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    液壓注塑機注射螺桿驅動方式的研究分析

    來源:http://www.alemdascurvas.com/ 人氣: 發表時間:2017-02-21 12:14:14

    全液壓注塑機中注射螺桿的驅動方式—液壓馬達驅動和減速機驅動,并對這兩種驅動方式進行了分析比較,減速機驅動具有運動平穩、效率高、節省時間這一特點,得出采用減速機驅動注射螺桿更有優越性。

    這一研究分析對節省注塑機運行周期具有一定的意義,特別是預塑時間長,冷卻、開模時間短的注塑機。本文的研究分析將解決預塑計量與冷卻、開模、頂出時間的沖突,在冷卻、開模、頂出的同時進行預塑計量,從而降低生產周期。

    液壓馬達驅動注射螺桿在注塑機上使用非常廣泛,其作用是將液壓能轉化成機械能,將與之聯接的螺桿驅動旋轉,從而達到螺桿旋轉輸送物料及剪切物料的作用。減速機也能起到同樣的作用,并且減速機的運動更平穩、效率更高、時間更短。

    本文將對全液壓注塑機注射螺桿的驅動方式進行研究分析,并對驅動方式進行了分析比較,得出使用減速機驅動更佳。這種采用減速機驅動注射螺桿旋轉的方式具有值得推廣的意義。

     

    1、全液壓注塑機工作過程簡介與分析

    全液壓注塑機工作過程主要由合模、注射座前進、注射及保壓、預塑計量、冷卻、開模、頂出機構頂出制品等工序組成。

     

    由于是全液壓注塑機,因此需要用到液壓泵泵油功能執行動作時,都必須按時間順序來執行,執行完一個動作,通過控制再執行另一個動作,因此導致本來可以同時進行的動作必須按時間順序來執行,效率比較低。

     

    因此需要研究分析解決預塑計量與冷卻、開模、頂出制品等的時間沖突,降低生產周期。

     

    2、液壓馬達驅動注射螺桿的原理與結構

    液壓馬達是將液壓泵提供的液體壓力能轉變為其輸出軸的機械能,做旋轉運動的液壓執行元件。液壓馬達體積小、重量輕、結構簡單,但效率低、啟動扭矩較小、低速穩定性比較差。

     

    用它來實現旋轉運動時,從結構空間及可靠度要求不高的情況下可替代減速機使用,因此在各種機械的液壓系統中得到廣泛應用,近年來被廣泛應用于注塑機的預塑部位,即驅動螺桿旋轉。 

     

    注射機中的螺桿旋轉運動的作用是將物料向前運送,并在運送過程中對物料進行剪切混煉,使物料不斷的受熱融化向前運送。

     

    液壓馬達輸出軸為內花鍵軸,與注射座中的傳動軸外花鍵聯接,外花鍵傳動軸左端通過聯軸器與螺桿鏈接,從而液壓馬達帶動螺桿一起旋轉,在螺桿旋轉的同時,注射座后移,物料不斷的進入料筒前面,等待下一步進行物料注射。

     

    圖1 液壓馬達驅動注射螺桿的外部結構

     

    3、減速機驅動注射螺桿的原理與結構

    減速機在原動機和工作機或執行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用,在現代機械中應用極為廣泛。減速機按用途可分為通用減速機和專用減速機兩大類,兩者的設計、制造和使用特點各不相同。

     

    由于注塑機中注射螺桿是周期性旋轉,因此使用的減速機必須是專門設計用于驅動注塑機螺桿轉動的專用減速機。其外部結構如圖2所示,其內部與注射螺桿聯接方式同液壓馬達與注射螺桿的聯接方式一樣。

     

     

    圖2 減速機驅動射螺桿的外部結構

     

    由于采用減速機進行驅動,需要在減速機輸入軸處設置一個驅動源,可以選擇液壓馬達或電機,本文中選擇電機。而注塑機注射螺桿對應于不同的塑料,其轉速也不一樣,為了獲得多種不同的轉速,需要選擇伺服電機驅動減速機,進而驅動螺桿旋轉。

     

    4、液壓馬達驅動與減速機驅動的分析比較

    液壓馬達價格比較昂貴,其傳動效率也是比較低的,從使用測試情況看,一般驅動效率在百分之七十左右。

     

    另外液壓馬達的承載能力也比較低,馬達的使用壽命比較短暫,要達到長期使用壽命的話,需要選用額定扭矩比較大的液壓馬達,這無形的又增加了投資成本,并且液壓馬達維護比較困難,維護成本也比較高。

     

    相對液壓馬達而言,減速機驅動效率高,單級可達99%,本文中所使用的三級減速機,效率可達97%,承載能力大,維護簡單,維修比較方便,在輸入軸處安裝伺服調速電機,可以實現減速機多種輸出轉速及扭矩。 

     

    全液壓注塑機運動周期是一個按時間順序控制液壓泵進行泵油完成各項動作的,而液壓馬達驅動需要液壓泵將液壓油泵入馬達實現驅動注射螺桿,因此在液壓馬達驅動注射螺桿旋轉的同時,其他需要液壓泵做動力源的部位將不得不停下來,等螺桿旋轉完后,通過軟件控制再通過用泵將液壓油泵入其他需要液壓油的部位,這樣一來,比較浪費時間,控制成本也比較高。

     

    在注射保壓完成后,零件冷卻的同時可以進行預塑,但在冷卻結束后進行開模與頂出制品動作時,注射螺桿無法進行預塑的動作,或是必須等預塑完后在進行開模與頂出制品,這之間有一段時間是被浪費掉的。

     

    而如果采用減速機驅動,減速機輸入軸連接伺服調速電機,使用的是電控,電動機的使用與控制也很方便,不受液壓泵的影響,在開模、冷卻、頂出制品的同時,注射螺桿可以一直進行預塑,不斷的熔煉制品原料,使其充分混合,不僅減少了預塑總時間,而且降低了注塑機的運行周期,提高了注塑機的效率。

     

    5、結語

    通過以上研究分析、比較,使用配有伺服電機的減速機驅動注塑螺桿不僅可以大大增加注射螺桿剪切混煉原料的效率,還可以降低注塑機運行周期,增加單位時間內的制品產量,增加生產效率。因此,采用減速機驅動注射螺桿可在注塑機行業推廣使用,特別是在預塑周期長,冷卻、開模、頂出制品時間短的注塑機上更值得推廣使用,可以大大提高生產效率。

    此文關鍵字: 液壓注塑機
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