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注塑机合模机构液压冲击压力测试系统
发表时间:2019-12-31  点击:次  本月浏览次数:140

注塑机合模机构液压冲击压力测试系统
 注塑机的合模机构在注塑机合模、注射、保压降温成型等注射成型工序中占有重要的作用,肘杆式合模机构合模与开模过程中,由于生产工艺的需要存在极大的瞬时冲击,对加工零件与设备造成较大的影响,需要对该过程的冲击进行测试分析,为后续的设计与改进提供理论依据。
  1、注塑机液压系统工作过程
  某型号注塑机合模部分采用液压-双曲肘式合模装置,主要零部件有:合模液压缸、尾板、曲肘连杆、调模装置、顶出杆装置、顶出杆、移动模板、导柱(哥林柱)和固定模板等。合模时液压缸无杆腔进压力油,有杆腔回油,液压杆推动曲肘带动动模板和模具向前移动进行合模并锁模;射胶保压完成后,制品开始冷却,然后进行开模,开模时液压缸有杆腔进压力油,无杆腔回油,液压杆推动曲肘带动动模板和模具向左移动然后顶针顶出制品,一个周期结束。
  注塑机液压系统的回路构成有:开合模回路、注射射胶回路、注射座前进后退回路、制品吹落和顶出回路等。
图1:为开合模回路液压原理图,主要由电机带动油泵的动力系统、调节流量和压力的各种阀类元件及运动传递的最终执行机构液压油缸和转动螺杆的液压马达。注塑机动作循环过程:合模――注射座前移――注射――保压――冷却和预塑――注射座后退――开模――顶出制品――
合模。
  合模过程:由快速合模
1、快速合模
2、低压模保和高压锁模
4个过程组成。合模开始前关上注塑机的安全门,YA1、YA2及安全阀YA24得电。(1)快速合模1:电磁阀YA3和YA12得电,压力油从泵出来经过三位四通电磁换向阀V1到达合模油缸无杆腔,并且合模油缸有杆腔的液压油回流经过二位四通电磁换向阀V2与V1的A口压力油合并流向合模油缸无杆腔,增大了流量,加快了活塞运动速度,所以合模油缸处于刚开始运动的快速合模1阶段。此阶段的液压系统压力由溢流阀V14调节。(2)快速合模2:电磁阀YA3得电、YA12不得电,压力油经过三位四通电磁换向阀V1直接进入合模油缸,有杆腔液压流回油箱。(3)低压模保:电磁阀YA3得电,电机低速低转矩运行,活塞杆推动注塑机动模板慢速和定模板合拢并保持模板的位置。(4)高压锁模:电磁阀YA3得电,电机高转矩运行,活塞杆以很大的力推动动模板和定模板锁紧,用来抵抗射胶巨大的冲击力。
 2、测试系统整体方案测试实验方案为:测试实际工作状态下的油缸压力、流量以及合模机构动模板的运行速度和模板及机床的振动等参数,针对开模、合模工况分为两组进行实验,如图2所示。本次测试需要测试动模板的位移对应合模油缸及泵出口对应的压力值,还有模板和机身的振动。选定位移传感器1个,压力传感器3个,加速度传感器4个。位移传感器用注塑机自带的杰弗伦位移行程电子尺,实时测量动模板运动位移,测量范围为0~420mm,输出信号为0~10V的电压值;泵出口压力信号采集利用泵出油法兰上压力信号反馈的杰佛伦S-N-E-E-B25D-M-V压力传感器;位移电子尺和泵出口压力传感器由通电的注塑机供电;油缸两端压力数据采集采用VP4系列压力变送器,测量压力范围0~20Mpa;测量振动信号的压电式加速度传感器。 3、测试传感器安装测试分析
  在LabVIEW中编写的VI程序由前面板(Front Panel)、程序框图(Block Diagram)、图标和连线(con and Connector)三部分一起组成。在此次编写的程序中,针对实际测量需要对8个通道的数据一起采集。以某公司160吨锁模力的伺服控制液压注塑机为测试对象,由于二位四通电磁换向阀只起到辅助作用,电磁铁YA12在一个开模、合模过程中通电时间很短,可以用三位四通电磁换向阀前的油制板上进油口处压力代替油缸进油口压力,总的回油压力为油缸回油口压力。
  测试过程中,首先是合模,动模板在液压缸的推动作用下向前移动,为了不让动模板产生较大的惯性冲击要求启动加速度比较小,速度的变化要求比较平稳,所以需慢速启动;在动模板带着模具运行过程中则需快速运行,减少中间运动时间以提高工作效率;
动模板到达快要和定模板接触时,为防止速度快会冲击模具甚至撞坏模具,减速慢行让模具缓慢接触,最后高压锁模,上下模具紧密接触并发生弹性变形。开模同样是先慢速后块速再慢速的过程。
  在不同的流量压力设置参数下,在数据设置满足开合模动作完成正常的条件下,对各个点的压力、位移以及加速度信号进行测试采集,可以通过对各种不同的参数设置进行规划与测试分析,寻求最佳的注塑机的工作数据,并通过对测试数据的分析为后续的设计与改进提供实验依据。
  4、合模过程压力冲击变化的测试液压注塑机开合模动作由液压泵驱动液压缸带动,在这过程中,液压油的压力和流量会起到至关重要的作用,通常在这个过程中负载的大小会决定着压力的变化,而流量改变则会影响开合模过程的速度,本文仅对其中的压力变化的部分信号进行分析说明。
  合模是注塑机注射工作的第一步,它与开模同属于合模机构产品注射成型的工作流程,由于合模后要进行一系列注射保压等工序后再开模,所以它与开模实际上是合模机构两个独立的工序。在进行测试分析之前,首先进行数字模拟分析,通过软件模拟分析研究流量、压力和流量斜率参数对合模冲击振动以及性能的的影响,确定最合理的开模设置参数,为实验提供理论依据。泵出口压力与油缸压力腔压力趋势一致,在合模过程中,在模具接触后压力显著上升,再进行高压锁模,观察振动信号同样在模板启动加速运行时,振动达到了最大幅度,高压锁模这一过程对合模板产生了一定较大的冲击,合模锁模阶段产生了两处冲击振动较为明显的地方。
  5、结论论文介绍了注塑机冲击振动测试系统的结构,以某公司伺服液压注塑机合模冲击振动现象出发,对液压系统的压力参数改变进行了实验测试。通过对测试数据的分析,优化了参数设置,使得开合模周期短、振动小,提高了生产效益的同时提升了注塑机生产工作环境,该实验分析方法还为其他机型的注塑机合模机构冲击振动的减小及效益的提高提供了理论指导。

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