全电动精密注射机耦合电机驱动合模系统的研究

作     者：边旭东 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：伍先安

授予年度：2013年

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：全电动注射机 耦合电机驱动 合模系统 运动学性能 动力学性能 

摘      要：本论文基于AE80系列全电动注塑机与液压驱动双曲肘斜排列七支点合模机构的机型参数,在全电动注射机耦合电机驱动五杆合模机构的设计基础上,设计出新型混合驱动七杆合模机构,并运用ADAMS软件创建混合驱动七杆合模机构的虚拟样机模型,在一定的速度驱动下,完成对动模板开合模速度稳定性能的分析,并对动模板、拉杆与杆件进行刚柔耦合分析,研究注射成型周期内三个构件柔性体运动学与动力学性能。为了对合模机构的运动学与动力学性能进行更加全面的分析,论文运用MATLAB软件对混合驱动七杆合模机构的行程比及力放大比进行分析并优化。 对混合驱动七杆合模机构的虚拟样机研究结果表明,设置一定的常规电机与伺服电机驱动函数,在2.2s的注射成型周期内,动模板的速度曲线接近正弦曲线,开模速度增幅平稳,有效地控制了因开模速度过大引起的制品裂纹与翘曲变形,合模初始速度平稳,验证了七杆机构速度补偿性强、惯性冲击小的优势。 对动模板柔性体分析结果显示,由于合模初始阶段存在一定的惯性冲击,实际合模速度增幅在初始阶段较为缓慢,到达动模板移模的最大速度也相应延迟0.13s,但其最大速度却有一定程度的增加。 拉杆的柔性体分析结果显示,拉杆两端是应力集中部位,应作为疲劳寿命分析的重点。 杆件的柔性体分析结果表明,杆件的铰接处是应力集中部位,后杆与前杆在锁模阶段受力较大,是疲劳寿命分析的重要构件。 研究结果表明,混合驱动七杆合模机构动模板开合模平稳,保证了制品的质量,移模最大速度也有了较大提升。机构行程比优于五杆机构,平均移模速度有了较大幅度增加,提高了成型加工的效率,减少了机构尺寸。机构力放大比优于五杆机构,能够提供更高强度的锁模力。 新型七杆合模机构符合混合驱动常规电机提供大锁模力,伺服电机主要负责速度补偿输出的特点,其较大的力放大比特性满足了全电动注塑机大型化的发展趋势。机构注射成型周期更短,机构尺寸也较五杆机构有所缩减,达到了节材节能、降低成本的目标。