注塑机液压液压系统设计计算规范.doc

注塑机液压系统设计计算标准

1．目的：指导注塑机液压系统的设计开发
2．适用范围：本标准适用于本公司的生产的液压式塑料成型机的开发
3．内容：为缩短用液压驱动的注塑机的开发周期，简化液压系统的开发过程，
为此制定了本标准，用于确定注塑机液压系统各参数，正确选购液压元件的型
号。同时本标准也作为新手上路的教材。
为了满足市场和客户的需求，为了使本公司产品更具竞争力,公司在开发新机型时，会预先确定一系列关键参数,如锁模力，顶针力,最高射胶压力，最大射胶速率，循环周期等。液压系统的设计计算正是为满足这些参数而服务的。当完成总体方案和液压原理图后，接下来就是液压系统的设计计算了。液压系统的设计计算包括：油泵的选型计算、电机的功率计算、熔胶马达的选择计算、油阀的选型计算、冷却器选型计算、管路规格计算。
3.1油泵的选型主要依据有两点：系统所需最高压力和最大流量。本公司注塑机最高系统压力通常为175BAR，也有一些是145BAR，所选油泵的额定压力须大于或等于系统最高使用压力。最大流量应为注塑机运行时执行各动作所需流量最大的一种，计算项目包括：射胶、熔胶、射移、开锁模、顶针、抽芯。通常只须比较射胶、熔胶、锁模即可。各执行元件执行动作时的所需流量计算公式如下:

其中：－液压缸执行动作时的流量（L/min）
－液压马达执行动作时的流量（L/min）
－系统所需最大流量（L/min）
V－液压缸活塞的线速度(m/s)
A－液压缸的有效作用面积()
n－液压马达的转速(rpm)
－液压马达的排量(c.c/r)
Q－各执行元件动作时流量最大的一种
－液压泵的容积效率(一般取0.85－0.95)
根据系统所需最大流量即可计算出液压泵的排量,公式如下:

其中: －液压泵的排量(c.c/r)
n－电机转速(rpm)
选取液压泵时,其排量应大于或等于.
3.2电机功率计算可按如下公式:
L=/612000
其中：L－电机功率(KW)
P－系统所需最高压力(BAR)
其余同上.
3.3熔胶马达的选取除应满足转速要求(排量已在前面确定),还需保证熔胶所需扭矩.计算公式如下:
=55.077/Py
其中: －比扭矩(kg.m/bar)
D－螺杆直径(mm)
Py －熔胶使用压力(BAR)
3.4油阀的选型计算请参考«液压阀的选型计算规范»
3.5冷却器的选型计算主要考虑热交换量，其计算公式如下：

式中：Q－热交换量
－热交换系数（一般取0.25至0.5,本公司的机铰式注塑机上取0.35,直压式的取0.4）
－液压系统输入功率
然后根据冷却器的性能曲线来选取冷却器.
3.6管路选型计算公式如下:

其中：d－管的内径
δ－管的壁厚
－管的通过流量
－管的许用流速（压力管路：<6.5m/s回油管路：<2.5m/s）
－管材的许用应力
例案如下
PT850油压系统计算实例
一．设计要求
1．用途
用于热熔性塑料的成型，最大锁模力8500KN.
2.工艺过程循环图
快速合模 低压锁模 高压锁紧 射台前移

安全门关 射胶

顶针 保压

快速开模 高压开模 冷却

熔胶
3.系统设计技术参数
参数名称 代号 数值
参数名称 代号 数值
锁模力 KN
Fso 8500
慢速合模 S 0.0457
顶针力 KN Fdz 250
中速合模 S 0.1371
最大射胶
压力 kgf/cm2 Ps 1846.2 1517.76
快速合模
(再生) SH2 0.4067
最大射胶速率 CC/S Qi 745 910
慢速开模 Sk1 0.0686
螺丝直径 mm Ds 95 105
中速开模 Sk2 0.1891
螺丝最大转速 rpm Nlmax 120
快速开模 Sk2 0.294
螺丝行程 mm SL 500
锁模速度 S 0.0457
开模行程 mm SH 1070
射胶速度 S 0.076 0.093
顶针行程 mm SDZ 300
射移前速度 S 0.315
射移行程 mm SSY 600
射移后速度 SSY2 0.215
顶出速度 SD1 0.280
顶回速度 SD2 0.127
螺丝最大扭矩
N.M
T
480 2785

4.系统设计的其他要求
a. 射胶速度和螺丝转速无级可调，而且可预置。
b. 螺丝的射胶压力以及熔胶过程中的可调。
c. 系统能实现点动，半自动，全自动操作。
二．总体规划
1． a.采用机铰式合模机构。
2． b.射台采用定量液压马达实现螺丝旋转。
3． c.液压系统：
4． ①采用2台油泵电机组供油，油泵采用双联泵，其中小泵作为高压泵。
5． ②系统压力为17.5Mpa..
三．草拟液压原理图 (见液压原理图)
6． 绘制液压原理图，见1PO08500-000500；
7． 绘制线圈得电图，见1PO08504-004100。
四．计算执行元件主要参数
<表3>
内内
容
执
行
元
件

主要尺寸( MM) DXdXL
有效作用面积CM2
备注
无杆腔
有杆腔
锁模油缸
φ190Xφ100X1070
283．385
204．885

射移油缸
φ80Xφ45X600
50．26
34．36

射胶油缸
φ250Xφ125X500
490．87X2
368．21X2

顶针油缸
φ140Xφ60X300
153．86
125．6

五． 计算泵的流量，选择油泵
1. 计算系统各执行元件最大需要流量 <表4>

项目 流量计算式，计算值，L/M 说明

Qgi计算公式 Qgi=6ViAi Vi 液压缸活塞速度，
M/S
射胶缸射胶 Qg1=6×0.093×395.84×2
=441.76
锁模缸开模 Qg2=6×0.294×204.885 Ai
=361.5 液压缸有效作用面积CM2
锁模缸合模
(再生) Qg3=6×0.4067×(283.385-
204.885)
=191.55
锁模缸锁模 Qg4=6×0.0457×283.385
=77.7
顶针缸顶出 Qg5=6×0.127×153.86
=117.24
射移缸射进 Qg6=6×0.315×40.84
=74.7

2. 选择油泵
3. 根据上表可知：该系统所需最大流量约为450L/M
选双联泵2台，油泵转速1480 rpm,则单台流量为225L/M
1>按4：6比例分配大小泵。
大泵流量： Qmax1=225x60%=135 (L/min)
小泵流量： Qmax2=225x40%=90 (L/min)
大泵理论排量： q1=135x103/1480=91.2(cc/r)
小泵理论排量： q2 =90x103 /1480=60.8(cc/r)
选择油泵型号：PV2R23-65-94
其技术参数如下：<表5>

项目 理论排量 cc/r 理论流量 L/miN=980rpm
大泵 94 Qp1=139.12
小泵 65 Qp2=96.2
双泵 159 Qp=235.32
两台泵总和 318 Qpz=470.64

电机功率计算：
L= Qpz x P1 / 612 = 470.64 x175/612 =134.58 (Kw)
可选电机功率45 Kw 2台
过载计算 (134.58-90)/90x100%=49.5%
2 > 按3：7分配大小泵
大泵流量： Qmax1=225x70%=157.5(L/min)
小泵流量： Qmax2=225x30%=67.5(L/min)
大泵理论排量： q1=157.5x103/1480=106.42(cc/r)
小泵理论排量： q2 =67.5x103 /1480=45.61(cc/r)
选择油泵型号：3525VT-35A14-1CC-22-R
其技术参数如下：<表4>

项目 理论排量 cc/r 理论流量 L/miN=980rpm
大泵 112 Qp1=165.76
小泵 45 Qp2=66.6
双泵 157 Qp=232.36
两台泵总和 314 Qpz=464.72
电机功率计算
L= Qpz x P1 / 612 = 464.72x 175/612 =132.89(Kw)
可选电机功率45 Kw
过载计算 (132.89-90)/90x100%=47.66%
可选用油泵型号：3525V-35A14-1CC-22-R
六．熔胶马达的选择计算
1.计算液压马达理论排量q，
q=Qpz q—液压泵容积效率0.95
=464×0.95×0.92/120 q—液压马达容积效率0.92
=3.379L/r=3379(CC/r)
2.液压马达选择
选择液压马达型号1AM-3500-H6 主要参数如下：
理论排量q=3473CC/r
连续工作压力250bar 最高工作压力300 bar
最高转速156RPM 最大输出扭矩5.53kgm/bar
七．其他液压元件的选择
1.油阀选择
遵照V<=10M/S原则选择油阀 详见液压原理图
2.冷却器计算
参考PT650H选择冷却器SL-534WZFT；
3.管路计算
系统上一般管道的通径按所连接的元件的通径选取，现只计算主系统两泵流量汇合的管道内径，遵照V＜=10m/s原则选择油管管内许用流速[V]=7m/s详见液压原理图，则：
d=1.13
选择钢管型号φ50Xφ40；壁厚（50-40）/2=5mm。以下验证：
&＞==4.7mm；
其中，
[&]==451/6=75.167
壁厚的选取值大于验算值。

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