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在塑料成型加工方法中,注塑成型是最为重要的一种,面向注塑成型加工的设备即为塑料注射成型机,简称注塑机.注塑机设备主要由四大部分组成:合模装置、注射装置、液压系统、电控系统。合模装置是整个注塑机最为关键的机械部件,合模技术是注塑工艺流程的关键环节;而液压系统作为注塑机主流的驱动系统,直接关系到整个注塑过程中各个动作的实现。因此注塑机合模装置液压系统的性能直接影响整机的性能以及最终产品的质量。近年来,随着注塑行业的不断发展,大型化成为注塑机发展的主流方向之一,二板复合式注塑机得到迅速发展.本文以二板复合式注塑机为研究目标,围绕其合模装置的液压系统展开分析与研究。
有关各章节内容分述如下:
第1章,在综合国内外研究资料的基础上,首先概括了本文的研究背景及意义;其次针对注塑机合模装置的发展和特点,着重分析了现阶段合模装置的主要类型以及各主流合模装置的发展趋势;然后对注塑机液压技术的研究现状进行了论述,介绍了四类主要的注塑机液压系统,总结了注塑机液压技术的发展趋势;最后给出了文章的主要内容和结构框架。
第2章,首先分析了二板式合模装置的工艺流程及动作特点,给出二板式合模装置液压系统的驱动结构形式及压力流量趋势特性;其次构建了四种不同类型的液压系统方案,分别为基于双比例式的液压系统、基于容积变量式的液压系统、基于变频调速式的液压系统以及基于伺服调速式的液压系统;对此四种液压系统的结构特点、控制方式进行了论述;并设计出各自的液压系统油路图,给出其运行基本原理。
第3章,首先以所构建的四类二板式合模装置的液压系统为研究实例,从液压控制理论出发,对其分门别类并抽取系统之间的不同点及相同点,将四类系统所涉及到的关键液压控制技术归纳为三点:开环液压动力机构、闭环电液伺服速度控制系统以及闭环电液伺服压力控制系统;然后对关键液压技术进行数学模型推导并进行性能分析,包括开环液压动力机构的控制方式,即阀控缸的数学模型,建立阀控缸的传递函数与方块图,基于频率响应进行性能分析;同样对带有压力流量反馈的电液伺服速度控制系统及压力控制系统进行了数学模型推导、控制方式及性能分析.
第4章,首先根据合模装置液压系统的特性确定三类仿真方案,分别为双比例式仿真方案、容积变量式仿真方案及转速调节式仿真方案;此基础上依次建立动力执行机构、比例流量阀以及三类液压系统的AMESim仿真模型,并且给出每个液压系统各自的控制策略;其次设定仿真过程的基本参数,保证不同液压系统的动力执行机构的动作及压力流量需求保持一致。然后对不同的液压动力源设定控制信号,模拟合模不同阶段的压力流量输出,完成合模周期的仿真后得到一系列的数据及曲线;最后利用不同系统的参数曲线,进行整体能耗以及不同合模阶段能耗对比,分析各个液压系统的节能效果及节能优缺点。
第5章,本章依托于开发二板式合模装置实验平台项目,将分析所得的部分技术点应用于实验平台的开发与设计中,对合模实验平台液压系统及电气控制系统的方案、原理、功能和详细结构进行了总结分析,最终实现二板式合模实验平台液压系统与电控系统的应用,并可搭载相关数据采集试验。
第6章,总结了本课题的研究成果,并展望了今后的研究方向.