彭敏

(涌鎮(zhèn)液壓機(jī)械（上海）有限公司，上海201600)

圖1 液壓比例換向閥結(jié)構(gòu)和應(yīng)用回路圖

注塑機(jī)作為精準(zhǔn)模壓制造塑料制品的自動(dòng)化專用設(shè)備，在工藝制作過程中需要液壓閥系統(tǒng)提供動(dòng)力，來滿足注塑機(jī)各部分所需的壓力、溫度、速度等一系列要求，才能完成注塑成型工藝。在生產(chǎn)工作循環(huán)中液壓閥負(fù)責(zé)液壓油的流量與壓力的調(diào)節(jié)，而注塑機(jī)的實(shí)際壓力和實(shí)際流量不斷變化，液壓油經(jīng)溢流閥后會(huì)產(chǎn)生不同程度的能源消耗，增加制作工藝的周期，耗費(fèi)許多人力、物力等生產(chǎn)資源[1]。隨著液壓工藝技術(shù)的不斷提高，一種具有管控液壓流向、調(diào)節(jié)流量變化的新型比例換向閥，在注塑機(jī)生產(chǎn)制作當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用。通過配合伺服電機(jī)泵組，結(jié)合比例換向閥的閥芯呈比例連續(xù)變化，可對(duì)液流流向控制和流量輸出控制，并在同一閥區(qū)內(nèi)既可對(duì)系統(tǒng)壓力進(jìn)行有效的比例調(diào)節(jié), 又能對(duì)輸出流量進(jìn)行有效的比例控制, 實(shí)現(xiàn)同時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力和控制輸出流量，極大提高了注塑機(jī)的工作效率，極大的改善了注塑機(jī)工作過程中的穩(wěn)定性。注塑成品在塑化、注射和成型過程中，需要足夠的壓力和速度，才能保證合模成型制品的完整性、顏色和光澤度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)成品的良好質(zhì)量[2]。這種與伺服電機(jī)泵組配合，具有調(diào)速、換向作用，并能改善壓力穩(wěn)定性的液壓比例換向閥的應(yīng)用，不僅改變了傳統(tǒng)注塑存在的因壓力、流量、溫度和時(shí)間等調(diào)整工藝措施不合理，而造成制品容易出現(xiàn)凹陷、易變形等現(xiàn)象，有效降低了制作生產(chǎn)中廢品的形成。同時(shí)，液壓比例換向閥的應(yīng)用還增加了制作精度，減少電能的消耗，避免環(huán)境污染和能源浪費(fèi)，為企業(yè)生產(chǎn)節(jié)約了大量的經(jīng)濟(jì)成本。

1 液壓比例換向閥結(jié)構(gòu)分析

注塑機(jī)主要包括注射系統(tǒng)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、合模系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、加熱與冷卻系統(tǒng)等部分。在合模系統(tǒng)中，合模油缸為一個(gè)雙作用單出桿油缸，一般是由普通的三位四通換向閥來進(jìn)行合模開模動(dòng)作；普通閥只能實(shí)現(xiàn)開關(guān)作用，閥芯開口不能調(diào)節(jié)，由于合模油缸與動(dòng)模板剛性連接，動(dòng)模板重量大，在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生慣性沖擊，導(dǎo)致生產(chǎn)過程中制品出現(xiàn)次品、廢品的發(fā)生，給企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，如果要減緩慣性造成的影響，則必須降低開合模速度或在回路加背壓，這樣勢(shì)必延長(zhǎng)了產(chǎn)品制作周期，增加了生產(chǎn)成本；同樣在注射系統(tǒng)回路中，也會(huì)存在以上的問題[3]。

根據(jù)以上的思路研究了液壓比例換向閥結(jié)構(gòu)和應(yīng)用回路，如圖1 所示。液壓比例換向閥的閥芯具有連續(xù)定位功能，可以對(duì)連續(xù)輸出的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，通過對(duì)閥芯計(jì)量槽的可變定位方式開展設(shè)計(jì)，改變了傳統(tǒng)閥門各單獨(dú)控制壓力、方向和速度的閥體結(jié)構(gòu)，使流量和速度以及方向都集中在一個(gè)閥體上，能夠統(tǒng)一整體的完成調(diào)節(jié)與控制。比例換向閥體系主要包括計(jì)算機(jī)、放大器、比例電磁鐵和主閥體等，注塑機(jī)在生產(chǎn)制造過程中，計(jì)算機(jī)把控制指令傳送給放大器，經(jīng)放大的執(zhí)行信號(hào)傳送到比例電磁鐵，比例電磁鐵按照信號(hào)大小在彈簧力和推桿的作用下，輸出電磁推力，控制主閥體閥芯的連續(xù)位移變化。在開合模和注射系統(tǒng)中采用比例換向閥，通過控制主閥芯的位移，實(shí)現(xiàn)了油缸快速慢速的無縫銜接，提升了注塑系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高了制品效率和品質(zhì)。在液壓比例換向閥的工作過程中，不僅需要閥芯與閥體的密封性配合，減少閥體控制啟動(dòng)或停止時(shí)產(chǎn)生的摩擦力，同時(shí)還有保證彈簧的剛度離散度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，以確保比例閥安全穩(wěn)定的運(yùn)行。在閥體的鑄造工藝過程中，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)材料和合理的鑄造技術(shù)，并對(duì)閥腔體和閥芯的圓度和不同圓柱面的同軸度進(jìn)行精準(zhǔn)加工，避免誤差過大導(dǎo)致閥芯在運(yùn)行過程中發(fā)生卡死現(xiàn)象，造成液壓比例換向閥運(yùn)行失靈，影響注塑機(jī)的正常工作。

2 液壓比例換向閥在注塑機(jī)中的應(yīng)用

注塑機(jī)工作流程如下所示：液壓比例換向閥在工作循環(huán)中，需要按照注塑機(jī)工藝流程中溫度、速度、時(shí)間和壓力等，進(jìn)行不斷地變換液流的速度、壓力和方向，以保證注塑機(jī)工藝流程的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。注塑機(jī)在注射過程中，需先進(jìn)行閉合處理，再轉(zhuǎn)換為低壓注射狀態(tài)；注射裝置遷移和模具完全貼合后，注射機(jī)中的壓力油將順著螺旋桿流入模腔中，在螺旋桿注射壓力作用下，將熔料全部注入進(jìn)去，此時(shí)模腔中的熔料受到低溫影響，會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，為了確保制成品具有良好質(zhì)量，需對(duì)熔料進(jìn)行保壓處理。待熔料完全冷卻后，合模裝置進(jìn)行自動(dòng)封頂處理，完成整個(gè)注塑工藝設(shè)計(jì)。注塑機(jī)的注塑速度、螺旋桿速度以及回路換向，都是受到液壓比例換向閥控制的，其不僅有效調(diào)節(jié)、控制了工序中所需的壓力，速度和流量，同時(shí)還提高了注塑成形工藝的穩(wěn)定性和注塑制品加工的質(zhì)量。

3 定期維護(hù)注意事項(xiàng)

3.1 選擇適合液壓油

選擇適合液壓油，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起著能量傳遞、冷卻和抗磨作用。系統(tǒng)運(yùn)行性能好壞與剪切安定性液壓油有關(guān)，確保傳遞效率、液壓動(dòng)作和傳遞精度，避免注塑機(jī)在注塑過程中，系統(tǒng)出現(xiàn)故障，影響正常工作。

3.2 定期保養(yǎng)注意事項(xiàng)

定期監(jiān)測(cè)、精心保養(yǎng)和正確使用液壓系統(tǒng)，可以防止系統(tǒng)各機(jī)件在運(yùn)行過程中磨損嚴(yán)重和損壞的發(fā)生，保障系統(tǒng)正常穩(wěn)定的工作，延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命。通過對(duì)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與保養(yǎng)，需對(duì)磨損部件采取合理定期保養(yǎng)措施：

3.2.1 檢查濾清器濾網(wǎng)中附著物

在系統(tǒng)運(yùn)行250h 后，需檢查濾清器濾網(wǎng)中附著物附著情況，一旦附著物過多，那么就會(huì)對(duì)油泵造成嚴(yán)重磨損，油缸出現(xiàn)故障的可能性就會(huì)增加，因此，定期檢查附著物是具有必要性的。

3.2.2 檢查濾芯

在系統(tǒng)運(yùn)行500h 后，必須及時(shí)更新濾芯，保證系統(tǒng)處于良好運(yùn)行狀態(tài)。

3.3 防止空氣和水人侵液壓比例換向閥

3.3.1 防止空氣入侵液壓系統(tǒng)。正常狀態(tài)下液壓油中會(huì)含有6%-8%容積的空氣，當(dāng)壓力降低時(shí)，空氣會(huì)從油中游離出來對(duì)液壓元件造成氣蝕產(chǎn)生噪聲。如果油液中存在的空氣越多，氣蝕、氧化的現(xiàn)象就會(huì)更加嚴(yán)重，導(dǎo)致液壓油性能發(fā)生改變，影響系統(tǒng)穩(wěn)定工作。

3.3.2 防止水入侵液壓系統(tǒng)。當(dāng)液壓油中存在水分時(shí)就會(huì)造成液壓元件污染銹蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致油液乳化變質(zhì)、潤(rùn)滑油膜強(qiáng)度降低，影響系統(tǒng)工作性能。應(yīng)對(duì)儲(chǔ)油桶的存儲(chǔ)加強(qiáng)管理，并對(duì)液壓油進(jìn)行檢測(cè)，避免水含量過多。

結(jié)束語

在注塑機(jī)的工藝流程中，液壓比例換向閥以其先進(jìn)的技術(shù)性能滿足了注塑工藝的各項(xiàng)要求，有效控制液壓流量和改變流量方向，減少了噪音、漏油現(xiàn)象，降低了廢品的形成，增加了使用壽命，節(jié)約了大量經(jīng)濟(jì)成本。自動(dòng)化、精度高、性能優(yōu)良的液壓比例換向閥的研發(fā)與應(yīng)用，提高了注塑機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量和工作效率，操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，實(shí)現(xiàn)了能耗低、無污染的環(huán)保節(jié)能的新工藝，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)做出了貢獻(xiàn)。