卧式多物料注塑机转盘运水运油转盘结构设计

卧式多物料注塑机转盘运水运油转盘结构设计

邹波，谢佩，杨钊

东华机械有限公司，广东东莞，523118

摘要：本文介绍了一种卧式多物料注塑机动模板旋转模具的装置——转盘，针对生产多色塑料制品，解决了单台注塑机生产多色塑料制品的实际生产问题，提高生产效率、创造经济价值。

关键词：卧式注塑机，多色塑料制品；转盘。

0.引言

    随着生活水平的提高，客户对注塑制品的要求越来越高，塑料产品的品质化、多量化、多元化、多彩化成为所需求的要素。很多单色的塑料制品已无法满足客户的需求，于是出现了在同一台机上注塑两种或两种以上成分的塑料制品，这些两种或两种以上的塑料制品包括多层制品、夹层制品、混色制品等，生产这些塑料制品就需要用到多物料注塑生产技术。传统的组装、粘结工艺、工序太多且费时，多物料成型技术大大减少是这些工序，在满足生产多色塑料制品时缩短生产周期，提高生产效率。多色塑料制品广泛应用于汽车配件、玩具、日用品、文具、家电、包装材料等领域。而转盘，是多物料注塑生产技术中的重要装置。

1. 工作原理

a.动模板转盘结构，如图1：

                            图1

    转盘的主要零件有：底板1，转盘2，压块3，高压软管4，感应开关5，分水块6，运水轴套7，运水轴芯8，轴承9，旋转密封圈10，轴承11，转盘辅助轴承体12，键槽镶板13，斜块插槽14，插销15，插销油缸体16（包含有：油缸筒，前盖，后盖，活塞，密封件），伺服电机17，减速机18，小齿轮19,过渡齿轮20，压块铜板21，运油轴套22，轴芯23，模具定位圈24，轴承25，旋转密封圈26，轴承27，转盘铜板28。

b.转盘旋转工作原理：如图1，模具安装在转盘2上，由伺服电机17驱动，经过减速机18减速转动小齿轮19，小齿轮19带动过渡齿轮20，过渡齿轮20带动转盘2，从而带动模具旋转。转盘采用伺服电机驱动，快速平稳，定位精准。

c.插销油缸体及感应开关工作原理：转盘2旋转时，插销油缸16处于后退状态，转盘2旋转到位后，感应开关6检测到，伺服电机17停止转动，转盘2停止转动，此时转盘2离所需位置会有一点偏差，此时插销油缸16开始工作，定出插销15，插销15与斜块插槽14相互挤压，使转盘2跟着转动，最终使转盘2回到所需位置。

d．转盘润滑：转盘2和底板1之间、压块3和转盘2之间增加铜板28和21，底板增加油孔，起润滑的作用和减小摩擦阻力的作用，防止旋转时烧伤转盘和底板，或因摩擦阻力              过大而无法转动。

e.转盘支撑：转盘上需安装模具，安装后转盘会因自身重量和模具重量而下坠倾斜，使公模和母模闭合时会出现错位，产生碰撞，可能会撞坏模具，也可能使转盘局部摩擦力过大而无法转动。此时，就需要增加防止转盘下坠倾斜的调整装置，解决转盘下坠倾斜的缺陷。转盘支撑的调整装置有三方面：第一，运油轴套22、轴芯23及运油轴套22轴芯23之间的轴承25和27，起支撑和旋转转盘的作用；第二，压板3和压板上的铜板21，压板3防止转盘倾斜，铜板21起润滑作用，防止转盘旋转时烧伤转盘或因摩擦阻力过大而无法转动；第三，转盘辅助轴承体12，从转盘底部支撑转盘，防止转盘下坠，。

f.模具随转盘转动，模具上的冷却水和抽芯油不能直接从转盘外接到模具上，否则模具转动会把水管和油管拉坏。此时就需要确保冷却水和抽芯油的接口相对于模具来说是相对静止，才能保证水管和油管不会损坏。

(1)转盘运油：运油轴套22上加工油槽和安装密封件的槽。底板1侧面留有四个孔，用油管接到运油轴套22，通过运油轴套22上的油槽，进入轴芯23，轴芯23上的孔通到大圆面上，再用高压软管接到分水块6上，完成从底板侧面转盘面上通油。因为运油轴套22与轴芯23之间是旋转运动，运油轴套上的密封圈需要用旋转密封圈，才能保证转盘工作时，运油轴套上的油不会泄露。运油轴套的油槽两侧增加卸油槽，确保旋转密封圈处渗出来的油可以接出来。

(2)转盘运水：运水轴套7上加工水槽和安装密封件的槽。运水轴套7用螺钉固定在主轴芯23上，运水轴套上的孔与主轴芯上的孔对应接通。运水轴芯端部留有4个孔，用于接水到转盘上。水管接到运水轴芯8端部，通过运水轴芯8上的孔到达运水轴套7上的水槽，再通过运水轴套7上的孔到达主轴芯23上的孔，轴芯上的孔通到大圆面，再用高压软管接到分水块上，完成从运水轴芯到转盘面上通水。因为运水轴套7与运水轴芯8之间是旋转运动，运水轴套上的密封圈需要用旋转密封圈，才能保证转盘工作时，运水轴套上的水不会泄露。

2.伺服电机计算与选型：

如图2，设转盘旋转180°，加速时间为t1，稳定时间为t3，减速时间为t2,角速度为v，角加速度β，所形成的面积为旋转的角度s，转矩为T，总惯量为I，转盘质量为m1，半径为r，模具重量为m2，长为L，宽为W，高为H，小齿轮与转盘齿数比U，减速机减速比i，电机需提供的最大扭矩P，为方便计算，设t

1= t2：

=

解得：

总惯量：

转盘所需转矩：

电机需提供的最大扭矩：

算出转盘所需转矩、电机需提供的最大扭矩，就可以选择所用伺服电机。

图2                                  图3

3.轴承的计算与选型：

如图3图4，设O点为轴承31受力点，A为轴承30受力点，B点为辅助轴承17受力点，C点为转盘和模具重心，轴承31受力为F1，轴承30受力为F2，辅助轴承受力为F3，转盘与模具重力之和为G，辅助轴承基本额定动载荷为Cr,辅助轴承与竖直方向角度为a：

根据图3，有：F3=2Cr*COSa

以O点为支点，受力图如图4，按图5公式计算出受力：

图4                         图5

再根据公式计算出轴承的寿命选择轴承即可。

4.多物料伺服转盘的优点：

1. 转盘采用伺服电机驱动，比液压马达驱动更快速平稳，定位更精准。
2. 伺服电机于转盘之间采用齿轮传动，性能可靠，使用便捷。
3. 转盘配备多组定位及其到位检测，保证精准到位，安全有效。转盘可以配置二工位旋转0°-180°-0、三工位旋转0°-120°-240°-0°、四工位旋转0°-90°-180°-270°-0°等。
4. 采取多项措施，防止转盘倾斜下垂，承载力大，保护模具和运油轴套与轴芯之间的轴承。
5. 转盘具备冷却水通道，方便接水冷却模具。
6. 转盘具备动模板抽芯通道，方便接动模板抽芯油。
7. 转盘与底板之间增加铜板，压块与转盘之间增加铜板，增加润滑效果，减少摩擦，方便维修。

参考文献

[1] 闻邦椿主编，机械设计手册，第5版，北京，机械工业出版社，2010

[2] 北京化工大学，华南理工大学合编. 塑料机械设计【M】 . 第2版 . 北京：

    中国轻工业出版社，1995                             

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