高效节能注塑机关键技术分析研究

【摘要】：节约能源是我国政府的既定国策,也是中国经济可持续发展的必需。塑料工业是国民经济中的重要组成部分,同时也是新兴的综合性非常强的工业体系。伴随着塑料工业的飞速发展,塑料制品的应用领域越来越广泛,塑料加工设备自然成为了我国机械工业的重要组成部分。塑料加工设备的生产制造日益得到人们的重视,而注塑机又是塑料加工设备当中应用极其广泛的设备之一。研究新型高效节能注塑机系统自然就成了企业的目标。在阅读分析大量国内外文献资料之后,本文对注塑机注塑系统、注射系统中的关键部件螺杆、液压系统、电气控制系统以及合模系统等关键技术进行了详细研究。论文的主要研究内容： (1)阐述论文研究背景、目前我国注塑机的节能减排发展背景与我国对注塑机新型节能技术的研究情况、国内外对注塑机的研究现状以及本文研究的目的与意义。 (2)注塑系统研究,根据注塑机的基本工作原理和螺杆参数对注塑机的塑化能耗影响的模拟分析,研究了螺杆的几何参数和注塑成型工艺参数对注塑机塑化系统的影响。针对螺杆塑化特点及螺杆参数特征进行了数学建模及正交实验分析,得出螺杆各参数对注塑机塑化质量指标的影响程度以及确定螺杆参数的最优设计。 (3)料筒加热方案技术研究,对注塑机料筒的加热方案进行优化设计,利用电磁感应原理将电能直接转换为热能,具体为在机筒内壁上缠绕的线圈通电后,线圈发热,同时由于电磁感应原理使得机筒内壁产生涡流,实现机筒的快速自升温以及对塑机机筒的高效节能加热。 (4)注塑机节能液压系统及控制系统研究,利用AMESim软件对注塑机液压系统建模仿真分析,确定了本课题采用“变量泵+PQ阀+能量调节单元”的新型节能液压系统。以PLC控制器作为附加控制器以调配系统的能量供需关系。 (5)注塑机合模系统的研究,对合模机构进行了分析计算,建立合模机构的运动学模型以及等效负载模型。同时结合机构学对注塑机合模机构进行运动和力学特性分析,以及对合模机构中自动调模装置进行了详细研究。 【关键词】：节能减排 注塑机 螺杆 液压系统 控制系统 合模系统 仿真
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ320.52
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• CONTENTS9-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 课题研究背景及问题提出11-12
• 1.2 注塑机能耗概述12-14
• 1.2.1 节能减排的发展背景12-13
• 1.2.2 节能减排研究13-14
• 1.3 国内外研究现状14-17
• 1.3.1 研究现状14-15
• 1.3.2 我国注塑机的节能技术15-17
• 1.4 课题研究的目的、意义及主要内容17-19
• 1.5 本章小结19-21
• 第二章 注塑机塑化系统及加热方案研究21-45
• 2.1 注塑机及塑化系统21-27
• 2.1.1 注塑机简介21-23
• 2.1.2 工作原理及其工作过程23-24
• 2.1.3 注塑机塑化系统24-27
• 2.2 工艺参数对塑化的影响27-34
• 2.2.1 工艺参数27-31
• 2.2.2 工艺参数对塑化的影响31-34
• 2.3 螺杆塑化及其参数对能耗影响的分析34-42
• 2.3.1 螺杆塑化能力34-36
• 2.3.2 螺杆参数对能耗影响的分析36-42
• 2.4 料筒的加热方案研究42-43
• 2.5 本章小结43-45
• 第三章 基于能量调节的液压系统研究45-61
• 3.1 定量泵加变频调速电机系统45
• 3.2 定量泵+比例压力流量控制阀系统45-46
• 3.3 比例变量泵系统46-47
• 3.4 AMESim仿真模型及控制策略47-51
• 3.4.1 液压系统仿真模型48-50
• 3.4.2 变量泵+PQ阀+能量调节单元系统50-51
• 3.5 仿真结果51-53
• 3.5.1 塑料制品生产中的关键参数51-52
• 3.5.2 变量泵+PQ阀+能量调节单元系统仿真52-53
• 3.6 控制系统硬件及软件程序53-60
• 3.6.1 硬件电路53-56
• 3.6.2 软件程序56-60
• 3.7 本章小结60-61
• 第四章 合模机构分析计算61-73
• 4.1 双肘杆合模机构原理及特性61-65
• 4.1.1 双肘杆合模机构原理61-62
• 4.1.2 肘杆合模机构特性62-65
• 4.2 合模机构重要参数计算65-66
• 4.3 合模机构的力学特性66
• 4.4 合模机构的等效负载计算66-67
• 4.5 机构的锁模特性67-69
• 4.6 自动调模装置69-72
• 4.6.1 硬件设计69-70
• 4.6.2 软件设计70-72
• 4.7 本章小结72-73
• 结论与展望73-75
• 结论73
• 展望73-75
• 参考文献75-79
• 攻读学位期间发表的论文79-83
• 致谢83

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