模壓成型液壓機的性能參數

    液壓機的主要性能參數有壓力參數、速度參數、尺寸參數等。由于在壓制時SMCBMC具有良好的流動性和迅速固化的特點,因此,為能滿足其壓制成型工藝的要求,液壓機的壓力參數和速度參數的選擇和確定是很重要的?,F以圖6-45所示的上壓式液壓機為例來說明液壓機的壓力參數和運行速度參數。
   壓力參數
     (1)公稱壓力  就是液壓機銘牌或說明書中所述的壓力,是液壓機的大計算壓力值。       
      
式中  Pc ――公稱壓力,kN;
      P0 ――油缸中油液的大工作壓力,MPa;
      D  ――活塞直徑,cm
     (2)大使用壓力   大使用壓力是液壓機實際施加于壓模的壓力。
      Ps=Pc+W1-F1               (6-19)
      Ps ――大使用壓力,kN;
      W1 ――動橫梁和安裝在其上的工藝裝備全部質量,kN;
      F1 ――執行機構移動時產生的摩擦力,kN。
      (3)液壓機效率

式中   f ――液壓機效率,一般說來f在80%-90%之間。
     (4)大回程力   大回程力就是液壓機的油缸活塞回程時能提供的大力
      方程式
式中   Pw --大回程力,kN;
        d ――活塞桿直徑,cm。
    Pw一般為Pc〔公稱壓力)的20%--60%,在沒有設置頂出油缸的液壓機中,常用活動橫梁的回程運動來頂出制品,因此,此時的回程力還應包括頂出制品的力。
    (5)大頂出力   大頂出力是液壓機頂出機構能達到的大力,當利用液壓機回程力帶動頂出機構時,有:
                                  P(T)=Pw-W2-F2      (6-22)
式中  P(T)――大頂出力,kN;
      W2  ―――頂出機構的全部質量,kN;
      F2  ―――頂出機構移動時的摩擦力,kN,
    (6)液壓機的大、小成型壓力  液壓機所能產生的大成型壓力,是隨制品受壓投影面積的減少而增加的。理論上可為無窮大。實際上不允許成型壓力過大,以免損壞模具和壓機的工作臺面。一般液壓機的大成型壓力不允許超過80MPa。
    小成型壓力是考核液壓機性能的一項指標,它亦是受液壓機的臺面大小和公稱壓力所制約的。
    方程式 
    式中  Pm(mm) ――小成型壓力,MPa;
    l1、l2   ――液壓機臺面的兩個邊長,m;
     k   ――常數,一般取0.1-0.3m。[-page-] 
  速度參數
    現以圖6-45所示的上壓式液壓機為例,說明其運行速度參數。


    (1)動橫梁下行運行速度
      方程式 
     (4)動橫梁運行速度的調節   空負荷運行時要求液壓機的速度要快,以提高生產效率模具要閉合時,要求其運行速度慢,使模壓料較好的流動;模壓時,要求液壓機不動作,以便在一定的時間內保持一定的成型壓力(保壓)。這些要求,主要是靠調控進入壓制油缸的油流量來達到的。通常要繪制如圖6-46所示的時間-活塞行程動作曲線圖,以及如圖6-47所示的行程-運行速度及相應壓力的負荷曲線圖,作為設計和選定壓機的依據。[-page-]


升壓時間
    所謂升壓時間,就是將液壓機的壓力在一定的時間內升高到所需值(設定值)時所需的時間。在熱固性模塑料的模壓過程中,當模壓料處于黏度低、流動性好的狀態時,如能在此時對其施于所需要的高壓力,這對保證物料完全充模、并使制品獲得良好的致密性和表面質量,是非常有意義的,對于BMC模塑料來說也是如此。
    液壓機的升壓時間雖然在一些液壓機的性能參數中未列出,但它卻是一項比較重要的技術指標,在選用和設計液壓機時都必須十分重視。實際上要求液壓機所需的升壓時間很短,一般說來,如500t以下的塑料液壓機,要求其升壓時間是在10s以內。
  液壓機其他技術參數
    除了上述的技術參數以外,液壓機還有一些其他技術參數,如活動橫梁與工作臺(下橫梁)之間的大距離、工作臺尺寸、活塞(柱塞)的大行程等等。

機身結構
    液壓機工作時,機身要承受全部的工作載荷,同時還要兼作活動橫梁的運動導向之用,因此,機身應該有足夠的剛度、強度和制造精度。
    (1)上橫梁及其與工作油缸的連接方式   上橫梁位于立柱的上部,用以安裝工作油缸(對于上壓式機型),承受工作油缸的反作用力。對于中小型液壓機,其結構主要有鑄造和焊接兩種形式。
    上橫梁與工作油缸的連接方式,常見有兩種。
     ①依靠圓螺母固定油缸。
     ②依靠法蘭盤固定工作油缸。
    這兩種方法都是采用連接零件來固定油缸的位置。當油缸加壓時,油缸臺肩傳遞反作用力于上橫梁,連接零件不受反作用力的作用。只有當油缸回程工作時,回程力才作用于連接零件上,因此連接零件的強度只需滿足回程力要求即可。
    除此之外,還有一種是上橫梁與油缸是鑄成整體的形式。這種結構簡單,但加工較復雜。
   (2)工作臺及其與頂出缸連接方式   工作臺(下橫梁)的臺面是用于固定模具(下壓模),也可安裝頂出油缸。工作時,工作臺承受機器本身的質量和全部載荷。工作臺的結構形式與上橫梁相同。
    工作臺與頂出油缸的連接方式:對于中小型液壓機,因其頂出力不大,常采用的結構如圖6-48所示。它由工作臺、頂出油缸、螺母等組成。頂出缸的結構多采用活塞式,優點是其結構簡單,安裝方便;缺點是頂出力會集中在頂出活塞端面的很小面積內,頂出較大制件時,易產生變形或破裂。


    (3)立柱   立柱是四柱式液壓機重要的支承件和受力件,同時又是活動橫梁的導向件。因此,立柱應有足夠的強度和剛度,導向表面應有足夠的精度、光潔度和硬度。[-page-] 
    立柱與上橫梁、工作臺(下橫梁)的連接方式是立柱結構的主要特征。常用結構形式有如圖6-49所示的以下幾種。
    ①其上、下橫梁都是用立柱的臺肩支承,用鎖緊螺母上下鎖緊,如圖6-49〔a)所示;
    ②上、下橫梁都用調節螺母支承,用鎖緊螺母上下鎖緊,如圖6-49 (b)所示;
    ③上橫梁用立柱的臺肩支承,調節螺母安裝在工作臺面上,兩端用鎖緊螺母鎖緊,如圖6-49(c)所示;
    ④上橫梁用調節螺母支承,立往的臺肩支承在工作臺面上,兩端用鎖緊螺母鎖緊,如圖6-49 (d)所示。


    在這四種結構中,種結構,上橫梁與工作臺的間距是由立柱的臺肩尺寸來保證的,其結構簡單,裝配方便,但裝配后機器不能調整。因此,僅在低精度要求的小型簡易液壓機中采用。第二種結構,組成零件多,由于調節螺母起到立柱臺肩的支承作用,且可調整兩梁之間的支承距離,因此對立柱有關軸向尺寸要求不嚴格,較容易緊固,但對立柱螺紋精度以及調節螺母的精度要求較高,精度的調整較麻煩第三種和第四種結構基本相同,精度調整和加工也不復雜,應用較多。
    (4)框架式機身結構   液壓機的框架式機身結構是用兩條槽鋼作“墻板”與不同厚度的鋼板焊接而成,如圖6-50所示。機身的左右內側面裝有兩對可調節的導軌,它由緊固螺母、調緊螺釘、墻板(槽鋼)、導軌、固定螺釘等組成,作活動橫梁上下運行的導向之用,活動橫梁的運動精度則由導軌來保證。


    框架式結構的主要特點,是容易獲得較高的剛度,活動橫梁大多采用45°斜面導軌導向,導向精度較高。因此,在塑料液壓機中得到廣泛應用。