增力注射机构.pdf

本发明涉及一种增力注射机构，它是将注射成型机注射机构中螺杆的注射压力由置于熔胶液压马达内的螺杆支承件直接支承以扩大支承面积将注射压力传递于注射滑板支承；由双向直线移动油缸装置双向驱动的铰杆增压机构推动滑板沿着拉杆直线移动从而推动螺杆直线移动，铰杆增压机构是一种前、中、后铰杆上下对称设装的平衡增力装置加上传动铰杆上下对称装置平衡增力的结构，由油缸和活塞杆分别带动与其铰接的传动铰杆作旋转运动从而使与传动铰杆铰接的中铰杆作旋转运动，并使前、后铰杆旋转因此推动滑板沿着拉杆直线移动从而推动螺杆直线移动；且随着ω、γ角度值的逐渐减小而使推力逐渐增大；以达到增大注射压力、提高注射速率、降低功耗的效果。

1、  一种增力注射机构，它由螺杆、料筒、熔胶液压马达、油缸驱动装置组成，其特征是料筒(17)固接于其上部固接料斗(16)左下端部固接射座移动装置(18)的注射头板(15)的中部且尾端部用螺帽锁紧，置于料筒(17)中心穿过螺杆锁紧盖(27)且尾端部与转子(26)键接的螺杆(19)将熔融塑料压注入模具型腔成型制品的注射压力N由装置在熔胶液压马达内的螺杆支承件(36)直接支承以扩大支承面积将注射压力传递于注射滑板(13)支承，注射滑板(13)沿着左端固接于注射头板(15)其右端固接于注射尾板(1)的拉杆(14)并支承于滑板导轨(37)上直线移动；注射机构的增力注射驱动装置为双向直线移动油缸装置双向驱动上下对称装置铰杆双平衡增力且符合熔融物料压注入模具型腔成型制品的压力特性和速率特性的铰杆增压机构推动滑板直线移动从而推动螺杆直线移动，其前铰杆(11)左端与注射滑板(13)上的铰座铰接于E点，其右端与中铰杆(7)铰接于A点，中铰杆(7)的右端与后铰杆(5)的左端铰接于C点，后铰杆(5)的右端与注射尾板(1)上的铰座铰接，两组上下对称装置的中铰杆(7)相交于O点，其中部的轴套支承于轴(8)上活塞杆(9)的两侧；前传动铰杆(10)的左端与活塞杆接头(12)上活塞杆(9)两侧的铰座铰接，其右端铰接于两组中铰杆(7)B点的中间，后传动铰杆(6)的左端铰接于两组中铰杆(7)D点的中间，其右端与油缸连接板(4)上活塞杆(9)两上下侧的铰座铰接；左边固接于活塞杆接头(12)的活塞杆(9)穿过支承于中轴支承座(38)的轴(8)中点的导套与油缸(2)内的活塞(3)固接。

2、  根据权利要求1所述的增力注射机构，其特征是活塞杆接头(12)与注射滑板(13)沿着活塞杆(9)中心线的相对直线移动距离较小(相对直线移动距离视本增力注射机构压力特性或速率特性取向和视机型吨位大小确定，取值选择范围一般为活塞杆直径的20％～50％)，活塞杆(9)左端的导向面支承于注射滑板(13)右端面中部导向座的导套内直线移动；油缸连接板(4)与注射尾板(1)沿着油缸(2)中心线的相对直线移动距离较小(相对直线移动距离视本增力注射机构压力特性或速率特性取向和视机型吨位大小确定，取值选择范围一般为活塞杆直径的10％～40％)，油缸连接板(4)上活塞杆的两外侧分别固接导柱支承于注射尾板(1)左右两端面上油缸(2)两外侧的导向座的导套内直线移动；轴(8)上两组中铰杆(7)的外侧支承于中轴支承座(38)，中轴支承座(38)支承于相邻两根拉杆(14)上直线移动；从而使油缸(2)、活塞(3)、活塞杆(9)在同一中心线上运行以及使之与轴(8)中心线均在同一中心平面上运行。

3、  根据权利要求1所述的增力注射机构，其特征是铰销传力式熔胶液压马达中固接于转子(26)的螺杆锁紧盖(27)使螺杆(19)与转子(26)轴向定位，非注射工况时螺杆(19)右端面与螺杆支承件(36)的左端面需有轴向间隙，螺杆支承件(36)中心的顶针在弹簧力作用下与螺杆(19)右端面的顶针孔保持贴合；均布安装于转子(26)上的钢套(25)内安装柱塞(24)，运行于曲线导轨(32)上的传力滚轮(22)由传力铰销(23)与柱塞(24)铰接，安装于传力铰销(23)上柱塞(24)两外侧的导向套(21)在固接于转子(26)的导向板(31)的导向槽内运行并传递切向力，在柱塞(24)上安装密封圈以提高其容积效率；转子(26)的左端支承于安装在左壳体(30)内的轴承(29)，左壳体(30)左侧安装轴承端盖(28)对轴承(29)轴向止位，安装于转子(26)右端的油路连接板(33)由油路连接套(20)使之角度固定，转子(26)右端通过油路连接板(33)支承于螺杆支承件(36)左端的滚柱轴承上；安装于右壳体(35)内的配油盘(34)由螺杆支承件(36)上均布的弹簧使之与油路连接板(33)保持轴向端面贴合，螺杆支承件(36)右端的堵塞伸入注射滑板(13)用于熔胶液压马达的安装定位。

增力注射机构
所属技术领域：
本发明涉及一种用于塑料注射成型机的增力注射机构；是提高注射压力和注射速率的同时比普通塑机降低油泵电机功率的增力注射机构。
背景技术：
已知的塑料注射成型机注射机构由螺杆、料筒、熔胶液压马达、油缸驱动装置组成，按主要技术性能配置为普通塑料注射成型机(螺杆注射速率5M/min左右，注射压力200MPa/cm²以下)和精密塑料注射成型机(螺杆注射速率10M/min左右，注射压力200MPa/cm²以上，油泵电机功率比普通机增大40％左右)，普通塑机其主要技术性能低则成本功耗相应也低，精密塑机主要技术性能高其制造成本和油泵电机功耗大幅度提高且必须进口；市场对塑料注射成型制品品质要求日益提高又日益要求降低注塑制品成本；然而精密塑机的价格功耗太高又难以在市场普遍推广。
熔融物料压注入模具型腔成型制品，在此过程中物料沿着模具型腔壁流动时会随着温度的逐渐降低和模具型腔逐渐注满其料流阻力逐渐增大，其所需注射压力逐渐增大且所需注射速率逐渐减小。
发明内容：
为能提高主要技术性能又比普通塑机降低油泵电机功耗和不提高甚至降低生产成本，本发明提供一种符合熔融物料压注入模具型腔成型制品的特性且注射压力大、注射速率高、功耗低的注射成型机增力注射机构。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：它是将注射成型机增力注射机构的螺杆挤压料筒中的熔融塑料压注入模具型腔成型制品的注射压力N由装置在熔胶液压马达内的螺杆支承件直接支承以扩大支承面积将注射压力N传递于注射滑板支承；由双向直线移动油缸装置双向驱动且符合熔融物料压注入模具型腔成型制品的压力特性和速率特性的铰杆增压机构推动滑板沿着拉杆直线移动从而推动螺杆直线移动，铰杆增压机构是一种前、中、后铰杆上下对称设装的平衡增力装置加上传动铰杆上下对称装置平衡增力的结构，由油缸和活塞杆分别带动与其铰接的传动铰杆作旋转运动从而使与传动铰杆铰接的中铰杆作旋转运动，并使前、后铰杆旋转因此推动滑板沿着拉杆直线移动。
本增力注射机构初始移动式时注射速率最高注射压力逐渐增加，随着ω、γ角度值的逐渐减小而使注射压力逐渐增大注射速率逐渐减小；在现有普通塑机同等泵油压力时最大注射压力提高30％以上最大注射速率提高50％以上提高工作行程10％时为现有普通塑机注射机构所需液压流量的65％左右，其主要技术性能接近于精密塑机注射机构水平；由W＝PQ可知，压力P为定值时流量Q越小所需功率W越少；因降低油泵电机功率则降低了电气及液压系统生产成本，小型机生产成本降低少，大型机降低生产成本可达10％以上。达到增大注射压力、提高注射速率、降低功耗和生产成本的有益效果。
附图说明：
附图(1)附图(2)附图(3)是本发明增力注射机构的一个具体实施例的示意图，其附图(1)是本发明增力注射机构总体结构示意图，附图(2)是本增力注射机构中铰销传力式熔胶液压马达及螺杆支承结构示意图，
其中：
1、注射尾板          2、油  缸           3、活  塞
4、油缸连接板        5、后铰杆           6、后传动铰杆
7、中铰杆            8、轴               9、活塞杆
10、前传动铰杆       11、前铰杆          12、活塞杆接头
13、注射滑板         14、拉  杆          15、注射头板
16、料  斗           17、料  筒          18、射座移动装置
19、螺  杆           20、油路连接套      21、导向套
22、传力滚轮         23、传力铰销        24、柱  塞
25、钢  套           26、转  子          27、螺杆锁紧盖
28、轴承端盖         29、轴  承          30、左壳体
31、导向板           32、曲线导轨        33、油路连接板
34、配油盘           35、右壳体          36、螺杆支承件
37、滑板导轨         38、中轴支承座
附图(3)是配置于锁模力200T螺杆直径φ55mm的本增力注射机构压力特性和速率特性示意图，系统油压16MPa时最高注射压力为240MPa/cm²，系统油压14MPa时为210MPa/cm²，螺杆行程235mm，其最大注射行程可调为220mm，注射时间1.8秒，压力和速率数据的间距0.2秒，在保压行程15mm时适当调整降低系统油压及流量以适应生产所需。
具体实施方式：
本实施例中，参见附图(1)和附图(2)，本增力注射机构的料筒(17)固接于其上部固接料斗(16)左下端部固接射座移动装置(18)的注射头板(15)的中部且右尾端用螺帽锁紧，注射头板(15)的底部与机座固接，置于料筒(17)中心穿过螺杆锁紧盖(27)且尾端部与转子(26)键接(视机型需要有平键或花键连接)的螺杆(19)将熔融塑料压注入模具型腔成型制品的注射压力N由装置在熔胶液压马达内的螺杆支承件(36)直接支承以扩大支承面积将注射压力传递于注射滑板(13)支承，注射滑板(13)沿着左端固接于注射头板(15)其右端固接于注射尾板(1)的拉杆(14)并支承于固接在注射头板(15)的下部机座上的滑板导轨(37)上直线移动；双向直线移动油缸装置双向驱动上下对称装置铰杆的铰杆增压机构的前铰杆(11)左端与注射滑板(13)上的铰座铰接于E点，其右端与中铰杆(7)铰接于A点，中铰杆(7)的右端与后铰杆(5)的左端铰接于C点，后铰杆(5)的右端与注射尾板(1)上的铰座铰接，两组上下对称装置的中铰杆(7)相交于O点，其中部的轴套支承于轴(8)上活塞杆(9)的两侧；前传动铰杆(10)的左端与活塞杆接头(12)上活塞杆(9)两侧的铰座铰接，其右端铰接于两组中铰杆(7)B点的中间，后传动铰杆(6)的左端铰接于两组中铰杆(7)D点的中间，其右端与油缸连接板(4)上活塞杆(9)两上下侧的铰座铰接；左边固接于活塞杆接头(12)的活塞杆(9)穿过轴(8)中点的导套与油缸(2)内的活塞(3)固接，注射尾板(1)中部的通孔是为油缸(2)的运行让开的空间；双向驱动传动铰杆的双向直线移动油缸装置中，由于活塞杆接头(12)与注射滑板(13)沿着活塞杆(9)中心线的相对移动距离较小(相对移动距离视本增力注射机构压力特性或速率特性取向和视机型吨位大小确定，取值范围一般为活塞杆直径的20％～50％)，活塞杆(9)左端的导向面支承于注射滑板(13)右端面中部导向座的导套内直线移动；由于油缸连接板(4)与注射尾板(1)沿着活塞杆(9)中心线的相对移动距离较小(相对移动距离视本增力注射机构压力特性或速率特性取向和视机型吨位大小确定，取值范围一般为活塞杆直径的10％～40％)，油缸连接板(4)上活塞杆的两外侧分别固接导柱支承于注射尾板(1)左右两端面上油缸(2)两外侧的导向座的导套内直线移动；轴(8)上两组中铰杆(7)的外侧支承于中轴支承座(38)，中轴支承座(38)支承于相邻两根拉杆(14)上直线移动；从而使油缸(2)、活塞(3)、活塞杆(9)在同一中心线上运行以及使之与轴(8)中心线均在同一中心平面上运行。
本实施例中，本增力注射机构专用的铰销传力式熔胶液压马达参见附图(2)，固接于转子(26)的螺杆锁紧盖(27)使螺杆(19)与转子(26)轴向定位，非注射工况时螺杆(19)右端面与支承件(36)地左端面轴向间隙为2mm左右(导向板(31)右端面与曲线导轨(32)左端面轴向间隙、转子(26)右端面与右壳体(35)的轴向间隙以及配油盘(34)的右端面与支承件(36)的轴向间隙均为4mm以上)，支承件(36)中心的顶针在弹簧力作用下与螺杆(19)右端面的顶针孔保持贴合；均布安装于转子(26)上的钢套(25)内安装柱塞(24)，运行于曲线导轨(32)上的传力滚轮(22)由传力铰销(23)与柱塞(24)铰接，安装于传力铰销(23)上柱塞(24)两外侧的导向套(21)在固接于转子(26)的导向板(31)的导向槽内运行并传递切向力，由于柱塞(24)运行速度为低于20cm/s至40cm/s，(Y_x-PU-A95密封圈允许直线运动速度100cm/s、允许承压40MPa)远低于PU密封圈允许运行速度且本结构使柱塞(24)未承受切向力，因此，在柱塞(24)上安装Y_x-PU密封圈以提高其容积效率；转子(26)的左端支承于安装在左壳体(30)内的轴承(29)，左壳体(30)左侧安装轴承端盖(28)对轴承(29)轴向止位，安装于转子(26)右端的油路连接板(33)由油路连接套(20)使之角度固定，油路连接板(33)同时用作轴承外圆使转子(26)右端支承于螺杆支承件(36)左端的滚柱轴承滚动槽内的滚柱上；安装于右壳体(35)内的配油盘(34)由螺杆支承件(36)上均布的弹簧使之与油路连接板(33)保持轴向端面贴合，螺杆支承件(36)右端的堵塞伸入注射滑板(13)用于铰销传力式熔胶液压马达的安装定位。本实用新型的铰销传力式液压马达如改为不用螺杆支承件(36)，并将配油盘(34)回油路用油路连接套加油路连接板接出、转子(26)右伸并用轴承安装于外侧密封的右壳体支承，即完全适合于(35MPa)液压机械通用的低速大扭矩液压马达的用途。
参见附图(1)与附图(2)，油泵输出的压力油P进入油缸(2)的无杆腔时，油缸(2)的有杆腔回油，油压P使活塞(3)、活塞杆(9)与活塞杆接头(11)向左直线移动的同时使油缸(2)与油缸连接板(4)向右相对直线移动，亦使前传动铰杆(10)顺时针旋转运动的同时使后传动铰杆(6)逆时针旋转运动，从而使与传动铰杆铰接的中铰杆(8)作旋转运动，并使前铰杆(12)、后铰杆(5)旋转因此推动注射滑板(13)沿着左端固接于注射头板(15)其右端固接于注射尾板(1)的拉杆(14)并支承于固接在注射头板(15)的下部底板上的滑板导轨(37)上直线移动；从而推动螺杆支承件(36)直线移动亦使螺杆(19)直线移动挤压料筒(17)中的熔融塑料压注入模具型腔成型制品，且随着ω、γ角度值的逐渐减小而使推力逐渐增大。
参见附图(2)，注射工况时，由于注射滑板(13)在工作行程时向左直线移动，螺杆(19)使转子(26)相对于向注射滑板(13)移动，螺杆(19)的尾端面贴紧螺杆支承件(36)的左端面，螺杆支承件(36)的右端面贴紧注射滑板(13)左端面将注射压力传递于注射滑板(13)支承。
熔胶工况时，油泵输出的压力油P进入P接头口和P油腔时，O接头口回油，油压P使螺杆支承件(36)中心的顶针向左移使螺杆(19)与螺杆支承件(36)脱离，因为配油盘(34)的压力油槽左侧外圆大于右侧外圆，因此，油压P同时推动配油盘(34)向左移动，使之与油路连接板(33)保持轴向端面贴合，压力油P进入柱塞(24)底部，推动柱塞(24)向外移动，通过传力铰销(23)使传力滚轮(22)运行于曲线导轨(32)上的工作行程，同时使导向套(21)在固接于转子(26)的导向板(31)的导向槽内运行；因此使转子(26)沿着传力滚轮(22)运行于曲线导轨(32)上的工作行程而产生的切向力的方向转动从而带动螺杆(19)转动。
本发明样机测试效果说明，以本增力注射机构配置于锁模力200T螺杆直径为φ55mm普通塑机，生产成本基本与同档次同类机型的普通塑机相当，其主要技术性能与现有市售塑机对比：本塑机的注射量为550cm²，相比提高10％，本塑机的系统油压调整至14MPa时，最大注射压力为210MPa/cm²，相比提高30％以上，本塑机的螺杆最高注射速率达9.3M/min，按第一秒平均注射速率为8.4M/min，相比也提高50％以上，本塑机的油泵电机功率为13KW，现有市售塑机为18.5KW至22KW；明显达到增大注射压力、提高注射速率、降低功耗的效果。