8.4.3.2   加熱冷卻系統
    這里所指的是機筒和噴嘴的冷卻、加熱口從熱固性注射成型原理中已知，注射機筒的加熱、冷卻和溫度控制對能否獲得優良的制品質量有著特別重要的意義。雖然BMC物料可看做是已經“塑化好”的預混料，其在機筒中無需經過一個“熔融、塑化”的過程，而且其固化速度也很快，為防止其在機筒中提早發生固化反應，機筒的溫度應保持低于60°。另一方面，在對BMC物料進行輸送、混合時由于螺桿的擠壓、摩擦所產生的熱又會使物料升溫，因此，要使機筒能保持這樣低的溫度，實際上，除了在溫度比較低的區域及有特殊需要的情況下需要加熱之外，BMC注射機筒和噴嘴一般都是需要冷卻。對有些發應速度很迅速，對溫度控制要求嚴格的BMC物料的注射成型，除了要嚴格控制機筒的溫度外，還可在螺桿中心部位分別設置冷卻裝置。
    (1)機筒常用的冷卻、加熱系統   通常BMC注射成型機的冷卻、加熱方式有電加熱水冷卻溫控系統介質（水或油）加熱、冷卻系統，這是目前廣泛采用的加熱、冷卻方式。
    ①電加熱水冷卻溫控系統   此溫控系統如圖8-37所示，其工作原理為：當預熱機筒或生產過程中物料內的剪切摩擦熱不能滿足要求時，由電加熱裝置2對機筒1加熱；機筒1預熱到所需溫度后，或者是物料中的剪切摩擦熱超過了工藝要求時，則加熱裝置停止工作，電磁閥4打開，由水泵5抽取冷水送進機筒1外圍的螺旋槽水套中，利用冷水帶走機筒上多余的熱量，以保證對BMC物料的輸送、計量工作正常進行。這種溫控系統結構簡單，沒有水循環系統，故體積小、維修方便、節省電能，但溫控精度低，易出故障。為了克服這種系統的缺陷，目前的熱固性注射機筒大多采用下面所介紹的介質（水或油加熱、冷卻）方式。

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    ②介質（水或油）加熱、冷卻系統   此系統如圖8-38所示，其所采用的介質可以是水或油。當采用溫水加熱循環統時，其溫控精度可達±1℃。該系統的工作原理為：冷水經泵6抽吸到電加熱10中，當水溫達到預定要求后即被送人機筒上的水套中循環，對機筒進行加熱；循環過程中的回水可經回水閥2和泵6再次進人加熱器升溫；系統的控溫元件由熱敏電阻構成，由它通過電器控制加熱器的電流通、斷，以控制機筒溫度的升降。當斷電后，機筒溫度繼續上升，經溫控元件發出信號，電磁排水閥1就能自動打開，并排除部分的熱水，同時會自動補人等量的冷水：而當溫度下降時，溫控元件又會發出信號立即關閉排水閥1，同時接通加熱器電源，從而自動保持循環水溫恒定地加熱機筒。無論采用何種溫控系統，機筒上都可以像熱塑性注射機那樣，設置2-3個溫度控制區，以便滿足BMC注射工藝條件.

對機筒溫度分段有所不同的要求。如果介質是油，其控溫原理基本與溫水的相同。
    (2）噴嘴的加熱冷卻  為更好地控制物料的溫度，特別是使存留于噴嘴流道中的物料不會因過熱升溫而固化，往往在噴嘴上已設置有冷卻裝置，特別是在采用伸長噴嘴是，一般都設有專門的冷卻系統。圖8-39所示為設有冷卻裝置的伸長噴嘴的結構形式。    

                          
8.4.3.3加料裝五的設計
    圖8-40所示為一種常用的柱塞（活塞）式強制加料裝置。它由加料油缸和加料柱塞及料筒所組成。工作時，在加料油缸的作用下，加料柱塞將已投放到加料筒中的BMC物料進行壓實，并排出團料中所含有的氣體。加料柱塞繼續下壓，將BMC物料壓入機筒中。加料裝置需滿足以下的要求：應與螺桿旋轉時的動作同步進行，使加料量與螺桿的輸送計量需求相一致；由于在BMC團料中會含有空氣泡和一些可揮發的單體物質（如苯乙烯），因
而加料裝置一方面應能將這些氣體排除，以免將其帶入模腔，而另一方面又要能密封，使物料和有特殊氣味的苯乙烯單體等不會泄出而影響到加料和工作環境。對一臺比較完善的加料器，在加料柱塞上還應裝有密封圈，在加料筒上裝有排氣裝置，有的還應有排氣的抽氣系統.

    圖8-41所示是一種較新型的螺桿式輸送強制加料裝置。從圖中可以看出，此裝置設有一很大容積的BMC貯存器（可達800kg)，在貯存器的下方設有螺桿輸送裝置，工作時，將BMC物料強制地加進注射機的機筒中。由于還設有各種自動上料和檢測裝置，因此，可實現加料自動化。     

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8.4.3.4  鎖模裝置
    BMC注射成型機的鎖模裝置與一般注射機是基本相同的。但由于BMC模塑料有良好的流動性，模具型腔的結合面即使有很小的縫隙，在注射時物料也會流入，因此，除要求型腔的結合面應有合適的配合間隙外，也要求鎖模裝置應具有特別高的剛性，這一點，對于屬精密注射的BMC成型來說，更是必需。
     與一般的熱固性塑料注射成型一樣，BMC注射成型機鎖模裝置的主要類型亦有全液壓式和液
壓-曲肘連桿式等主要形式。它們既可以成臥式排列，亦可以成立式排列。比起曲肘連桿式來全液壓式會用得多一些，這是因為在加工熱固性塑料時，需將模具加熱至（145±5)℃或稍高一些，如注射機模板與模具之間的隔熱不善的話，這對肘桿式合模裝置就需要考慮加熱后的熱膨脹對合模力的影響問題，加上模具需經常更換等緣故，所以使用液壓式各模裝置會比較方便。為提高機器的生產能力，縮短熔料在料筒內的停留時間，BMC注射機除上述型式外，還有多工位〔多模）（如轉盤式）等合模裝置。
    (1)全液壓鎖模裝置圖8-42所示為常用的具有預充液增壓油缸的全液壓鎖模裝置。再開合模時，都能精確的控制合模力和合模速度。相對來說其所提供的速度稍慢些。但由于具有增壓鎖模的功能，故還是一種比較好的鎖模形式。

    (2）液壓-曲肘連桿式鎖模機構曲肘連桿式鎖模機構是由液壓系統與各種形式的肘桿機構組合成的。在合膜時，使合模系統形成預應力，進面對模具實現頓緊的一種鎖模裝置。曲肘連桿式鎖模機構因有力的放大作用，所使用的油缸直徑較小，故易于實現高速，同時機構又有平穩變速的特點。圖8-43所示為液壓-曲肘連桿式鎖模裝置。       [-page-]
8.4.3.5  傳動及其控制系統
    BMC注射成型機的液壓傳動及控制系統是其主要的組成部分。BMC注射成型機在成型過程中動作繁多而復雜，在工作時，不但涉及速度、力及位置的調控而且還要對溫度等進行梢確可靠地控制。當所加工的材料、制品的大小等不同時，其工藝操作條件也不同，必須進行調整；特別是采用了多工位后，其需要調控的參數也增加，更需要有精確可靠的調控系統為其服務。因此，液壓及控制系統的工作質量不僅決定著BMC注射成型機的技術性能，而目還直接關系到BMC成型制品的質量、產量和生產成本以及工作環境。
    BMC注射成型機液壓傳動系統與一般的注射成型機是相同的，因此，此處只對其基本問題作以簡單的介紹。
    (1)液壓傳動系統  與一般的注射成型機一樣，BMC注射機的液壓傳動系統是由動力源（液壓泵）、控制元件（壓力閥、方向閥、流量閥等）、執行元件（液壓缸、馬達等）和輔助裝置（油箱、濾油器及各類儀表）等部分組成。BMC注射成型機的各個動作和參數（如壓力、流量）的調整是通過液壓回路上的控制機構來完成的。
    對BMC注射成型機液壓系統的要求如下。
    ①由于BMC有很好的流動性，可以實現低壓、快速注射，而螺桿的主要職能是實現對物料的混合、計量和輸送，因此應根據這一工況特點來選擇動力（如注射壓力、螺桿的轉矩和合模力）。
    ②BMC是富含玻璃纖維和填料的熱固性復合材料，而且其主要是依靠玻璃纖維來增強的，因此，螺桿的轉速如何，注射時物料在流道中所經受的剪切的強弱都對其制品性能產生影響。因此，應根據此工況和要求來選擇執行元件的速度（如注射速度、螺桿的轉速和啟閉模速度等）。
    ③應能按工作循環（工藝過程）完成所有動作程序。由于以不飽和聚酯樹脂為基材的BMC模塑料在成型固化時不會有氣體和化學反應物需要排出，因而其無需有二次開模的動作，故其工作循環過程與般的熱塑性注射機是基本相同的。
      ④液壓傳動系統工作可靠，噪聲低，能量損失小，有較高的重復精度和靈敏度。因此，在泵、液壓馬達、閥和油路的選擇上都應圍繞上述原則來進行。
    隨著塑料工業新工藝、新材料及新設備的快速發展，新的液壓技術和微電子技術在突飛猛進地發展的同時，也在注射機上得到了廣泛的應用。注射機的液壓系統正朝著三高〔高的控制精度、高靈敏度、高效）及節能等方向發展，其表現如下。
    a．新一代的液壓元件正在替代開關控制的普通液壓元件。這類新型液壓元件具有快速啟閉性能，響應時間短，液阻小，泄漏少，靜、動態性能好等特點。這些元件的應用，大大提高了注射機液壓系統的技術性能。
    b.節能技術已受到了普遍重視，并取得了很大的進展。新型液壓元件的發展與應用為注射機節能提供了良好的條件，系統中應用了壓力匹配、流量匹配、功率匹配及蓄能器等多種形式的節能方法。
    c.應用比例技術。由電液伺服技術和各種檢測元件所組成的閉環控制系統，大大提高了注射機的控制精度。由位移傳感器、測速馬達、壓力傳感器作為檢測元件，將實際值不斷檢測并反饋，通過控制進行比較，以偏差控制伺服閥，使實際值與預選值相協調。
    d.液壓系統的集成化程度越來越高。新型液壓元件的出現，使液壓系統的結構更加簡單、集中，目前上新的液壓系統由注射、合模兩個集成塊所組成。
    e.由十插裝式液壓元件所具有的優點，使其在注射機的液壓系統中得到越來越多的應用。除了座閥式插裝元件在大、中型注射機中已得到廣泛的應用以外，在中、小型機的液壓系統中也開始應用插裝閥，滑閥式插裝閥的發展，使插裝閥在中、小型注射機的液壓系統中的應用前景更加廣闊。
    (2)電控系統   BMC注塑機的電控系統亦是整機的一個重要組成部分。其性能之優劣，對整機也至關重要。微型計算機技術在其上的應用使其控制技術發展到一個新的水平。
    BMC注塑機的電控系統按其組成可分為三個部分：電動機及其控制部分；順序控制器部分；加熱控制部分。
    ①加熱控制部分   在BMC注射機中，溫度控制是十分重要的。由于BMC是屬于熱固性塑料，溫度控制是包括機筒、噴嘴以及模具的溫度。為防止BMC在機筒中發生提早固化反應，要將其溫度保待在低于60℃以下；為使其在模具中能快速、充分及均勻地固化，獲得質量優良的制品，應有準確、均勻的模溫。
    以其他的注射機一樣，為了控制溫度，先要解決好溫度檢測問題，常用的測溫元件是熱電偶，根據料筒、噴嘴和模具的溫度要求，過去一般選取EA -2或EU-2型鎧裝熱電偶，現在選用E或K分度號熱電偶。
    溫度控制目前普遍的是選用溫控儀表。當前，溫控儀表的種類很多，從顯示方法上講，有指針式和LED數碼管顯示的；從溫度設置上講，有旋鈕式和撥碼盤式的；從控制方式上講，有二位式、PID式、時間比例式的。選取這此儀表的原則是要根據溫度控制的精度要求，配套的熱電偶、加熱的控制機構、價格等方面來綜合考慮。由于BMC成型對于溫度控制精度要求較高，是屬于精密注塑成型，就需要選用PID控制或時間比例控制的儀表。而此時加熱控制的執行機構也應相應考慮，如果控制儀表的控制輸出是4- 20mA電流的話，則要配用相應的晶閘管和相應的控制觸發電路；如果控制儀表的控制輸出是脈沖調寬方式的話，則要配用固態繼電器或晶閘管觸發器，在這種情況下選用有觸點開關是不允許的，因為開、關太頻繁了。
    隨著微機技術在注射機上的推廣應用，使用微機同時控制幾個溫段的溫度，越來越受到人們的重視。用微機控制加熱溫度，可以得到很高的溫控精度，同時，也能易于實現控溫的超溫和低溫報警。[-page-] 
    ②電動機控制
    a.電動機的選擇與其他注射機所用的電動機的選取一樣，電動機的選取是指對其類型和容量進行選擇，并根據工作條件確定外殼和安裝的形式，根據負載的轉速和動力電壓來確定電動機的轉速和電壓，根據負載的大小確定電動機的容量。注射機所用的電動機是以液壓泵作為負載的，因此，泵的選擇又是一個十分重要的條件。
    b.電動機的啟動控制電動機啟動一般為直接啟動和減壓啟動，對小容量的電動機可直接啟動，電路可分為主電路和控制電路兩部分。此控制電路具有短路保護、過載保護和失壓保護三種保護功能。對于容量較大的電動機，為了不造成電網上的波動，需要考慮減壓啟動。對于注塑機生產廠來說由于難以確定用戶的變壓器容量，可以簡單地把11kW電動機作為其界限。
    減壓起動方法較多，如電阻降壓啟動、電抗器降壓啟動、自招變壓器降壓啟動，Y-△啟動等。在注射機中較為常用的是Y-△啟動。使用Y-△啟動法時，啟動電流是直接啟動的1/3,但轉矩也降低1/3,適用于電動機在空載式輕載下啟動。
    ③順序控制器部分   順序控制器是注塑機電控系統的核心。BMC的注射成型過程是一個典型的順序過程，主要是注射機的液壓系統與控制器配套，按一定動作時序關系來控制執行機構（液壓缸、液壓馬達等）動作，形成較為完整的機電一體化控制。BMC注塑機的基本動作循環可以如圖8-4所示。
    近代注射機很多都采用了比例閥液壓系統，在合模、開模、注射等工步中分為幾級，每級使用不同的壓力和流量，以滿足制品質量和整機運行穩定的需要。
    在各工步之間的順序轉換中，有的以執行機構中的位置為條件；有的則以時間為條件。
    動作執行到位目前多用限位開關、接近開關或位移傳感器來檢測。在繼電器控器中，限位開頭是作為接點來控制相應繼電器動作而在微機控制器中限位開關、接近開關是作為輸入開關量點，位移傳感器是作為模擬量來使用的。
    時間控制多由計時器來完成，在繼電器控制中，多采用時間繼電器，設定的時間到后，觸點動作并帶動繼器動作，微機控制中則是利用其內部的定時器來完成。
    從注射機順序控制器的發展看，越來越多的注射機控制器采用了PC和微機系統，并使用位移傳感器、壓力傳感器等來代替限位開關、接近開關進行反饋控制等。
    計算機控制系統、特別是單片機和PLC可編程控制系統都非常適于完成順序控制。因為對于計算機而言，只要通過對輸入／輸出開關量進行順序控制，就可以實現對液壓系統中的執行機構所對應的電磁閥動作的順序控制。