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注塑過程中液壓系統如何運轉?

2020-01-06 16:45:06

無(wu)論是(shi)油(you)壓(ya)式(shi)還是(shi)電動(dong)式(shi)注(zhu)(zhu)塑機,所有注(zhu)(zhu)塑過程中的(de)(de)運動(dong)都會產生壓(ya)力(li)。適當控制所需(xu)壓(ya)力(li),才能(neng)生產出(chu)質(zhi)量合(he)理的(de)(de)成(cheng)品(pin)。壓(ya)力(li)調控及計量系統在油(you)壓(ya)式(shi)注(zhu)(zhu)塑機上,所有運動(dong)由負責以下操作的(de)(de)油(you)路執行:  塑化階段中的(de)(de)螺(luo)桿旋轉。滑(hua)座(zuo)料道(注(zhu)(zhu)嘴靠(kao)近注(zhu)(zhu)口襯套)。注(zhu)(zhu)射(she)和保(bao)壓(ya)期(qi)間射(she)料螺(luo)桿的(de)(de)軸向運動(dong)。將基材閉合(he)于射(she)料桿上,直到(dao)肘桿全部(bu)(bu)延伸(shen)或(huo)活塞合(he)模行程已完成(cheng)。啟動(dong)裝配頂(ding)桿的(de)(de)頂(ding)出(chu)臺以頂(ding)出(chu)部(bu)(bu)件(jian)。

在全電壓機上,所有運動(dong)由(you)配有永 久磁鐵的(de)(de)無刷同(tong)步電動(dong)機執行。通過機床業(ye)中(zhong)(zhong)一(yi)直采(cai)用的(de)(de)滾(gun)珠軸(zhou)承螺(luo)桿(gan),將旋(xuan)轉(zhuan)運動(dong)變換為線(xian)性運動(dong)。整個流(liu)程的(de)(de)效率部分取(qu)決于塑化(hua)過程,其中(zhong)(zhong),螺(luo)桿(gan)起十(shi)分關鍵的(de)(de)作用。螺(luo)桿(gan)必須確保物(wu)料熔(rong)化(hua)和(he)均化(hua)。這一(yi)過程可借助于背壓調整,以(yi)避免過熱。混煉(lian)元(yuan)件不能產生過高的(de)(de)轉(zhuan)速,否則會導(dao)致聚合(he)物(wu)降(jiang)解。

每一種(zhong)聚合物具(ju)有不同(tong)的上限轉速,如果超過這一極(ji)限,分子會拉伸,出現聚合物主鏈斷(duan)裂現象。不過,重點仍然是在注射和保(bao)壓過程中控(kong)制螺桿(gan)的向前軸向運動。后續的冷卻過程,包括內(nei)在應力(li)、公差和翹曲等方面,對(dui)于(yu)確(que)保(bao)產品質量十分重要(yao)。這一切全(quan)由模具(ju)質量決(jue)定,對(dui)于(yu)優化(hua)冷卻料道、確(que)保(bao)有效(xiao)的閉環溫度調(diao)節時,尤其(qi)如此(ci)。該系統完全(quan)獨立,不會干擾機械調(diao)節。

閉(bi)模(mo)和頂出等模(mo)具運動(dong)必須精確(que)高效。通常采用速度(du)分布曲(qu)線(xian),以確(que)保活動(dong)部(bu)件準(zhun)確(que)靠近。接觸維持力(li)可(ke)調(diao)整。因此(ci)可(ke)斷定,在不考慮能耗(hao)和機械可(ke)靠性、附加(jia)條件相同(如模(mo)具質量(liang))的前(qian)提下(xia),產品質量(liang)主要決定於(wu)控制(zhi)螺(luo)桿向前(qian)運動(dong)階段的系統。在油壓(ya)式注(zhu)塑機上,這一調(diao)節通過(guo)探測(ce)油壓(ya)而實現。具體(ti)(ti)地說,油壓(ya)通過(guo)控制(zhi)板(ban)而激活一套(tao)閥門,流體(ti)(ti)通過(guo)操縱器而產生作用,并得(de)到調(diao)節及釋放。

注射速度(du)控(kong)(kong)制(zhi)包括開環控(kong)(kong)制(zhi)、半閉(bi)(bi)(bi)(bi)環控(kong)(kong)制(zhi)和閉(bi)(bi)(bi)(bi)環控(kong)(kong)制(zhi)等選擇方案。開環系統(tong)(tong)依靠共用(yong)比(bi)例(li)閥(fa)。比(bi)例(li)張力施加于所(suo)需比(bi)例(li)的流(liu)體上,從而(er)(er)使流(liu)體在(zai)注射機(ji)筒中產生壓力,讓注射螺桿以一定的前向速度(du)運動。半閉(bi)(bi)(bi)(bi)環系統(tong)(tong)采(cai)用(yong)閉(bi)(bi)(bi)(bi)環比(bi)例(li)閥(fa)。環路在(zai)閉(bi)(bi)(bi)(bi)合(he)(he)(he)口所(suo)在(zai)的位(wei)置閉(bi)(bi)(bi)(bi)合(he)(he)(he),閉(bi)(bi)(bi)(bi)合(he)(he)(he)口通過在(zai)閥(fa)門(men)內的移動而(er)(er)控(kong)(kong)制(zhi)油料的流(liu)量比(bi)例(li)。閉(bi)(bi)(bi)(bi)環系統(tong)(tong)在(zai)螺桿平移速度(du)時(shi)(shi)閉(bi)(bi)(bi)(bi)合(he)(he)(he)。閉(bi)(bi)(bi)(bi)環系統(tong)(tong)中采(cai)用(yong)速度(du)傳感器(qi)(通常為電位(wei)計型),定時(shi)(shi)探(tan)測張力下降(jiang)。

比(bi)(bi)(bi)例閥流(liu)出的(de)(de)(de)(de)油料(liao)通(tong)過(guo)調(diao)節,可(ke)補(bu)償出現(xian)的(de)(de)(de)(de)速度偏差。閉環(huan)控(kong)(kong)制(zhi)依靠與機器整合(he)一體的(de)(de)(de)(de)專用電子元件(jian)。閉環(huan)壓(ya)(ya)力(li)(li)控(kong)(kong)制(zhi)能在(zai)(zai)注射和保壓(ya)(ya)階段(duan)確保壓(ya)(ya)力(li)(li)均(jun)勻一致,以(yi)及在(zai)(zai)各(ge)個循(xun)環(huan)中確保反(fan)壓(ya)(ya)均(jun)勻。通(tong)過(guo)探測出的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)值對比(bi)(bi)(bi)例閥進行(xing)調(diao)節,根據設定(ding)壓(ya)(ya)力(li)(li)值進行(xing)偏差補(bu)償。一般來說,可(ke)對液(ye)壓(ya)(ya)進行(xing)監控(kong)(kong),但是(shi)探測注嘴或(huo)模腔(qiang)中的(de)(de)(de)(de)熔體壓(ya)(ya)力(li)(li)也是(shi)另(ling)一有(you)效方(fang)法(fa)。更加可(ke)靠的(de)(de)(de)(de)方(fang)案(an)是(shi)通(tong)過(guo)閱讀注嘴或(huo)模腔(qiang)壓(ya)(ya)力(li)(li)讀數對比(bi)(bi)(bi)例閥進行(xing)管理(li)。在(zai)(zai)壓(ya)(ya)力(li)(li)探測的(de)(de)(de)(de)基礎上增加溫(wen)度探測,特別有(you)利于流(liu)程管理(li)。

了解(jie)物料(liao)可承受的(de)(de)實際壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li),還有助于根據設(she)定壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)和溫(wen)度條件(jian)(jian)來預測模塑件(jian)(jian)的(de)(de)實際重量(liang)和尺寸。實際上,通過改(gai)變(bian)保壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)值,可將更多的(de)(de)物料(liao)引入模腔,以降低部件(jian)(jian)收(shou)縮,符合(he)設(she)計公差(其中包括預設(she)注(zhu)(zhu)塑收(shou)縮)。接(jie)近熔化(hua)條件(jian)(jian)時(shi),半(ban)晶(jing)體(ti)聚合(he)物顯示出(chu)極大的(de)(de)比容變(bian)化(hua)。對此,過充模不會阻礙部件(jian)(jian)頂出(chu)。油壓(ya)(ya)(ya)設(she)備與出(chu)料(liao)量(liang)及壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)調(diao)節  離心(xin)泵產生的(de)(de)平均液壓(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)可達(da)140bar,這(zhe)一壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)值特別適合(he)於注(zhu)(zhu)塑。在周期的(de)(de)其它各個階段,要求明(ming)顯較低,除了需要快速塑化(hua)的(de)(de)特定情形(例(li)如:PET注(zhu)(zhu)拉吹(chui)一步法注(zhu)(zhu)塑機)要求較高。

為降低能耗,在出料高峰期時可采用可變排量泵和儲壓缸。固定排量泵在每次旋轉時移動等量油量,因此,油泵選型由特定時間內所需移動的油量而定。三相電動機轉速一般為1440轉/分,通常要求裝配雙泵。只有在塑化過程中(功率達100%),油泵的利用率才達到上限限度。在停頓過程中,機械不需要能耗,即使需要,也屬功率損耗。所有注塑機均采用質量等級各異的比例伺服閥

兩套或以上的比例閥安裝于注射壓機上,目的是對以下各個方面進行準確控制:  開模速度(兩級),閉模速度(兩級),閉模安全性,注射(3-10級),加料(3-5級),吸入和頂桿(兩級)。開模壓力,閉模壓力,模具安全性,機械夾具(料筒或肘桿),注射(充模階段一次,后續階段3-10次),螺桿旋轉速度(3-5級)。滑座靠近速度(機械注嘴靠近模具固定半模上注射襯墊的速度)以及頂桿的運動速度(頂出臺速度)也可調整。輔助電動機通過微弱的輸入信號,將放大的信號(輸出信號)發送到閥門,使伺服閥執行調節功能。

在伺服閥中(zhong),微弱的(de)(de)輸入電信(xin)號(hao)被轉化為液壓(ya)(ya)輸出信(xin)號(hao),以壓(ya)(ya)降的(de)(de)形(xing)式根據所需的(de)(de)出料(liao)要求進行(xing)改進。閥門必須對(dui)張力或通用指令做出快速、可重覆(fu)及(ji)低滯后的(de)(de)出料(liao)響應。實(shi)際上,當前(qian)研究的(de)(de)目的(de)(de)是改進頻率響應,使運(yun)行(xing)於數千赫(kHz)頻率的(de)(de)動力設備(液壓(ya)(ya)邊(bian))和電子(zi)設備之間進行(xing)對(dui)話。由于有效出料(liao)取決(jue)于閥門上聚(ju)合(he)度(DP)的(de)(de)作用,因(yin)此,液壓(ya)(ya)線路中(zhong)的(de)(de)油(you)溫(wen)必須保持在45-55℃的(de)(de)范圍內(通常采用閉環(huan)調節系統),具體根據流體粘度和過(guo)渡口(kou)的(de)(de)幾何形(xing)狀(zhuang)而定(ding)。

在閥(fa)內沒有適當的(de)調節(jie)系(xi)統,溫(wen)度(du)上升會導致溶體粘(zhan)度(du)下降;若配有均衡開(kai)閥(fa)值,則可提高(gao)出料量(liang)。增加(jia)傳動系(xi)統的(de)出料油(you)量(liang),意味注射速度(du)隨之(zhi)加(jia)快。對高(gao)科(ke)技(ji)伺服傳動閥(fa)進行精確控制,可基本(ben)消除滯(zhi)后(hou)現象,增強(qiang)所有功能的(de)重復性(xing)。


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