畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）SXZY250型塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng)（全套圖紙）

1、 200 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目：sx-zy-250型塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng) 全套cad圖紙，聯(lián)系153893706系 、 部： 機(jī)械工程系 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱 碩士 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用 班 級(jí)： 0503班 完成時(shí)間： 2008.5 目 錄1 緒論12 主要技術(shù)參數(shù)23 工況分析4 3.1 和模油缸缸負(fù)載 3.1.2 空行程油缸推力 3.2 注射座整體移動(dòng)油缸負(fù)載3.3 注射液壓缸負(fù)載3.4 頂出油缸負(fù)載3.5 初算驅(qū)動(dòng)油缸所需的功率4 油缸工作壓力和流量的確定4.1 油缸工作壓力的確定4.2 油缸幾何尺寸的確定 4.2.1 根據(jù)和模油缸最大推力確定和模油缸內(nèi)徑 4.2.2

2、 根據(jù)注射座最大推力確定注射座移動(dòng)油缸內(nèi)徑 4.2.3 根據(jù)注射油缸最大推力確定注射油缸內(nèi)徑 4.2.4 根據(jù)頂出油缸最大推力確定頂出油缸內(nèi)徑4.3 根據(jù)確定的油缸直徑標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算實(shí)際使用的油缸工作壓力，繪制整個(gè)動(dòng)作循環(huán)圖4.4 油缸所需流量的確定4.5 油缸功率圖的繪制5 液壓系統(tǒng)方案和工作原理圖的擬定6 液壓元件的選擇6.1 油泵的選擇 6.1.1 油泵工作壓力的確定 6.1.2 油泵流量的確定 6.1.3 油泵電機(jī)功率的確定6.2 控制閥的選擇6.3 油管內(nèi)徑的確定 6.3.1 大泵吸油管內(nèi)徑計(jì)算 6.3.2 小泵吸油管內(nèi)徑計(jì)算 6.3.3 大泵壓油管內(nèi)徑計(jì)算 6.3.4 小泵壓油管內(nèi)徑

3、計(jì)算 6.3.5 雙泵并聯(lián)，壓力油匯合后油管內(nèi)徑的確定7 壓力系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 7.1 系統(tǒng)的壓力損失驗(yàn)算 7.1.1 局部壓力損失計(jì)算 7.1.2 沿程損失計(jì)算 7.2 液壓系統(tǒng)發(fā)熱量的計(jì)算和油冷卻器傳熱面積的確定 7.2.1 液壓系統(tǒng)發(fā)熱量的計(jì)算 7.2.2 油箱容量計(jì)算和油箱散熱面積的確定 7.2.3 油冷卻器的計(jì)算參考文獻(xiàn)致謝附錄1 緒 論注塑機(jī)是中國(guó)產(chǎn)量和應(yīng)用量最大的塑機(jī)品種，也是中國(guó)塑機(jī)出口的主力80年代以后，中國(guó)注塑機(jī)行業(yè)得到快速發(fā)展，年增長(zhǎng)率在20%以上，并逐步形成了以浙江寧波、廣東東莞、順德等地為主的加工基地。其中，寧波的注塑機(jī)產(chǎn)銷量占全國(guó)總產(chǎn)銷量的五成以上。其中包括全球產(chǎn)銷量

4、第一的中國(guó)寧波海天集團(tuán)有限公司和十多家外資企業(yè)，涉及到的零部件配套企業(yè)多達(dá)數(shù)百家。目前，中國(guó)大型骨干注塑機(jī)生產(chǎn)企業(yè)大多是合資企業(yè)，引進(jìn)了國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和管理模式。在技術(shù)方面，中國(guó)生產(chǎn)的注塑機(jī)已從普通機(jī)型向大型機(jī)、全電動(dòng)機(jī)、電液復(fù)合機(jī)和專用注塑機(jī)方面發(fā)展。其中海天開發(fā)出了中國(guó)最大鎖模力的注塑機(jī)，用于汽車配件的生產(chǎn)；震雄開發(fā)出了全電動(dòng)用于光盤生產(chǎn)的專用機(jī)和用于pet瓶坯注塑的專用機(jī)型。雖然從整體上看，中國(guó)生產(chǎn)的注塑機(jī)還主要是低端產(chǎn)品，但以海天和震雄為代表的注塑機(jī)生產(chǎn)企業(yè)正努力向中端市場(chǎng)發(fā)展。 在應(yīng)用方面，中國(guó)注塑機(jī)以通用型為主，一般性的塑料制品如玩具、文具、日用品、家具、裝修材料的生產(chǎn)占據(jù)最大的市

5、場(chǎng)份額。 其次，注塑機(jī)主要用于大型家電，如冰箱、彩電、洗衣機(jī)、空調(diào)機(jī)、計(jì)算機(jī)殼體等的生產(chǎn)，這一應(yīng)用市場(chǎng)占據(jù)了中國(guó)工程塑料總量的40%以上，國(guó)產(chǎn)注塑機(jī)在這一市場(chǎng)上占有率較高。注塑機(jī)應(yīng)用的另外一個(gè)重要領(lǐng)域是包裝制品的生產(chǎn)，主要用于pet瓶坯、塑料瓶、瓶蓋等產(chǎn)品。其中pet瓶坯專用注塑機(jī)市場(chǎng)目前主要以進(jìn)口設(shè)備為主。 一些專用注塑機(jī)如用于生產(chǎn)精細(xì)陶瓷組件的陶瓷注塑機(jī)和生產(chǎn)釹鐵硼電子組件的磁性注塑機(jī)，由于用量不太大，沒有得到機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)的重視。但隨著市場(chǎng)的進(jìn)一步細(xì)分，開發(fā)相關(guān)專用機(jī)型具有重要意義。 我設(shè)計(jì)這臺(tái)機(jī)器的目的是：為了進(jìn)一步了解注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)和其工作原理,把我們學(xué)習(xí)的理論用到實(shí)際中去。2 sx-z

6、y-250型塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目單位sx-zy-250公稱注射量3250螺桿直徑mm45螺桿行程mm270最大注射壓力mpa130注射容量（理論值）3270螺桿轉(zhuǎn)速r/min0180注射座行程mm365合模力kn1600啟模力kn60頂出力kn36注射總力kn160注射座最大推力kn40快速閉模速度mm/s100慢速閉模速度mm/s20快速啟模速度mm/s105慢速啟模速度mm/s40快速注射速度mm/s25注射座前移速度mm/s48注射座后退速度mm/s60頂出速度mm/s35 3 工況分析 塑料注射成型機(jī)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)是整個(gè)動(dòng)作循環(huán)過程中，系統(tǒng)的負(fù)載變化和速度變化均變大，在進(jìn)

7、行工況分析時(shí)必須加以考慮。 3.1 合摸油缸負(fù)載 閉摸動(dòng)作的工況特點(diǎn)是：模具閉合過程中的負(fù)載是輕載，速度有慢快慢的變化；模具閉合后的負(fù)載為重載，速度為零。3.1.1 根據(jù)合模力確定合模油缸推力 由于合模機(jī)構(gòu)形式不同，合模油缸推力的計(jì)算方法也就不一樣。sxzy250注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)采用了液壓機(jī)械組合形式。 圖3.1根據(jù)連桿機(jī)構(gòu)受力分析可得合模油缸推力為： p1z=p合/18.6(i1/i)+1試中 p1z合模油缸為保證模具鎖緊所需的油缸推力，牛； p合模具鎖緊所需的合模力，牛。 i1/i有關(guān)長(zhǎng)度之比，sxzy250注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)取i1/i=0.8，故為保證模具鎖緊力（1600kn）所需的油缸推力為

8、； p1z =1600000/15.9=100628(牛）3.1.2 空行程時(shí)油缸推力 空行程時(shí)油缸推力p1q只需滿足克服摩擦力的要求。根據(jù)同類型機(jī)臺(tái)實(shí)測(cè)結(jié)果，取p1q=0.14p1z則： p1q=0.14100628=14088 （牛） sxzy250注射機(jī)閉模速度較小，因此慣性力很小，可忽略。3.1.3 啟模時(shí)油缸推力啟模時(shí)油缸推力p2z需滿足啟模力和克服油缸摩擦力的要求，即： p2z=p啟+t=60000+0.160000=66000（牛）3.2 注射座整體移動(dòng)油缸負(fù)載 注射座整體移動(dòng)過程中，油缸推力 p3q只需滿足克服各種摩擦力的要求，而當(dāng)噴嘴接觸模具澆口時(shí)，則必須保持注射座油缸最大推

9、力 p3z為40kn，以使注射成型過程正常進(jìn)行。根據(jù)類比，取 p3q=0.23p3z則p3q=0.23x40000=9200（牛）。3.3 注射油缸負(fù)載 注射過程中，負(fù)載是變化的，當(dāng)熔融塑料注人模腔時(shí)，注射壓力由零逐漸沿ab上升，模腔注滿時(shí)壓力由b急速上升到c點(diǎn)，當(dāng)冷卻時(shí)塑料收縮，壓力降低，為防止收縮需補(bǔ)縮保壓，其壓力為de曲線如下： 圖3.2根據(jù)最大注射壓力和螺桿直徑，可確定注射缸的最大推力為： p4z=1/4兀d2螺p注=206.6（kn） 保壓過程中油缸負(fù)載一般要比注射過程油缸負(fù)載小，其值隨制品形狀，塑料品種以及成型工藝條件不同而異。3.4 頂出油缸負(fù)載 頂出油缸的最大推力p5z需滿足制

10、品頂出力和克服油缸摩擦力的要求，即： p5z=p頂+ t=36+0.136=39.6（kn）3.5 初算驅(qū)動(dòng)油缸所需的功率根據(jù)上述工況分析可知，在注射過程中，系統(tǒng)所需的功率為最大， n=(pmaxv/n)10-3試中 n驅(qū)動(dòng)油缸所需的功率，千瓦； pmax最大的負(fù)載，牛 v在最大負(fù)載時(shí)的工作速度，米/秒； n包括油泵在內(nèi)的驅(qū)動(dòng)裝置總效率。 n=(pmaxv/n)10-3=206.61032510-310-3/0.8=6.5（kw）4 油缸工作壓力和流量的確定 4.1 油缸工作壓力的確定 根據(jù)注射成型工藝對(duì)壓力和速度的要求，結(jié)合我國(guó)目前生產(chǎn)的情況及油泵供應(yīng)情況，初選油缸工作壓力為6.5mpa。表

11、4.1 國(guó)產(chǎn)注塑機(jī)壓力流量參數(shù)xs-zs-22xs-zs-60xs-zy-125xs-zy-125axs-zy-250axs-zy-350axs-zy-500xs-zy-1000xs-zy-3000xs-zy-4000注射量20、30 60125125a250350500100030004000mpa6.56.56.57.0-14.07.0-14.06.56.514.014.0-32.032.0kw5.5111110+1030222240+5.6+5.545+5555+75+11+1.1 表4.2 國(guó)外產(chǎn)注塑機(jī)壓力流量參數(shù)注身量30 6012525050010002000壓力范圍5-14.85

12、-167-217-217-217-217-21流量范圍80130210210360185240壓力百分比7mpa60%7、14mpa各50%14、21mpa各40%14占57%21占23%14mpa占40%14-21mpa占60%4.2 油缸幾何尺寸的確定 4.2.1 根據(jù)合模油缸最大推力確定合模油缸內(nèi)徑 合模油缸采用當(dāng)活塞桿油缸，工作腔為無桿腔，油缸內(nèi)徑計(jì)算，即： a=兀d2/4=pmax/p試中 a油缸工作面積，m2 pmax油缸所克服的最大負(fù)載，n； p油缸的工作壓力，pa。 d合=（4pmax/兀p）1/2 =（4100628/3.1412106）1/2= 0.1（m）sxzy250注

13、射機(jī)合模油缸內(nèi)徑取0.1m。活塞桿直徑d合取為0.4d合，即： d合 =0.4 d合=0.40.1=0.04（m）sxzy250注射機(jī)合模油缸活塞桿直徑取為0.04m。4.2.2 根據(jù)注射座注射座最大推力確定注射座移動(dòng)油缸內(nèi)徑注射座移動(dòng)油缸采用單活塞桿油缸，工作腔為無桿腔，油缸內(nèi)徑為： d注座=(4pmax/兀p)1/2=(440000)/(31/2= 0.065(m) sxzy250注射機(jī)注射座移動(dòng)油缸內(nèi)徑取為0.065m。活塞桿直徑d注座取為0.4d注座，即 d注座0.4d注座=0.40.065= 0.026(m) 。 4.2.3 根據(jù)注射油缸最大推力確定注射油缸

14、內(nèi)徑 注射油缸采用雙活塞桿油缸，位于工作腔端的活塞桿用來作為行程控制預(yù)塑加料，活塞桿直徑取與螺桿直徑相同，即為45mm。注射油桿內(nèi)徑可用下式計(jì)算： d注=(4pmax+兀d2螺p)/( 兀p) 1/2=(4206600+3.140.04526.5106)/(3.146.5106)1/2=0.206(m)4.2.4 根據(jù)頂出油缸最大推力確定頂出油缸內(nèi)徑頂出油缸采用單活塞桿油缸，工作腔為無桿腔，油缸內(nèi)徑按公式計(jì)算，即： d頂=(4pmax)/( 兀p)=（439.6103）/(3.146.5103) 1/2=0.088活塞桿直徑d頂=0.4 d頂=0.40.088=0.0352(m) 4.3 根據(jù)

15、確定的油缸直徑標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算實(shí)際使用的油缸工作壓力，繪制整個(gè)動(dòng)作循環(huán)壓力圖sxzy250注射機(jī)，各動(dòng)作循環(huán)的油缸工作壓力和動(dòng)作如表4.3所示。表4.3 sxzy250注射機(jī)液壓系統(tǒng)油缸工作壓力及動(dòng)作時(shí)間表 工 況油缸工作腔壓力計(jì)算公式油缸工作腔壓力 （兆帕）時(shí)間（秒）閉?？招谐蘰=4p1q/兀d2合=（414088）/（3.140.12）1.83.5閉模鎖緊p=4p1z/兀d2合=（4100628）/（3.140.12）12.83.5注座前移p=（4p3q）/（兀d2注座）=（49200）/（3.140.0652）2.85注座頂緊p=（4p3z）/（兀d2注座）=（440000）/（3.140.

16、0652）125注 射p=4 p4/兀（d2注d2螺）= (4206600)/3.14(0.2062-0.0452) 6.53保 壓 根據(jù)制品形狀，塑料品種及成型工藝條件的不同而異，一般比注射壓力底。取1216預(yù) 塑 sxzy250注射機(jī)的螺桿是采用電機(jī)經(jīng)過齒輪減速箱而驅(qū)動(dòng)的，故螺桿傳動(dòng)裝置所需的為零。015冷 卻冷卻階段各油缸皆不進(jìn)壓力油，故油缸所需壓力為零。030啟 模p=4p2z/兀（d2合d2合）=466000/3.14（0.120.042）104頂 出p=（4p5z）/（兀d2頂）=439600/（3.140.0882）6.54啟?？招谐蘰=4p1q/兀（d2合d2合）=414088

17、/3.14（0.12-0.042）2.144.4 油缸所需流量的確定sxzy250注射機(jī)各動(dòng)作循環(huán)中油缸所需流量如表4.4所示。表4.4 sxzy250注射機(jī)動(dòng)作循環(huán)中油缸所需流量 工況油泵所需流量計(jì)算公式流量（升/分）慢速閉模 qmin=6vmin兀/4 d2合104=60.023.140.1210449.5快速閉模qmax=6vmax兀/4 d2合104=60.13.140.12104447注射座前移q=6v兀/4 d2注座104=60.0483.140.065210449.5注射座后移q=6v兀/4( d2注座-d2注座)104=60.063.14(0.0652-0.0262)10441

18、0快速注射qmax=6vmax兀/4( d2注- d2螺)104=60.0253.14(0.2062-0.0452)104447.5保壓 保壓是為了補(bǔ)縮，故所需流量很小。但該階段系統(tǒng)所耗油量視所選小泵而定12預(yù)塑 預(yù)塑時(shí)螺桿傳動(dòng)裝置不需油泵供油0冷卻 冷卻階段各油缸皆不進(jìn)壓力油，故油缸所需流量為零0快速啟模qmax=6vmax兀/4( d2合- d2合)104=60.1053.14(0.12-0.042)104441.5頂出q=6v兀/4 d2頂104=60.0353.140.0882104412.7慢速啟模qmin=6vmin兀/4( d2合- d2合)104=60.043.14(0.12-

19、0.042)104415.84.5 油缸功率圖的繪制圖4.5 sxzy250注射機(jī)當(dāng)采用固定預(yù)塑方式時(shí)流量循環(huán)圖表4.5 sxzy250注射機(jī)各種動(dòng)作循環(huán)中油缸所需功率工況 油 泵 所 需 功 率 計(jì) 算 公 式功率(千瓦)慢速閉模n=pq10-6/60=（1.81069.510-6）/60(式中 p帕，q升/分)0.29快速閉模n=pq10-6/60=（1.81064710-6）/601.4注射n=pq10-6/60=（6.510647.510-6）/605.2保壓n=pq10-6/60=（121061210-6）/602.4預(yù)塑預(yù)塑時(shí)螺桿傳動(dòng)裝置所需功率由單獨(dú)的預(yù)塑電機(jī)供給3.5冷卻在冷卻

20、階段各油缸皆不進(jìn)壓力油，故油缸所需功率為零0快 及速 頂啟 出模本機(jī)采用在啟模工程中頂出制品故n=pq10-6/60=（10106（41.5+13）10-6）/609慢速啟模n=pq10-6/60=（2.110615.810-6）/600.55 5 液壓系統(tǒng)方案和工作原理圖的擬定 根據(jù)以上工況分析和計(jì)算，可初步擬定出液壓系統(tǒng)方案。根據(jù)塑料注射機(jī)工作部件速比很大，但又不需要大范圍無級(jí)調(diào)速的特點(diǎn)，本機(jī)擬采用量不同的兩個(gè)定量油泵并聯(lián)供油的開式系統(tǒng)，這一方案與單泵供油系統(tǒng)相比效率較高，系統(tǒng)發(fā)熱少；而與變量油系統(tǒng)相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。為滿足注射速度的調(diào)節(jié)，選用調(diào)速閥進(jìn)行口節(jié)流調(diào)速，其特點(diǎn)是注射油缸回油

21、的阻力小，可以獲得較大的注射推力，而且調(diào)速范圍較大，速度穩(wěn)定性較好。缺點(diǎn)是油通過調(diào)速閥發(fā)熱后進(jìn)入注射油缸，造成油缸泄漏增加。根據(jù)塑料的品種、制作的幾何形狀和模具的澆注系統(tǒng)的不同，注射系統(tǒng)采用了兩級(jí)壓力控制，以便靈活地控制注射壓力和保壓壓力。為了便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)，系統(tǒng)的換向控制閥多數(shù)采用三位四通電液換向閥和電磁抽閥。采用電液換向閥換向過程比較平穩(wěn)，適用于壓力較高及流量較大的場(chǎng)合，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本高。三位四通換向閥滑中位機(jī)能除注射電液換向閥和控制兩級(jí)壓力動(dòng)作的電磁換向閥外，皆采用o型，其換向停止的位置精度較高，且能滿足本機(jī)并聯(lián)多油缸油路系統(tǒng)的工作需要。注射電液換向閥和控制兩級(jí)壓力動(dòng)作的電磁換向閽

22、采用y型機(jī)能，既滿足本機(jī)并聯(lián)多油缸油路系統(tǒng)的工作需要，又分別利用中位y型機(jī)能滿足螺桿預(yù)料后退時(shí)注射油缸左腔形成真空進(jìn)行吸油的需要和使控制兩級(jí)壓力大小的遠(yuǎn)程調(diào)壓閥處于非工作狀態(tài)位置進(jìn)行卸荷的需要。在啟模系統(tǒng)中采用進(jìn)油節(jié)流增加啟模阻力，以滿足模過程中實(shí)現(xiàn)制品頂出的要求，從而縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。本系統(tǒng)除采用時(shí)間繼電器控制保壓和冷卻動(dòng)作外，其余皆采用行程開關(guān)控制各油缸可靠地依次動(dòng)作和進(jìn)行速度換接。為使用加工塑料得到良好的塑化質(zhì)量，本機(jī)在注射系統(tǒng)中采用了背壓閥，控制螺桿 退回時(shí)間，以使塑化的塑料比較密實(shí)，且有利于分離氣體的排出。 圖5.1 sx-zy-250注射機(jī)液壓系統(tǒng)的工作原理圖表5.1 sx

23、zy250注射機(jī)動(dòng)作順序說明 6 液壓元件的選擇 6.1 油泵的選擇6.1.1 油泵工作壓力的確定油泵工作壓力按公式計(jì)算，即： pb=p+p 由于在注射液壓系統(tǒng)中，壓力油所經(jīng)過的數(shù)量較多，故壓力損失p亦較大，查表取p=0.8mpa。注射油缸最大工作壓力p可根據(jù)表11取6.5mpa。于是油缸工作壓力即為： pb =6.5+0.8=7.3（mpa） 所選油泵的額定工作壓力應(yīng)為： p額=1.25 pb =9.1（mpa）根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，應(yīng)選額定壓力為14mpa的雙級(jí)葉片泵。6.1.2 油泵流量的確定油泵流量可按公式計(jì)算，即： qbk（q）max=1.1226=248.6（升/分）根據(jù)油泵的額定壓力

24、和流量的計(jì)算結(jié)果以及快、慢運(yùn)動(dòng)所需的要求，應(yīng)選用雙級(jí)葉片泵油泵系列。6.1.3 油泵電機(jī)功率的確定 注射機(jī)在整個(gè)動(dòng)作循環(huán)中，系統(tǒng)的壓力和流量是變化的，故油泵電機(jī)功率應(yīng)按公式計(jì)算，即： nm=(n12t1+ nn2tn)/ (t1+ tn)1/2nm等值功率，kw：n1, , nn 一個(gè)動(dòng)作循環(huán)中各階段所需的功率，kw。t1, , tn 一個(gè)動(dòng)作循環(huán)中各階段所需的時(shí)間，s。在選擇驅(qū)動(dòng)油泵的電機(jī)時(shí)，應(yīng)首先比較等值功率與各個(gè)動(dòng)作的最大功率。當(dāng)最大功率在電機(jī)允許的短時(shí)超載范圍內(nèi)時(shí)，可按等值功率選取電機(jī)，否則應(yīng)按最大功率選取電機(jī)。即： nmaxkne式中 nmax 最大功率，kw； ne 電機(jī)額定功勞，

25、kw； k 電機(jī)的過載系數(shù)。一般對(duì)直流電機(jī)，k=1.82.5；對(duì)異步電機(jī)，考慮到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)，一般取，k=1.52.0。(1) 慢速閉模 小泵工作，大泵卸荷小泵工作壓力p1等于慢速閉模時(shí)合模油缸所需壓力與閉模液壓系統(tǒng)壓力之損失和。壓力損失取為0.3mpa，則p1=2.1 mpa。此時(shí)流量q1可根據(jù)產(chǎn)品樣本用內(nèi)插法求得為12升/分，并取小泵總功率n1為0.35。大泵卸貨壓力p2（流量閥卸貨壓力）取為0.6mpa，q2=47升/分,n2取為0.30。所以在慢速閉模時(shí)油泵所需功率n1為： n1= p1 q110-6/(60 n1)+p2 q210-6/(60 n2) =2.11061210-6/(

26、600.35)+ 0.61064710-6/(600.3) =2.77(kw)(2) 快速閉模, 大,小泵皆工作油泵工作壓力p等于快速閉模時(shí)合模油缸所需壓力與閉模液壓系統(tǒng)壓力之損失和。壓力損失取為0.5mpa，則p=2.3 mpa，q1=12升/分，q1=47升/分，n=0.35。所以在快速閉模時(shí)油缸所需功率n2： n2=p(q1+ q2)10-6/(60 n) =2.3106(12+47)10-6/(600.35) =6.4(kw)(3)連桿瑣緊,大,小泵皆工作以使連桿迅速倒達(dá)自瑣位置。油缸工作壓力p=13 mpa（其中p=0.2 mpa）, q1=11升/分，q2=43升/分，n=0.8，

27、側(cè)鎖緊時(shí)油泵所需功率n3： n3=p(q1+ q2)10-6/(60 n) =13106(11+43)10-6/(600.8) =14.6(kw)(4)注射座整體前移 , 小泵工作，大泵卸貨小泵工作壓力p1=3 mpa（其中p=0.2 mpa），q1=12升/分，n1=0.35。大泵的卸荷壓力p2=0.6mpa ，q2=47升/分，n2=0.3。所以注射座整體前移時(shí)，油泵所需功率為： n4=p1q110-6/(60 n1)+p2q2106/(60 n2) =31061210-6/(600.35)+ 0.61064710-6/(600.3) =3.28(kw)(5)注射大,小泵皆工作其工作壓力p

28、=7.3 mpa（其中p=0.8mpa），q1=10升/分，q2=43升/分，n=0.8所以注射時(shí)油泵所需功率為： n5=p(q1+ q2)10-6/(60 n) =7.3106(10+43)10-6/(600.8) =8.06(kw)(6)保壓小泵皆工作，大泵卸荷小泵的工作壓力p1=6.5 mpa（因保壓時(shí)進(jìn)入注射油泵的流量很小，故p=0 ） q1=9.5升/分，n1=0.85。大泵的卸荷壓力p2=0.6 mpa，q2=47升/分，n2=0.3。所以保壓時(shí)油泵需功率為： n6= p1 q110-6/(60 n1)+ p2 q210-6/(60 n2) =6.51069.510-6/(600.

29、85)+ 0.61064710-6/(600.3) =2.78(kw)(7)預(yù)塑，小泵皆工作，大泵卸荷其卸貨壓力p=0.6mpa，q1=12升/分，q2=47升/分，n=0.3。所以預(yù)塑時(shí)油泵所需功率為：n7=p(q1+ q2)10-6/(60 n) =0.6106(12+47)10-6/(600.3) =1.97(kw)(8)冷卻，大,小泵皆卸荷其卸貨壓力p=0.6mpa，q1=12升/分，q2=47升/分，n=0.3。所以預(yù)塑時(shí)油泵所需功率為：n8=p(q1+ q2)106/(60 n) =0.6106(12+47)10-6/(600.3) =1.97(kw)(9)連桿解除自鎖,大,小泵皆

30、工作以使連桿迅速解除自瑣。大,小泵的工作壓力p=12.5mpa（其中p=0.3 mpa）, q1=11升/分，q2=44升/分，n=0.8，所以連桿解除自鎖時(shí)油泵所需功率n9： n9=p(q1+ q2)106/(60 n) =12.5106(11+44)10-6/(600.8) =14.3(kw)(10)快速啟模和頂出，大,小泵皆工作其工作壓力p=7mpa（其中p=0.5 mpa）, q1=11升/分，q2=44升/分，n=0.8，所以快速啟模和頂出時(shí)油泵所需功率n10： n10=p(q1+ q2)10-6/(60 n) =7106(11+44)10-6/(600.8) =8.0(kw)（11

31、）慢速啟模，小泵工作，大泵卸貨由于在進(jìn)口裝有節(jié)流閥，雖有利于啟模中頂出制品，但增加了啟模阻力此時(shí),小泵的工作壓力p1=2.5mpa，（其中p=0.4 mpa）q1=12升/分，n=0.35 ，大泵卸荷壓力p2=0.6 mpa ，q2=47升/分，n=0.3，所以慢速啟模時(shí)油泵所需功率n11： n11= p1 q1106/(60 n1)+p2q2106/(60 n2)=2.51061210-6/(600.35)+ 0.61064710-6/(600.3) =3(kw)在整個(gè)動(dòng)作循環(huán)中注射階段油泵所需功率為最大，即nmax= n5=8.06(kw)，按n=nmax/k來選擇電機(jī),取k=1.5 n=

32、nmax/k =8.06/1.5 =5.38(kw)6.2 控制閥的選擇根據(jù)本系的工作壓力和通過該閥的最大流量分別選擇各中閥。sxzy250注射機(jī)所選用的標(biāo)準(zhǔn)元件列于表： 表6.16.3 油管內(nèi)徑的確定6.3.1 大泵吸油內(nèi)徑的計(jì)算 油管內(nèi)徑可按下式計(jì)算；即 d=4.6(q/v允)1/2毫米式中 d油管的內(nèi)徑，mm； q油管內(nèi)應(yīng)通過的最大流量，升/分 v允油管中的允許流速,米/秒已知大泵流量為47升/分,吸油管允許流速v允為0.51.5米/秒,取v允=0.75米/秒,則: d=4.6(q/v允)1/2 =4.6（47/0.75）1/2 =36.4（mm）實(shí)際選取內(nèi)徑為40mm的有縫鋼管。6.3

33、.2 小泵吸油管內(nèi)徑計(jì)算已知小泵流量為12升/分,吸油管允許流速v允為1.5米/秒,則: d=4.6(q/v允)1/2 =4.6（12/1.5）1/2 =13（mm）實(shí)際選取內(nèi)徑為15mm的有縫鋼管。6.3.3 大泵壓油管內(nèi)徑計(jì)算取壓油管允許流速=4.0米/秒，則： d=4.6(q/v允)1/2 =4.6（47/4.0）1/2 =15.8（mm）實(shí)際選取內(nèi)徑為18mm的無縫鋼管。6.3.4 小泵壓油管內(nèi)徑計(jì)算取壓油管允許流速=4.0米/秒，則： d=4.6(q/v允)1/2 =4.6（12/4.0）1/2 =8（mm）實(shí)際選取內(nèi)徑為8mm的無縫鋼管。6.3.5 雙泵并聯(lián)，壓力油匯合后油管內(nèi)徑的

34、確定 d=4.6(q1+ q2)/v允1/2 =4.6(12+47)/41/2 =17.7（mm）實(shí)際選取內(nèi)徑為20mm的無縫鋼管。 7 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算7.1 系統(tǒng)的壓力損失驗(yàn)算 由上述功率損失可知，在快速注射階段系統(tǒng)所消耗的功率為最大。故只驗(yàn)算注射階段的壓力損失。7.1.1 局部壓力損失計(jì)算局部壓力損失主要是流經(jīng)各控制閥的壓力損失疊加。即：p局=pi+pn =0.1+0.1+0.2+0.1+0.2 =0.7（mpa）7.1.2 沿程損失計(jì)算進(jìn)油管長(zhǎng)3.5米，通過流量q=45升/分=0.7510-3米3/秒。選用20號(hào)機(jī)油，機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)后油的運(yùn)動(dòng)粘帖=0.27厘米/秒=2.710-5米/秒

35、，油的重度r=9000牛/米3，管子內(nèi)徑d=13毫米。則： 管內(nèi)流速：v=q/兀（1/4d2）=(0.7510-3)/1/43.14(0.013)2=5.7米/秒雷諾數(shù)： re=d/r=(5.70.013)/ 2.710-5=2744故為紊流。沿程損失p沿可按下試計(jì)算：p沿=（0.3164/ re0.25）l/dv2r/2g=0.3164/27440.25(3.5/0.013)5.72/(29.8)9000=0.175（mpa） 總的壓力損失p總=p沿+p局=0.175+0.7=0.875（mpa）7.2 液壓系統(tǒng)發(fā)熱量的計(jì)算和油冷卻器傳熱面積的確定7.2.1 液壓系統(tǒng)發(fā)熱的計(jì)算 主要包括油泵

36、和馬達(dá)（或油馬達(dá)）的功率h1，溢流閥的溢流損失所產(chǎn)生的熱量h2以及液流通過各控制伐及管道的壓力損失等所產(chǎn)生的熱量h3。一般只粗略計(jì)算前兩項(xiàng)所產(chǎn)生的熱量。表7.1 sxzy250注射機(jī)液壓系統(tǒng)發(fā)熱量計(jì)算工況液壓系統(tǒng)發(fā)熱量的計(jì)算公試h=h1+h2（焦/時(shí)）作用 時(shí)間t(秒)慢速閉模h1=p1q1(1-n1)3.6/60n1+p2q2(1-n2)3.6/60 n2 = 2.110612(1-0.35)3.6 /60 0.35+ 0.610647(1-0.30)3.6 /60 0.30=6.76106焦/時(shí) h2=0.06 pq=0.060.610647=1.7106焦/時(shí)h=6.76106+1.71

37、06=8.46 1快速閉模h1=p(q1+ q2)（1-n）3.6/(60 n)= 2.3106(12+47)(1-0.35)3.6/(600.35)=15.1106焦/時(shí)h=15.11061.5連桿鎖緊h1=p(q1+ q2)（1-n）3.6/(60 n)= 7.6106（11+43）（1-0.8）3.6/ (600.8)=6.16106焦/時(shí) h2=0.06pq=0.067.6106（q1+q2）=0.067.6106(2+2)=1.8106焦/時(shí)q1,q2分別為小泵和大泵的最小溢流量，取q1=q2=3升/分h=6.16106+1.8106=7.961061注射座整體前移h1= p1 q1

38、（1- n1 ）/(60 n1)+ p2 q2(1-n2)/(60 n2) =310612（1- 0.35）3.6/(600.35)+ 0.6106473.6/(600.3)=9.64106焦/時(shí)h2=0.06 pq=0.060.610647=1.7106焦/時(shí)h=9.64106+1.7106=11.341065注射h1=p(q1+ q2)(1- n)3.6/(60 n)= 7.3106(10+43)(1-0.8) 3.6/(600.8)=7.2 h2=0.06 pq=0.067.3106（q1+q2）=1.75106焦/時(shí)h=7.2106+1.75106=8.951063保壓h1= p1q1

39、(1- n1)3.6/(60 n1)+ p2 q2(1- n1)3.6/(60 n2)=6.51069.5(1-0.85)3.6/(600.85)+ 0.610647(1-0.3) 3.6/(600.3)=4.6106焦/時(shí)h2=0.06 p1q1+0.06 p2q2=0.066.51069.5+0.060.610647=5.4106焦/時(shí)h=4.6106+5.4106=1010616預(yù)塑h1=p(q1+ q2)(1- n1)3.6/(60 n) =0.6106(12+47)(1-0.3)3.6/(600.3)=5106焦/時(shí)h2=0.06 pq=0.060.6106(12+47)=2.131

40、06焦/時(shí)h=5106+2.13106=7.13106 15冷卻h1=p(q1+ q2)(1- n1)3.6/(60 n) =0.6106(12+47)(1-0.3)3.6/(600.3)=5106焦/時(shí)h2=0.06 pq=0.060.6106(12+47)=2.13106焦/時(shí)h=5106+2.13106=7.13106 30連桿解除自鎖h1=p(q1+ q2)(1- n)3.6/(60 n)=12.5106(11+44)(1-0.8) 3.6/(600.8)=10.3106焦/時(shí)h=10.3106 1.5快速啟模和頂出h1=p(q1+ q2)(1- n)3.6/(60 n)=7106(1

41、1+44)(1-0.8)3.6/(600.8)=5.78106焦/時(shí)h=5.78106焦/時(shí)1.5慢速啟模h=p1q(1- n1)3.6/(60 n1)+ p2q2(1- n2)3.6/(60 n2)=2.510612(1-0.35)3.6/(600.3)+ 0.610647(1-0.3)3.6/(600.3)=7.85106焦/時(shí)h2=0.06 pq=0.060.610647=1.7106焦/時(shí) h=7.85106+1.7106=9.55106 1由表7.1可知,注射機(jī)在整個(gè)動(dòng)作循環(huán)中,系統(tǒng)的發(fā)熱量是變化,一般按平均發(fā)熱量來計(jì)算。即：h均=（h1t1+=hntn）/（t1+ tn） =（8.

42、461+15.11+7.961+11.345+8.953+1016+7.1315+7.1330+10.31.5+5.781.5+9.551）/（1+1+1+5+3+16+15+30+1.5+1.5+1）=8.2106焦/時(shí)管路及其它損失所產(chǎn)生的熱量為： h3=（0.030.05）n3.6106焦/時(shí) h3=0.04223.6106=3.17106焦/時(shí) 則：系統(tǒng)總的發(fā)熱量為： h總= h均+ h3=8.2106+3.17106=11.37106焦/時(shí)7.2.2 油箱容量計(jì)算和油箱散熱面積的確定 油箱容量可按下式： v=（35）q 式中 v油箱的有效容積，升； q油泵每分鐘流量，升/分。 v=（35）q=5（12+47）=295升即：sxzy250注射機(jī)利用機(jī)架底部作油箱，油箱散熱面積為2.5米2，機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)油箱裝有150升液壓油，比計(jì)算值小，這主要是考慮機(jī)器結(jié)構(gòu)就緊湊，但油液溫升較高，故必須設(shè)置油冷卻器。7.2.3 油冷卻