注塑机液压系统课程设计(3)

2019-04-14 12:55

控制合模缸的动作。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。 ⑺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。 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250克塑料注射机完整的液压系统图,见图2,其动作循环表,见表4。

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液压元件的选择

液压泵的选择

⑴液压泵工作压力的确定

pP≥pl+∑Δp

pl是液压执行元件的最高工作压力,对于本系统,最高压力是增压缸锁模时的入口压力,pl=6.4MPa;∑Δp是泵到执行元件间总的管路损失。由系统图可见,从泵到增压缸之间串接有一个单向阀和一个换向阀,取∑Δp=0.5MPa。

液压泵工作压力为 pP=(6.4+0.5)MPa=6.9MPa ⑵液压泵流量的确定 qP≥K(∑qmax)

由工况图看出,系统最大流量发生在快速合模工况,∑qmax=3L/s。取泄漏系数K为1.2,求得液压泵流量 qP=3.6L/s (216L/min)

选用YYB-BCl71/48B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。 电动机功率的确定

注射机在整个动作循环中,系统的压力和流量都是变化的,所需功率变化较大,

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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pP1=6.9MPa,考虑大泵到注射缸之间的管路损失,大泵供油压力应为pP2=(5.9+0.5)MPa=6.4MPa,取泵的总效率ηP=0.8,泵的总驱动功率为

P?pP1q1?pP2q2?P

=27.313 kW

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。

P=27.313×100/125 =21.85 kW

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。 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5。 液压马达的选择

在3.3节已求得液压马达的排量为0.8L/r,正常工作时,输出转矩769N.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0.873L/r,额定压力为20 MPa,额定转速为8~l00r/min,最高转矩为3057N·m,机械效率大于0.90。 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6。

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确定油箱的有效容积

按下式来初步确定油箱的有效容积

V=aqV

已知所选泵的总流量为201.4L/min, 这样,液压泵每分钟排出压力油的体积 为0.2m3。参照表4—3取a=5,算得 有效容积为

V=5×0.2m3=1 m3

液压系统性能验算

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。

⑴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ν=27mm2/s,油的密度ρ=918kg/m3。

油在管路中的实际流速为

4q4?2.7?10?3??3.36m/s v?22?d??0.032 Re?vd??3.36?0.032?3981?2300 ?627?10油在管路中呈紊流流动状态,其沿程阻力系数为: ??0.3164 0.25Re 求得沿程压力损失为:

0.3164?5?3.362?918?0.03MPa ?p1?0.2563981?0.032?10?2⑵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Δp2,以及通过控制阀的局部压力损失Δp3。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。

参看图2,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

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?p3,122??44.1?2?157.3?44.1??162????0.4???0.3???0.2???

190???150?????50?? ??0.31?0.34?0.23?MPa ?0.88MPa 从大泵出油口到注射缸进油口要经过单向阀13,电液换向阀2和单向顺序阀18。单向

阀13的额定流量为250L/min,额定压力损失为0.2 MPa。

通过各阀的局部压力损失之和为:

?p3,2??157.3?2? ??0.2???0.34?0.23??0.65MPa????250?? 由以上计算结果可求得快速注射时,小泵到注射缸之间总的压力损失为

∑p1=(0.03+0.88)MPa=0.91MPa 大泵到注射缸之间总的压力损失为

∑p 2=(0.03+0.65)MPa=0.68MPa

由计算结果看,大小泵的实际出口压力距泵的额定压力还有一定的压力裕度,所选泵是适合的。

另外要说明的一点是:在整个注射过程中,注射压力是不断变化的,注射缸的进口压力也随之由小到大变化,当注射压力达到最大时,注射缸活塞的运动速度也将近似等于零,此时管路的压力损失随流量的减小而减少。泵的实际出口压力要比以上计算值小一些。

综合考虑各工况的需要,确定系统的最高工作压力为6.8MPa,也就是溢流阀7的调定压力。

液压系统发热温升计算

⑴计算发热功率 液压系统的功率损失全部转化为热量。 发热功率计算如下

Phr=Pr-Pc

对本系统来说,Pr是整个工作循环中双泵的平均输入功率。

1Pr?Tt?i?1zpiqiti?Pi

具体的pi、qi、ti值见表7。这样,可算得双泵平均输入功率Pr=12kW。

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