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摘要:注塑机又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。分为立式、卧式、全电式。注塑机能加热塑料,对熔融塑料施加高压,使其射出而充满模具型腔。
关键词:注塑机;结构分类原理;行业应用
注塑机的发展水平和在实际应用中所反映出的问题使得今后的研究更加注重节能环保及其精确度。为了实现这一发展,就必须致力于对注塑机合模技术的研究和应用,从而优化注塑机结构。
1注塑机的结构分类
1.1注射系统
注射系统的作用。注射系统是注塑机最主要的组成部分之一,一般有柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞注射式3种主要形式。目前应用最广泛的是螺杆式。其作用是,在注塑料机的一个循环中,能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑化后,在一定的压力和速度下,通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中。注射结束后,对注射到模腔中的熔料保持定型。注射系统的组成:注射系统由塑化装置和动力传递装置组成。螺杆式注塑机塑化装置主要由加料装置、料筒、螺杆、射咀部分组成。
1.2合模系统
合模系统的作用:合模系统的作用是保证模具闭合、开启及顶出制品。同时,在模具闭合后,供给予模具足够的锁模力,以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力,防止模具开缝,造成制品的不良现状。合模系统的组成:合模系统主要由合模装皿、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成。
1.3液压系统
液压传动系统的作用是实现注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供动力.并满足注塑机各部分所需压力、速度、温度等的要求。它主要由各种液压元件和液压辅助元件所组成,其中油泵和电机是注塑机的动力来源。各种阀控制油液压力和流量,从而满足注射成型工艺各项要求。
1.4电气控制系统
电气控制系统与液压系统合理配合,可实现注射机的工艺过程要求(压力、温度、速度、时间)和各种程序动作。主要由电器、电子元件、仪表、加热器、传感器等组成。一般有四种控制方式,手动、半自动、全自动、调整。
1.5加韧冷却系统
加热系统是用来加热料筒及注射喷嘴的,注塑机料筒一般采用电热圈作为加热装置,安装在料筒的外部,并用热电偶分段检测。热量通过筒壁导热为物料塑化提供热源;冷却系统主要是用来冷却油温,油温过高会引起多种故障出现,所以油温必须加以控制。另一处需要冷却的位置在料管下料口附近,防止原料在下料口熔化,导致原料不能正常下料。
1.6润滑系统
润滑系统是注塑机的动模板、调模装置、连杆机铰等处有相对运动的部位提供润滑条件的回路,以便减少能耗和提高零件寿命,润滑可以是定期的手动润滑,也可以是自动电动润滑。
1.7安全保护与监测系统
注塑机的安全装里主要是用来保护人、机安全的装t。主要由安全门、液压阀、限位开关、光电检测元件等组成,实现电气—机械—液压的联锁保护。监测系统主要对注塑机的油温、料温、系统超载,以及工艺和设备故障进行监测,发现异常情况进行指示或报普。
2变频器在注塑机中的应用
传统定量泵注塑机通常在需要改变负载流量和压力时,用阀门调节,这时输入功率变化不大,大量能量以压力差的形式损耗在阀门上,产生溢流。三晶变频器可根据注塑机当前的工作状态,如锁模、射胶、熔胶、开模、顶针等阶段以及压力和速度的设定要求,自动调节油泵的转速,调节油泵供油量,使油泵实际供油量与注塑机实际负载流量在任何工作阶段均能保持一致,使电机在整个变化的负荷范围内的能量消耗达到所需的最小程度,彻底消除了溢流现象,并确保电机平稳、精确地运行。根据注塑机的工艺过程,合模和脱模,开模系统所需油压较低,且时间较短;而注射、保压、冷却系统所需油压较高,且时间较长,一般为一个工作周期的40%-60%,时间的长短与加工工件有关;间歇期更短,这也与加工工件的情况有关,有时可以不要间歇期。以上的图只是一种简单的近似表示,实际上,如果注射的螺杆用油马达驱动,注射时的系统油压会高一些。注塑机加工工件的重量,从数十克到数万克不等,最大注塑机已到92000克。因此,注塑机就有中,小型和大型之分,加工数十克的小工件和加工数千克的大工件一个周期的时间也是不相同的;就是对同一台注塑机,加工工件的原料不同,各段工艺流程中所需的压力和时间也是变化的。这些工艺参数的设定,是由现场技术员根据经验数据和试验的情况制定的。一个周期工作流程中,负载的变化导致系统压力变化比较大,但油泵仍在50Hz运行,其供油量是恒定不变的,多余的液压油经溢流阀流回油箱,做无用功,白白地浪费了电能。对油泵进行变频调速,将定量泵改变为类似变量泵的特性。系统所需压力较高时,油泵电机50Hz运行,所需压力较小时,变频器降频运行。电机输出的轴功率与油泵的出口压力和流量的乘积正比,油泵电机转速降低后,输出轴功率降低,就可以达到有效节能,一般节电率在20%--50%o变频器同时可使注塑机油泵电机实现软起动,提高电机的功率因数COS(C,动态调整注塑机马达的输出功率等达到节能的目的。
3注塑机发展前景
回顾2008年全球注塑机出口总额为54.6亿美元,其中德国注塑机产业规模居世界首位,出口总额占全世界出口总额的20%以上,在全球注塑机竞争中处于优势地位。意大利和日本分列第二、三位。美国的注塑机出口份额逐年下降,己由2000年的9.8%降跌2008年的5.3%。日本的电动注塑机在全世界占有重要地位,其中在北美地区的电动注塑机占有率已经达到30%左右。目前,欧美日的注塑机主要以精密注塑机、大型注塑机等高技术含量、高附加值的机型为主。经过多年的技术引进和技术创新,中国塑机行业在低端注塑机领域中,制造水平已经与发达国家相差无几,加上劳动力价格的优势,使得中国的低端注塑机出口占据了世界的半壁江山。此外,近几年来,中国塑机行业不仅在中端注塑机领域有了长足的进步,在高端注塑机领域也取得了重要突破,中国塑机的市场份额有望逐步扩大。就全球市场格局而言,全球建筑市场的持续发展,将会拉动对塑料管材、壁板等挤压制品的需求,进而推动挤出设备的需求增长。因此,预计全球挤出设备需求,将超过其他类型的塑机产品。美国工业市场研究公司的调查表明,美国和日本塑料机械需求将重新显现复苏迹象,西欧市场需求在2011年加速增长。中国、印度和俄罗斯塑料机械销售前景看好。土耳其、捷克、伊朗及其他发展中国家和地区,对塑料机械需求也将逐步增长。
4结论
除通用的热塑性塑料注塑机外,还有热固性塑料注塑机、发泡注塑机、排气式注塑机和反应注塑机等专用品种。注塑机是将熔融塑料注射进模具,冷却后即为产品。用途非常广泛,根据塑料不同,使用的地方也不同。注塑机是塑料加工业中使用量最大的加工机械,不仅有大量的产品可用注塑机直接生产,而且它还是组成注拉吹工艺的关键设备。
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