全電動注塑機功能結構分析

 

全電動注塑機結構功能研究

 

以現代動力、資料、生物、污染治理、資源收回、環境監測、清潔出產、網絡、數字等科學技術為指導，充分發揮和挖掘全電動注塑機的成型加工能力，拓寬高端注塑技術，才干完成液壓驅動注塑機無法完成的注塑工程技術，完成高附加值、高社會效益帶來的高經濟效益。

 

全電動注塑機執行組織的開展和研制要點

 

依據伺服電機動力驅動的特色及成型加工的功能，立異執行組織，進步注塑成型加工的功能，擴展注塑成型加工領域。

 

塑化打針組織

 

全電動注塑機的打針設備所選用的伺服電機有兩種結構，一種用同步帶傳動，一種用電機直接滾動。同步帶傳動，精度會受影響，同步帶的碎屑微粒會給無塵室帶來問題；不必皮帶，結構較簡單，但要求電機轉速較低、滾動力矩大，并且超載保護作用較弱。不過總的來說，選用伺服電機操控螺桿的塑化計量精度較高，轉速也較安穩，還可以多級調理。選用伺服電機帶動滾珠絲桿驅動螺桿進行打針，因為此時滾珠絲桿負載大，高速旋轉磨損也比較嚴重。

 

住友(SHI)德馬格全電動注塑機驅動理念是基于立異的直接驅動技術。選用直接驅動技術的注塑機和非直接驅動技術的注塑機相比，前者不只供給了更高的節能功率，并且因為其具有更活絡的呼應速度，從而確保了更高的精確度、重復性以及更短的運轉時刻。直接驅動技術更好地滿足了出產廠商對于大批量出產精細注塑件的質量要求，進步動力利用率，伺服電機驅動所產生的熱量小。日精樹脂工業株式會社全電動薄壁成型專用機，配備低慣性伺服馬達和新開發的薄壁成型用超高速射出組織，在射出速度到達同級最高水準的1000mm/s的一起，使射出加速度進步到以前設備的3.5倍，還完成了使射出壓力到達295MPa的高壓化。

 

合模組織

 

全電動注塑機為適合精細注塑，合模組織的剛度按精細注塑要求規劃。為到達精細操控高壓低速鎖模的操控功能，肘桿組織選用大行程比的型式，到達在高壓鎖模的方位區域，肘桿的大位移轉化成模板相對較小的位移，確保在模板受到最小應力的狀況下能獲得十分活絡的開合模操控。二手注塑機回收

 

KraussMaffei公司伺服電機驅動的Z型肘桿組織，支承點較少，從而減少了摩擦和光滑點，并選用循環油光滑的方式，使得這些光滑點被徹底包封起來構成一個封閉體系，移動模板于拉桿無觸摸規劃，徹底杜絕了光滑油污染出產區域的可能性。配備一副24腔的模具，出產2.0g的HDPE瓶蓋，循環周期不到2秒。

 

北京化工大學在現有注塑機合模體系的基礎上，立異性地將混合驅動組織與全電動注塑機合模組織結合，研制出一種全電動注塑機混合驅動式合模組織，由大功率慣例電機替代原有大功率伺服電機，與小功率伺服電機共同驅動合模組織。在合模組織開合模的進程中，伺服電機只能供給小功率，而慣例電機供給大功率鎖模力，二者的結合完成了動模板慢 - 快 - 慢的抱負運動曲線，以優化動模板速度曲線為方針，在慣例電機速度曲線確定的狀況下，改變伺服電機的速度曲線來得到較為抱負的動模板速度/位移曲線。該結構較大程度地降低了本錢，增強了合模體系的可控性，該研究成果有助于我國全電動注塑機的快速開展。

 

整體結構

 

完成不同注塑工藝要求的多種整體結構型式。為習慣多樣化及特殊制品出產需求，立式和角尺式電動注塑機得到相應的開展，并且功能不斷進步。Niigata的MDVs-IV 和MDVRs-IV立式電動注塑機(55-110噸)配有新軟件，能進步打針速度、反響活絡度和打針精度，切換或轉盤的反響進步了20%，操作臺振蕩降低了20%。A U.S.的ET-90HR4 全電動垂直合模、水平打針，四工位1秒左右旋轉90°。Toyo/Maruka90噸的立式電動注塑機ET-90VR2連接一個45噸的模頭，答應操作工為不同模具設定不同的注塑進程。

 

全電動注塑機技術及功能參數的分析研究

 

全電動注塑機的主要成型加工目標為工程塑料及其復合資料的聚合物制品，這些資料熔融溫度一般都要到達350℃以上；制品的特色為內應力、尺寸、質量（密度、重量）等功能的精細性及壽命周期性。主要技術參數的設置需到達以上要求，才干完成成型加工的需求。

 

打針壓力和打針速度

 

壓力和速度是兩個互相依存的參數，壓力依賴于速度，相同速度也依賴于壓力。日精公司最近開發了NEXllO-6EH，打針速度可達1000mm/s，打針壓295 MPa。假如打針速度規劃為500mm/s，而打針壓力規劃為160MPa，則實踐運轉中，打針速度不行能到達500mm/s。耐高溫聚合物的流變功能和粘度必須在高的打針速度和高的打針壓力下，才干完成成型加工。例如PPA，為了獲得高的打針速度，通常需求200MPa的打針壓力。打針速度300mm/s，打針壓力應規劃不低于200MPa；打針速度500mm/s，打針壓力應規劃不低于280MPa；打針速度1000mm/s，打針壓力應規劃不低于350MPa。

 

機筒加熱

 

加熱體系型式。工程塑料及其復合資料聚合物的熔融溫度一般都要到達350℃以上，聚苯硫醚的最高熔融溫度到達343℃，可見一般的電阻絲加熱圈不能擔任熔融溫度的要求。加熱元件應選用耐高溫的綠色加熱型式，例如電磁加熱體系。

 

溫度操控功能。溫度操控的實時功能是其主要功能。工程塑料及其復合資料聚合物制品的拉伸強度直接與熔融溫度相關。例如，PPA制品的熔融溫度在330℃時，其拉伸強度到達36kpsi的最佳狀況；假如熔融溫度波動到350℃，其拉伸強度下降到34kpsi，下降率為5.6%。往復式塑化的熔融功能缺點是熔融料的前后溫度誤差大，特別在全塑化行程工況下，狀況更嚴重。所以溫度操控的主要作用是補償這種缺點，盡力使熔融溫度到達前后一致。

 

排汽操控

 

一般塑化的螺桿機筒沒有排汽功能，不利于熔融料的質量操控。熔融料的水汽含量變化影響資料的粘度和制品的密度，密度的變化將表現為制品尺寸和重量的改變，并且很難建立一個安穩的成型進程。在極點的狀況下，溢料和缺膠可能會發作。塑料原料雖經枯燥后進行塑化，但大多數耐高溫塑料都具有吸濕性，因為一些不行預見的原因，塑料原料的枯燥度發作變化，所以螺桿機筒規劃具有排汽功能，才干確保熔融猜中的水分在嚴格操控的規模之內。

 

理論打針速度與實踐打針速度

 

打針速度為平均打針速度，即需求考慮打針開始和結束的呼應時刻。在超高速打針的工況下，打針開始及結束的呼應時刻對打針速度的影響比較大。即打針速度與伺服電機的動態呼應功能直接相關。例如一個產品總的打針時刻為500ms，打針速度為1000mm/s，目前伺服電機最快動態呼應時刻為15ms，再考慮到打針體系中其他運動慣量的影響，體系打針開始呼應及結束的呼應時刻各約為20ms，則實踐打針時刻為460ms，打針速度需求到達1087mm/s，才干到達1000mm/s的速度要求。所以，假如規劃的理論打針速度為1000mm/s，則在實踐運轉中，打針速度只能到達920mm/s。

 

假如選用一般的呼應時刻為60ms的伺服電機，考慮到打針體系中其他運動慣量的影響，體系打針開始呼應及結束的呼應時刻各約為65ms，理論打針速度為1000mm/s，實踐打針速度只能到達740mm/s。所以，如要到達打針速度為1000mm/s，理論打針速度需規劃到1350mm/s。海天長飛亞天銳VE系列選用高呼應伺服驅動體系，進步啟動和制動的動態活絡度，螺桿打針速度從0至500mm/s只需20ms的加速時刻，為超薄制品的成型供給了確保。

 

傳動型式與功率

 

低速大轉矩溝通力矩伺服電機直接驅動螺桿塑化，省去同步帶等減速組織，可進步傳動功率。Krauss Maffei公司EX 系列全電動注塑成型機，塑化和打針的兩個設備安裝在不帶同步帶傳動設備的同一軸上的兩臺相聯直接驅動器上，每根軸分別由獨自的電機驅動，確保了運轉方向直接將力傳遞給螺桿，減少了運動鏈和橫向力。伺服電機直接驅動滾珠絲桿，進步了傳動精度及傳動功率。日本住友SE-DU Direct-Drive新式全電動注塑機由4個閉環操控和數字傳感器的直接驅動溝通伺服電機作為動力源。直驅電機均無需同步帶傳動，除塑化外直接選用滾珠絲杠和螺母傳動，傳動功率、重復功能和耐久功能顯著進步。

 

伺服電機的動態功能

 

全電注塑機的呼應速度較高。Niigata的新式MD-X 系列電動注塑機分別有55、85和110 噸的，在打針厚件時，新的打針單元、伺服機及操控可在19,575psi壓力下使保壓時刻長達60至100秒，打針反響時刻為55毫秒。日本JSW的J-AD Advantage 系列電動注塑機從40噸至1800噸不等，可最終代替其JSW的ELIII系列機，后者反響時刻250毫秒，而前者只需62毫秒。東芝110噸位的ECNII電動注塑機出產厚0.4mm、長2.7 in的PC指示燈，打針反響時刻低于38毫秒。住友的SE-HS中型電動注塑機適于高速出產薄壁件，出產周期為15秒，其噸位從242 至385 tons不等，打針反響時刻為25毫秒。

 

高速打針與運轉組織

 

東芝機械制造有限公司推出了EC-SX全電動注塑機，它選用伺服電機直接驅動螺桿，打針速度可達1100mm/s。Fanuc2000il00B超高速注塑機，通過在射出軸備超高輸出伺服電機，直連式驅動超高速打針速度可達1000mm/s。日本Fanuc公司開發了磁懸浮列車技術的直線電機來驅動超高速注塑機，其打針速度可達2000mm/s，加速度可達17 G。
 

高速化

 

電動注塑機以高速打針著稱，一般電動注塑機打針速度已到達300-400mm/sec。寧波海天HTD電動系列從64噸到396噸不等，規范打針速度150mm/sec，較高速度可達300mm/sec；克勞斯瑪菲的EX系列、住友的SE-HS中型系列打針速度均可達300mm/sec；米拉克龍推出的FanucRoboshot S2000i-B系列從55噸至330噸，打針速度為330mm/sec；Netstal的新式Elion電動注塑機可以供給三種不同的塑化體系，具有高速或高扭矩的特色或一起兼備高速、高扭矩的特色，打針速度可達250至450 mm/sec。東芝110噸位的ECNII電動注塑機出產厚0.4mm、長2.7 in的PC指示燈打針速度達400mm/sec；20噸位的出產薄壁PC件(0.4mm)打針速度可達550mm/sec。據稱，NiigataEngineering 公司的全電動打針成型機的打針速度最高可達600 mm/sec。(end