摘要；由于变量注塑机的节能特性, 在市场上得到广泛应用。但变量注塑机有它的缺点, 噪声一直是较难解决的问题, 因此如何减低噪声为用户推荐满意的产品, 就摆在广大注塑机制造厂家面前。为解决这一难题, 我公司把它作为2008年第一个攻关项目来对待, 结果取得了较好的效果, 所总结出的多项措施供研发变量注塑机制造厂家提供参考。
关键词: 变量注塑机; 噪声; 降低噪声措
注塑机的噪声主要来源于它的液压系统,它包括液压泵、阀、锁模缸、顶针缸,油箱以及管道;其次是机械部分,它包括电机、溶胶马达、联轴器、机架。在注塑机设计、装配和使用过程中为了减少噪声,我们对噪声源进行实际查找,使用测声器、示波器、频谱分析仪,测量分析声压级;并进行频率分析和不同工况比较,从而找到产生噪声源头、大小及频率特性,采取相应具体措施。
1 降低噪声需注意的几项措施
(1)在设计中要注意的
首先从改进电动机与泵的安装设计着手,如图1所示。在其安装的电动机底部增设防震橡胶垫4、6,提高电动机启动时的避震性,其次从机架的刚性要多加考虑。油箱内部要安装隔离板,要容易拆卸。吸油管要设在油液的最合理高度,在吸油管道上一般不允许安装滤油器(要保持油箱内整体清洁);并必须保证油管接头处的密封性,以防空气等其它物吸入。回油处可安装一个20μm的回油过滤器,以保持油液的清洁。各连接用管接头、法兰都要严格按规定要求设计,通常吸油管道通径按0.5~1m/s流速来计算。
1- 变量柱塞泵2- 法兰盘3- 电动机4、6- 防震橡胶垫5- 钢板
图1 电动机装配示意图
在泵的出油口和集成块连接处安装适当长的减震胶管, 用于降低泵的脉动, 一般减震胶管长度要在试验中得出一个最佳值, 否则减震效果不理想。在有利于散热的前提下, 装好电动机处的围板。
(2)在生产加工中要注意的
生产部门必须要严格按照图纸加工, 如管道的倒角、表面粗糙度、油箱中的回油管末端是否有加工成45°斜角, 斜口不能朝向吸油管, 如图2 所示。
图2 油箱内部示意图
(3)在清理油箱、阀板、管道中要注意的
要彻底清除油箱中的焊渣, 毛刺, 有条件还要进行酸洗, 冲刷, 最后用面团或吸尘器吸走一些小的脏物, 在油箱底部放几块强力磁铁。开口处用带有密封胶的盖板封住。阀板孔的交接处不得留有任何铁屑, 清理阀板后要酸洗, 磷化。细长管道比较难清洗, 最好用镀锌管, 必要时在压力油管腔安装旁路精密滤油器, 如图3 所示。
图3 旁路精密滤油器安装油路图
注: 双点划线内为旁路精密滤油器
(4)在装配中要注意的
安装泵时,“ 加油口”一定要朝上方。电动机底座要有足够的刚性, 能使防震橡胶垫充分吸收振动。电动机与油泵采用柔性联轴器连接, 避免因弯曲或不同轴引起的任何应力。吸油管要短而平直, 夹紧用的2个喉箍要90° 错开安装, 以免漏气, 如图4 所示。
图4 装配图
其他配管的连接, 采用塑料管夹加固, 防止振动。泄油管要单独与油箱连接, 管端必须要插入液面下, 胶管长度不得过长, 否则会造成回油背压过高。
（5）在调试时要注意的
液压油采用正规厂家生产的32 号或46 号液压油, 油箱里的油液不能低于液位计所要求的刻度处。在首次启动油泵前, 必须在泵上方的加油口处注满清洁液压油, 然后在空载情况下对电机采用点动方式启动,注意泵的转向是否同泵要求的转向一致。在空载情况下, 连续运行约3min , 使的油泵各油路畅通无阻, 辨别油流声响是否正常, 观察压力是否稳定。为了得到稳定的压力和流量, 在比例阀处用扳手拧开排气螺钉, 直至流出的油液不冒气泡, 最后调整好压力与流量。在环境噪声较低, 液压系统正常工作的情况下, 用分贝仪距机器1~2m 处测定噪声值。
2 噪声的产生根源和减小噪声的措施
(1)在液压系统中,油液的速度与压力快速变化及气泡的破裂产生很高噪声,而液压泵是这类噪声的主要来源。在设计和选用液压泵时,根据注塑机的液压系统节能和降低噪声需要(液压原理见图5),采用变量柱塞泵,泵的柱塞个数为奇数,且为9个,2个对称配流盘上开有三角槽,防止柱塞泵困油。在新机使用一段时间后配流盘因表面磨损或油泥沉积在三角槽开启处,都会使三角槽变短,减小了卸载作用,产生困油现象,继而引发较高噪声。在正常修配过程中,经平磨修复的配流盘也会出现三角槽变短,此时如不及时将其适当修长,也将产生较高噪声。在装配过程中,配流盘的大三角槽要装在泵的高压腔,并且其尖角方向与缸体的旋向相对,否则也将给注塑机液压系统带来较高噪声。
(2)吸空现象也是造成液压泵噪声过高的主要原因之一。当油液中混入空气后,易在其高压区形成气穴现象,并以压力波的形式传播,造成油液振荡,导致注塑机液压系统产生气蚀噪声。在设计和安装液压泵时应使它的吸油口正朝下,油箱的液面离液压泵的吸油口的垂直距离尽量大,这样降低液压泵吸油口的真空度,增强了泵的倒吸能力,有利于防止气穴现象。为了防止空气侵入到液压系统,在油箱的设计中,吸油管和回油管应保证在最低油面下,两者要用隔板隔开;适当地加大回油管直径,回油管的管端切成45°,回油管之间用管夹固定,这样将会减小回油对油箱的冲击和振动,而且利于油液中的气体分离。选用压力损失小流通量较大的过滤器,且便于检查清洗避免堵塞(油箱图见图6a)。
(3)一般电机的转速增高1倍,噪声将会增高2倍,在满足液压系统的压力和流量前提下,选用中低速(1400～1500r/m)的电机。在装配时,要保证液压泵、电机、弹性联轴器的同轴度,同轴度偏差小于0.1mm;电机安装时要用减震垫和隔震橡胶体(它们之间的安装见图6b)。这样电机和液压泵上振动经过减震垫、隔震橡胶体传到机架将大大减小。溶胶马达以高速回转,如果它们的转动部件不平衡,就会产生周期性的不平衡力,引起转轴的弯曲振动,因而产生噪声,在安装时要保证马达、联轴器、熔胶筒、螺杆很好的同轴度。
(4)在液压泵的出油口分接一条管内径为25mm,长度为1000mm的高压软管(也可称为吸声管),此高压软管另一头堵死。一般可以降低泵的噪声1～3dB。液压泵的吸油口,采用法兰、软管与油箱上吸油管连接以截断机械振动。一般液压泵出油口到油制板采用一条高压软管连接,而在此泵的出口到油制板的连接采用2条高压软管,软管的尺寸要满足压力和流速,而且2根软管的长度需相差50mm以上,这样减小泵的出口流量和压力脉冲振动幅度同时也降低液压泵口噪声源的共振现象,此时效果一般可降低噪声2～4dB。
(5)顶针液压缸工作时,液压系统压力高,而所需的流量小,此时液压泵的泄漏量大,泄油管内油液速度很高,将会对油箱造成很大的冲击噪声。将液压泵的泄油口(此液压泵泄油口所标尺寸为19mm)到油箱的软管采用过渡接头加大一级,用管内径25mm的软管接回油箱;这样以增大了回油管直径,减小泄油的油速对油箱的冲击。
(6)为了使开模和锁模平稳而无冲击,锁模缸采用了液动换向阀;而且调整液动换向阀(见液压原理图图1)的控制油路中的节流元件,使换向平稳无冲击。顶针液压缸换向速度快而且工作压力高,液压冲击噪声很大,把控制顶针液压缸的换向阀(标称通径为10mm)阀芯工作圆柱体修改成小角度(10°～15°)的锥体形状(见图7a),这样在换向时,压力波动峰值可减小(见图7b、7c),起到了换向缓冲作用。注塑机在使用一段时间后,缸头油封过紧或活塞杆弯曲,在运动过程中也会因扭曲而产生噪声。此时须及时更换油封或校直活塞杆。
图7 阀芯结构与压力波动图
(7)为了防止管道各处压力低于大气的压力, 各个密封部件均使用良好的密封装置, 管接头安装前应缠上密封带,各接合面的螺钉应拧紧,同时提高管路连接刚度。管路布置应尽量避免死弯, 对松脱的卡子需及时拧紧。从泵出油口到锁模油制板距离远,需要长的液压管路,我们多次试用不同的连接结构, 得到良好的结构,中间用钢管两头分别用软管与两油制板连接。
(8)溢流阀易产生高频噪声,主要是先导阀性能不稳定所致,即为先导阀的进油腔的压力高频振荡引起空气振动而产生的噪声。其主要原因是油液中混入空气,在先导阀的进油腔内形成气穴现象而引发高频噪声,此时应及时排尽空气并防止外界空气重新进入。阀芯在使用过程中因频繁开启而过度磨损,阀芯锥面与阀座不能密合,造成先导阀流量不稳定,产生压力波动而引发噪声,此时应及时修理或更换。先导阀里面的弹簧因疲劳变形造成调压功能不稳定,使得压力波动大而引发噪声,此时应更换弹簧。
(9)在整机装配后试机前,首先要检查油箱的液压油是否加到规定的高度,各个液压件安装是否牢固,启动液压泵后要对液压泵、各个液压缸、管道进行排气,对振动的管道装上管夹。
(10)为了保证液压油的污染不给液压系统带来故障和噪声,油制板、管道等液压零配件在安装前要清洗干净,新机使用时选用9级以上消泡好的液压油；在油箱中还放置一块磁铁用来吸附铁粉和小铁销(见图6)。在液压泵出口装上了3-R过滤器(见图5)。在泵站装在机架后,泵站周围的板金内壁贴上吸声材料。
结 语；经过多次在现场测试、改进,本文对改善注塑机噪声提出多点改进办法有很大实际意义。其次在注塑机噪声改善方面,它还涉及液压泵的设计、系统的性能要求、机器自身的设计特性和生产成本。不过随着现代制造技术不断向前发展,加上制造材料方面也有新技术突破,今后的注塑机不仅追求物美价廉,而且更加环保。
参考文献:
【1】降低SZ_400_1600注塑机液压系统噪声的设计_张友根
【2】降低注塑机噪声的技术_张友根
【3】如何降低变量注塑机的噪声_马海舟
【4】注塑机噪声分析与对策_朱小化
论文作者:车伟南
论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下
论文发表时间:2016/12/6
标签：噪声论文; 液压泵论文; 油箱论文; 油管论文; 注塑机论文; 压力论文; 液压油论文; 《基层建设》2016年24期8月下论文;