从注塑机液压系统看容积节流调速回路的使用

　　1 问题的提出

　　注塑机是一种典型的机、电、液结合的机电设备，它将颗粒状的塑料加热融化至流动状态，以快速、高压注入模腔，保压一定时间，冷却后成型为塑料制品。注塑成型是由很多道工序所组成的连续生产过程。典型的注塑机工作过程循环框图见图l。

　　图1 注塑机工作过程循环图

　　从循环图可看出：注塑机是一种速度和压力均变化较多的设备，速度和压力的改变主要靠液压系统中电磁铁的切换以控制不同的节流阀和压力阀得到的。近年来开始采用比例阀调节速度和压力，这样可使液压系统中的元件数量减少。但不管采用何种方法调速和调压，泵源问题值得慎重考虑，因为泵源使用不当，将引起某些环节的功率损失过大，致使油液温升过高。

　　如某厂生产的SZ-250／160型注塑机采用了液压—机械式合模机构，液压系统多级压力通过多个远程调压阀获得，多级速度靠变量泵和节流阀组合而成。其部分液压系统如图2所示。该注塑机在生产过程中存在着温升过高的问题，经过理论分析和实际检测，最后排除了引起温升过高的两个原因：机械摩擦损失和压力损失，并确认主要是由于容积损失造成了温升过高。

　　图2 SZ一250／160注塑机液压系统图(部分)

　　2 温升过高原因分析和解决措施

　　2．1 分析

　　SZ-250／160 注塑机液压系统采用了限压式变量泵和节流阀组成的调速回路，实际上就是容积节流联合调速回路，设计者的原意是利用限压式变量泵随着压力上升流量自动下降的特性，实现低压大流量、高压小流量，以降低功率损耗。但对于在同一压力下有多种速度要求的注塑机来说，选用此类变量泵却未必合适。这是因为：限压式变量泵压力流量特性曲线如图3中A'B'C'所示，要合理地利用变量泵的功率，就必须适当调节泵的压力流量特性曲线，使变量泵的输出流量与节流阀的调节流量相匹配，从而使调速回路的功率损失降至最低。而泵的压力流量特I生曲线在注塑机每次工作循环之前只能调节一次，这样就造成了对于某一环节有最佳工作点的特性曲线，在另外的环节中却找不到合适的工作点。例如：注射过程由两个环节组成，即在同一压力下的慢速和快速，其压力由远程阀31调节，为保证快速环节所需的输出功率，变量泵的特性曲线应按此环节进行调节，如图3中曲线ABC所示，此时，D点是回路的最佳工作点；但对于慢速环节，因压力不变，故变量泵的工作点不变，输出流量不变，而此时进入注射缸的流量是由节流阀20调节的，实现的是慢速运动，所以大量的油液经溢流阀6回油箱，造成功率损失，引起温升过高。实际上，在注射过程的两个环节中，此变量泵的作用等同于定量泵，这对于有快慢速要求的注射过程来说，势必会造成容积损失，也就引起了温升过高。在SZ-250／160注塑机的其它一些环节中也存在着类似的问题。