等級的系列集成塊的連接螺栓確定，也可以通過強(qiáng)度計(jì)算得到。單個(gè)螺栓的螺紋小徑d的計(jì)算公式為：式中；P-塊體內(nèi)部最大受壓面上的推力；n-螺栓個(gè)數(shù)；-擔(dān)擱螺栓的材料許用應(yīng)力。螺栓直徑確定后，其螺栓孔（光孔）的直徑也就隨之而定，系列集成塊的螺栓直徑為M8-M12，其相應(yīng)的連接孔直徑為?9-?12（mm）。c.起吊螺釘?shù)闹睆?。單個(gè)集成塊重量在30以上時(shí)，應(yīng)按重量和強(qiáng)度確定螺釘孔的直徑。d.油孔間的壁厚及其校核。通油孔間的最小壁厚的推薦值不小于5mm。當(dāng)系統(tǒng)壓力高于6.3Mpa時(shí)，或孔間壁厚較小時(shí)，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度校核，以防止系統(tǒng)在使用中被擊穿。(4)中間塊外形尺寸的確定中間塊用來安裝液壓閥，其高度H取決于所安裝元件的高度。H通常應(yīng)大于所安裝的液壓閥的高度。在確定中間塊的長度和寬度尺寸時(shí)，在已確定共有油道孔基礎(chǔ)上，應(yīng)首先確定公有油道孔位置應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)通道塊上的孔一致。中間塊的長度和寬度尺寸均應(yīng)大于安放元件的尺寸，以便于設(shè)計(jì)集成塊內(nèi)的通油孔道時(shí)調(diào)整元件的位置。一般長度方向的調(diào)整尺寸為40-50mm，寬度方向?yàn)?0-30mm。調(diào)整尺寸留的較大，孔道布置方便，但將加大塊的外形尺寸和重量，反之，則結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，但孔道布置困難。最后確定的中間塊長度和寬度應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)系列塊的一致。(5)布置集成塊上的液壓元件液壓元件在通道塊上的安裝位置合理與否，直接影響集成塊體內(nèi)孔道結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、加工工藝性的好壞及壓力損失大小。元件安放位置不僅與典型單元回路的合理性有關(guān)，還要受到元件結(jié)構(gòu)、操縱調(diào)整的方便性等因素的影響。a.中間塊中間塊的側(cè)面安裝各種液壓控制元件。當(dāng)需與執(zhí)行裝置連接時(shí)，3個(gè)側(cè)面安裝元件，一個(gè)側(cè)面安裝管接頭。注意事項(xiàng)如下：應(yīng)給安裝液壓閥、管接頭、傳感器及其他元件的各面留有足夠的空間；集成塊體上要設(shè)置足夠的測壓點(diǎn)，以便于調(diào)試和工作中使用；需經(jīng)常調(diào)節(jié)的控制閥如各種壓力閥和流量閥等應(yīng)安放在便于調(diào)節(jié)和觀察的位置，應(yīng)避免相鄰側(cè)面的元件發(fā)生干涉；應(yīng)使與各元件相通的油孔盡量安排在同一水平面，并在公用通油道的直徑范圍內(nèi)，以減少中間連接孔、深孔和斜孔的數(shù)量?；ゲ幌嗤ǖ目组g應(yīng)保持一定壁厚，以防工作時(shí)擊穿；集成塊的工藝孔均應(yīng)封堵，封堵有螺塞、焊接和球漲等三種方式；在集成塊間的疊加面上，公用油道孔出口處要安裝O形密封圈，以實(shí)現(xiàn)塊間的密封。應(yīng)在公用油道孔出口處按選用的O形密封圈的規(guī)格加工出深孔，O型圈溝槽尺寸應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；b.基塊（底版）基塊的作用是將集成塊組件固定在油箱頂蓋或?qū)Ｓ玫鬃?，并將公用通油孔道通過管接頭與液壓泵和油箱相連接，有時(shí)需在基塊側(cè)面上安裝壓力表開關(guān)。設(shè)計(jì)時(shí)要留有安裝法蘭、壓力表開關(guān)和管接頭等的足夠空間。當(dāng)液壓泵出油口經(jīng)單向閥進(jìn)入主油路板時(shí)，可采用管式單向閥，并將其裝在基塊外。c.頂塊（蓋板）頂塊的作用是封閉公用通油孔道，并在其側(cè)面安裝壓力表開關(guān)以便測壓，有時(shí)也可在頂塊上安裝一些控制閥，以減少中間塊數(shù)量。(6)集成塊油路的壓力損失集成塊組的壓力損失，是指貫通全部集成塊的進(jìn)油、回油孔道的壓力損失。在孔道布置一定后，壓力損失隨流量增加而增加。通常，經(jīng)過一個(gè)塊的壓力損失值約為0.01Mpa.(7)集成塊的材料和主要技術(shù)要求制造集成塊的材料因液壓系統(tǒng)壓力高低和主機(jī)類型不同而異。通常，對于固定機(jī)械，低壓系統(tǒng)的集成塊，宜選用HT250或球墨鑄鐵；高壓系統(tǒng)的集成塊宜選用20鋼和35鋼鍛件。對于有重量限制要求的行走機(jī)械等設(shè)備的液壓系統(tǒng)，其集成塊可采用鋁合金鍛件，但要注意強(qiáng)度計(jì)算。集成塊的毛坯不得有砂眼、氣孔、縮孔和夾層等缺陷，必要時(shí)需對其進(jìn)行探傷檢查。毛坯在切削加工前應(yīng)進(jìn)行時(shí)效處理或退火處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。集成塊各部位的粗糙度要求不同：集成塊各表面和安裝嵌入式液壓閥的孔的粗糙度不大于Ra0.8μm，末端管接頭的密封面和O形圈溝槽的粗糙度不大于Ra3.2μm，一般通油孔道的粗糙度不大于Ra12.5μm。塊間結(jié)合面不得有明顯劃痕。形位公差要求為：塊間結(jié)合面的平行度公差一般為0.03μm，其余4個(gè)側(cè)面與結(jié)合面的垂直度公差為0.1mm。為了美觀，機(jī)械加工后的鑄鐵和鋼質(zhì)集成塊表面可鍍鋅。第4章注塑機(jī)液壓輔助裝置設(shè)計(jì)4.1液壓油箱的設(shè)計(jì)1．油箱的作用：存儲液壓油液、散發(fā)油液熱量、逸出空氣、沉淀雜質(zhì)、分離水分和安裝元件。2．油箱通常可分為整體式油箱、兩用油箱和獨(dú)立油箱三類。整體式油箱是指在液壓系統(tǒng)或機(jī)器的構(gòu)件內(nèi)形成的油箱。兩用油箱是指液壓油與機(jī)器中的其他目的用油的公用油箱。3．油箱的容量油箱的總?cè)萘堪ㄓ鸵喝萘亢涂諝馊萘?。油液容量是指油箱中油液最多時(shí)，即液面在液位計(jì)的上刻線時(shí)的油液體積。在最高液面以上要留出等于油液容量的10％～15％的空氣容量，以便形成油液的自由表面，容納熱膨脹和泡沫，促進(jìn)空氣分離，容納停機(jī)或檢修時(shí)靠自重流回油箱的油液。油箱的容量通?？砂词剑?液壓泵的總額定流量（L/min）；-與系統(tǒng)壓力有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：低壓系統(tǒng)=2～4，中低壓系統(tǒng)=5～7，高壓系統(tǒng)=10～124．油箱的設(shè)計(jì)1）箱頂、通氣器（空氣過濾器）、注油口油箱的箱頂結(jié)構(gòu)取決于它上面安裝的元件。例如，如果液壓泵布置在油箱內(nèi)部液面以下，則箱頂應(yīng)為或應(yīng)有可拆卸的蓋。箱蓋及管子引出口之類的所有開口都要妥為密封。箱頂上安裝液壓泵組時(shí)，頂板的厚度應(yīng)為側(cè)板厚度的四倍，以免產(chǎn)生振動。液壓泵組與箱頂之間應(yīng)設(shè)置隔振墊。為了便于布置和維修，有時(shí)采用裝在箱頂上的回油過濾器。箱頂上一般要設(shè)置通氣器（空氣過濾器）、注油口，通氣器通常為附帶注油口的結(jié)構(gòu)，取下通氣帽可以注油，放回通氣帽即成通氣過濾器。2）箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)）、液位計(jì)對于鋼板焊接的油箱，用來構(gòu)成油箱體的中碳鋼的最小厚度。箱頂上安裝液壓泵組時(shí)，側(cè)板厚度應(yīng)適當(dāng)加大。當(dāng)箱頂與箱壁之間為不可拆連接時(shí)，應(yīng)在箱壁上至少設(shè)置一個(gè)清洗孔。清洗孔的數(shù)量和位置應(yīng)便于用手清理油箱所有內(nèi)表面。清洗口法蘭蓋板應(yīng)該能由1個(gè)人拆裝。法蘭蓋板應(yīng)配有可以重復(fù)使用的彈性密封件。為了便于誘降的搬運(yùn)，應(yīng)在油箱四角的箱壁上方焊接吊耳（也稱吊環(huán)）。吊耳有圓柱形和鉤形兩種。液位計(jì)通常為帶有溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)。液位計(jì)一般設(shè)在油箱外壁上，并近靠注油口，以便注油時(shí)觀測液面。液位計(jì)的下刻線至少應(yīng)比吸油過濾器或吸油管口上緣高出75mm，以防止吸入空氣。液位計(jì)的上刻線對應(yīng)著油液的容量。液位計(jì)與油箱的連接處有密封措施。3）箱底、放油塞、支角應(yīng)在油箱底部最低點(diǎn)設(shè)置放油塞（≧M18×1.5），以便油箱清洗和油液更換。為此，箱底應(yīng)朝向清洗孔和放油塞傾斜，傾斜坡度通常為1/25～1/20；這樣可以促使沉積物（油泥或水）聚集到油箱中的最低點(diǎn)。為了便于放油和搬運(yùn)，應(yīng)該把郵箱架起來，油箱底至少離開地面150mm。油箱應(yīng)設(shè)有支腳，支腳可以單獨(dú)制作后焊接在箱底邊緣上，也可以通過適當(dāng)增加兩側(cè)壁高度，以使其經(jīng)彎曲加工后兼作油箱支腳。支腳應(yīng)該有足夠大的面積，以便可以用墊片或契鐵來調(diào)平。4）隔板、除氣網(wǎng)為了延長油液在油箱中逗留的時(shí)間，促進(jìn)油液在油箱中的環(huán)流，促使更多的油液參與在系統(tǒng)中的循環(huán)，從而更好地發(fā)揮油箱的散熱、除氣、沉淀等功能，油箱中，尤其在油液容量超過100L的油箱中應(yīng)設(shè)置內(nèi)部隔板。隔板要把系統(tǒng)回油區(qū)與吸油區(qū)隔開，并盡可能使油液在油箱內(nèi)沿著油箱壁環(huán)流。隔板缺口處要有足夠大的過流面積，使環(huán)流流速為0.3～0.6m/s。隔板結(jié)構(gòu)有溢流式標(biāo)準(zhǔn)型、溢流式和回流式等多種型式。溢流式隔板的高度不應(yīng)低于液面高度的2/3；隔板下部應(yīng)開有缺口，以使吸油側(cè)的沉淀物經(jīng)此缺口至回油側(cè)，并經(jīng)放油口排出。隔板的安裝型式為了有助于油液中的氣泡浮出液面，可在油箱內(nèi)設(shè)置除氣網(wǎng)，除氣網(wǎng)用網(wǎng)眼直徑0.5mm的金屬網(wǎng)制作，并傾斜10°～30°布置。5）過濾網(wǎng)的配置過濾網(wǎng)可以設(shè)計(jì)成將液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油管隔開，這樣液壓油可以經(jīng)過一次過濾（見下圖12）。過濾網(wǎng)通常使用50~100目左右的金屬網(wǎng)。6）管路的配置液