下面是范文網(wǎng)小編收集的塑料注射機液壓系統(tǒng)設計課程設計 注塑機液壓系統(tǒng)原理，供大家參閱。

　　塑料注射機液壓系統(tǒng)設計 目 錄 第一章 緒論 2 注塑機概述 2 注塑機的工作原理 4 塑料注射機的工作循環(huán)塑料 4 第二章 液壓系統(tǒng)設計 5 對液壓系統(tǒng)的要求 5 液壓系統(tǒng)設計參數(shù) 5 第三章 工況分析 6 合摸油缸負載 6 注射座整體移動油缸負載 7 注射油缸負載 8 頂出油缸負載 8 初算驅(qū)動油缸所需的功率 9 液壓執(zhí)行元件載荷力和載荷轉(zhuǎn)矩計算 9 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算 11 第四章 制定系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)圖 15 制定系統(tǒng)方案 15 擬定液壓系統(tǒng)圖 17 第五章 液壓缸的設計 17 液壓缸主要尺寸的確定 17 液壓缸的結構設計 22 第六章 液壓元件的選擇 25 液壓泵的選擇 25 電動機功率的確定 25 液壓閥的選擇 26 液壓馬達的選擇 26 油管內(nèi)徑計算 27 確定油箱的有效容積 27 第七章 液壓系統(tǒng)性能驗算 27 驗算回路中的壓力損失 27 液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計算 29 第八章 液壓站的設計 32 250型注塑機液壓站的設計 32 液壓油箱的設計 34 液壓泵組的結構設計 38 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 第一章 緒論 注塑機概述 注塑機又名注射成型機或注射機。它是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設備。分為立式、臥式、全電式。注塑機能加熱塑料，對熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。注塑機通常由注射系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、液壓傳動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、加熱及冷卻系統(tǒng)、安全監(jiān)測系統(tǒng)等組成。

　　塑機具有能一次成型外型復雜、尺寸精確或帶有金屬嵌件的質(zhì)地密致的塑料制品，被廣泛應用于國防、機電、汽車、交通運輸、建材、包裝、農(nóng)業(yè)、文教衛(wèi)生及人們?nèi)粘Ｉ罡鱾€領域。注射成型工藝對各種塑料的加工具有良好的適應性，生產(chǎn)能力較高，并易于實現(xiàn)自動化。在塑料工業(yè)迅速發(fā)展的今天，注塑機不論在數(shù)量上或品種上都占有重要地位，從而成為目前塑料機械中增長 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 最快，生產(chǎn)數(shù)量最多的機種之一。

　　我國塑料加工企業(yè)星羅其布，遍布全國各地，設備的技術水平參差不齊，大多數(shù)加工企業(yè)的設備都需要技術改造。這幾年來，我國塑機行業(yè)的技術進步十分顯著，尤其是注塑機的技術水平與國外名牌產(chǎn)品的差距大大縮小，在控制水平、產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量和外觀造型等方面均取得顯著改觀。選擇國產(chǎn)設備，以較小的投入，同樣也能生產(chǎn)出與進口設備質(zhì)量相當?shù)漠a(chǎn)品。這些為企業(yè)的技術改造創(chuàng)造了條件。

　　要有好的制品，必須要有好的設備。而設備的優(yōu)良取決于開發(fā)者的設計和制作水平。

　　本論文撰寫了注塑機發(fā)展、工作原理、液壓系統(tǒng)設計、液壓元件的選擇、液壓缸的設計、液壓站的設計、幾大模塊，最后在加以驗證液壓系統(tǒng)設計是否有效。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 注塑機的工作原理 注塑機的工作原理與打針用的注射器相似，它是借助螺桿（或柱塞）的推力，將已塑化好的熔融狀態(tài)（即粘流態(tài)）的塑料注射入閉合好的模腔內(nèi)，經(jīng)固化定型后取得制品的工藝過程。

　　注射成型是一個循環(huán)的過程，每一周期主要包括：定量加料—熔融塑化—施壓注射—充模冷卻—啟模取件。取出塑件后又再閉模，進行下一個循環(huán)。

　　塑料注射機的工作循環(huán)塑料 注射機的工作循環(huán)為：

　　合?！⑸洹骸鋮s→開?！敵? →螺桿預塑進料 其中合模的動作又分為：快速合模、慢速合模、鎖模。鎖模的時間較長，直到開模前這段時間都是鎖模階段。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 第二章 液壓系統(tǒng)設計 對液壓系統(tǒng)的要求 （1）合模運動要平穩(wěn)，兩片模具閉合時不應有沖擊；

　?。?）當模具閉合后，合模機構應保持閉合壓力，防止注射時將模具沖開。注射后，注射機構應保持注射壓力，使塑料充滿型腔；

　?。?）預塑進料時，螺桿轉(zhuǎn)動，料被推到螺桿前端，這時，螺桿同注射機構一起向后退，為使螺桿前端的塑料有一定的密度，注射機構必需有一定的后退阻力；

　?。?）為保證安全生產(chǎn)，系統(tǒng)應設有安全聯(lián)鎖裝置。

　　液壓系統(tǒng)設計參數(shù) 250克塑料注射機液壓系統(tǒng)設計參數(shù)如下：

　　螺桿直徑 40mm 螺桿行程 200mm 最大注射壓力 153MPa 螺桿驅(qū)動功率 5kW 螺桿轉(zhuǎn)速60r/min 注射座行程 230mm 注射座最大推力 27kN 最大合模力(鎖模力) 900kN 開模力 49kN 動模板最大行程 350mm 快速閉模速度 /s 慢速閉模速度 /s 快速開模速度 /s 慢速開模速度 /s 注射速度 /s 注射座前進速度 /s 注射座后移速度 /s 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 第三章 工況分析 塑料注射成型機液壓系統(tǒng)的特點是整個動作循環(huán)過程中，系統(tǒng)的負載變化和速度變化均變大，在進行工況分析時必須加以考慮。

　　 合摸油缸負載 閉摸動作的工況特點是：模具閉合過程中的負載是輕載，速度有慢—快—慢的變化；

　　模具閉合后的負載為重載，速度為零。

　?。?）

　　根據(jù)合模力確定合模油缸推力 由于合模機構形式不同，合模油缸推力的計算方法也就不一樣。250注射機合模機構采用了液壓—機械組合形式。

　　圖 根據(jù)連桿機構受力分析可得合模油缸推力為：

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 P1z=P合/[×(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—有關長度之比，SX—ZY—250注射機合模機構取I1/I=，故為保證模具鎖緊力（1600KN）所需的油缸推力為；

　　P1z =/=(牛）

　　（2）空行程時油缸推力 空行程時油缸推力P1q只需滿足克服摩擦力的要求。根據(jù)同類型機臺實測結果，取P1q=則：

　　P1q=×= （牛）

　　SX—ZY—250注射機閉模速度較小，因此慣性力很小，可忽略。

　　（3）啟模時油缸推力 啟模時油缸推力P2z需滿足啟模力和克服油缸摩擦力的要求，即：

　　P2z=P啟+T=+×=（牛）

　　 注射座整體移動油缸負載 注射座整體移動過程中，油缸推力 P3q只需滿足克服各種摩擦力的要求，而當噴嘴接觸模具澆口時，則必須保持注射座油缸最大推力 P3z為40KN，以使注射成型過程正常進行。根據(jù)類比，取 P3q=則P3q==9200（牛）。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 注射油缸負載 注射過程中，負載是變化的，當熔融塑料注人模腔時，注射壓力由零逐漸沿AB上升，模腔注滿時壓力由B急速上升到C點，當冷卻時塑料收縮，壓力降低，為防止收縮需補縮保壓，其壓力為DE曲線如下：

　　圖 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=（KN）

　　保壓過程中油缸負載一般要比注射過程油缸負載小，其值隨制品形狀，塑料品種以及成型工藝條件不同而異。

　　 頂出油缸負載 頂出油缸的最大推力P5z需滿足制品頂出力和克服油缸摩擦力的要求，即：

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 P5z=P頂+ T=36+×36=（KN）

　　 初算驅(qū)動油缸所需的功率 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=(Pmax×V/n)×10-3 試中 N—驅(qū)動油缸所需的功率，千瓦；

　　Pmax—最大的負載，牛 V—在最大負載時的工作速度，米/秒；

　　n—包括油泵在內(nèi)的驅(qū)動裝置總效率。

　　N=(Pmax×V/n)×10-3=×103×25×10-3×10-3/=（KW）

　　 液壓執(zhí)行元件載荷力和載荷轉(zhuǎn)矩計算 各液壓缸的載荷力計算 （1）合模缸的載荷力 合模缸在模具閉合過程中是輕載，其外載荷主要是動模及其連動部件的起動慣性力和導軌的摩擦力。

　　鎖模時，動模停止運動，其外載荷就是給定的鎖模力。

　　開模時，液壓缸除要克服給定的開模力外，還克服運動部件的摩擦阻力。

　?。?）注射座移動缸的載荷力 座移缸在推進和退回注射座的過程中，同樣要克服摩擦阻力和慣性力，只有當噴嘴接觸模具時，才須滿足注射座最大推力。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 （3）注射缸載荷力 注射缸的載荷力在整個注射過程中是變化的，計算時，只須求出最大載荷力。

　　式中，d——螺桿直徑，由給定參數(shù)知：d＝；

　　p——噴嘴處最大注射壓力，已知p＝153MPa。由此求得Fw＝192kN。

　　各液壓缸的外載荷力計算結果列于表l。取液壓缸的機械效率為，求得相應的作用于活塞上的載荷力，并列于表3-1中。

　　表2-1各液壓缸的載荷力 液壓缸名稱 工況 液壓缸外載荷 /kN 活塞上的載荷力 合模缸 合模 90 100 鎖模 900 1000 開模 49 55 座移缸 移動 3 預緊 27 30 注射缸 注射 192 213 進料液壓馬達載荷轉(zhuǎn)矩計算 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 取液壓馬達的機械效率為，則其載荷轉(zhuǎn)矩 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算 初選系統(tǒng)工作壓力 250克塑料注射機屬小型液壓機，載荷最大時為鎖模工況，此時，高壓油用增壓缸提供；

　　其他工況時，載荷都不太高，參考設計手冊，初步確定系統(tǒng)工作壓力為。

　　計算液壓缸的主要結構尺寸 （1）確定合模缸的活塞及活塞桿直徑 合模缸最大載荷時，為鎖模工況，其載荷力為1000kN，工作在活塞桿受壓狀態(tài)。活塞直徑 此時p1是由增壓缸提供的增壓后的進油壓力，初定增壓比為5，則p1＝5×＝，鎖模工況時，回油流量極小，故p2≈0，求得合模缸的活塞直徑為 ，取 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 取d/D＝，則活塞桿直徑dh＝×＝，取dh＝。

　　為設計簡單加工方便，將增壓缸的缸體與合模缸體做成一體(見圖1)，增壓缸的活塞直徑也為。其活塞桿直徑按增壓比為5，求得 ，取 ⑵注射座移動缸的活塞和活塞桿直徑 座移動缸最大載荷為其頂緊之時，此時缸的回油流量雖經(jīng)節(jié)流閥，但流量極小，故背壓視為零，則其活塞直徑為 取 由給定的設計參數(shù)知，注射座往復速比為／＝，查表2—6得，則活塞桿直徑為：

　?、谴_定注射缸的活塞及活塞桿直徑 當液態(tài)塑料充滿模具型腔時，注射缸的載荷達到最大值213kN，此時注射缸活塞移動速度也近似等于零，回油量極??；

　　故背壓力可以忽略不計，這樣 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 取 活塞桿的直徑一般與螺桿外徑相同，取。

　　計算液壓馬達的排量 液壓馬達是單向旋轉(zhuǎn)的，其回油直接回油箱，視其出口壓力為零，機械效率為，這樣 計算液壓執(zhí)行元件實際工作壓力 按最后確定的液壓缸的結構尺寸和液壓馬達排量，計算出各工況時液壓執(zhí)行元件實際工作壓力，見表3-2。

　　表3-2 液壓執(zhí)行元件實際工作壓力 工況 執(zhí)行元件名稱 載荷 背壓力 工作壓力 合模行程 合模缸 100 鎖模 增壓缸 1000 — 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 座前進 座移缸 3 座頂緊 30 — 注射 注射缸 213 預塑進料 液壓馬達 838 — 計算液壓執(zhí)行元件實際所需流量 根據(jù)最后確定的液壓缸的結構尺寸或液壓馬達的排量及其運動速度或轉(zhuǎn)速，計算出各液壓執(zhí)行元件實際所需流量: 執(zhí)行元件名稱: 合模缸 慢速合模運動速度 結構參數(shù) 流量 計算公式 快速合模 運動速度 結構參數(shù) 流量 計算公式 執(zhí)行元件名稱:座移缸 座前進運動速度 結構參數(shù) 流量 計算公式 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 座后退 運動速度 結構參數(shù) 流量 計算公式 執(zhí)行元件名稱: 注射缸 注射 運動速度 結構參數(shù) 流量 計算公式 執(zhí)行元件名稱: 液壓馬達 預塑進料 運動速度 結構參數(shù) 流量 計算公式 第四章 制定系統(tǒng)方案和擬定液壓系統(tǒng)圖 制定系統(tǒng)方案 ⑴執(zhí)行機構的確定 本機動作機構除螺桿是單向旋轉(zhuǎn)外，其他機構均為直線往復運動。各直線運動機構均采用單活塞桿雙作用液壓缸直接驅(qū)動，螺桿則用液壓馬達驅(qū)動。從給定的設計參數(shù)可知，鎖模時所需的力最大，為900kN。為此設置增壓液壓缸，得到鎖模時的局部高壓來保證鎖模力。

　　⑵合模缸動作回路 合模缸要求其實現(xiàn)快速、慢速、鎖模，開模動作。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 其運動方向由電液換向閥直接控制。快速運動時，需要有較大流量供給。慢速合模只要有小流量供給即可。鎖模時，由增壓缸供油。

　?、且簤厚R達動作回路 螺桿不要求反轉(zhuǎn)，所以液壓馬達單向旋轉(zhuǎn)即可，由于其轉(zhuǎn)速要求較高，而對速度平穩(wěn)性無過高要求，故采用旁路節(jié)流調(diào)速方式。

　　⑷注射缸動作回路 注射缸運動速度也較快，平穩(wěn)性要求不高，故也采用旁路節(jié)流調(diào)速方式。由于預塑時有背壓要求，在無桿腔出口處串聯(lián)背壓閥。

　　⑸注射座移動缸動作回路 注射座移動缸，采用回油節(jié)流調(diào)速回路。工藝要求其不工作時，處于浮動狀態(tài)，故采用Y型中位機能的電磁換向閥。

　?、拾踩?lián)鎖措施 本系統(tǒng)為保證安全生產(chǎn)，設置了安全門，在安全門下端裝一個行程閥，用來控制合模缸的動作。將行程閥串在控制合模缸換向的液動閥控制油路上，安全門沒有關閉時，行程閥沒被壓下，液動換向閥不能進控制油，電液換向閥不能換向，合模缸也不能合模。只有操作者離開，將安全門關閉，壓下行程閥，合模缸才能合模，從而保障了人身安全。

　?、艘簤涸吹倪x擇 該液壓系統(tǒng)在整個工作循環(huán)中需油量變化較大，另外，閉模和注射后又要求 有較長時間的保壓，所以選用雙泵供油系統(tǒng)。液壓缸快速動作時，雙泵同時供油，慢速動作或保壓時由小泵單獨供油，這樣可減少功率損失，提高系統(tǒng)效率。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 擬定液壓系統(tǒng)圖 圖2 注塑機液壓系統(tǒng)原理圖 液壓執(zhí)行元件以及各基本回路確定之后，把它們有機地組合在一起。去掉重復多余的元件，把控制液壓馬達的換向閥與泵的卸荷閥合并，使之一閥兩用?？紤]注射缸同合模缸之間有順序動作的要求，兩回路接合部串聯(lián)單向順序閥。再加上其他一些輔助元件便構成了250克塑料注射機完整的液壓系統(tǒng)圖，見圖2，其動作循環(huán)表，見附錄一。

　　第五章 液壓缸的設計 液壓缸主要尺寸的確定 液壓缸壁厚和外經(jīng)的計算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。

　　液壓缸的壁厚一般指缸筒結構中最薄處的厚度。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 從材料力學可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應力分布規(guī)律應壁厚的不同而各異。一般計算時可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。

　　液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚的比值的圓筒稱為薄壁圓筒。工程機械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結構，其壁厚按薄壁圓筒公式計算式中 ——液壓缸壁厚(m)；

　　D——液壓缸內(nèi)徑(m)；

　　——試驗壓力，一般取最大工作壓力的(~)倍；

　　——缸筒材料的許用應力。無縫鋼管。則：

　　取 在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計算所得液壓缸的壁厚往往很小，使缸體的剛度往往很不夠，如在切削過程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過程卡死或漏油。因此一般不作計算，按經(jīng)驗選 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 取，必要時按上式進行校核。

　　液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外經(jīng)為為 同理 夾緊與定位液壓缸的壁厚與外徑為：

　　缸體外徑 夾緊與定位液壓缸的壁厚與外徑為：， 2）液壓缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構實際工作的最大行程來確定，并參閱<<液壓系統(tǒng)設計簡明手冊>>P12表2-6中的系列尺寸來選取標準值。

　　液壓缸工作行程選 夾緊與定位液壓缸選 3) 缸蓋厚度的確定 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效厚度t按強度要求可用下面兩式進行近似計算。

　　無孔時 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 有孔時 式中 t——缸蓋有效厚度(m)；

　　——缸蓋止口內(nèi)徑(m)；

　　——缸蓋孔的直徑(m)。

　　液壓缸：

　　無孔時 取 t=20mm 有孔時 取 t’=50mm 夾緊與定位液壓缸：

　　無孔時 取t=17mm 有孔時：

　　取t’=35mm 4) 最小導向長度的確定 當活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點到缸蓋滑動支承面中點的距離H稱為最小導向長度（如下圖2所示）。如果導向長度過小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設計時必須保證有一定的最小導向長度。

　　對一般的液壓缸，最小導向長度H應滿足以下要求：

　　式中 L——液壓缸的最大行程；

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 D——液壓缸的內(nèi)徑。

　　活塞的寬度B一般取B=(~10)D；

　　缸蓋滑動支承面的長度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑D而定；

　　當D<80mm時，??；

　　當D>80mm時，取。

　　為保證最小導向長度H，若過分增大和B都是不適宜的，必要時可在缸蓋與活塞之間增加一隔套K來增加H的值。隔套的長度C由需要的最小導向長度H決定，即 液壓缸：

　　最小導向長度：，取 H=72mm 活塞寬度：B==64mm 缸蓋滑動支承面長度：

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 隔套長度：

　　夾緊與定位液壓缸：

　　最小導向長度：

　　，取 H=47mm 活塞寬度：

　　B==，取 B=50mm 缸蓋滑動支承面長度：

　　隔套長度：

　　5) 缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長度應等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應大于內(nèi)徑的20~30倍。

　　液壓缸：

　　缸體內(nèi)部長度 夾緊與定位液壓缸：

　　缸體內(nèi)部長度 液壓缸的結構設計 液壓缸主要尺寸確定以后，就進行各部分的結構設計。主要包括：缸體與缸蓋的連接結構、活塞與活塞桿的連接結構、活塞桿導向部分結構、密封裝置、排氣裝置及液壓缸的安裝連接結構等。由于工作條件不同，結構形式也各不相同。設計時根據(jù)具體情況進行選擇。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 1) 缸體與缸蓋的連接形式 缸體與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關。

　　本次設計中采用外半環(huán)連接，如下圖3所示：

　　圖3 缸體與缸蓋外半環(huán)連接方式 優(yōu)點：結構較簡單；

　　加工裝配方便 缺點：外型尺寸大；

　　缸筒開槽，削弱了強度，需增加缸筒壁厚 2) 活塞桿與活塞的連接結構 參閱<<液壓系統(tǒng)設計簡明手冊>>P15表2-8，采用組合式結構中的螺紋連接。如下圖4所示：

　　圖4 活塞桿與活塞螺紋連接方式 特點：

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 1）結構簡單，在振動的工作條件下容易松動，必須用鎖緊裝置。應用較多，如組合機床與工程機械上的液壓缸。

　　2）

　　活塞桿導向部分的結構 （1）活塞桿導向部分的結構，包括活塞桿與端蓋、導向套的結構，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導向套的結構可以做成端蓋整體式直接導向，也可做成與端蓋分開的導向套結構。后者導向套磨損后便于更換，所以應用較普遍。導向套的位置可安裝在密封圈的內(nèi)側(cè)，也可以裝在外側(cè)。機床和工程機械中一般采用裝在內(nèi)側(cè)的結構，有利于導向套的潤滑；

　　而油壓機常采用裝在外側(cè)的結構，在高壓下工作時，使密封圈有足夠的油壓將唇邊張開，以提高密封性能。

　　在本次設計中，采用導向套導向的結構形式，其特點為：

　?。?）導向套與活塞桿接觸支承導向，磨損后便于更換，導向套也可用耐磨材料。

　　（2）蓋與桿的密封常采用Y形、V形密封裝置。密封可靠適用于中高壓液壓缸。

　　2）防塵方式常用J形或三角形防塵裝置?；钊盎钊麠U處密封圈的選用 活塞及活塞桿處的密封圈的選用，應根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈。

　　在本次設計中采用O形密封圈。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 第六章 液壓元件的選擇 液壓泵的選擇 ⑴液壓泵工作壓力的確定 是液壓執(zhí)行元件的最高工作壓力，對于本系統(tǒng)，最高壓力是增壓缸鎖模時的入口壓力，；

　　是泵到執(zhí)行元件間總的管路損失。由系統(tǒng)圖可見，從泵到增壓缸之間串接有一個單向閥和一個換向閥，取。

　　液壓泵工作壓力為 ⑵液壓泵流量的確定 由工況圖看出，系統(tǒng)最大流量發(fā)生在快速合模工況，。取泄漏系數(shù)為，求得液壓泵流量 選用YYB-BCl71/48B型雙聯(lián)葉片泵，當壓力為7 MPa時，大泵流量為/min，小泵流量為/min。

　　電動機功率的確定 注射機在整個動作循環(huán)中，系統(tǒng)的壓力和流量都是變化的，所需功率變化較大，為滿足整個工作循環(huán)的需要，按較大功率段來確定電動機功率。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 從工況圖看出，快速注射工況系統(tǒng)的壓力和流量均較大。此時，大小泵同時參加工作，小泵排油除保證鎖模壓力外，還通過順序閥將壓力油供給注射缸，大小泵出油匯合推動注射缸前進。

　　前面的計算已知，小泵供油壓力為，考慮大泵到注射缸之間的管路損失，大泵供油壓力應為，取泵的總效率，泵的總驅(qū)動功率為 考慮到注射時間較短，不過3s，而電動機一般允許短時間超載25%，這樣電動機功率還可降低一些。

　　驗算其他工況時，液壓泵的驅(qū)動功率均小于或近于此值。查產(chǎn)品樣本，選用22kW的電動機。

　　液壓閥的選擇 選擇液壓閥主要根據(jù)閥的工作壓力和通過閥的流量。本系統(tǒng)工作壓力在7MPa左右，所以液壓閥都選用中、高壓閥。所選閥的規(guī)格型號見附錄二。

　　液壓馬達的選擇 在節(jié)已求得液壓馬達的排量為／r，正常工作時，輸出轉(zhuǎn)矩，系統(tǒng)工作壓力為7MPa。

　　選雙斜盤軸向柱塞式液壓馬達。其理論排量為/r，額定壓力為20 MPa，額定轉(zhuǎn)速為8～l00r/min，最高轉(zhuǎn)矩為3057N·m，機械 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 效率大于。

　　油管內(nèi)徑計算 本系統(tǒng)管路較為復雜，取其主要幾條(其余略)，有關參數(shù)及計算結果列于附錄三。

　　確定油箱的有效容積 按下式來初步確定油箱的有效容積：V＝aqV已知所選泵的總流量為/min，這樣，液壓泵每分鐘排出壓力油的體積為。參照表4—3取a＝5，算得有效容積為：V＝5×＝1 m3 第七章 液壓系統(tǒng)性能驗算 驗算回路中的壓力損失 本系統(tǒng)較為復雜，有多個液壓執(zhí)行元件動作回路，其中環(huán)節(jié)較多，管路損失較大的要算注射缸動作回路，故主要驗算由泵到注射缸這段管路的損失。

　　⑴沿程壓力損失 沿程壓力損失，主要是注射缸快速注射時進油管路的壓力損失。此管路長 5m，管內(nèi)徑，快速時通過流量/s；

　　選用20號機械系統(tǒng)損耗油，正常運轉(zhuǎn)后油的運動粘度ν＝27mm2/s，油的密度ρ＝918kg/m3。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 油在管路中的實際流速為 油在管路中呈紊流流動狀態(tài)，其沿程阻力系數(shù)為：

　　求得沿程壓力損失為：

　?、凭植繅毫p失 局部壓力損失包括通過管路中折管和管接頭等處的管路局部壓力損失Δp2，以及通過控制閥的局部壓力損失Δp3。其中管路局部壓力損失相對來說小得多，故主要計算通過控制閥的局部壓力損失。

　　參看圖2，從小泵出口到注射缸進油口，要經(jīng)過順序閥17，電液換向閥2及單向順序閥18。

　　單向順序伺17的額定流量為50L/min，額定壓力損失為。電液換向閥2的額定流量為190L/min，額定壓力損失 MPa。單向順序閥18的額定流量為150L/min，額定壓力損失 MPa。

　　通過各閥的局部壓力損失之和為 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 由以上計算結果可求得快速注射時，小泵到注射缸之間總的壓力損失為 ∑p1＝(＋)MPa＝ 大泵到注射缸之間總的壓力損失為 ∑p 2＝(＋)MPa＝ 由計算結果看，大小泵的實際出口壓力距泵的額定壓力還有一定的壓力裕度，所選泵是適合的。

　　另外要說明的一點是：在整個注射過程中，注射壓力是不斷變化的，注射缸的進口壓力也隨之由小到大變化，當注射壓力達到最大時，注射缸活塞的運動速度也將近似等于零，此時管路的壓力損失隨流量的減小而減少。泵的實際出口壓力要比以上計算值小一些。

　　綜合考慮各工況的需要，確定系統(tǒng)的最高工作壓力為，也就是溢流閥7的調(diào)定壓力。

　　液壓系統(tǒng)發(fā)熱溫升計算 ⑴計算發(fā)熱功率 液壓系統(tǒng)的功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量。

　　發(fā)熱功率計算如下 Phr＝Pr－Pc 對本系統(tǒng)來說，Pr是整個工作循環(huán)中雙泵的平均輸入功率。

　　具體的pi、qi、ti值見附錄四。這樣，可算得雙泵平均輸入功率Pr＝12kW。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 系統(tǒng)總輸出功率 求系統(tǒng)的輸出有效功率：

　　由前面給定參數(shù)及計算結果可知：合模缸的外載荷為90kN，行程；

　　注射缸的外載荷為192kN，行程；

　　預塑螺桿有效功率5kW，工作時間15s；

　　開模時外載荷近同合模，行程也相同。注射機輸出有效功率主要是以上這些。

　　總的發(fā)熱功率為：

　　Phr＝(－3)kW＝ ⑵計算散熱功率 前面初步求得油箱的有效容積為1m3，按V＝求得油箱各邊之積：

　　a·b·h＝1/＝ 取a為，b、h分別為1m。求得油箱散熱面積為：

　　At＝(a＋b)＋＝(×l×(＋1) ＋×)m2 ＝ 油箱的散熱功率為：

　　Phc＝K1AtΔT 式中 K1——油箱散熱系數(shù)，查表5—1，K1取16W/(m2·℃)；

　　ΔT——油溫與環(huán)境溫度之差，取ΔT＝35℃。

　　Phc＝16××35kW＝＜Phr＝ 由此可見，油箱的散熱遠遠滿足不了系統(tǒng)散熱的要求，管路散熱是極小的，需要另設冷卻器。

　?、抢鋮s器所需冷卻面積的計算 冷卻面積為：

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 式中 K——傳熱系數(shù)，用管式冷卻器時，取K＝116W／(m2．·℃)；

　　Δtm—平均溫升(℃)；

　　取油進入冷卻器的溫度T1＝60℃，油流出冷卻器的溫度T2＝50℃，冷卻水入口溫度tl＝25℃，冷卻水出口溫度t2＝30℃。則：

　　℃ 所需冷卻器的散熱面積為：

　　考慮到冷卻器長期使用時，設備腐蝕和油垢、水垢對傳熱的影響，冷卻面積應比計算值大30％，實際選用冷卻器散熱面積為：

　　A＝×＝ 注意；

　　系統(tǒng)設計的方案不是唯一的，關鍵要進行方案論證，從中選擇較為合理的方案。同一個方案，設計者不同，也可以設計出不同的結果，例如系統(tǒng)壓力的選擇、執(zhí)行元件的選擇、閥類元件的選擇等等都可能不同。

　　設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 附：系統(tǒng)工況圖 第八章 液壓站的設計 250型注塑機液壓站的設計 液壓站是由液壓油箱、液壓泵裝置及液壓控制裝置三大部分組成。液壓油箱裝有空氣濾清器、濾油器、液面指示器和清洗孔等。液壓泵裝置包括不同類型的液壓泵、驅(qū)動電機及其它們之間的聯(lián)軸器等。液壓控制裝置是指組成液壓系統(tǒng)的各閥類元件及其聯(lián)接體。

　　機床液壓站的結構型式有分散式和集中式兩種類型。

　?。?）集中式，這種型式將機床液壓系統(tǒng)的供油裝置、控制調(diào)節(jié)裝置獨立于機床之外，單獨設置一個液壓站。這種結構的優(yōu)點是安裝維修方便，液壓裝置的振動、發(fā)熱都與機床隔開，缺點是液壓站增加了占地面積。

　?。?）分散式，這種型式將機床液壓系統(tǒng)的供油裝 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 置、控制調(diào)節(jié)裝置分散在機床的各處。例如，利用機床床身或底座作為液壓油箱存放液壓油。把控制調(diào)節(jié)裝置放在便于操作的地方。這種結構的優(yōu)點是結構緊湊，泄漏油易回收，節(jié)省占地面積，但安裝維修不方便。同時供油裝置的振動、液壓油的發(fā)熱都將對機床的工作精度產(chǎn)生不良影響，故較少采用，一般非標設備不推薦使用。

　　液壓站的結構布置，液壓站上各部件、元件的布置要均勻，便于裝配、調(diào)試、使用與維護，適當注意外形整齊和美觀；

　　液壓控制裝置在液壓油箱上的安放位置應便于壓力閥、流量閥的調(diào)節(jié)，應便于電磁閥的手動調(diào)整和裝拆，應便于壓力表與壓力表開關的觀察和調(diào)整。

　　在液壓站結構總成設計中還應特別注意污染控制、泄漏控制、液壓沖擊控制、振動與噪聲控制等。

　　液壓動力源（即液壓泵組）是多種元、附件組合而成的整體，是為一個或幾個系統(tǒng)存放一定清潔度的工作介質(zhì)，并輸出一定壓力、流量的液體動力，兼作整體式液壓站安放液壓控制裝置基座的整體裝置。

　　液壓動力源一般由液壓泵組、油箱組件、控溫組件、過濾組件和蓄能器組件等5個相對獨立的部分組成。

　　液壓動力源裝置按液壓泵組布置方式的分為：上置式液壓動力源、非上置式液壓動力源、柜式液壓動力源。上置式液壓動力源，泵組布置在油箱之上的上置式液壓動力源，當電動機臥式安裝，液壓泵置于油箱之上時，稱為臥式液壓動力源。當電動機立式安裝，液壓泵置于油箱之內(nèi)時，稱為立式液壓動力源。上置式液壓動力源占 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 地面積小，結構緊湊，液壓泵置于油箱內(nèi)的立式安裝動力源，噪聲低且便于收集漏油。這種結構在中、小功率液壓站被廣泛使用。當采用臥式動力源時，由于液壓泵置于油箱之上，必須注意各類液壓泵的吸油高度，以防止液壓泵進油口處產(chǎn)生過大的真空度，造成吸空或氣穴現(xiàn)象。葉片泵的吸油高度≤500mm. 液壓油箱的設計 油箱的作用：

　　存儲液壓油液、散發(fā)油液熱量、逸出空氣、沉淀雜質(zhì)、分離水分和安裝元件。

　　油箱的分類 油箱通?？煞譃檎w式油箱、兩用油箱和獨立油箱三類。

　　整體式油箱是指在液壓系統(tǒng)或機器的構件內(nèi)形成的油箱。

　　兩用油箱是指液壓油與機器中的其他目的用油的公用油箱。

　　 油箱的容量 油箱的總?cè)萘堪ㄓ鸵喝萘亢涂諝馊萘?。油液容量是指油箱中油液最多時，即液面在液位計的上刻線時的油液體積。在最高液面以上要留出等于油液容量的10％～15％的空氣容量，以便形成油液的自由表面，容納熱膨脹和泡沫，促進空 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 氣分離，容納停機或檢修時靠自重流回油箱的油液。

　　油箱的容量通?？砂词?-液壓泵的總額定流量（L/min）；

　　-與系統(tǒng)壓力有關的經(jīng)驗系數(shù)：低壓系統(tǒng)=2～4，中低壓系統(tǒng)=5～7，高壓系統(tǒng)=10～12 油箱的設計 （1）箱頂、通氣器（空氣過濾器）、注油口 油箱的箱頂結構取決于它上面安裝的元件。例如，如果液壓泵布置在油箱內(nèi)部液面以下，則箱頂應為或應有可拆卸的蓋。箱蓋及管子引出口之類的所有開口都要妥為密封。箱頂上安裝液壓泵組時，頂板的厚度應為側(cè)板厚度的四倍，以免產(chǎn)生振動。液壓泵組與箱頂之間應設置隔振墊。為了便于布置和維修，有時采用裝在箱頂上的回油過濾器。

　　箱頂上一般要設置通氣器（空氣過濾器）、注油口，通氣器通常為附帶注油口的結構，取下通氣帽可以注油，放回通氣帽即成通氣過濾器。

　?。?）箱壁、清洗孔、吊耳（環(huán)）、液位計 對于鋼板焊接的油箱，用來構成油箱體的中碳鋼的最小厚度。箱頂上安裝液壓泵組時，側(cè)板厚度應適當加大。

　　當箱頂與箱壁之間為不可拆連接時，應在箱壁上至少設置一個清洗孔。清洗孔的數(shù)量和位置應便于用手清理油箱所有內(nèi)表面。清洗口法蘭蓋板應該能 由1個人拆裝。法蘭蓋板應配有可以重復使用的彈性密封件。

　　為了便于誘降的搬運，應在油箱四角的箱壁上方焊接吊耳（也稱吊環(huán)）。吊耳有圓柱形和鉤 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 形兩種。

　　液位計通常為帶有溫度計的結構。液位計一般設在油箱外壁上，并近靠注油口，以便注油時觀測液面。液位計的下刻線至少應比吸油過濾器或吸油管口上緣高出75mm，以防止吸入空氣。液位計的上刻線對應著油液的容量。液位計與油箱的連接處有密封措施。

　?。?）箱底、放油塞、支角 應在油箱底部最低點設置放油塞（≧M18×），以便油箱清洗和油液更換。為此，箱底應朝向清洗孔和放油塞傾斜，傾斜坡度通常為1/25～1/20；

　　這樣可以促使沉積物（油泥或水）聚集到油箱中的最低點。

　　為了便于放油和搬運，應該把郵箱架起來，油箱底至少離開地面150 mm。油箱應設有支腳，支腳可以單獨制作后焊接在箱底邊緣上，也可以通過適當增加兩側(cè)壁高度，以使其經(jīng)彎曲加工后兼作油箱支腳。支腳應該有足夠大的面積，以便可以用墊片或契鐵來調(diào)平。

　?。?）隔板、除氣網(wǎng) 為了延長油液在油箱中逗留的時間，促進油液在油箱中的環(huán)流，促使更多的油液參與在系統(tǒng)中的循環(huán)，從而更好地發(fā)揮油箱的散熱、除氣、沉淀等功能，油箱中，尤其在油液容量超過100L的油箱中應設置內(nèi)部隔板。隔板要把系統(tǒng)回油區(qū)與吸油區(qū)隔開，并盡可能使油液在油箱內(nèi)沿著油箱壁環(huán)流。隔板缺口處要有足夠大的過流面積，使環(huán)流流速為～/s。隔板結構有溢流式標準型、溢流式和回流式等多種型式。溢流式隔板的高度不應低于液面高度的2/3；

　　隔板下部應 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 開有缺口，以使吸油側(cè)的沉淀物經(jīng)此缺口至回油側(cè)，并經(jīng)放油口排出。

　　隔板的安裝型式 為了有助于油液中的氣泡浮出液面，可在油箱內(nèi)設置除氣網(wǎng)，除氣網(wǎng)用網(wǎng)眼直徑 mm的金屬網(wǎng)制作，并傾斜10°～30°布置。

　?。?）過濾網(wǎng)的配置 過濾網(wǎng)可以設計成將液壓油箱內(nèi)部一分為二，使吸油管與回油管隔開，這樣液壓油可以經(jīng)過一次過濾（見下圖12）。過濾網(wǎng)通常使用50~100目左右的金屬網(wǎng)。

　?。?）管路的配置 液壓系統(tǒng)的管路要進入油箱并在油箱內(nèi)部終結。

　　1）吸油管和回油管 液壓泵的吸油管和系統(tǒng)的回油管要分別進入由隔板隔開的吸油區(qū)和回油區(qū)，管端應加工成朝向箱壁的45°斜口，這樣既可增加開口面積，又利于 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 沿箱壁環(huán)流。為了防止空氣吸入空氣（吸油管）或混入（回油管），以免攪動或吸入箱底沉積物，管口上緣至少要低于最低液面75mm，管口下緣至少離開箱底最高點50mm?；赜凸芰魉龠^高時，可在回油管端裝設鉆有許多小孔的油管形擴散器。

　　吸油管前必須安裝粗過濾器，以清除較大顆粒雜質(zhì)，保護液壓泵；

　　建議在回油管上安裝精過濾器，以濾除細微顆粒雜質(zhì)，保護液壓元件。

　　2）泄油管 泄油管應盡量單獨接入油箱并在液面以上終結。如果泄油管通入液面以下，要采取措施防止出現(xiàn)虹吸現(xiàn)象。

　　3）穿孔的密封 液壓油箱外形尺寸 液壓油箱的有效容積確定后，需設計液壓油箱的外形尺寸，為提高冷卻效率，在安裝位置不受限制時，可將液壓油箱的容量予以增大。

　　油箱部分的長、寬、高尺寸為：a=1250mm,b=860mm,c=775mm 下圖所示為液壓油箱的簡圖，在箱的上蓋或側(cè)面可以安裝液壓泵、電動機以及其它液壓元件。

　　 液壓泵組的結構設計 液壓泵組是指液壓泵及驅(qū)動泵的原動機和聯(lián)軸器及傳動底座組件。液壓泵組的結構設計要點如下：

　　 液壓泵組的布置方式 可根據(jù)主機的結構布局、工況特點、使用要求及 設計內(nèi)容 設計說明及計算過程 備注 安裝空間的大小，合理確定液壓泵組的布置方式 液壓泵組的連接 確定液壓泵與原動機的軸間連接和安裝方式首先考慮的問題是：液壓泵軸的徑向和軸向負載的消除或防止。由于本設計中泵軸在結構上不能承受額外的徑向和軸向載荷，所以液壓泵最好由原動機經(jīng)聯(lián)軸器直接驅(qū)動，并使泵軸與驅(qū)動軸之間嚴格對中，軸線的同軸度誤差不大于 原動機與液壓泵之間的聯(lián)軸器宜采用帶非金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器.例如GB-5272-1985中規(guī)定的梅花形彈性聯(lián)軸器,具有彈性、耐磨性、緩沖性及耐油性較高，制造容易，維護方便等優(yōu)點。

　　 液壓泵組的安裝方式 本設計中采用鐘形罩立式安裝，通過液壓泵上的軸端法蘭實現(xiàn)泵與鐘形罩的連接，鐘形罩再與帶發(fā)蘭的立式電動機連接，依靠鐘形罩上的止口保證液壓泵與電動機的同軸度。此種方式安裝和拆卸均較方便。

　　 液壓泵的安裝姿態(tài) 應使液壓泵的殼體泄油口朝上，以保證工作時泵殼體中始終充滿油液。泵的軸伸和聯(lián)軸器等外露的旋轉(zhuǎn)部分，應該設有可拆裝的防護罩以保證安全。泵的下方應設置滴油盤，以免檢修時油液流到地面上。

　　設計小結 本課題完成250g中小型注塑機的液壓系統(tǒng)設計。塑料注射成型機是熱塑性制品的成型加工設備，它將顆粒塑料加熱熔化后，高壓快速注入模腔，經(jīng)一定時間的保壓，冷卻后成型為塑料制品。本次設計主要完成了以下設計內(nèi)容：注射成型原理和理論研究及注射成型工藝過程分析；

　　SZ—250型注塑機節(jié)能低耗高效的液壓系統(tǒng)設計，繪制工作原理圖；

　　液壓結構設計與繪圖。液壓缸設計中，缸體與缸蓋采用外半環(huán)連接方式，活塞桿與活塞螺紋采用組合式結構中的螺紋連接。液壓控制裝置的結構采用塊式集成設計塊式，做成通用化的6面體油路塊（集成塊）。本設計中采用鐘形罩立式安裝，通過液壓泵上的軸端法蘭實現(xiàn)泵與鐘形罩的連接，鐘形罩再與帶發(fā)蘭的立式電動機連接，依靠鐘形罩上的止口保證液壓泵與電動機的同軸度。

　　實驗報告 感想 在這段充實而繁忙的的日子里我掌握、鞏固許多專業(yè)方面的知識，同時也收獲了許多其他方面的東西。在此我要感謝XX老師在課程設計期間給予的全面、悉心的指導。老師廣博的學識、嚴謹?shù)淖黠L以及平易近人的態(tài)度，使我不僅在學業(yè)上有很大的提高，同時也在如何做人方面終身受益。

　　再次對藺老師表示誠摯的謝意。

　　同時還要感謝我的同學、朋友，有了你們的關懷、支持和幫助，讓我順利完成了課程設計，在此向你們表示衷心的感謝，謝謝你們！ 參考文獻 [1]章宏甲，黃誼.液壓傳動[M].機械工業(yè)出版社，2003 [2]楊培元，朱福元.液壓系統(tǒng)設計簡明手冊[M].機械工業(yè)出版社，2004，7 [3]雷天覺.液壓工程手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1990 [4]馬廣，張國文.沖壓與塑料成型機械[M].山東科學技術出版社，2004，9 [5]謝家瀛.組合機床設計簡明手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002，8 [6]張利平.液壓站設計與使用[M]. 北京：海洋出版社，2004，2 附錄 附錄一 電磁鐵動作表 電磁鐵 動作 1YA 2 YA 3 YA 4 YA 5 YA 6 YA 7 YA 8 YA 9 YA 10 YA 快速合模 慢速合模 增壓鎖模 注射座前進 注射 注射保壓 減壓（放氣）

　　再增壓 預塑進料 注射座后退 慢速開模 快速開模 系統(tǒng)卸荷 序號 名稱 實際流量 選用規(guī)格 1 三位四通電液換向閥 34DYM-B32H-T 2 三位四通電液換向閥 34DYY-B32H-T 3 三位四通電液換向閥 34DY-B10H-T 4 三位四通電液換向閥 34DYO-B32H-T 5 二位四通電液換向閥 24DYO-B32H-T 6 二位四通電液換向閥 24DO-H10H-T 7 溢流閥 YF-B20C 8 溢流閥 YF-B20C 9 溢流閥 YF-B20C 10 單向閥 DF-B20K 11 液控單向閥 AY-H32B 12 單向閥 DF-B10K 13 單向閥 DF-B32K 14 節(jié)流閥 LF-B10C 15 調(diào)速閥 QF-B10C 16 調(diào)速閥 QF-B20C 17 單向順序閥 XDIF-B20F 18 單向順序閥 XDIF-B32F 19 行程滑閥 24C-10B 附錄二 250克塑料注射機液壓閥名細表 附錄三 主要管路內(nèi)徑 管路名稱 通過流量 允許流速 管路內(nèi)徑 實際取值 大泵吸油管 小泵吸油管 1 大泵排油管 小泵排油管 雙泵并聯(lián)后管路 注射缸進油管路 附錄四 工況 泵工作狀態(tài) 出口壓力 總輸入功率 工作時間 說明 小泵 大泵 小泵 大泵 慢速合模 6 1 小泵額定流量大泵額定流量泵的總效率：正常工作時 卸荷時 快速合模 4 2 增壓鎖模 注射 3 保壓 16 進料 15 冷卻 15 快速開模 18. 慢速開模 1 注：表中表示正常工作，表示卸荷

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