Page 43 - 《橡塑技术与装备》2019年16期（8月下半月塑料）
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工艺与设备 应拥军 等·自保持油缸的液压油路在注塑机上的应用
因料筒螺杆组件前端安装有自锁喷嘴，螺杆具有
特殊的螺纹设计，中部有单向止逆阀，使螺杆前腔形
成密闭高压的空间。因此在预塑时，超临界流体（二
氧化碳或氮气）经过超临界流体控制系统产生超临界
流体，再通过注气通道打入注塑机螺杆的均化区，通
过螺杆塑化剪切，高分子熔体和超临界流体在均化区
内充分溶解形成单相融体，并能保持在一定的恒定压
力下。为了使密闭空间的压力保持恒定，必须保证螺
杆不能后退。而螺杆与注射活塞直接连接，这就必须
使注射油缸无杆腔的液压油一定要有一个压力来平衡
螺杆密闭腔的压力，使螺杆两端的力相等。
因此注塑机的注射油缸必须要保证油缸无泄漏，
这样才能保证螺杆不会后退 ；而且自保持油缸的控制
压力油不能来自液压泵的系统压力油，而必须来自注
1— 注射油缸 ； 2— 三位四通方向阀 ； 3— 二通插装阀 ；
射油缸本身，这样不会因在作其它动作时系统压力油 4— 二位三通方向阀 ； 5— 自保持叠加阀板 ； 6— 控制油 ；
过低引起油缸不能保持住 ；最后，在不改变现有液压 7— 主阀板
图 2 自保持油缸液压原理图
油路的基础上通过增加阀板来实现该功能，简单方便。
油箱，二通插装阀的阀芯在液压力作用下打开二通插
2 液压原理图的确定 装阀 ；注射油缸不工作时，二位三通方向阀得电，注
因注塑机的注射油缸一般是由三位四通方向阀来 射油缸的无杆腔压力油经过二位三通方向阀后压在二
控制，而三位四通方向阀一般都是滑阀型式，这使注 通插装阀的上腔，二通插装阀关闭。
射油缸在有外力作用时引起注射油缸后退，不能保持 因控制压力油是从注射油缸的无杆腔中引出，不
在原位置。因此必须在注射的三位四通方向阀与注射 会因为系统压力油过低时引起误动作。并且在不改变
油缸之间增加一个不泄漏的座式阀。常见的大流量座 原有液压元件的情况下，只在三位四通方向阀下增加
式阀为二通插装阀，其可以通过多种方式控制其阀芯 自保持叠加阀板就可实现注射油缸的自保持，非常简
的启闭和开启量的大小，来实现对液流的压力、方向 单方便。而且当外部力越大时，注射油缸的无杆腔压
和流量进行控制，而且二通插装阀具有流通能力大， 力越大，二通插装阀关得越紧，与系统压力油无关。
阀芯动作灵敏，密封性好，结构简单及抗污染能力强
等优点。所以必须有一个二位三通方向阀来控制其先 3 液压元件的确定
导控制压力油。并且其二通插装阀的控制压力油从注 注塑机的单缸注射油缸直径为 Φ19 cm，要求的
射油缸无杆腔引出。 注射速度为 10 cm/s，最大注射压力为 190 Bar，计算
因此根据以上的思路设计了自保持油缸的液压原 出流量为 ：
理图，如图 2 所示。 Q=π/4×D2V=π/4×192×10=2 835 mL/s=170 L/min
自保持油缸的液压油路是在三位四通方向阀 2 与 由于考虑到注塑机 24 h 不间断生产，从整机的性
主阀板 7 之间叠加了自保持叠加阀板 5。在自保持叠 能档次各方面考虑，选择了 Rexroth 力士乐生产的二
加阀板上安装有二通插装阀 3 和控制该二通插装阀的 通插装阀，并根据其流量特性曲线，选择其通径 16 的
二位三通方向阀 4。二通插装阀安装在注射油缸 1 的 二通插装阀。在最大注射速度时，插装阀上的压降大
无杆腔与三位四通方向阀 2 的 A 口之间的油路上，而 约为 3 bar。为了使注射压力准确，在注射油缸的无杆
二通插装阀的控制油 6 从注射油缸的无杆腔引出，通 腔增加压力传感器。实际计算注射压力时以注射油缸
过二位三通方向阀与二通插装阀上腔相通。 的压力传感器的反馈值为准，这样，经过三位四通方
注射油缸在正常工作时，二位三通方向阀不得电， 向阀和插装阀的压力损失不会对系统有影响。
二通插装阀上腔的液压油通过二位三通方向阀 4 泄回 根据 Rexroth 力士乐提供的该二通插装阀的先导
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