預(yù)測肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)的壽命的方法和肘節(jié)式模具夾緊裝置制造方法及圖紙

[問題]提供預(yù)測滾珠絲杠機構(gòu)的壽命的方法，在該方法中相對準(zhǔn)確預(yù)測壽命，預(yù)測壽命所需的計算量少，且因此注射成型機的控制器能簡單預(yù)測壽命。[解決方案]驅(qū)動肘節(jié)式模具夾緊裝置(2)的肘節(jié)機構(gòu)(14)的模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)(24)的可用時間(L

Toggle mold clamping method and ball screw mechanism prediction toggle type mould clamping device of the life of the mold clamping device

[problem] provides a method to predict the life of the ball screw mechanism. In this method, it is relatively accurate to predict the life of the ball screw and the required amount of calculation is less, so the controller of the injection molding machine can predict the life simply. [solution] driving toggle type mold clamping device (2) of the toggle mechanism (14) of the mold clamping ball screw mechanism (24) the time available (L

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】預(yù)測肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)的壽命的方法和肘節(jié)式模具夾緊裝置
本專利技術(shù)涉及預(yù)測模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)的壽命的方法，該模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)驅(qū)動注射成型機的肘節(jié)式模具夾緊裝置，該注射成型機設(shè)置有該模具夾緊裝置，并且本專利技術(shù)涉及肘節(jié)式模具夾緊裝置，在該肘節(jié)式模具夾緊裝置中執(zhí)行預(yù)測壽命的方法。
技術(shù)介紹
如在相關(guān)技術(shù)中所熟知的，注射成型機被構(gòu)造成包括注射樹脂的注射裝置以及夾緊模具的模具夾緊裝置。存在各種類型的模具夾緊裝置，并且熟知的模具夾緊裝置是肘節(jié)式模具夾緊裝置，肘節(jié)式模具夾緊裝置設(shè)置有包括肘節(jié)機構(gòu)的模具夾緊機構(gòu)。肘節(jié)式模具夾緊裝置被構(gòu)造成包括：固定壓板，固定的側(cè)模具被附接至所述固定壓板；模具夾緊殼體；可移動壓板，所述可移動壓板被可滑動地設(shè)置在固定壓板和模具夾緊殼體之間，并且可移動模具被固定至所述可移動壓板；多個系桿，固定壓板通過所述多個系桿連接到模具夾緊殼體；和肘節(jié)機構(gòu)。肘節(jié)機構(gòu)將模具夾緊殼體和可移動壓板連接在一起，并且如果肘節(jié)機構(gòu)被驅(qū)動，則可移動壓板移動，并且模具被打開和關(guān)閉。存在各種類型的肘節(jié)機構(gòu)，并且相對廣泛使用的一種類型的肘節(jié)機構(gòu)被構(gòu)造成包括一對短連桿；一對長連桿；一對交叉連桿；和十字接頭。一對短連桿中的每一個短連桿的第一端部被可樞轉(zhuǎn)地附接到模具夾緊殼體。一對長連桿中的每一個長連桿的第一端部被可樞轉(zhuǎn)地附接到可移動壓板。短連桿的第二端部被分別可轉(zhuǎn)動地連接到長連桿的第二端部。十字接頭通過一對交叉連桿連接到該一對短連桿。如果通過預(yù)定驅(qū)動機構(gòu)在軸向方向上驅(qū)動十字接頭，則該一對短連桿和該一對長連桿被收縮和展開，肘節(jié)機構(gòu)被驅(qū)動并且模具被打開和關(guān)閉。在通過馬達驅(qū)動每一個裝置的馬達驅(qū)動注射成型機中，十字接頭被馬達和滾珠絲杠機構(gòu)驅(qū)動。滾珠絲杠機構(gòu)被構(gòu)造成包括：滾珠絲杠；滾珠螺母，所述滾珠螺母旋擰滾珠絲杠上；和多個滾珠，所述多個滾珠在滾珠絲杠和滾珠螺母之間滾動。滾珠絲杠機構(gòu)好在于：滾珠絲杠機構(gòu)通過多個滾珠減小了滾珠絲杠和滾珠螺母之間的摩擦，并且能夠有效地將旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)換成軸向力。相比之下，如果滾珠絲杠機構(gòu)用于其中載荷施加在其上的環(huán)境中，則諸如滾珠的表面剝落的劣化進行。在模具夾緊期間，大載荷被施加到驅(qū)動十字接頭的滾珠絲杠機構(gòu)上，并且因此，可能迅速地進行劣化，并且可能有必要在數(shù)年內(nèi)更換滾珠絲杠機構(gòu)。需要停止注射成型機的操作預(yù)定時間長度并且更換滾珠絲杠機構(gòu)。在不期望的時刻發(fā)生的滾珠絲杠機構(gòu)的故障可能造成不可避免的停產(chǎn)長時間段，并且給生產(chǎn)計劃帶來麻煩。如果能夠合適地預(yù)測滾珠絲杠機構(gòu)的壽命，則能夠安排滾珠絲杠機構(gòu)的更換，并且防止生產(chǎn)計劃受到影響。滾珠絲杠機構(gòu)的制造者提供了以下的表達式來預(yù)測滾珠絲杠機構(gòu)的壽命。[表達式1]其中L：額定疲勞壽命(rev)，Lt：壽命時間(h)，Ca：基本動額定載荷(N)，F(xiàn)a：軸向載荷(N)，fw：載荷因數(shù)，以及n：旋轉(zhuǎn)速率(min-1)。基本動額定載荷Ca表示當(dāng)多個滾珠絲杠機構(gòu)在其上施加軸向載荷的情況下在相同的條件下旋轉(zhuǎn)時，允許90％的滾珠絲杠機構(gòu)在不造成與劣化相關(guān)聯(lián)的金屬剝落等的情況下旋轉(zhuǎn)一百萬圈的軸向載荷。載荷因數(shù)fw是根據(jù)滾珠絲杠機構(gòu)在旋轉(zhuǎn)期間是否接收到?jīng)_擊而增加的因數(shù)。如果不存在沖擊，則采用載荷因數(shù)fw為1。由于模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)上的沖擊小，所以認為載荷因數(shù)fw為1.2是合適的。額定疲勞壽命L是滾珠絲杠機構(gòu)的壽命，其被表示為在作為預(yù)定軸向載荷的軸向載荷Fa被施加到滾珠絲杠機構(gòu)上的狀態(tài)下驅(qū)動滾珠絲杠機構(gòu)的情況中的轉(zhuǎn)數(shù)。表達式1-1給定了額定疲勞壽命。通過表達式1-2給定壽命時間Lt，其中滾珠絲杠機構(gòu)的壽命由額定疲勞壽命L和旋轉(zhuǎn)速率n以時間為單位表示。在表達式1-1中，軸向載荷Fa的值恒定；然而，通常，載荷變化是正常的，并且施加在模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)上的載荷也變化。滾珠絲杠機構(gòu)的制造者提供了下面的表達式以計算滾珠絲杠機構(gòu)在軸向載荷變化的情況中的壽命。[表達式2]其中Fm：平均軸向載荷(N)，nm：平均旋轉(zhuǎn)速率(min-1)，F(xiàn)1、F2……Fn：第一次、第二次……第n次的軸向載荷(N)，n1、n2……nn：第一次、第二次……第n次的旋轉(zhuǎn)速率(min-1)，以及t1、t2……tn：第一次、第二次……第n次的驅(qū)動時間(min)。表達式2-1用于計算作為軸向載荷的平均數(shù)的平均軸向載荷Fm，以便計算變化的軸向載荷所施加到的滾珠絲杠機構(gòu)的壽命。當(dāng)滾珠絲杠機構(gòu)被驅(qū)動n次時，F(xiàn)1、F2……Fn分別表示第一次、第二次……第n次施加到滾珠絲杠機構(gòu)上的軸向載荷，并且n1、n2……nn分別表示該次的旋轉(zhuǎn)速率，并且t1、t2……tn分別表示該次的驅(qū)動時間。從這些變量中計算平均軸向載荷Fm。事實上，能夠因此以下列方式從表達式1-1導(dǎo)出表達式2-1。如果將表達式1-1顛倒，則左側(cè)變?yōu)?/L，并且能夠被稱為滾珠絲杠機構(gòu)每旋轉(zhuǎn)一圈所暴露的損傷。如果這些損傷積累達旋轉(zhuǎn)L圈，則能夠確定已經(jīng)達到滾珠絲杠機構(gòu)的壽命。相比之下，表達式1-1的右側(cè)的倒數(shù)與軸向載荷Fa的立方成正比。即，能夠斷定滾珠絲杠機構(gòu)每旋轉(zhuǎn)一圈所接收的損傷與軸向載荷Fa的立方成正比。如果軸向載荷F1、F2……Fn變化，則滾珠絲杠機構(gòu)所接收到的積累的損傷的值與F13·n1·t1+F23·n2·t2+…+Fn3·nn·tn成正比。即，積累的損傷的值與通過將F1、F2……Fn的三次冪與該時間的轉(zhuǎn)數(shù)相乘并且將結(jié)果值相加在一起而獲得的表達式成正比。隨后，通過將這個表達式除以作為總轉(zhuǎn)數(shù)的n1·t1+n2·t2+…+nn·tn而獲得的結(jié)果表達式與滾珠絲杠機構(gòu)每旋轉(zhuǎn)一圈所接收到的損傷的平均數(shù)有關(guān)。表達式2-1通過求所獲得的結(jié)果的三分之一次冪而獲得。因此，能夠獲得平均軸向載荷Fm。如果將以此方式使用表達式2-1計算的平均軸向載荷Fm代入表達式1-1的軸向載荷Fa中，則能夠獲得如表達式2-3所表示的額定疲勞壽命L。能夠獲得作為滾珠絲杠機構(gòu)的平均旋轉(zhuǎn)速率的平均旋轉(zhuǎn)速率nm的計算表達式，如表達式2-2所示。能夠如表達式2-4所表示地從所獲得的額定疲勞壽命L和平均旋轉(zhuǎn)速率nm獲得壽命時間Lt。因此，如果能夠檢測每一個時刻的軸向載荷并且能夠獲得在該時刻的模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動時間，則能夠計算平均軸向載荷Fm并且能夠計算壽命。引用列表專利文獻[專利文獻1]JP-A-2000-238106在專利文獻1中提出了預(yù)測滾珠絲杠機構(gòu)的壽命的另一種方法。根據(jù)專利文獻1中公開的方法，通過檢測當(dāng)滾珠絲杠機構(gòu)被驅(qū)動時滾珠絲杠的移動速率以及被供應(yīng)到馬達的電流，并且將檢測到的值乘以預(yù)定轉(zhuǎn)矩系數(shù)來計算該時刻被施加到滾珠絲杠機構(gòu)的能量。如果施加到滾珠絲杠機構(gòu)的能量被積累，則能夠獲得施加到滾珠軸承機構(gòu)的總能量。如果總能量超過預(yù)先設(shè)定的壽命能量，則確定已經(jīng)達到壽命。
技術(shù)實現(xiàn)思路
技術(shù)問題如上所述，重要的是預(yù)測肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)的壽命。能夠使用表達式2-1至2-4來預(yù)測滾珠絲杠機構(gòu)的壽命。還能夠使用專利文獻1中公開的方法預(yù)測壽命。這些方法具有問題。首先，在使用表達式2-1至2-4預(yù)測壽命的情況中，存在計算困難的問題。施加在模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)上的軸向載荷的變化復(fù)雜，并且?guī)缀醪豢赡軠?zhǔn)確地檢測在每一個時刻的軸向載荷以及滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)速率和驅(qū)動時間中的全部。即使這些變量能夠被本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種預(yù)測肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)的壽命的方法，所述模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)用于驅(qū)動所述肘節(jié)式模具夾緊裝置的肘節(jié)機構(gòu)，其中所述模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)的可用時間被給定為作為單變量的模具夾緊力的單變量函數(shù)，所述可用時間是所述模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)能夠在不劣化的情況下操作的時間長度，并且使用所述單變量函數(shù)來預(yù)測所述模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)的所述壽命。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2014.10.17 JP 2014-2122371.一種預(yù)測肘節(jié)式模具夾緊裝置的模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)的壽命的方法，所述模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)用于驅(qū)動所述肘節(jié)式模具夾緊裝置的肘節(jié)機構(gòu)，其中所述模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)的可用時間被給定為作為單變量的模具夾緊力的單變量函數(shù)，所述可用時間是所述模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)能夠在不劣化的情況下操作的時間長度，并且使用所述單變量函數(shù)來預(yù)測所述模具夾緊滾珠絲杠機構(gòu)的所述壽命...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：天內(nèi)康裕，
申請(專利權(quán))人：株式會社日本制鋼所，
類型：發(fā)明
國別省市：日本,JP