注塑机液压原理图文讲解！

鲁智深

一、注塑机通用控制油路模块分析
通用控制油路模块有：
压力/流量控制油路块（P/0油路块）：控制主系统压力和流量的功能；
　　 注射－预塑控制油路块：控制注射/射退、预塑、射台前进/后退，预塑、背压的功能；
　　合模控制油路块：控制合模、模具保护、高压锁模、开模的功能；
　　顶出控制油路块：控制制件顶出、顶退、模具抽插芯的功能。

　　1．压力/流量控制模块
　　该模块控制主系统的压力和流量，实现对注塑机执行机构压力和速度的调节。主要有：定量泵+比例溢流调速阀控制回路，变量泵控制回路，定量泵+变频电机控制回路。

　　（1）定量泵+比例溢流调速阀控制回路，如图6-34所示，由比例溢流调速V1、泵P、电动机MTR组成。
D1、D2分别是控制流量和压力的电磁铁，当电动机启动后，泵就输出一定的流量，此时D1、D2无电信号输入，泵输出流量通过V1比例溢阀流回油箱，系统压力为零；如D1、D2有电信号输入，则V1比例溢流阀开始工作，部分油通过比例节流阀流向系统，满足执行机构的速度要求，同时泵出口压力随系统压力升高，达到比例溢流阀所设定的开启压力，比例溢流阀打开，把多余的油放回油箱。只要改变D1、D2电信号的输入值，就实现对系统的压力和速度的调节

图6-34　压力/流量控制回路图


图6-35　变量泵控制回路图

该模块能有效地对系统调压和调速，但泵的出口压力随着系统压力变化，但泵的排出流量是一定的，而系统所需的流量却在变化，故要产生一定的功率损失。

（2）变量泵控制回路，如图6-35所示，由变量泵P、电动机MTR组成。变量泵由比例压力阀V1、安全阀V2、压力补偿阀V3、流量补偿阀V4、比例节流阀V5及泵体组成。
D1、D2分别控制变量泵输出压力和流量的电磁铁。当电动机启动瞬间，泵的斜盘摆角处于最大，此时D1、D2如无电信号输入，变量泵中的比例节流阀V5处关闭状态，泵体输出流量流向V4的控制腔，推动V4阀芯移动，使泵体输出流量流向变量泵斜盘的控制腔，当泵体出口压力克服斜盘复位弹簧力时，斜盘角度变小，直至为零，泵排入系统中的流量为零。

D1、D2如有电信号输入，V1、V5工作，同时控制阀V3、V4也起作用，使斜盘角度变大，输到系统的流量随之变大，同时泵的出口压力克服比例阀V1的设定值。只要改变D1、D2输入值，就实现对系统调压和调速。
该控制回路有效地对系统进行调压和调速，且变量泵的出口压力和输出流量随着系统压力和流量变化而变化，但由于变量泵中的比例溢流阀起稳定调压作用，仍需少量油溢流。
空载时，电动机仍带动油泵转动，产生一定的功率损失。变量泵系统是一种节能型动力控制系统，控制技术比较成熟，应用广泛。

　　（3）定量泵－变频电机控制回路，如图6-36所示。由定量泵P、变频电机MTR、传感器F1和F2、安全阀V1组成。通过变频器控制变频电机的转速和转矩，再通过定量泵对系统实施调压和调速。
当变频电机所控制的频率发生变化时，输出转速随之变化，泵输出流量也随之改变。通过传感器F1检测变频电机的转速，与设定转速进行比较，偏差作为反馈调节信号，直至使泵输出流量与设定值一致或在允差之内。

当变频电机的被控制的输入电流发生变化时，输出转矩随之变化，泵输出压力也变化，通过传感器F2检测的系统压力，使泵输出压力与设定值一致。
由于系统的调压和调速全由变频电机完成，避免液压系统工作的溢流，且压力、流量均采用闭环控制是非常节能的动力控制系统。但变频器工作过程，易受外界干扰，其控制技术比较复杂，要结合变频控制技术，传感器技术，电机技术等，有待进一步研究、发展。

图6-36　定量－变频控制回路图


图6-37　注射/预塑滑阀式控制回路图

2．注射/预塑控制模块
　　该模块主要是控制注射/预塑动作功能，有滑阀式控制回路和插装式控制回路。

　　（1）滑阀式控制回路，如图6-37所示。三位四通电磁换向阀V1，叠加单向阀V2，控制整移油缸（射台）的前进/后退；三位四通电磁换向阀V3控制注射/射退；二位四通电磁换向阀V4控制预塑，溢流阀V5控制预塑背压。图中，B－背压压力表，P－压力，T－回油。

　　当电磁铁D1、D2无信号输入时，由于V1为“O”型机能，油口P、T、A、B封闭，射台保持原位。
当D1得电信号时，压力油经V2、V1进入整移油缸的杆腔，从另腔排出的油经V1至回油T，推动活塞实现射台后退动作。
当D2得电信号时，压力油经V2、V1进入整移油缸的无杆腔，从另腔排出的油经V1至回油T，推动活塞实现射台前进动作。
当电磁铁D3、D4、D5无信号输入时，由于V3为“J”型机能，油口P封闭；而V4是“O”型机能，油口P、T、A、B封闭，螺杆保持原位。

当D2得电信号时，压力油经V3进入注射油缸的无杆腔，从另腔排出的油经V3至回油T，推动活塞实现射退动作。
当D4得电信号时，压力油经V3进入注射油缸的杆腔，从另腔排出的油经V3至回油T，推动活塞实现注射动作。
当D5得电信号时，压力油经V4进入预塑马达的压力油腔，从回油腔排出的油直接至回油T，使马达旋转，实现预塑动作。同时，注射油缸的无杆腔油经V3至回油T，另腔油经V5至回油。调节V5可对螺杆后退速度实施调节。
此回路简单，宜于小型注射机。

图6-38　注射/预塑插装式控制回路图

（2）插装式控制回路，如图6-38所示。三位四通电磁换向阀V1和叠加单向阀V2控制整移油缸的前进/后退；插装阀V3、V4、V5、V6、三位四通电磁换向阀V7、二位四通电磁换向阀V8、V9控制注射/射退；插装阀V13和二位四通电磁换向阀V14控制预塑；比例压力阀V11和二位四通电磁换向阀V12控制背压；V10为单向阀；B1、B2分别为系统压力表和背压压力表；P－压力油；T－回油；Y－泄油。

　　当电磁铁D1、D2无信号输入时，由于V1采用“O”型机能，油口P、T、A、B封闭，故此时射台保持原位。
当D1得电信号时，压力油经V1、V2入整移油缸杆腔，另腔油经V2至回油T，推动活塞实现射台前进动作。
当D2得电信号时，压力油经V1、V2入整移油缸的无杆腔，另腔油经V2至回油T，推动活塞实现射台后退动作。
当电磁铁D3、D4、D5无信号输入时，V7、V8处中位，先导控制油经V10后分别流向V7和V8，再入插装阀V3、V4、V5的控制腔，使V3、V4、V5关闭，螺杆保持原位。

　　当D3、D5得电信号时，先导控制油经V10分别流向V7、V8，最终进入V4、V6的控制腔，使V4和V6关闭；同时，先导回油和V3、V5的控制腔连通，使其打开，压力油P经V5流入注射油缸的杆腔，另腔油经V3至回油T，推动活塞实现注射动作。
当D4得电信号时，先导控制油通过V10后分别流向V7、V8，再入V3、V5的控制腔，使V3和V5关闭；同时，先导回油和V4、V6的控制腔连通，使其打开，压力油P通过V4后进入注射油缸的无杆腔，从另腔排出的油经V6后至回油T，推动活塞实现射退动作。
当电磁铁D9无电信号输入时，压力油P经V14进入V13的控制腔，使其关闭，故此时油马达不能旋转，无预塑动作。

　　当D3、D9得电信号时，先导回油和V14的控制腔连通，使其打开，压力油P经V13流入预塑马达的压力油腔，回油腔排出的油直接至回油T，使马达旋转，实现预塑动作。同时,分别通过V7、V8、插装阀V4、V5的控制腔和先导控制油连通，使其关闭，此时插装阀V3，V6的控制腔和先导回油连通，使其打开；油马达旋转，同时螺杆在熔料反作用力下产生向后推力，系统的回油通过阀V3流入注射油缸的无杆腔，实现补油，而另腔油就经阀V6至系统回油中，保证预塑的同时，螺杆能后退。

物料的熔融和混合作用通过调节螺杆的转速和背压来控制。在很多情况下，需调节背压控制熔融粘度。背压通过调节插装阀V6的压力来控制。此压力由比例阀V11和换向阀V12联合控制。
在预塑时，当D7、D8得电信号时，插装阀V6控制腔通过V8、V12和先导回油连通，V6全部打开，此时压力表B2显示压力为零，即无背压。
在预塑时，当D7、D8得电信号时，插装阀V6控制腔的压力由比例阀V11控制，V6开口度依D7信号值的大小按比例打开，此时注射油缸的杆腔产生一定的背压，减慢了螺杆后退的速度，压力表B2显示压力值，与设定的一致，即实现比例背压调节。

注射后，需有保压动作，向模具补缩。如在料筒熔料有背压的情况下打开模具，熔料将会从喷嘴口射出，料筒内的熔融料必先释压再打开模具。该功能通过控制V9上的电磁铁D6实现，保压结束，输入电信号给D6，阀V9换向，注射油缸的杆腔油压随系统压力同步降低。
此种回路比较复杂，但系统控制灵活，通流量大，适宜中大型机器。

3．合模控制油路块
该模块控制合模动作，实现机器的开合模功能，有滑阀式控制回路和插装式控制回路。

　　（1）滑阀式控制回路，如图6-39所示。三位四通电磁阀V1控制调模，三位四通电液阀V2和机械行程阀V4控制开合模，二位四通电液阀V3控制合模差动，二位四通电磁阀V5和插装阀V6控制开模背压。
当电磁铁D1、D2无信号输入时，V1是“O”型机能，油口P、T、A、B封闭，保持模厚不变。
当D1得电信号时，压力油经V1入调模马达A腔，B腔油经V1后至回油T，驱动马达旋转，将模厚调大。

　　当D2得电信号时，压力油经V1入调模马达B腔，A腔油经V1后至回油T，驱动马达旋转，将模厚调小。
当电磁铁D3、D4无信号输入时，V2用“O”型机能，油口P、T、A、B封闭，模板位置不变。
当D3得电信号时，先导压力油通过V2先导控制阀使主阀换位，压力油P经V2和V3入合模油缸杆腔，而另腔油经V2和V6入系统回油，实现开模，此时，如有电信号输给D6，则插装阀V6开启压力变大，对合模油缸无杆腔增加背压，实现开模慢速。此时如果安全门打开，即使V4换向，但由于V2主阀的先导控制油仍能构成回路，仍可做开模动作。

当D4得电信号时，先导压力油通过V2先导控制阀使主阀换位，压力油P经V2入合模油缸的无杆腔，而另腔油经V3、V2的主阀和V6入系统回油，实现合模功能；此时，如果有电信号输给D5，则合模油缸的杆腔油经V3又输入到合模油缸的无杆腔，实现差动合模功能。此时如果安全门打开，即使V4换向，但由V2主阀的先导控制油不能构成回路，不会有合模动作，保证安全。
此回路设计简单，安装方便，应用于小型机。

（2）插装式控制回路，如图6-40所示。三位四通电磁换向阀V1控制调模，电磁换向阀V2、V4、V6，插装阀V3、V5、V7、V8和机械行程阀V15、单向阀V11、V12、V14 及梭阀V13控制开合模动作。P、T、PLP、Y分别表示压力油，回油，先导压力控制油和先导回油，D1-D6表示电磁铁。
当电磁铁D1、D2无信号输入时，V1用“O”型机能，油口P、T、A、B封闭，保持模厚不变。
当D1得电信号时，压力油经V1入调模马达A腔，B腔出油经V1至回油T，驱动马达旋转，即将模厚调大。

图6-40　合模插装控制回路图

　　当D2得电信号时，压力油经V1入调模马达B腔，A腔油经V1至回油T，驱动马达旋转将模厚调小。
　　当电磁铁D3、D4、D5、D6无信号输入时，先导控制压力油经V12分别流向V4和V6，进入插装阀V5和V7的控制腔，使其关闭，压力油不入合模油缸，保持模板原位置不动。

　　当D5得电信号时，先导压力控制油经V4和梭阀V13入V9控制腔，使其关闭，而V5控制腔通过V4和先导回油连通，使其打开，V7仍处于关闭状态，压力油经V5入合模油缸无杆腔，另腔油使阀V8打开，入系统回油，实现合模；如有电信号输入D6，在先导控制压力下V7被打开，V8关闭，合模油缸杆腔的油经V7、V5流入合模油缸无杆腔，实现差动合模；

在模具合拢前，如有电信号输给D3，V3在液压力作用下被打开，合模油缸的无杆腔油压立刻降低，部分流量被分流，实现低压模保功能；另外，此时如果安全门打开，即使V15换向，先导压力经过V15直接进入阀V5的控制腔，使其关闭，进入合模油缸无杆腔的压力油被切断，故此时无合模动作。

当D6得电信号时，由于V7、V9控制腔与先导回油连通，使其打开，而阀V3、V5仍处关闭状态，压力油经V7入合模油缸的有杆腔，另腔油使V9打开，并进入系统回油，实现慢速开模。此时，如果有电信号输给D4，阀V3打开，实现开模快速功能；另外，此时如果安全门打开，即使V15换向，由于阀V15换向只对V5的开闭有影响，所以仍有开模动作。
另外，单向阀V11、V14在机器开合模的快速起补油的作用，保证动作平稳。

驰骋纵横

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