注塑机肘杆合模机构弹性力学性能的探讨

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1、2882008年中国工程塑料复合材料技术研讨会论文集注塑机肘杆合模机构弹性力学性能的探讨张友根(宁波海达塑料机械制造有限公司，宁波315200)摘要从注塑机肘杆合模机构弹性变形的运行特征进行分析研究，介绍笔者有所创新的弹性力学在注塑机肘杆合模机构中的研究应用的一些成果。研究了拉杆和肘杆两者之间拉伸刚度的关系，根据拉伸刚度提出了拉杆及肘杆的设计方法及准则；研究了推力座导杆、销轴、模板支架、模板等弯曲挠度的特征及其相互之间的联系。提出了有关零件弯曲挠度的设计方法及准则；研究了有关零件的挠度和强度之间

2、的内在联系，提出了根据挠度要求进行强度设计的准则。关键词注塑机肘杆合模机构弹性力学研究注塑机肘杆合模机构是一个力封闭的弹形变形机构(见图1)，拉杆受力弹性拉伸变形产生合模力，模腔受注射力使拉杆第二次弹性拉伸变形产生锁模力，机构内部零件的性能根据拉杆性能的要求而运行，是一个拉伸拉伸变形和弯曲挠度变形的弹性力学特性的结合体。合模力由机构的肘杆、拉杆等有关零件受力弹性变形而产生，是有关零件拉伸刚度和弯曲刚度特性的具体表现。肘杆合模机构及其零件应在其弹性变形的基础上及在弹性变形的相互联系上进行设计，使各

3、个零件的刚度达到最佳并合理地匹配，使各零件的弹性变形特性得到充分利用。对肘杆合模机构系统各零件几何参数的设计，诸多的探讨一般都采用强度设计的方法，但是对肘杆机构弹性变形的本质及机构与零件之间、零件相互之间的弹性力学特性的内在联系缺乏研究。笔者以弹性力学为基础，对肘杆合模机构的弹性力学性能进行探索，把肘杆机构及其主要受力件在刚度及挠度的本质上联系成一个统一体进行分析，设计各自的参数，从而在本质上揭示了肘杆机构内部弹性力学特性相互之间的联系、存在的规律。这种方法是对肘杆机构及其主要受力件设计思路和方

4、法的根本变革，既提高了肘杆机构应力应变运行的可靠性，又较大幅度地降低了肘杆机构的质量。笔者研究挠度和强度之间的内在联系，提出了根据挠度要求进行强度设计的准则，使强度设计有了更可靠的依据，提高了强度设计的精度。1—拉杆；2—合模油缸；3一推力座；4一尾板；5一推力座导杆；6一后肘杆；7—小连杆；8一大销轴；9一前肘杆；10一移动模板(二板)；ll一顶出油缸；12一固定模板(头板)；13—拉杆螺母图l注塑机肘杆合模机构张友根：注塑机肘杆合模机构弹性力学性能的探讨289l肘杆机构系统拉伸总刚度分析研究

5、肘杆机构运行简图见图2。根据有关资料⋯，肘杆机构系统拉伸总刚度K(kN／cm)为：1／37K2面i而专面o)式中：％——拉杆拉伸刚度；乜。——后肘杆拉伸刚度；玉乞——前肘杆拉伸刚度；卜柔度补偿系数，取卢=1．4。在(1)式中，把后肘杆和前肘杆的拉伸刚度作为肘杆拉伸总刚度考虑，上式的含义就变为拉杆拉伸刚度和肘杆拉伸总刚度与肘杆机构系统拉伸总刚度之间的关系，见(2)式。矿一一10，，¨“‘一(1／％+l／玩)口卜7式中：磊乞——肘杆拉伸总刚度。肘杆和拉杆在拉伸刚度上组成一个互相关联的肘杆机构弹性拉伸

6、刚度系统，拉杆在肘杆的推力下产生弹性拉伸变形，使整个系统产生的变形力形成图2肘杆机构运行简图合模力。计算合模力的拉伸刚度时以肘杆和拉杆两伸刚度作为肘杆机构的基准拉伸刚度，具有充分的者的总拉伸刚度为计算刚度。既然肘杆机构的弹性理论依据和现实意义。拉伸刚度是其最根本的运行特性，但如何确定拉杆1．1．1拉杆拉伸单位弹性变形量系数及肘杆的拉伸刚度，拉杆和肘杆两者的拉伸刚度之注塑机的拉杆运行特性似弹簧，在弹性比例极间的联系，两者各自的拉伸刚度与肘杆机构的性能限内运行，拉伸变形量6与受力拉伸长度厶可用下关系

7、，拉伸刚度与零件的设计，在这些实质性的设计式表示：关键上，诸多的探讨还未有开拓创新。笔者认为，合模力的设计归根到底是对肘杆机构系统拉伸刚度的设计，根据合模力确定拉杆的拉伸刚度，以拉杆拉伸刚度作为设计的基准拉伸刚度，肘杆拉伸刚度直接与拉杆拉伸刚度发生直接联系，在拉杆拉伸刚度与肘杆拉伸刚度的基础上建立系统拉伸总刚度，根据零件拉伸刚度设计肘杆的截面尺寸参数。根据系统拉伸总刚度确定锁模角，根据合模最大变形力设计合模油缸推力及合模油缸直径，达到合模力。就这些方面的问题，论证了拉杆拉伸刚度、肘杆拉伸刚度、肘

8、杆机构系统拉伸总刚度等确定的依据及相互之间的联系，并举例说明了根据拉伸刚度确定零件的设计、合模力的具体设计原理和方法。1．1拉杆拉伸刚度及拉伸变形拉杆拉伸刚度是设计肘杆机构拉伸刚度的基准拉伸刚度。合模力是拉杆受力产生变形达到的，合模力以拉杆的拉伸变形量作为依据，所以把拉杆拉△-丢×100／100(3)式中：厶——拉杆拉伸单位弹性变形量系数，ram／100咖；卜拉杆拉伸变形量，nun；L。——拉杆受力拉伸长度，nLrn。在肘杆合模机构设计之前，拉杆总的变形量6及拉杆的总长度都是未知数，据此，笔者在