Page 67 - 《橡塑技术与装备》2021年18期（下半月塑料）
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工业自动化 黎秀郁·五点肘杆式全电动注塑机合模伺服电机额定功率计算
个滑块 B（动模板），当滑块 D 匀速运动时，滑块 B 3 伺服电机额定功率确定
是 “ 慢 — 快 — 慢 ” 运动，滑块 B 的速度可以远小于 伺服电机的额定功率是周期中输出功率的均方根
滑块 D 的速度。 值，用（1）式计算。
P 2 t + P 2 t + … … + P 2 t
P = 1 1 2 2 n n （1）
t
其中 ： P i 是 t i 时间段电机的输出功率，t 是电机
工作周期时间。
根据注塑机工艺特点及肘杆式合模机构的工作特
点，对肘杆式全电动注塑机合模机构，作下 1~4 点处
理后，合模电机的额定功率可用关于行程的输出功率
图 2 五点肘杆式合模机构运动简图 均方根值表示，用 (2) 式计算，计算形变及行程见文
献 [1] ，计算受力见文献 [2] 。
全电动注塑机的肘杆式合模机构是把电能转换
（1）仅以开模与合模两个过程来考量电机的额定
为形变能的机构，对一确定的合模力，机构的变形是
功率 ；
确定的 ；在形变区，十字头的受力与十字头的位置是
（2）在机构没形变时，十字头在运动方向上的受
一一对应的。从模具接触至合模力变到最大，形变能
力以零计算 ；
随时间变大。忽略非形变区十字头的受力，在合模过
（3）十字头速度以匀速计算，开模及合模的速度
程中，机构形变在模具刚接触时开始发生，在合模结
大小相同 ；
束时形变达最大，此形变力即是合模力，形变力为阻
（4）利用十字头速度、十字头行程、十字头在形
力，伺服电机克服形变力做功。在开模过程中，在机
变区的受力来计算伺服电机的额定功率 ；
构形变区的自锁行程段，伺服电机克服形变力的摩擦
（5）把形变区行程分为充分小的 n 等分，每区间
力矩做功 ；在机构形变区的非自锁行程段，形变力为
的受力以区间首点位置受力及末点位置受力的平均值
驱动力，伺服电机抵抗形变力做功。
代替。
研究表明，伺服电机在机构形变区做的功在工作
周期所做功中占主导地位。
1 n μ F V 2 n μ F V 3 n μ F V
2i ∑
1i ∑
∑ ( 1i ) 2 ∆ S + ( 2i ) 2 ∆ S + ( 3i ) 2 ∆ S
η η η 3i （2）
P = i= 1 i= 1 i= 1
2 S '
其中 ： F 1 为在合模时机构发生形变（忽略模具和 率。
模板形变）过程时十字头在运动方向上的受力 ； 由（2）式可知，与额定功率计算值有关的因素有：
S 1 为在合模时机构发生形变过程时的十字头行程； 十字头受力 F( 合模力 )，开、合模速度 V，开、合模
F 2 为在开模时机构形变力为阻力时（自锁段）十 行程 S'。改变任何一个因素值就可以得到不同的电机
字头在运动方向上的受力 ； 额定功率参考值，无需考虑实际的电机工作过程。十
S 2 为在开模时机构形变力为阻力时（自锁段）的 字头受力 F 越大（合模力越大），额定功率计算值越大；
十字头行程 ； 开、合模速度 V 越大，额定功率计算值越大 ；开、合
F 3 为在开模时机构形变力为驱动力时（非自锁段） 模行程 S' 越大，额定功率计算值越小。
十字头在运动方向上的受力 ； 在条件 ：合模力最大，开、合模的速度最大，仅
S 3 为在开模时机构形变力为驱动力时（非自锁段） 是有形变的开、合模的行程，额定功率的计算值最大，
的十字头行程 ； 作为额定功率上限参考值。
S' 为开、合模时十字头的行程 ； 在条件 ：合模力最大，开、合模的速度最大，行
μ 为修正系数，取 1.2 ； 程是最小容模量模具的常用开模行程（取最小容模量
η 为伺服电机至十字头间的动力传递系统的总效 的 1/3，因为一般地，模具在动模板上的厚度是定模
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