橡膠真空注射機是一種專用于高性能橡膠制品成型的先進設備,廣泛應用于汽車密封件、軌道交通減振元件、醫療器械、電子絕緣部件及高d工業膠輥等領域。該設備通過在密閉真空環境下將混煉膠料精確注射入模具型腔,有效排除氣泡、提高產品致密度與物理性能,顯著提升成品率和一致性。
其工作原理是:膠料經預熱后送入注射料筒,在螺桿或柱塞推動下進入真空脫氣室,利用高真空(通常≤100 Pa)抽除膠料中夾帶的空氣和揮發物;隨后在高壓下快速注入已預熱并閉合的模具中,完成硫化成型。整個過程在封閉系統中進行,避免了傳統開煉或普通注射工藝中因氣體殘留導致的缺膠、氣孔、分層等缺陷。
一、機械結構
注射單元
螺桿/柱塞注射系統:
螺桿式:適用于高粘度膠料(如丁腈橡膠、氟橡膠),通過旋轉螺桿實現膠料的塑化、計量與注射,注射壓力可達120-200MPa。
柱塞式:用于低粘度或液體硅橡膠(LSR),通過柱塞往復運動直接推動膠料,注射精度更高(±0.1%以內)。
料筒與加熱圈:料筒采用雙層結構,內層為高耐磨合金(如H13鋼),外層纏繞加熱圈,實現膠料預熱與保溫(溫度范圍:室溫至220℃)。
噴嘴與分流梭:噴嘴設計為可更換式,適配不同膠料流動性;分流梭優化膠料流向,減少渦流,提升填充均勻性。
合模單元
鎖模機構:
液壓直壓式:通過液壓缸直接推動動模板,鎖模力范圍廣(500-5000噸),適用于大型制品(如汽車密封條)。
肘桿式:利用杠桿原理放大液壓力,節能且鎖模速度快,適合中小型制品(如電子密封件)。
模具安裝板:采用T型槽或快速定位結構,支持模具快速更換與精準定位,模具厚度調節范圍通常為200-600mm。
頂出裝置:液壓或氣動驅動,頂出力可調(0-50噸),確保制品脫模無損傷。
機架與防護裝置
機架:采用高強度鑄鐵或焊接鋼結構,承載鎖模力與注射壓力,振動幅度≤0.05mm。
安全防護門:配備光電感應或機械互鎖裝置,門未關閉時設備無法啟動,防止操作人員誤入危險區域。
廢料收集槽:位于模具下方,收集飛邊與余料,便于清理與回收。
二、液壓系統
液壓泵站
變量泵:根據負載需求自動調節排量,節能且噪音低(≤75dB)。
電機:采用伺服電機或變頻電機,轉速可調(0-1800rpm),響應時間≤0.1秒。
油箱:容量500-2000L,配備油溫冷卻器(風冷/水冷)與濾油器,油液清潔度達NAS 6級。
液壓閥組
比例閥:控制注射速度、鎖模力與頂出力,重復精度±1%。
方向閥:切換液壓油流向,實現合模、開模、注射、保壓等動作。
壓力繼電器:監測系統壓力,超壓時自動停機并報警。
液壓管路
采用高壓橡膠軟管(耐壓35MPa以上)或無縫鋼管,接頭為卡套式或擴口式,防止泄漏。
管路布局優化,減少彎折與振動,降低壓力損失(≤5%)。
三、真空系統
真空泵
旋片式真空泵:抽氣速率50-3000L/s,極限真空度達0.5Pa,適用于大多數橡膠材料。
羅茨泵組:與旋片泵串聯使用,抽氣速率提升3-5倍,極限真空度≤0.01Pa,用于高精度制品(如醫療膠塞)。
真空腔體
注射腔:圍繞噴嘴設計,容積0.5-10L,與模具型腔通過真空通道連接,抽氣時間≤5秒。
模具腔:模具內部設置真空槽,與注射腔形成封閉回路,確保膠料填充時無氣體殘留。
真空閥門與傳感器
電磁閥:快速切換真空/大氣環境,響應時間≤0.2秒。
真空表:顯示腔體真空度,量程0-100kPa,精度±1%。
真空繼電器:真空度未達設定值時,禁止注射動作,防止制品缺陷。
四、溫控系統
加熱元件
料筒加熱圈:采用鑄鋁加熱器或陶瓷加熱片,功率密度2-5W/cm²,分段控制(通常3-5區)。
模具加熱板:內置加熱管或加熱棒,溫度均勻性±1.5℃,支持快速升溫(升溫速率≥5℃/min)。
冷卻裝置
水冷系統:模具內部設置冷卻水道,流量5-20L/min,控制模具溫度(通常40-180℃)。
風冷裝置:用于料筒與液壓系統散熱,風量1000-5000m³/h。
溫度控制器
PID控制器:根據設定溫度自動調節加熱功率,超溫時切斷電源并報警。
熱電偶:采用K型或J型熱電偶,測量精度±0.5℃,響應時間≤2秒。
五、電氣控制系統
PLC控制器
采用西門子、三菱或歐姆龍等品牌PLC,支持16-256點I/O,存儲100組以上工藝參數。
具備故障診斷功能,可顯示報警代碼與解決方案。
人機界面(HMI)
觸摸屏尺寸7-15英寸,分辨率800×480以上,支持中文/英文切換。
顯示實時工藝參數(溫度、壓力、真空度)、生產數據(產量、良品率)及設備狀態。
伺服驅動系統
注射、鎖模、頂出等動作由伺服電機驅動,速度、位置、壓力閉環控制,重復精度±0.01mm。
六、輔助裝置
膠料預處理系統
混煉機:將生膠與硫化劑、促進劑等混合,門尼粘度控制范圍20-120。
切膠機:將混煉膠切成小塊(通常5-20g),便于自動上料。
自動上料裝置
真空吸料機:通過真空吸力將膠料從儲料桶輸送至注射單元,輸送量0.5-10kg/次。
計量裝置:采用電子秤或螺桿計量,上料精度±0.5%。
制品取出機械手
氣動/電動機械手:抓取制品并放置于傳送帶或檢測工位,抓取力可調(0-50N)。
視覺檢測系統:集成CCD相機,檢測制品尺寸、外觀缺陷(如氣泡、飛邊),不合格品自動剔除。
