专利名称:单电机机械传动式预塑注射机构的制作方法
本发明属于注塑机的改进。
一般的注塑机，如在我国广泛采用的角尺机械传动注塑机，是由两个电动机通过两个减速器分别驱动螺杆旋转和平动来交替地完成预塑和注射两个动作。它结构复杂，轴线多，另部件多，其中还使用了许多易损齿轮和滑动轴承，使制造和维修繁复。加之，因使用了电磁制动器，更使装置耗电，噪音高。
本发明的目的在于简化原有注塑机的机构，且使易损另件标准化，从而便于制造、维修和降低成本，并且着力在提高效率和寿命，降低电耗和噪音上作改进。
本发明的任务是通过下述方法来实施的注塑机的预塑和注射部分的工作元件是螺杆;螺杆在预塑时定向转动和平动，注射时向另一个方向平动，而电动机有两个转向，所以有可能利用一个电动机的两个转向来使螺杆分别完成预塑和注射动作。
在电动机输入轴上装上止回机构和用作改变电动机转动速度和转动轴向的减速齿轮组的主动齿轮，在与输入轴垂直的轴向装有丝杆组件，齿轮组的从动齿轮和单向不可逆转动机构组成的其它传动部件，背压装置、工作元件螺杆和料筒。当电动机带动皮带盘向一个方向旋转时，止回机构转动，输入轴便转动，通过齿轮组使与它相连的丝杆组件中的螺母转动，带动丝杆组件中的丝杆作与注射方向相反的平动，直到螺母和丝杆肩楔紧，则螺母的扭矩便传递到丝杆上，丝杆便转动，并带动与其相连的螺杆也跟着转动，产生预塑动作，这时，料筒内的料随着螺杆的转动向注射方向运动，并产生对螺杆的反向作用力，使螺杆还有一个与注射方向相反的平动，它带动其上的单向不可逆转动机构一起平动，直到预塑达到所需的料量为止，这时，电动机开始反转，止回机构从而输入轴反转，通过齿轮组使螺母反转，这时与螺杆连接的单向不可逆转动机构及丝杆和螺母的连接机构限制丝杆反转，迫使它只能向注射方向运动，产生注射动作，直到注射达到所需料量为止。
这样，只要使用一个电动机，便可利用它的正转和反转，配合以单向不可逆转动机构和其它传动部件来使注塑机交替地进行预塑和注射。而且，利用止回机构，还可以同时完成注射完毕以后的保压动作。
与现有技术相比，本发明的优点如下1.把一般注塑机的两个分开的预塑和注射机构改成一个机构，输入轴正转时预塑，反转时注射，机构简单，另件少。
2.在输入轴上装有单向止回机构，取消了一般机构传动式注塑机常用的电磁制动器，传动中采用滚珠丝杆螺母付和螺旋伞齿轮付，效率高，省电，噪音低，寿命长。
3.整个机构只有二根轴线，即输入轴轴线和丝杆-螺杆轴线，这使加工中省去多轴加工所需的专用机床，可用通用机床进行加工，并且设计成可 独立而方便地装卸的四个部分机箱、动力输入部件、背压装置和丝杆组件、螺杆及料筒。
4.易损的另件尽量标准化，由专业工厂制造，生产和维修方便。
下表将本发明的机构和角尺机械传动注塑机中的60克注塑机的预塑注射机构的部分情况作对比，使其优点更为明显。
序 项目 60克注塑机 本发明预塑号 预塑注射机构 注射机构1 需按图纸加工的非标准 136个 55个另件2 电动机 2个 1个3 电磁制动器 1个 04 维修时需自制的滑动轴承 13个 05 滚动轴承(外购) 6个 9个6 传动齿轮 14个(自制) 2个(外购)7 制造时需保证相对位置的 9根 2根轴线8 传动效率(理论) 约0.8 约0.99 噪音(实测) 82db 65db10 重量 约1000kg 约450kg11 造价 7800 5000(试制费)图1是本发明的机头装配图。
图2是图1的A-A视图。
图3是图1的B-B视图。
下面结合附图来说明本发明的一个最佳实施例。
本发明使用单个电动机(图中未画出)来完成预塑和注射两个动作。在本实施例中，采用功率为3ww/2kw，转速为1460/960转/分的双速电动机，预速时转速慢，注射时转速快。
本发明的所有部件都装在相互垂直的二根轴线上，即输入轴轴线及丝杆-螺杆轴线上，如图1所示，在具体装置里，丝杆-螺杆轴线是垂直于工作台的，在输入轴轴线上装有动力输入部件，它包括轴入轴〔1〕，皮带盘〔2〕，如图2所示的起止回作用的机构〔3〕，螺旋伞齿轮付〔4〕的主动齿轮〔4′〕以及轴承〔5〕、〔6〕、〔7〕、〔8〕，密封圈〔9〕和垫片〔10〕，在与输入轴以螺旋伞齿轮付相联系的丝杆-螺杆轴线上装有螺杆〔12〕，其外围的通过花键〔13〕与它相连的丝杆组件。丝杆组件包括滚珠丝杆〔14〕，滚珠螺母〔15〕及它们之间的钢珠〔16〕组成的滚珠丝杆螺母付及滚珠丝杆〔14〕未端的推力轴承〔17〕，滚珠螺母〔15〕与螺旋伞齿轮付的从动齿轮〔4″〕相连。螺杆〔12〕的上端有背压装置，它包括一根固定于螺杆〔12〕上，能随之转动的背压弹簧〔18〕，其顶端的弹簧压圈〔19〕，弹簧筒帽〔20〕和弹簧压杆〔21〕。在螺杆顶端，背压弹簧中间有一根起计量作用的顶杆〔22〕，其顶端穿过背压装置后伸出机外，它与限位开关配合使用，以调节预塑和注射的料量。螺杆的下端装在料筒〔23〕里，在丝杆〔14〕末端的推力轴承〔17〕和料筒〔23〕间的螺杆中部安装如图3所示的单向不可逆转动机构〔24〕及轴承〔25〕、〔26〕，滚珠螺母外还有装在大轴承座〔27〕里的轴承〔28〕和〔29〕及调节螺丝〔30〕料筒〔23〕装在带有排污通道〔31〕的料筒座〔32〕里，所以，本发明的整个机构可以分成四个分立的部分动力轴入部件，丝杆组件和背压装置，工作元件螺杆〔12〕和料筒〔23〕，机箱〔33〕，前三部分各自用螺栓〔34〕、〔35〕、〔36〕各四个固定在中间机箱〔33〕上，可独立装卸。
本发明的输入轴上装置止回机构〔3〕，它由法兰盘〔37〕，止动环〔38〕、拔叉〔39〕、星轮〔40〕、滚柱〔41〕、弹簧〔42〕和花键〔43〕组成。当电动机带动皮带盘〔2〕正转时，与皮带盘〔2〕连结的止回机构〔3〕的拔叉正转，通过滚柱〔41〕把扭矩传递给星轮〔40〕，带动星轮〔40〕正转，与星轮〔40〕以花键〔43〕连接的输入轴〔1〕正转，通过螺旋伞齿轮付〔4〕使滚珠丝杆螺母付中的滚珠螺母〔15〕正转，从而其内部的钢珠〔16〕正转，它不能平动，这样，与它活动啮合的滚珠丝杆〔14〕便作与注射方向相反的平动，它压紧弹簧〔18〕，并带动其它背压装置和推力轴承〔17〕一起平动，直到把推力轴承〔17〕楔紧在滚珠螺母〔15〕和滚珠丝杆〔14〕间，这时滚珠螺母〔15〕通过钢珠〔16〕将其扭矩传递到滚珠丝杆〔14〕上而带动它转动起来。这里的推力轴承〔17〕用平面推力轴承，若用锥轴承或推力滚柱轴承也可以，滚珠丝杆〔14〕的螺距可以取标准化的螺距20mm，但为了提高注射速度，本发明对于注射功率为3kw的电动机选用30mm的螺距。由于滚珠丝杆〔14〕与螺杆〔12〕由花键〔13〕连接，故螺杆〔12〕也随着转动，产生预塑动作，并且伴随着转动，料筒〔23〕内的料向注射方向移动从而对螺杆〔12〕有一反作用力，使螺杆〔12〕有一个与注射方向相反的平动。在预塑时螺杆〔12〕需要一定的背压，以防在螺杆头部出现空区，本发明用与螺杆〔12〕一起旋转的单支背压弹簧〔18〕把压力施加在螺杆〔12〕的尾部，从而改进了现有注塑机的二支弹簧和平面推力轴承的结构。预塑动作一直到顶杆〔22〕被与注射方向相反运动的螺杆〔12〕推动到撞上限位开关〔44〕为止。这时，电动机开始带动皮带盘〔2〕反转，拔叉〔39〕便离开滚柱〔41〕而反转，带动星轮〔40〕反转，输入轴〔1〕反转，通过螺旋伞齿轮付〔4〕使滚珠螺母〔15〕及其内部钢珠〔16〕反转，这时，由于装在螺杆〔12〕上的如图3所示的单向不可逆转动机构〔24〕的作用，滚珠丝杆〔14〕不能反转，只能向注射方向平动，并且通过其下端的推力轴承〔17〕推动单向不可逆转动机构〔24〕，从而推动螺杆〔12〕一起向注射方向平动而完成注射动作，这时顶杆〔12〕及弹簧筒帽〔22〕、弹簧压杆〔23〕，弹簧压圈〔21〕一起向注射方向平动，直到弹簧筒帽〔20〕撞到另一个限位开关〔45〕时注射停止，两个限位开关的距离对应于螺杆〔12〕的行程，将它乘以料筒〔23〕的横截面，即等于每次注射所需要的用料量。
注射完毕后，料筒〔23〕里的螺杆〔12〕受到熔融料的压力，力图退出料筒〔23〕，这时需保持螺杆〔12〕和料筒〔23〕的相对静止，以防止已注入模具的熔融料返回料筒，这个动作在一般注塑机里是靠一个电磁制动器来完成的，本发明中由于使用了止回机构〔3〕，当注射停止时，料的反压力通过传动机构力图使输入轴向与注射时转动的相反方向旋转，此时，滚柱〔41〕在弹簧〔42〕的作用下已楔紧在止动环〔38〕和星轮〔40〕间的狭窄部位。从而限制了星轮〔40〕的旋转，使输入轴〔1〕不能反转，因而螺旋伞齿轮付 螺母〔15〕及其钢珠〔16〕、滚珠丝杆〔14〕及螺杆〔12〕均不能动作，这样便完成了保压动作，因此，本发明不需要用一般注塑机使用的电磁制动器来保压。直至电动机带动皮带盘〔1〕再次正转，拔叉〔39〕把滚柱〔41〕从楔紧的位置上推出，再通过滚柱〔41〕把扭矩传递给星轮〔40〕，便又开始重复预塑动作。
在本实施例中，机箱〔33〕上相对位置开有两个同样尺寸的输入轴孔，可根据操作安全和方便的原则自行选择并安装输入轴，另一个孔用带油标〔46〕的闷盖〔47〕盖住，保持密封，使油标〔46〕在操作者一边，便于观察，而皮带盘〔2〕在另一侧，较为安全。
本发明在安装时，先把可卸下的三部份装配完毕后，再分别装上机箱〔33〕。本实施例中采用成套的滚珠丝杆螺母付，来代替一般注塑机的效率仅0.3～0.6的普通丝杆，其效率可达0.95，并且可灵活地控制丝杆随螺母正转时转动，反转时利用其无自锁作用的特性与螺母可立即脱开而不转动。它避免了使用普通丝杆结构复杂，配件加工困难的缺点。
本发明中除了调整螺旋伞齿轮付外，其它部件的调整无特殊要求。在本发明里，可利用调整垫片〔10〕和〔11〕的厚度，以及调整调节螺丝〔30〕相对于大轴承座〔27〕的位置来改变大小齿轮的啮合位置，在具体安装时，丝杆-螺杆轴线是垂直于工作台的，机构内多余的润滑油等废物经由料筒座〔32〕上的排污通道〔31〕泄出，并且在机箱〔33〕后侧设计一凸缘，在安装和拆卸料筒〔23〕和螺杆〔12〕时，可以凸缘中心线旋转，使机筒头脱离模具，为模具装卸提供方便。
权利要求
1.一种涉及塑料注塑机械用的预塑注射机构，由电动机、机壳、动力输入部件、预塑部件，注射部件和注塑量调节部件及背压装置所组成，本发明的特征在于，上述的动力输入部件由带有止回装置[3]的皮带盘[2]通过输入轴[1]带动伞齿轮付[4]组成；上述的预塑部件和注射部件合并成一个预塑注射部件，它由上述的伞齿轮[4]带动的正转能预塑，反转能注射的丝杆螺母付和带有单向转动机构[14]的螺杆[12]组成，其使用的动力源是单个电动机。
2.按权利要求
1所述的预塑注射机构，其特征在于，上述的伞齿轮付〔4〕是一对轴线垂直的主动齿轮〔4′〕和从动齿轮〔4″〕组成的伞齿轮付上述所有器件通过这对轴线垂直的伞齿轮付装在两条相互垂直的轴线，即输入轴轴线和丝杆-螺杆轴线上，其中丝杆-螺杆轴线垂直于工作台。
3.按权利要求
1、2所述的预塑注射机构，其特征在于，上述伞齿轮付〔4〕是螺旋伞齿轮付。
4.按权利要求
1所述的预塑注射机构，其特征在于，上述的止回装置〔3〕包括法兰盘〔37〕，止动环〔38〕，拔叉〔39〕，星轮〔40〕，滚柱〔41〕和弹簧〔42〕，它通过花键〔43〕与输入轴〔1〕联动。
5.按权利要求
1、2、4所述的预塑注射机构，其特征在于，上述的丝杆螺母付由随上述伞齿轮付〔4〕的从动齿轮〔4″〕转动的螺母〔15〕和随螺母转动而运动的，下端以内花键〔13〕与螺杆〔12〕相连的空心丝杆〔14〕组成。
6.按权利要求
5所述的预塑注射机构，其特征在于，所述的丝杆螺母付是滚珠丝杆螺母付，它由滚珠螺母〔15〕和滚珠丝杆〔14〕及它们之间的钢珠〔16〕组成，螺母〔15〕的转动是通过钢珠〔16〕传递给滚珠丝杆〔14〕的。
7.按权利要求
1、2、4、6所述的预塑注射机构，其特征在于上述的滚珠丝杆〔14〕末端固定一个推力轴承〔17〕。
8.按权利要求
7所述的预塑注射机构，其特征在于，上述的推力轴承〔17〕是平面推力轴承，或锥轴承，或推力滚珠轴承。
9.按权利要求
1、2、4、6所述的预塑注射机构，其特征在于上述的滚珠丝杆的螺距选用30mm，也可选用标准化的20mm。
10.按权利要求
1所述的预塑注射机构，其特征在于，上述的单向转动机构〔24〕是当电动机正转时，能随着其它预塑注射部件一起转动，而电动机反转时不能转动的单向不可逆转动机构。
11.按权利要求
1所述的预塑注射机构，其特征在于，所述的电动机是预塑时转速慢，注射时转速快的双速电动机。
12.按权利要求
1、11所述的预塑注射机构，其特征在于，所述的双速电动机是功率为3kw/2kw，转速为1460/960转/分的双速电动机。
13.按权利要求
1、2、4、6、8、10、11所述的预塑注射机构，其特征在于，整个机构分成可独立装卸的四个部分动力输入部件，丝杆组件和背压装置，工作元件螺杆〔12〕和料筒〔23〕，机箱〔33〕，前三部份各自用螺栓〔34〕、〔35〕、〔36〕各四个固定在中间的机箱〔33〕上，可独立装卸。
14.按权利要求
1、2、4、6、8、10、11所述的预塑注射机构，其特征在于，机箱〔33〕上相对位置开有两个同样尺寸的输入轴孔，根据操作的安全和方便选用其中一个，另一个用带油标〔46〕的闷盖〔47〕盖住。
15.按权利要求
1、2、4、6、8、10、11所述的预塑注射机构，其特征在于齿轮间的啮合位置通过调整输入轴上的垫片〔〔10〕和〔11〕的厚度以及调节螺丝〔30〕相对于大轴承座〔27〕的位置来改变。
专利摘要
单电机机械传动式预塑注射机构，属于注射机械的改进。它利用电动机有正反向转动的性能，使它向一个方向旋转时完成预塑动作，反向旋转时完成注射动作，改进了现有注塑机交替地用两个电动机分别驱动螺杆旋转和平动来完成预塑和注射两个动作，克服了其结构复杂，轴线多，零部件多，效率低，电耗大，噪音高的缺点，省略了一个电动机和电磁制动器，减少了易损的滑动轴承和传动齿轮，减少了轴线，从而简化机构，便于制造和维修，并且提高了效率和寿命，降低了造价、电耗和噪音。
文档编号B29C45/07GK85106043SQ85106043
公开日1987年1月7日 申请日期1985年7月12日
发明者姚正华 申请人:上海塑料制品五厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan