毕业设计--注射机液压系统设计（含外文翻译）.doc

沈阳化工大学本 科 毕 业 设 计 说 明 书设计题目：SZ-250/2000KN注射机液压系统设计学生姓名： 秦新云 学生学号： 09100125 院 （系）： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机械优创0901 指导教师： 王立强 提交时间：2013年 6 月 日答辩时间：2013年 6 月 日 毕业设计（论文）任务书机械工程学院 机械设计制造及其自动化专业 机优0901 学生：秦新云 毕业设计（论文）题目：SZ250/2000KN注射机液压系统设计 毕业设计（论文）内容： 1、0#图纸2张（泵站装配图、集成板块图） 1#图纸2张（液压系统原理图、油箱图） 2、计算说明书一份（A4纸、小四字、标准格式、 正文不少于30页） 3、查阅技术资料的文献综述3000字以上。 4、外文翻译3000字（译成中文）以上 指导教师：王立强 2013 年 月 日 教研室主任： 学院院长： 摘要 本设计主要研究了SZ-250/2000KN注射机液压系统。注射机包括注射装置和合膜装置。在注射机注射注射成型过程中，将塑料注入注射机的料筒，在螺杆的作用下变成硬化的液体态,而后被注入模腔中形成成品，最后将制品顶出。因此注射机的成型过程为闭模，注射座前移，注射保压，防流延，开模，顶出制品及注射座后移过程。这一系列的动作过程是本次设计液压系统完成的。本设计包括注射缸，顶出缸，注射座移动缸，合模缸，还有各种阀和液压泵，液压马达及各种辅助元件等。为满足注射机的动作而设计各个液压回路，还因为要考虑到为使各个动作快速改变及动作平稳，使用了叶片式双联泵并设计了三级压力设计回路和节流调速回路，以及在液压系统中增加了许多辅助元件。 此外本设计还设计了辅助件-油箱。液压缸参数的设计包括各缸的缸筒内径，活塞杆直径，缸筒壁厚，活塞宽度，导向长度和隔套长度的设计。各缸的校核强度和活塞杆连接螺栓的校核，采用了开式，矩形的结构。关键词： 液压系统，液压缸，油箱 Abastract This design studied the hydraulic system of the SZ-250/2000KN injection machine primarily. The injection machine includes injecting device and molding device. In the process of injection machine injection model, the plastic will be infused into the charging barral in injection molding machine, in the function of screw the plastic are turn to the plasticfying liquid posture ,then they are injected into mold antrum and become the produce, which will be crest out finally. Therefore the injection model model process of injection machine is a course as to shuttling the mold,injection seat froward leading , injection , protecting to press , defending to flow to postpone ,opening the mold , driving out manufacture piece and injection seat backspace . This is a series of action process will be complete by the hydraulic pressure system in this design . The hydraulic pressure system in this design includes other then injection ,still have every kind of value,hydraulic pump,hydraulic motor and different kinds of assistant component etc.For satisfaction with the action of injection machine design every hydraulic pressure loop,in consideration of making each action fast to change and act steady, used a type of the doubt unite pump with vane ,design the 3-rated pressure loop and throttle timing loop,and increase many assistance in hydraulic pressure system. In addition this designe still designed the assistant a-oil tank.The parameters of the hydraulic cylinder include every cylinders inner diameter, piston pole diameter, cylinders wall thickness,piston width,guide length and parttion cover length . In this design also have the strength checking of every cylinder and piston pole linking bolts checking adopting the open type,rectangle construction. Key words: hydraulic system ; hydraulic cylinder ; oil tank 目录第一章 引言11.1 注射部分21.2合模部分21.3液压系统21.3.1 闭模和合紧21.3.2 注射装置前移和注射31.3.3 保压31.3.4 制品冷却和预塑化31.3.5 注射装置后退和开模顶出制品3第二章 结构说明42.1 按塑料的塑化方式分类42.2按外形特征分类62.3 选择注射装置形式72.4 螺杆传动系统的选择与连接方式72.5注射座的设计82.6 油缸的结构与设置82.7 选择合模装置92.8液压系统的设计102.9液压系统原理图拟定112.10总结11 第三章 SZ250/20000KN塑料注射机相关参数计算123.1 注射量123.2螺杆直径和行程133.3 注射压力133.4 注射速度Vi14第四章 SZ250/2000KN注射机液压系统设计计算174.1油缸负载计算174.2 计算液压缸的主要结构尺寸194.2.1 油缸几何尺寸的确定194.2.2 油缸壁厚的确定214.3各液压缸工况及工作腔压力的计算234.4计算液压执行元件实际所需流量，根据最大流量选择液压泵244.5液压马达的选择254.6电机的选择254.7 液压阀的选择264.8油箱的设计274.8.1 油箱的功能说明274.8.2油箱的构造及设计要点274.8.3油箱容积及主体尺寸的确定284.8.4油箱散热的计算284.9 示意图304.9.1 SZ250/2000注射机液压系统原理图30 4.9.2注射行程开关说明314.9.3 油箱示意图324.9.4油箱个部件说明33 图表清单图1-1 注射机系统图. 1图1-2 工艺流程图. 3图2-1 柱塞式注射机结构示意图. 4图2-2 螺杆柱塞式注射机结构示意图. 5图2-3 往复螺杆注射机结构示意图. 11图2-4 液压系统原理图. 30图4-1 油箱示意图. 32表3-1 电机主要性能参数.15表3-2 注射机主要参数.16表4-1 各缸的参数.22表4-2 各油缸工况.23表4-3 运动状况.24表4-4 泵的性能参数.25表4-5 液压马达的性能参数.26表4-7 各液压阀名称、流量及压力.26表4-8 电磁铁动作顺序表.31表4-9 油箱各部件说明.33 沈阳化工大学学士学位毕业设计说明书 第一章 引言 第一章 引言 随着社会的不断发展，中国经济发展到一个历史的新高度，注塑机在机械制品中占有重要地位。随着注塑材料的不断问世，注塑产品在国民经济的各个方面占有很大比重。注塑机又名注射成型机或注射机，它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。分为立式、卧式、全电式。注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。注塑机具有能一次成型外型复杂、尺寸精确或带有金属嵌件的质地密致的塑料制品，被广泛应用于国防、机电、汽车、交通运输、建材、包装、农业、文教卫生及人们日常生活各个领域液压系统的作用为通过改变压强增大作用力。一个完整的液压系统由五个部分组成，即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和液压油。对于液压系统来说就处理小功率信号的数学运算、误差检测、放大、测试与补偿等功能而言，液压装置不如电子或机电装置那样灵活、线性、准确和方便，因而在控制系统的小功率部分 ，一般不宜采用，主要应用于系统的动力部分。所以注塑机可以应用液压系统来进行控制1。图 1-1 注射机系统图1-合模板液压缸；2-后固定模板；3-曲轴连杆机构；4-拉杆；5-顶出缸；6-动模板；7-安全门；8-前固定模板；9-注射螺杆；10-注射座前移缸；11-机筒；12-料斗13-料斗；14-液压马达1 沈阳化工大学学士学位毕业设计说明书 第一章 引言 1.1 注射部分 它的主要作用是使塑料塑化成熔融状态，并以足够的压力和速度将一定的熔料注到模腔内。因此，注射装置应具有塑化良好，计量精确的性能，并且在注射时对熔料能提供压力和速度。注射装置一般由塑化部件（熔胶筒、螺杆、喷嘴等）、料斗、计量装置、螺杆传动装置及注射和注射移动缸等组成2。1.2合模部分 它是保证成型模具可靠地闭合和实现模具启闭动作，并顶出制品，及成型制品的工作部件。因为在注射时，进入模腔中的熔料还具有一定的压力，这就要求合模装置给予模具以足够的合紧力，以防止在熔料的压力下模具被打开，从而导致制品溢边或使制品精度下降。合模装置主要由模板、拉杆、合模机构、制品顶出装置和安全门、调模装置等组成2。1.3液压系统 注射成型机是由塑料熔融、模子闭合、注射入模、压力保持、制品固化、闭模取出制品等工序所组成的连续生产过程，液压和电气则是为了保证注射成型机按工艺过程预定的要求（压力、速度、温度、时间及位置）和动作程序，准确无误地进行工作而设置的动力和控制系统、液压部分主要有动力油泵、压力阀、流量阀、方向阀、管路、油箱等2。 注射成型机的主要动作分为5个部分。1.3.1 闭模和合紧 注射机的成型周期从一般模具开始闭合时起。模具首先以低压力快速进行合模，当动模板与定模板接近时，合模的动力系统改换成低压，低压在确定模腔内无异物存在时，再切换成高压而将模具合紧2。1.3.2 注射装置前移和注射 在确认模具达到所要求的合紧力，注射装置前移，使喷嘴和模具贴合，当喷嘴与模具完成贴合后，便可向注射缸接入压力油。于是与油缸活塞相连的螺杆，则以高压高速将生产的熔料注入模腔。此时螺杆头部作用于熔料上的注射压力，又称为射胶压力2。1.3.3 保压 注入模腔的熔料，由于低温模具的冷却作用，使注入模腔内的熔料在冷却时产生收缩，为制得质量致密的制品，故对熔料还需保持一定的压力进行补缩。此时螺杆作用于熔料上的压力称制之为保压压力，在保压时螺杆补缩而有少量的前移2。1.3.4 制品冷却和预塑化 当保压进行到模腔的熔料失去浇口回流可能性时，注射油缸内的保压压力即可卸去，使制品在模内冷却定型。此时，螺杆在液压马达的驱动下转动，将来自料斗的粒状或粉末状的胶料向前输送，并使其塑化。由于螺杆头部熔料压力作用，使螺杆在转动的同时又产生后退。螺杆在塑化时的后移量，即表示了螺杆头部所积存的熔料剂量。当螺杆又回退到计量值时，螺杆即停止转动，准备下一次注射。制品冷却与螺杆塑化在时间上通常是重叠的，一般情况下，要求螺杆塑化计量时间要少于制品冷却时间2。1.3.5 注射装置后退和开模顶出制品螺杆塑化计量完毕后，为了使喷嘴不至于因时间和冷模接触而形成冷料等缘故，经常需要喷嘴撤离模具后，即注射装置后退，此动作进行与否或先后的程序，机器均可供选择。模腔内的熔料经冷却定型后，合模装置即行开模，并顶出制品2。注射成型工艺是一个按照预定顺序的周期性动作过程:合模注射座前移注射保压预塑注射座后退开模顶出制品顶出缸后退闭模图12 工艺流程图35 沈阳化工大学学士学位毕业设计说明书 第二章 结构说明第二章 结构说明2.1 按塑料的塑化方式分类（1）柱塞式 柱塞式注塑机的结构简图如下图2-1 柱塞式注射机结构示意图1-料斗；2-机筒；3-分流梭；4-柱塞；5-液压油缸； 柱塞式注射机是用柱塞依次把落入机筒中的塑料树脂推向机筒前端塑化空腔内，空腔内的原料依靠机筒外围的加热器提供热量，塑化成熔融状态，然后，通过柱塞快速前移，把熔料经由喷嘴注射到成型模具腔内，冷却定型。这种注塑装置结构简单，制造方便、价格便宜，但不能从根本上克服如下缺点：塑化均一性差，提供料筒的塑化能力受到限制；注塑压力损失大，需要消耗较大的注射能量；不易提供稳定的工艺条件；清洗料筒比较困难，由于柱塞式注射装置具有以上不易克服的缺点，所以目前不常用2。（2）螺杆塑化柱塞注射式注射机 螺杆塑化柱塞式注射机有两部分组成：即原料塑化部分和注射部分。这种注射机工作时，首先原料在塑化部分的挤出机中被均匀塑化，经由单向阀被挤入注射料筒的空腔中然后，注射部分中的柱塞快速前移，把原料经由喷嘴注射到成型模具空腔内，冷却定型。此种形式的注射机采用的是无轴向移动的螺杆进行塑化，除塑化能力高之外，还因为塑料都是经过螺杆的全部螺纹进行塑化，塑化后的熔料经过的热经历过程基本相同。所以轴向温差小、性能稳定，塑化螺杆与同规格的往复螺杆相比，直径较小。因而，可以提供机器的注射量，并且计量精确，可以实现非常高的注射压力，注射时的注射压力和速度都比较稳定，目前应用较多，主要应用在高精度和大型注射装置中13。 螺杆式塑化注射机的简图如下图2-2 螺杆柱塞式注射机结构示意图1-螺杆；2-机筒；3-单向阀；4-喷嘴；5-柱塞以上两种形式都是单独设置塑化部件的注射装置。这类结构都共同存在着料筒内滞料现象比较严重，料筒清理不便、在结构上不够紧奏等缺点。（3） 往复螺杆塑化注射机 往复螺杆塑化注射机的结构简图如下图2-3 往复螺杆注射机结构示意图1-喷嘴；2-机筒；3-螺杆；4-料斗；5-齿轮减速箱；6-电动机；7-油箱； 往复螺杆式注射机中的原料的塑化，是由注射机上机筒内的螺杆旋转，把进入机筒的原料挤压、翻转、剪切、在加上机筒外围供热的配合，使机筒中的原料熔融塑化均匀，同时，被转动的螺杆推向机筒前端，然后，螺杆用较快的速度前移，像柱塞一样把塑化好的原料注射到成型模具空腔内，冷却成型。这种形式目前应用最广泛的一种形式，主要特点如下： 1、结构上特点：螺杆同时具有塑化和注射两个功能，所以螺杆不仅回转塑化，同时还能往复移动注射。 2、塑料是依靠螺杆的劳动加热和外加热的共同作用，塑化成均匀的熔体，在塑化时，因伴随着螺杆的轴向位移，故熔体温度形成的轴向温差较大，而且难以完全克服，可是螺杆的塑化能力可以通过调整螺杆的转动和背压得到调整。 3、塑化能力大，塑化速率快，均化能力好，注射压力损失小，加工塑料时均化作用好。 4、同时结构紧凑，熔料停滞分解现象少，清理料筒方便。 综上所述，比较分析得出，本设计采用螺杆往复式注射装置。2.2按外形特征分类（1）卧式注射机 它的注射装置和合模装置在水平方向上呈一线排列。特点是机身位置较低，上料方便，操作和维修方便，设备也较平稳，利于实现自动化操作。缺点是占地面积大，模具装卸较麻烦，制品为嵌件安放容易倾斜或落下。这种形式应用广泛，对大中、小型都适用，是目前国内外比较普遍采用、常见的形式2。（2）立式注射机 立式注塑机的合模部分和注射部分处于同一垂直中心线上，且模具是沿垂直方向打开的，因此其占地面积较小，容易安放嵌件，装卸模具较方便，自料斗落入物料能较均匀地进行塑化，但是制品顶出后不易自动落下，必需用手去下，不易实现自动操作和大型制品注射2。（3）立式注射机 角式注射机的注射装置与合模装置呈垂直排列，应用情况介于立式和卧式之间，特别适合于加工中心部分不允许留有浇口痕迹的平面制品。（4）立式注射机 这种注射机是一个可以转动的盘子上装有多副模具的注射机，盘子按确定的时间旋转，这样依次可以和一个注射嘴相接触，接受熔融塑料是注射。特点是充分发挥注射装置的塑化能力，缩短生产周期，提高设备的生产能力。这种注射机特别适用于冷却时间长或因安放内嵌件需要较长时间，并且批量较大的制品生产。 综上所述与本设计的基本情况，本设计采用往复螺杆卧式注射机。2.3 选择注射装置形式 注射装置从原理上分为柱塞式和预塑式两大类。柱塞式注射装置的优点：结构简单，制造方便，造价低。缺点：塑化性差，塑化能力不高，注射压力大，不易提供较稳定的工艺条件，清洗料筒比较困难。综合比较下，本设计采用预塑式中的应用广泛的往复螺杆式。因为它有如下优点：塑化能力大，塑化速度快，均化性好，注射压力损失小，结构紧凑，熔料停滞分解现象少，料筒清理方便。缺点是结构复杂。而其他两种预塑式装置和螺杆柱塞式都有料筒内滞现象，料筒清理不方便。2.4 螺杆传动系统的选择与连接方式 注射螺杆在转动时，出料仅供注射用，与制品无直接联系，因此对螺杆的转速要求不十分严格，可采用无极速调速。螺杆预塑是间歇性的，因此启动频繁并带有负载。它的传动装置一般设在注射架上，工作时并随之往复运动。因此使用液压马达传动可实现大范围无极调速，传动特性软，启动惯性小，体积比同规格的电动机小的多。而电动机的有极调速等特点不符合要求。 在确定整体方案时，选择双杆前置油马达随动机构。首先，应选随动式结构。因为结构简单，制造方便，油马达可直接安装在螺杆后部，其缺点是惯性大，计算不够精确。而对于非随动式结构，结构复杂，计算精度高。其次，选双缸前置而不选单缸后置油马达随动式结构，因为双缸前置占地面积小，便于维修。 本设计采用整体式结构，螺杆的传动装置、油缸、料筒均安在注射座上。注射座采用可传动机构，因为需要经常拆卸螺杆。2.5注射座的设计 注射座用来连接于固定塑化部件、注射油缸和移动油缸等重要结构零件或组件，是注射装置的安装基准。一般注射座比其他零件形状要复杂，加工制造精度较高。（1） 结构设计 注射座结构有整体式和组装式两种。本设计采用整体式结构。将螺杆传动装置、油缸和料筒均匀的安装在注射座上。（2）注射座转动装置 在更换或维修螺杆时，经常需拆卸螺杆，但由于机筒前端装有模板，给装卸螺杆带来麻烦。因此，在较多机器上，将注射装置设计成可转动的结构。 本设计为小型注射机，无需单独设置传动装置搬转注射座，只需人力搬转即可。具体结构式在于注射座相连的座底上开销轴孔，并装上销轴，需旋转拧下与整个机台相连的螺钉，然后搬转。这样，整个注射座便绕销轴旋转。（3） 注射座倒滑形式注射座作往复运动的倒滑形式有导轨式和导柱式两种：1、导轨式：这种倒滑形式接触面积大，受力变形小，大中型机台多采用这种方式。其加工量大，加工困难，却精度不易保证。2、导柱式：结构简单，加工方便，精度易保证，并能使整个机台结构紧凑。缺点是对精度要求高，适用于小型机台。 通过分析比较，本设计为小型机台，机台重量不大，用导柱式支撑即可满足强度和刚度要求。所以本设计采用导柱式倒滑。2.6 油缸的结构与设置油缸的结构有柱塞式、活塞式和回转三种，本设计采用单活塞式油缸。本设计中，注射油缸对称地布置在注射座两侧，采用45号无缝钢管作缸体材料，油缸长度略大于油缸座孔的长度，两端依靠螺钉连接。使油缸紧压在油缸上。整移油缸布置在油马达与底座之间，活塞杆通过调节轴固定在注射座下部。油缸运动处的密封，均采用了Y型密封圈，这种密封圈的结构特点是截面小，结构简单。截面的长度比有两倍以上。增大了支撑面积，因而密封圈在滑槽中不会翻转。密封圈内外唇具有不同的高度短唇与密封面接触，这种结构不论在高压、低压或快速运动中均具有良好的密封性。这种密封圈的特点是耐热性较差，一般只能在80摄氏度以下长期工作、这种密封圈适用于压力320kg/cm,温度70摄氏度，介质为油和水。在端盖等出静密封采用了比较简单的O型密封圈。机筒在注射时由于注射压力的作用会发生轴向位移，所以机筒需轴向固定。本设计一般采用轴肩固定，使机筒不产生轴向位移。由于螺杆旋转会使机筒旋转，为防止机筒发生转动，在机筒和注射座之间加一个圆柱销。本设计采用的开式喷嘴易于发生“流延”现象。本设计中，设置了在螺杆预塑停止后，在做微小的轴向后移，使喷嘴处的压力获得解除。本设计中采用了在螺杆后部中加一对半环固定在螺杆上与螺母固定在一起实现这一动作。2.7 选择合模装置（1）总体方案的设计合模装置的性能好坏与成型制品的质量和数量有直接关系，所以应该满足在规定的注射量范围以内，对力、速度、安装模具与取出制品时空间位置三方面要求。 首先，足够而稳定的合模力。在注射过程中，为了使胶料充满整个型腔，必须有较高的注射压力，随着硫化温度的上升，会产生很大的膨胀力。这两个力都使模具张开，因此为了保证制品质量和几何尺寸的准确性，必须给予足够的稳定合模力，以防止模具被胶料顶开。 其次，一定的起模行程和变换的动模板移动速度。为了便于从模腔中取出硫化后的制品，合模装置的动模板必须有一定的启模行程。此外为了提高几台的生产效率。应使动模板有较快的移动速度，但该速度在整个启闭模的过程中应是连续变换的。为了防止制品和模具由于冲击而损坏，一般都希望动模板移动速度在开、闭的初期和终期慢一些，在其余行程应该快一些，即实现慢-快-慢的过程。 再次，应有一定的模板面积和模板间距。为了适应不同形状的制品要求，模板面积和模板间距须适当。此外，合模装置应具有必要的附属装置；如制品顶出装置、抽芯装置、模具的起吊装置、润滑装置以及安全保护装置等。 为了提高合模力，使机械所承受的合模力均称对称，以便能塑制较大的制品，采用了五连杆合模机构。故本设计的总设计的方案采用五连杆、斜排结构。（2） 顶出机构 为了顶出模具内制品，在合模装置上设置了顶出装置。顶出装置是否完善，将对制品质量和产量都要较大影响。对顶出装置的要求有如下几点：顶出位置可选，行程可调，顶出次数可随意，直到顶住制品落下为止，力量足够，速度合适、操作方便。 目前使用的顶出形式有：机械顶出、液压顶出、气压吹出数种。 机械顶出是利用固定在后模板上其他非常稳定动件上的顶杆，在开模过程中与运动件形成相对运动，从而推动模具的顶板，使制品顶出。因这种装置必须快速开模转为慢速时才能运行顶出制品，从而影响到机器的循环周期，顶出时，模具上顶杆复位，需要在合模后当模具的顶板脱离机器的顶杆才能实现。这时加工需要复位后才能安放嵌件的模具就很不方便。所以，只能机械顶出的机器不够。 液压顶出时用专门设置在动模板上的顶出油缸进行顶出。由于液压顶出的力量、速度、位置、行程、以及次数都得到方便的调节，可自动复位，所以使用方便，能适应多种场合。 气压吹出制品的方法是一种用压缩空气，通过模具上设置的气道和微小的顶出气孔，直接吹出制品的方法。需要增设气源和气路等，使用范围有限。 综上所述，本设计采用液压顶出为主，机械顶出的措施，位于动模板中液压顶出将经常使用，而位于模板西侧的机械顶出装置一般不用。2.8液压系统的设计 本设计注射机液压系统由油箱、滤油器、液压泵、液压缸、节流阀、单向阀、二位二同换向阀、三位四通换向阀、二位三通电磁换向阀、调速阀、溢流阀等组成。液压传动装置主要有以下四部分组成。（A） 能源装置-把机械转化成油液液压能的装置。最常见的形式就是液压泵，它能给液压系统提供液压油。（B） 执行装置-把油液的液压能转化成机械能的装置。（C） 控制调节系统-对系统中油液压力、流动控制或调节的装置。（D） 辅助装置-上述三部分意义外的其他装置，例如油箱、滤油器、油管等。2.9液压系统原理图拟定 结合所查资料及上网所收集的资料结合实际生产经验及所要求的工作状况拟定液压系统原理图如下所示: 图24 液压系统原理图2.10总结（1） 本设计采用卧式注射机，注射装置选用往复螺杆式；（2） 本设计选用马达直接驱动螺杆的驱动方式；（3） 本设计采用双缸注射并对称布置，油马达随动；（4） 本设计螺杆采用通用型螺杆，螺杆头选用具有止逆环的止逆型螺杆头；（5） 本设计机筒选用整体式结构，偏置式加料口并子加料段开沟槽；（6） 本设计采用开式喷嘴，并使用哈夫环防止“垂涎”；（7） 本设计采用整体式注射座结构，采用导柱式倒滑；（8） 本设计油缸采用单活塞油缸；沈阳化工大学学士学位毕业设计说明书 第三章 SZ250/2000KN塑料注射机相关参数计算第三章 SZ250/20000KN塑料注射机相关参数计算注射相关参数3.1 注射量 注射机的注射量是指对空注射的条件下，注射螺杆或柱塞第一次最大注射行程时，注射装置所能达到最大注射量。本设计的注射量（1） 理论注射容积 注射时螺杆所能排出的理论最大容积，称之为注射机的理论注射容积，即螺杆的截面积与行程的乘积。 （2） 当量注射容积 注射机相当于在100MPa注射压力条件下的理论注射容积，定义为当量注射容积。 3.2螺杆直径和行程 螺杆的直径 根据实用液压技术丛书查得 式中k:螺杆行程与直径之比， 即 注射机的注射量主要取决于螺杆的行程和直径。根据实验结果，对于一般的螺杆，其最大行程一般去3.5左右为宜。k如果过大，注射行程S增大，将会使螺杆的有效长度减小，影响塑化能力与质量，k值过小会增大螺杆直径，导致塑化部分庞大，本设计中k取4，由3-3知根据圆整标准取由 3-4 知 螺杆行程： 由3-1知 理论注射量： 3.3 注射压力 注射时为了克服熔料流经喷嘴、浇道和模腔等处的流动阻力，螺杆对塑料必须施加足够的压力，此压力称之为注射压力。注射压力不仅是熔料充模的必要条件，同时也直接影响到成型制品的质量。 影响所需注射压力的因素很多，如塑料性能、成型制品的几何形及对精度的要求、塑化方式、喷嘴和模具的结构及树脂和模具温度。归纳起来主要有如下三个方面。（1） 塑料的流动性；（2） 流道与制品的形状和尺寸；（3） 制品精度要求； 注射压力过高会直接影响机器的结构和传动部分的设计；注射压力过低，则会使注射时间增加。 本设计初选注射压力3.4 注射速度Vi 注射速度是指螺杆或柱塞在注射是移动速度的计量值，注射速率是指单位时间内熔料从喷嘴射出的理论流量，即为螺杆截面积与速度的乘积。 注射速度低，熔料充摸时间长，制品易产生冷接缝，密度不均匀，应力大等弊端；使用高速注射可以减少模腔内熔料温差，改善压力传递效果，因而得到密度均匀、应力小的精密制品。但速度过快，熔料经浇口等处已形成不规则的流动，物料焦烧以及吸入气体和排气不良等现象，从而直接影响制品的表面质量。同时，高速注射也不易保证注射与保压压力稳定的撤换，形成过填充而使制品出现溢边。 根据塑料成型模具 由3-5知注射速率有3-1知理论注射量 螺杆截面： 注射速度： 3.5注射功率 注射功率是表示机器注射能力的大小的一项指标。注射功率大，有利于缩短成型周期，消除充模不足，改善制品外观质量，提高制品精度。根据塑料成型模具中注射功率 注射功率 因注射时间短，对油泵电动机允许暂时超载，故机器的注射功率一般大于油泵电动机的额定功率。油泵电动机功率值注射功率的75%80%根据此数据查表得;选用电动机由此查机械设计手册八、九 选取电机型号Y180L-4,主要性能参数如下 表3-1 电机主要性能参数额定功率KW 转速r/min 效率% 额定转矩Nm 质量Kg 22 1470 91.5 2.2 190由以上总结知SZ250/2000KN注射机参数如下表表3-2 注射机主要参数公称注射量（） 250螺杆直径（mm）45理论注射容量（）286.13注射压力（）1500注射速率（） 14.40塑化能力（kg/h）50螺杆转速（转/分） 0-200锁模力（KN）2000顶出力（KN）16.5油泵电机功率（KW）22注射最大推力（KN）238.44工作压力（）16沈阳化工大学学士学位毕业设计说明书 第四章 SZ250/2000KN塑料注射机液压系统设计计算第四章 SZ250/2000KN注射机液压系统设计计算4.1油缸负载计算（1）根据合模力确定合模油缸推力 由塑料机械设计查得 由4-1计算得（2）空行程时油缸推力 空行程时油缸推力只需满足克服摩擦力的要求。根据同类型机台实测结果（3） 启模时油缸推力启模时油缸推力只需要满足启模力和克服油缸摩擦力的要求即（4）注射油缸负载 根据塑料机械设计查得注射油缸最大推力：（5）注射座整体移动油缸负载 注射座移动缸的推力应克服注射座在移动过程中的阻力外，还必须保证注射座在注射时不会产生回退的现象，一般后者所需的力远大于运动阻力。根据经验，对小型注射机，移动缸的推力大约为的注射总压力。3（6）顶出油缸负载 由公式4-2 查得（7）初算驱动油缸所需的功率 由塑料机械设计4.2 计算液压缸的主要结构尺寸 初选油缸工作压力为14MPa4.2.1 油缸几何尺寸的确定 计算液压缸内径和活塞杆直径均与设备的类型有关。对于本设计计算时应根据液压缸的载荷和系统的工作压力为计算标准。 根据液压缸的载荷和系统的工作压力计算 由实用液压技术丛书液压缸查得公式（1）合模油缸内径的确定 合模油缸采用单活塞杆油缸，工作腔为无杆腔，油缸内径为由4-5公式 计算得 由实用液压技术丛书液压缸查得 液压缸内径圆整为标准值取125mm活塞杆是液压缸传递力的主要零件，它主要承受拉力，压力，弯曲及振动冲击等。本 设计由液压缸查得（2）注射座移动油缸内径的确定 注射座移动油缸采用单活塞杆油缸，工作腔为无杆腔，油缸内径 由公式 4-5计算得 由实用液压技术丛书液压缸查得 液压缸内径圆整为标准值取80mm活塞杆是液压缸传递力的主要零件，它主要承受拉力，压力，弯曲及振动冲击等。本 设计由液压缸查得 （3）顶出油缸内径的确定 顶出油缸采用单活塞杆油缸，工作腔为无杆腔，油缸内径由公式 4-5计算得 由实用液压技术丛书液压缸查得 液压缸内径圆整为标准值取40mm活塞杆是液压缸传递力的主要零件，它主要承受拉力，压力，弯曲及振动冲击等。本 设计由液压缸查得 （4） 注射油缸内径的确定 注射油缸采用双活塞油缸，活塞杆直径与螺杆直径相同，即为45mm 由实用液压技术丛书液压缸查得 液压缸内径圆整为标准值取160mm 螺杆直径为45mm4.2.2 油缸壁厚的确定 由网上/s02/article/2010/06/26/331343.html查得液压缸的壁厚计算公式及一些要求 液压缸的壁厚设计首先取决于所选材质的抗压强度，工作的压力要求、活塞行程等等，一般北方液压缸采用35号，大流量、低压力、壁薄、大活塞为主。南方以45号厚壁高压力缸，美式工艺为主。本设计采用45号钢，高压力。 液压缸壁厚计算公式（1） 合模油缸壁厚的确定 由4-7计算得 t圆整后取15mm,则外径（2） 注射座前移油缸壁厚的确定 由4-7计算得 t圆整后取10mm，则外径（3）顶出油缸壁厚的确定 由4-7计算得 t最小不能小于10mmm，t圆整后取10mm，则外径（4）注射油缸壁厚的确定 由4-7计算得t圆整后取20mm，则外径由以上可知各液压缸的内径及螺杆直径、及壁厚，所得如下表所示表4-1 各缸的参数 活塞杆直径mm缸内径mm缸壁厚mm合模缸2512515注射座移动缸168010注射缸4516020顶出缸840104.3各液压缸工况及工作腔压力的计算表4-2 各油缸工况功况油缸工作腔压力计算公式MPa闭模空行程闭模紧锁注射座前移注射顶紧注射预塑根据制品形状、塑料品种及成型工艺条件的不同而异，一般比注射压力最低取6.5启模顶出 经上计算可知初选的工作压力符合以上所有要求即14MPa4.4计算液压执行元件实际所需流量，根据最大流量选择液压泵 根据确定的液压缸的结构尺寸及以往设计经验和网上查得的有关参数确定各个油缸元件的速度如下表。然后确定各个油缸所需流量，根据流量选取油泵。表4-3 运动状况工况执行元件名称运动速度 V m/s结构参数 A 流量L/min计算公式Q=AV慢速合模合模缸0.020.01214.4Q=AV快速合模0.10.01272Q=AV慢速合模0.010.0127.2Q=AV注射座快速前移座移缸0.080.00524Q=AV注射座慢速前移0.020.0056Q=AV慢速注射注射缸0.020.0224Q=AV快速注射0.080.0296Q=AV注射座后退座移缸0.060.004817.28Q=AV慢速启模合模缸0.020.011714.04Q=AV快速启模0.10.011770.2Q=AV慢速启模0.010.01177.02Q=AV顶出顶出缸0.50.00130Q=AV 由以上计算可知系统最大流量发生在快速注射时为96L/min 根据机械设计手册液压传动资料20-189查得，选用双级叶片油泵，油泵型号为 。主要性能参数如下表4-4 泵的性能参数理论排量ml/r 输出流量L/min额定压力MPa 驱动功率KW 转速范围r/min 133.9 103.2 14 39.5600-12004.5液压马达的选择 选螺杆最高转速为n=150r/min由此查液压系统设计元件选型手册194页选用BM-D160液压马达，主要性能参数表4-5 液压马达的性能参数排量ml/r 额定压力MPa 额定转速r/min 额定转矩Nm额定流量L/min 总效率% 质量 kg158.716 500 34080 78 20.7 计算螺杆实际扭矩M4.6电机的选择由液压马达的转矩T和转速n，由此查机械设计手