橡胶注射成型设备的技术发展现状

dion · 发表于 2008-11-26 03:41:55

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从德国DESMA公司、LWB公司生产的橡胶注射成型机来看，其在机械和控制系统方面均有新的进展。　

　　机械方面

　　主要是注射系统的改进，将液压驱动塑化螺杆装于注射活塞中，采用“先进先出”（FIFO）的注射方式来实现，合模系统主要采用全液压合模装置。　

　　（1）塑化注射装置

　　塑化注射装置有两个主要的作用，即使物料均匀熔触塑化（挤出）和储存物料并将其注入模具（注射）。注射成型机用低速大扭矩液压马达直接驱动螺杆，塑化能力强，适应不同粘度的橡胶。塑化过程采用自动温度控制，使胶料在理想温度下注入模腔。塑化部分和注射部分分开，可检测储胶量，计量准确精密，使制品质量一致。　

　　近年来随着现代高科技的快速发展，对橡胶制品质量提出了更高的要求，而市场对大型橡胶制品的需求也大量增加，螺杆往复式注射机暴露出其注射制品的容量和压力有一定限制和缺点：1、在塑化过程中落刚是不断地向后移动的，被塑化的胶料向机头方向前进，并不断地积聚在机头的料筒中，制品越大机筒螺杆向后移动量就越大。当螺杆向后移动量过大时，胶料的塑化就受到影响，因此容量受到限制。2、由于胶料的流动性差，为了将容量大的胶料注入模腔就必须采用巨大推力的注射装置以产生足够的注射压力。但螺杆与机筒存在着较大的间隙，过大的压力会导致逆流和漏流，反过来会影响压力的提高，对注射大型橡胶制品就受到限制。为了解决这些问题，螺杆柱塞式注射成型机又得到新的发展和应用，目前大中型的橡胶制品一般采用螺杆柱塞式注射成型机，而觉小型的则可采用螺杆往复式注射成型机。　

　　塑化注射装置是用于将混炼胶自动吸入并塑化注入模具内。需要注射的胶料由螺杆引入并塑化，然后由注射活塞输入注射筒，活塞内的止回装置防止胶料在注射过程中回流，塑化注压时所需的动力由液压系统提供。直接注射的“FIFO”系统按照物料先进先出原理工作，确保高精度配料和高度重现性及过程的安全性。内置止回阀，适用于热流道技术。注射喷嘴非常短，直接到达模具，这使压力损失较低，先进的螺杆启动方式以及其特殊的供胶机转动装置保证胶料能整片可靠地输入。高塑化性能和低能量消耗使极其经济的作业成为可能。喷嘴区域冷却段能可靠地防止注射胶料早期硫化。另外，可退缩式注射嘴提供了更高的机器稳定性。　

　　止逆阀使关闭路径非常短，从而使快速机器作业周期成为可能。密封形状上的技巧可使材料在注射室的流动形成漩涡作用，从而保证注射量恒定一致和均匀。专门开发的止逆阀也有利于机器清洁和注射胶种的变更。　　

　　（2）合模装置

　　合模系统的主要作用是保证成型模具系统的锁紧，开启和闭合，取出制品，并确保以准确的数据动作，她主要由固定模板、活动模板、拉杆、油缸及模具调整结构，制品顶出机构等组成全液压合模装置以最大面积高锁模输入压力均匀地进行合模工作，锁模力是由四柱和少量运动件产生的，合模时间短，模具高度自动适调。无四柱合模装置适用于小型橡胶制品以及门窗封条转角接头和异型件的生产。C型框架意味着注射模具可很容易地从三侧出入。　

　　采用内装增压缸的自吸阀式合模装置

　　a）工作原理：合模时，压力油从快速移模缸柱塞的中心管进入，由于快速移模油缸的内径较小，能实现快速移模。与此同时，主油缸出现负压，辅油箱中的压力油通过自吸口向主油缸充油。当快速油缸给油结束时，动模板停止移动，充油停止，自吸阀前移，切断自吸口通道。继而进行增压锁模。

　　b)结构特点：由于快速移模缸、增压缸、自吸阀、锁模缸、顶出缸等均埋藏在锁模缸内，因此结构非常紧凑。高压系统仅局限在锁模缸内，对油路系统密封要求相对较低，仅采用中压即可，能节省能耗，可以实现快速、稳定、可靠地锁模，无需设置专门的调模装置，锁模力大小可以直接显示和贮存，这对降低制造成本，方便操作是十分有利的。它可以克服曲肘式锁模装置由于制造和安装的原因产生的锁模角不易调节、锁模力大小不能显示等缺陷。

　　已推出两种安全设施：一种是气动保护网栅，另一种是光障。　　

　　控制系统方面

　　控制系统主要作用是保证注射机按工艺过程预定的要求（压力、速度、温度、时间）和顺序准确无误地进行工作。　

　　在橡胶注射机中，工业化国家的竞争主要体现在控制系统和翕动化程度的竞争，从而使设备的控制系统和自动化得到迅速的发展。在注射机发展的初期，其运动的控制，如螺杆的行程和注射机的行程主要使用行程开关或接近开关实现执行机构的动作，从而控制相应部件中的运动或停止；其参数的检测，如：压力、温度等参数使用压力表和温度计。随着可编程控制器（PLC）的出现和发展，橡胶注射机也迅速应用可编程控制器，其用脉冲量或时间量来控制过程，使控制水平前进了一大步。近年来，可编程控制器有了很大的发展，并赋予微机的功能，出现了诸如执行联机的统计工程控制（SPC），计算机集成管理生产控制（CIM）、分级数据收集和处理控制（MIR）以及信息控制管理系统（MCS2）等等。这些控制器具有数据采集功能强，数据处理能力强（如运算、变换、查找、比较等等）、存储量大，运算速度快，精度高以及传递通讯能力强等优点，使橡胶注射机的控制水平得到突破性进展。　

　　工业化国家已在注射机控制系统配备了各种微处理的控制器和软件包。它能方便地对每台注射机的硫化时间、硫化温度和硫化压力实行检测和控制，同时控制系统与设备相匹配，并有中央计算机输入数据，然后综合工厂生产管理信息进一步处理和SPC评估，大多数注射机的网络系统都具有“分级数据收集和处理”功能，其功能可分为实时过程的检测、过程的控制、注射机监控以及管理控制。如果注射机有相关的控制器，即可定期的监测注射机的变量，并可将注射程序只送到注射机上；还可设置警报器，以及发出故障或临界参数偏差的警告；同时还有故障自诊，原材料计划，选择最佳使用条件以及记录生产数据等功能。目前橡胶注射机的控制系统和自动化程度已可使用机器人以及进行全过程的自动化生产。

　　（1）液压控制系统

　　液压系统用于给机器提供动力，是注射机的“血液”循环系统，是为注射机的各种执行机构（工作油缸）提供压力和速度的回路。液压回路一般由控制系统压力与流量的主回路和各执行机构的分回路组成。采用比例控制阀和电子伺服系统实行对注射机的控制系统闭环反馈控制，使控制精度进一步提高，并且具有良好的人机界面。

　　（2）电器控制系统

　　电器控制系统是注射机的“中枢神经”系统，它控制着注射机的各种程序及其动作，对时间、位置、压力、速度和转数等惊醒控制和调节，主要由电子元件，检测元件及自动化仪表组成。

　　采用微信息吃力系统，智能控制通过工业用计算机和专门软件来完成，达到高级过程控制，主要表现在以下几点：

　　a）主要技术参数：时间、压力、行程、速度和温度的设定、存贮和执行，采用数字化后非常精确，且重现性大大改善，一旦设定值生成即被锁定，操作者在生产期间不可变动任意一个参数。

　　b）全部参数实现计算机闭环控制，使控制主要参数更接近结果，在临界区无焦烧，可得到的速度不会引起飞边，保持所得到的压力不会超出。

　　c）具有对错误诊断的功能，有利于及时排除故障。

　　d）使用微信息处理可使加工达到自适应，可使多台橡胶注射机联成网络，实现中央管理。

　　（3）温度控制

　　温控系统主要包括喂料区、螺杆筒、注射筒、冷流道、加热板等。以上各系统温度都由专门的温度调节电路来控制。其中螺杆筒，注射筒和冷流道的温度控制由专用温控单元控制，加热冷却介质有热油和水两种。

　　在橡胶注射成型工艺过程中，温度是主要控制参数之一。早期温度采用“开/关”调节，比例微分（PD）调节，目前发展到精确的温度比例积分（PID）调节，PID调节系统，既能像比例调节那样快速进行温度调节，又能像积分那样消除温度残余偏差，还能像微分调节那样根据温度偏差变化情况超前动作，以抑制偏差的扩大，使温度调节的精确度和稳定性得以大大提高，更好地满足橡胶注射成型工艺条件的要求。　

　　近几十年的发展中，橡胶注射成型机及注射成型工艺得到不断的完善和提高，使其在橡胶行业中的荧荧日益广泛。随着现代电子技术和计算机技术的发展，橡胶注射成型机的控制系统也达到了不断的发展和完善。对于汽车零部件、电气电子设备配件等大批量生产的产品，橡胶注射成型机能够充分发挥注射成型的优势。用注射成型技术来革新目前生产中所沿用的生产技术将是橡胶工业以后的研究课题之一。随着中国橡胶加工业的发展，借助更先进的橡胶注射成型机可实现生产高效率，产品高质量，创造出高的经济效益，开辟出更加广阔的前景。

blue · 发表于 2008-11-26 10:10:09

橡胶行业发展到现在一直都在突飞的发展。

lxw19870602 · 发表于 2011-3-21 14:12:31

非常不错，学习了

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