CN110202761A - 一种塑化动力和注射动力协作的注塑机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及塑化动力和注射动力协作的注塑机，包括机壳；料筒；螺杆；压力传感器；动力系统，其包括套筒、塑化驱动件、过渡部件、用于将过渡部件与螺杆相连接的连接部件、自过渡部件中部穿过且与过渡部件螺纹副配合的丝杆、驱动丝杆转动的注射驱动件，其中机壳内部设有供过渡部件移动的腔体，连接部件内部设有避让丝杆的避让通道，丝杆通过转动连接件定位在机壳中，过渡部件的内外螺纹旋向相反设置。本发明过渡部件在丝杆和套筒协同驱动下绕自身轴心线转动和沿着轴心线方向直线运动而带动螺杆同步运动，共同完成注塑过程，在相同的工况下，可选择动力输出的额定功率和现有注塑机相比，可降低30%~40%，从而降低制造成本。
Description
技术领域
本发明属于注塑机备领域，具体涉及一种塑化动力和注射动力协作的注塑机。
背景技术
注塑机，又名注射成型机或注射机。它是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。
因此，塑料注塑的过程主要包括塑化过程、松退过程和注射过程，其中松退过程主要是让料筒内的熔料处于无压力或者低压力状态，防止熔料自喷嘴流出，然而，目前行业内注塑机设备，在注射过程和塑化过程中，对电机的利用率较低，且塑化用的动力与注射用的动力之间是相对独立工作的，当塑化时，塑化电机基本处于较高负荷甚至满负荷工作状态，而此时注射电机仅提供较小的背压，基本处于无负载工作状态；当注射时，注射电机处于满负载工作状态，而塑化电机基本处于无负载工作状态，因此，为了实现上述的塑料注塑，其选择的塑化电机和注射电机所需要的额定功率是较高的，故注塑机的成本也比较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的塑化动力和注射动力协作的注塑机。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种塑化动力和注射动力协作的注塑机，其包括
机壳；
料筒，其包括内部具有空腔且自一端部与机壳连通的筒体、位于筒体另一端部的喷嘴，其中筒体上设有下料口；
螺杆，其沿着料筒长度方向延伸；
压力传感器；
动力系统，其用于驱动螺杆绕自身轴线转动、且沿着自身长度方向直线运动，其包括中心线与螺杆轴心线重合且定位在机壳内的套筒、驱动套筒绕自身轴心线转动的塑化驱动件、自套筒内部穿过且与套筒螺纹副配合的过渡部件、用于将过渡部件与螺杆远离挤出端部相连接的连接部件、自过渡部件中部穿过且与过渡部件螺纹副配合的丝杆、驱动丝杆绕自身轴心线转动的注射驱动件，其中机壳内设有供过渡部件移动的腔体，连接部件内部设有避让丝杆的避让通道，丝杆通过转动连接件定位在机壳中，过渡部件的内外螺纹旋向相反设置，且过渡部件在丝杆和套筒协同驱动下绕自身轴心线转动和沿着轴心线方向直线运动而带动连接部件和螺杆同步运动。
优选地，连接部件包括与螺杆远离挤出端部相固定连接的轴套、用于将轴套与过渡部件相固定连接且内部设有避让通道的连接套。
根据本发明的一个具体实施和优选方面，轴套包套设在螺杆远离挤出端部的套体、设置在套体外周的连接帽，动力系统还包括设置在连接套和过渡部件外周、且两端部设置在连接帽与套筒之间的弹性件，当螺杆向机壳内运动时，弹性件处于压缩状态；当螺杆向机壳外运动时，弹性件处于复位状态。
优选地，弹性件为弹簧，且两端部固定在连接帽和套筒的法兰上，其中弹簧可压缩或/和可扭转的设置。
优选地，塑化驱动件包括与套筒同心设置的塑化齿轮、用于驱动塑化齿轮的塑化传动件和塑化电机。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，丝杆一端部穿出机壳和机壳设置，注射驱动件位于机壳外部，且连接在丝杆冒出机壳的端部。
优选地，注射驱动件包括套设在丝杆上的注射齿轮、用于驱动注射齿轮的注射传动件和注射电机。
优选地，转动连接件为轴承。
优选地，套筒通过轴承转动设置在机壳上。
进一步的，在机壳内部可拆卸地设置有机壳内衬，套筒通过轴承转动连接在机壳内衬上，压力传感设置在机壳内衬远离所述套筒端部与机壳靠近注射驱动件端部之间。
此外，在机壳的端部、料筒的外周还设有冷却套，其中冷却套上开设有与下料口相连通的入料孔。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明过渡部件在丝杆和套筒协同驱动下绕自身轴心线转动和沿着轴心线方向直线运动而带动螺杆同步运动，共同完成塑料注塑过程，因此，在相同的工况下，可选择动力输出的额定功率和现有注塑机相比，可降低30%~40%，从而降低注塑机的制造成本。
附图说明
图1为本发明塑化动力和注射动力协作的注塑机的结构剖视示意图（处于塑化过程）；
图2为本发明塑化动力和注射动力协作的注塑机的结构剖视示意图（处于注射过程）；
其中：1、机壳；10、腔体；2、料筒；20、筒体；200、空腔；21、喷嘴；3、螺杆；4、动力系统；40、套筒；41、塑化驱动件；410、塑化齿轮；42、过渡部件；43、连接部件；430、轴套；c、套体；d、连接帽；431、连接套；b、避让通道；44、丝杆；45、注射驱动件；450、注射齿轮；46、弹性件（弹簧）；47、转动连接件（轴承）；5、机壳内衬；6、压力传感器；7、冷却套。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图1所示，本实施例的塑化动力和注射动力协作的注塑机，其包括机壳1、料筒2、螺杆3、动力系统4、压力传感器6。
具体的，料筒2包括内部具有空腔200且自一端部与机壳1连通的筒体20、位于筒体20另一端部的喷嘴21，其中筒体20上设有下料口（图中未显示，但不难想到）。
螺杆3，其沿着料筒2长度方向延伸，且与筒体20的空腔200匹配设置。
动力系统4，其用于驱动螺杆3绕自身轴线转动、且沿着自身长度方向直线运动。
本例中，动力系统4包括中心线与螺杆3轴心线重合且定位在机壳1内的套筒40、驱动套筒40绕自身轴心线转动的塑化驱动件41、自套筒40内部穿过且与套筒40螺纹副配合的过渡部件42、用于将过渡部件42与螺杆3远离挤出端部相连接的连接部件43、自过渡部件42中部穿过且与过渡部件42螺纹副配合的丝杆44、驱动丝杆44绕自身轴心线转动的注射驱动件45、以及套设在连接部件43外周且位于连接部件43与套筒40之间的弹性件46，其中机壳1内设有供过渡部件42移动的腔体10，连接部件43内部设有避让丝杆44的避让通道b，丝杆44通过转动连接件47定位在机壳1中，过渡部件42的内外螺纹旋向相反设置，且过渡部件42在丝杆44和套筒40协同驱动下绕自身轴心线转动和沿着轴心线方向直线运动而带动连接部件43和螺杆3同步运动。
具体的，连接部件43包括与螺杆3远离挤出端部相固定连接的轴套430、用于将轴套430与过渡部件42相固定连接且内部设有避让通道b的连接套431。
轴套430包套设在螺杆3远离挤出端部的套体c、设置在套体c外周的连接帽d。
弹性件46设置在连接套431和过渡部件42外周、且两端部设置在连接帽d与套筒40之间，当螺杆3向机壳1内运动时，弹性件47处于压缩状态；当螺杆3向机壳1外运动时，弹性件47处于复位状态。
具体的，弹性件47为弹簧，且两端部固定在连接帽d和套筒4的法兰上，其中弹簧可扭转和可压缩的设置。
塑化驱动件41包括与套筒40同心设置的塑化齿轮410、用于驱动塑化齿轮410的塑化传动件（图中未显示，但不难想到）和塑化电机（图中未显示，但不难想到）。
丝杆44一端部穿出机壳1设置，注射驱动件45位于机壳1外部，且连接在丝杆44冒出机壳1的端部。
具体的，注射驱动件45包括套设在丝杆上的注射齿轮450、用于驱动注射齿轮450的注射传动件（图中未显示，但不难想到）和注射电机（图中未显示，但不难想到）。
本例中，转动连接件47为轴承。套筒40通过轴承转动设置在机壳1上。
具体的，在机壳1内部可拆卸地设置有机壳内衬5，套筒40通过轴承转动连接在机壳内衬5上，压力传感器6设置在机壳内衬5右端部和机壳1靠近注射驱动件45端部之间，其中，压力传感器6能够根据设定值控制塑化电机和注射电机的运动状态。
此外，在机壳1的端部、料筒2的外周还设有冷却套7，其中冷却套7上开设有与下料口相连通的入料孔（图中未显示，但不难想到）。
本实施的实施过程如下：
一.塑化过程：
结合图1所示，熔料自下料口a注入料筒2，由塑化电机带动塑化齿轮410转动，从而带动套筒40转动，进而驱使过渡部件42转动且向右运动，同时由注射电机带注射齿轮450转动，从而带动丝杆44转动，进而驱使过渡部件42向右运动且转到，因此，过渡部件42在丝杆44和套筒40协同驱动下绕自身轴心线转动和沿着轴心线方向向右运动而带动连接部件43和螺杆3同步运动，进而熔化塑胶并输送至喷嘴端，此时，弹簧46被压缩储存压力，同时扭转变形恢复提供一部分塑化扭矩。
二、松退过程（其状态与图1相似，在此省略附图表示）：
待完成上述塑化步骤后，塑化电机带动塑化齿轮410旋转，从而带动套筒40旋转；同时注射电机带动注射齿轮450转动，从而带动丝杠44旋转，此时过渡部件42在套筒40和丝杠11的协同作用下不旋转，但是沿轴线方向后退（图示向右运动），进而带动螺杆3直线后退，实现松退，同时，弹簧46进一步被压缩。
三、注射过程：
结合图2所示，完成上述的松退后，通过由注射电机带注射齿轮450的反向转动，从而带动丝杆44反转，进而驱使过渡部件42向左运动，同时由塑化电机带动塑化齿轮410反向转动，从而带动套筒40反动，进而驱使过渡部件42向左运动，因此，过渡部件42在丝杆44和套筒40协同驱动下不转动和沿着轴心线方向向左运动而带动连接部件43和螺杆3同步运动，进而将熔料自喷嘴出射出，此时，弹簧46恢复形变提供一部分注射压力，同时被扭转变形储存扭矩。
综上所述，本申请在丝杆和套筒协同驱动下，驱使过渡部件和螺杆的同步运动，共同完成塑料注塑过程，同时在注射过程中，结合弹簧所提供作用力，有效提高了两个电机的利用率，因此，在相同的工况下，可选择动力输出的额定功率和现有注塑机相比，可降低30%~40%，从而降低注塑机的制造成本。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种塑化动力和注射动力协作的注塑机，其包括
机壳；
料筒，其包括内部具有空腔且自一端部与所述机壳连通的筒体、位于所述筒体另一端部的喷嘴，其中所述筒体上设有下料口；
螺杆，其沿着所述料筒长度方向延伸；
压力传感器；
动力系统，其用于驱动所述螺杆绕自身轴线转动、且沿着自身长度方向直线运动，
其特征在于：所述的动力系统包括中心线与螺杆轴心线重合且定位在所述机壳内的套筒、驱动所述套筒绕自身轴心线转动的塑化驱动件、自所述套筒内部穿过且与所述套筒螺纹副配合的过渡部件、用于将所述过渡部件与所述螺杆远离挤出端部相连接的连接部件、自所述过渡部件中部穿过且与所述过渡部件螺纹副配合的丝杆、驱动所述丝杆绕自身轴心线转动的注射驱动件，其中所述的机壳内设有供所述过渡部件移动的腔体，所述的连接部件内部设有避让所述丝杆的避让通道，所述的丝杆通过转动连接件定位在所述机壳中，所述过渡部件的内外螺纹旋向相反设置，且所述过渡部件在所述丝杆和所述套筒协同驱动下绕自身轴心线转动和沿着轴心线方向直线运动而带动所述连接部件和所述螺杆同步运动。
2.根据权利要求1所述的塑化动力和注射动力协作的注塑机，其特征在于：所述的连接部件包括与所述螺杆远离挤出端部相固定连接的轴套、用于将所述轴套与所述过渡部件相固定连接且内部设有所述避让通道的连接套。
3.根据权利要求2所述的塑化动力和注射动力协作的注塑机，其特征在于：所述的轴套包套设在所述螺杆远离挤出端部的套体、设置在套体外周的连接帽，所述的动力系统还包括设置在所述连接套和所述过渡部件外周、且两端部设置在所述连接帽与所述套筒之间的弹性件， 当所述的螺杆向所述机壳内运动时，所述的弹性件处于压缩形变状态；当所述的螺杆向所述机壳外运动时，所述的弹性件处于恢复形变状态。
4.根据权利要求1所述的塑化动力和注射动力协作的注塑机，其特征在于：所述的弹性件为弹簧，且两端部固定在所述连接帽和所述套筒的法兰上。
5.根据权利要求1所述的塑化动力和注射动力协作的注塑机，其特征在于：所述的塑化驱动件包括与所述套筒同心设置的塑化齿轮、用于驱动所述塑化齿轮的塑化传动件和塑化电机。
6.根据权利要求1所述的塑化动力和注射动力协作的注塑机，其特征在于：所述的丝杆一端部穿出所述机壳设置，所述的注射驱动件位于所述机壳外部，且连接在所述丝杆冒出所述机壳的端部。
7.根据权利要求6所述的塑化动力和注射动力协作的注塑机，其特征在于：所述的注射驱动件包括套设在所述丝杆上的注射齿轮、用于驱动所述注射齿轮的注射传动件和注射电机。
8.根据权利要求1所述的塑化动力和注射动力协作的注塑机，其特征在于：所述转动连接件为轴承。
9.根据权利要求1所述的塑化动力和注射动力协作的注塑机，其特征在于：所述的套筒通过轴承转动设置在所述机壳上。
10.根据权利要求9所述的塑化动力和注射动力协作的注塑机，其特征在于：在所述机壳内部可拆卸地设置有机壳内衬，所述的套筒通过轴承转动连接在所述机壳内衬上，所述的压力传感设置在所述机壳内衬远离所述套筒端部与所述机壳靠近所述注射驱动件端部之间。
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