3.3    液压传动系统可拆卸性设计

        应尽可能提高液压系统的集成度，采取原则是对多个元件的功能进行优化组合，实现系统的模块化，并尽可能使液压回路的布局紧凑，如减小液压元件间连接，设计易于拆卸的元件等。阀类元件的管式连接和法兰式连接装拆不方便，为了使液压系统布局更紧凑，可采用插装阀或叠加阀。插装阀是将几个插装式元件插装在插装块体的预制孔中，插装块体起到阀体和管路通道的作用，能进行灵活的组装和连接；板式连接的液压阀可安装到集成块上，通过集成块上的孔道实现油路间的连接，或可直接将阀做成叠加式布局即叠加阀，叠加阀上有进、出油口及执行元件的接口，其接头可做成快速双向接头，提高装配性和可拆卸性。

3.4    液压缸活塞杆密封设计

        液压缸活塞杆密封设计的原则：一是“堵”，即密封可靠；二是“疏”，即将不可避免的渗油导出至废油盛油容器，不应污染设备和周边环境。密封设计失效造成污染，即使在使用中采取技术措施也很难取得理想的效果。虽然密封设计是个很普通的技术，但在实际设计中往往被忽视。

        “堵”：需要由两道密封，即高压密封和低压密封，一些油缸往往只设计高压密封，无低压密封，高压密封圈在高压油压卸载后，与活塞杆接触部位的密封功能基本消失，结果低压油从活塞处渗漏。

        “疏”：密封也不可能做到“零”渗油，经过一段时期运行后，渗油由少积多，所以在活塞杆油缸盖的低压密封圈与防尘圈之间设计渗油盛油槽，防尘圈可把活塞杆通过低压密封圈带出的渗油进一步封住，这部分渗油被防尘圈刮入盛油槽，盛油通过设计的流道引出至废油盛油容器。

3.5    液压能量回收利用技术的设计

        能量再生利用是提高能量利用率的有效措施之一，能量回收利用可提高能量利用率3%~8%。实现过剩能源的储备和再生。在系统的生产运营阶段，通过一些例如液压混合动力、驱动器、蓄能器、电气和电力缓冲装置等把过剩的能量再次转换，甚至实现自动能量回收或再生。根据各种立式注塑机的实际情况，应用和研发能源再生利用的新技术、新结构、新工艺。液压差动、循环的回油能量再生利用系统主要应用于锁模油缸，降低溢流量的蓄能器系统主要应用于超大型注塑油缸。

        作者设计的KH-40000超大型托盘立式注塑机，塑化注射量40000cm3，注射油缸直径320mm，注射行程2000mm，注射柱塞直径为160mm，注射压力80MPa，液压动力驱动系统额定工作压力32MPa，定量泵系统。注射工艺要求：注射时间8s，即注射速度需达到250mm/s，注射速率达到5000cm3/s。要达到这样的大功率高速注射，常规的方法是设计大流量的动力驱动源，达到注射时间的要求，需液压流量1200L/min，电机驱动总功率需220kW。根据成型加工的特点，注射液压油路配置了8个200L的大容量蓄能器作驱动力，注射油缸油液160L，给蓄能器充油时间60s，冷却时间足够保证蓄能器有充足的时间蓄能，注射时，泵和蓄能器一起输出达到注射塑度的要求，系统泵源动力提供制品保压所需高压能量。蓄能器利用制品冷却时间蓄能，充分利用了整机液压系统驱动装载功率，同时减少了溢流损失，提高了能量利用率；大大降低了系统发热量，大幅度减小了冷却器容量。快速移模液压油路配置了1个200L的大容量蓄能器作辅佐驱动力，快速移模速度达到200mm/s。整机液压主系统的主电机装载驱动功率由220kW下降为37kW，达到了成型工艺要求，又大幅节约了成型加工能耗和降低了制造成本。

3.6    液压油再生利用技术的设计

        液压油再生利用不仅保护了环境，而且节约了资源。液压油回收再利用的关键是做好过滤工作和油温控制，只有清洁不变质的油才是可以再利用的。

        液压油再生利用设计从液压系统设计开始，特别是油箱的结构、表面处理、安装方式等设计。液压系统应有足够的冷却能力，达到合理控制工作油温，防止油液变质。油箱内表面处理不应污染液压油。油箱清洗方便，并不应留有存油。过滤器装折科学合理。国内立式注塑机一般都没有在液压系统中设计回油过滤器，液压系统中没有清洗干净的金属切削屑随油流入油箱，不但污染液压油，而且影响系统工作稳定性。对污染的液压油，需要使用专门的设备，经过反复多次的过滤、加热和沉淀，检验合格，方可重新使用。

3.7    伺服电机能量回收利用技术的设计

        交流伺服电机驱动无噪声污染、动态反映快、大幅度节能，被称为绿色驱动技术，已成为绿色化动力驱动的标志。

        交流伺服电机驱动过程中，频繁刹车及减速过程中，伺服电机本身发出电能，在制动电阻上变为热能（热能转换为电能），既浪费能量，又造成环境污染。

        开发交流伺服电机驱动的能源再生利用技术，使节能技术取得实质性的科技进步。在立式注塑机交流伺服电机驱动泵的液压系统中增加伺服驱动制动回收单元，达到存储伺服永磁同步电机在刹车制动过程中产生的电能，同时能够将此电能释放到立式注塑机的工作过程中。在直流母线上串入伺服驱动制动回收单元，以减少制动电阻消耗的能量。制动电阻和伺服驱动制动回收单元并联在一起，用以消耗伺服驱动制动回收单元储存完成后多余的电能，保护伺服驱动制动单元和伺服驱动系统。伺服电机在刹车及减速过程中产生的能量转换为电能，通过伺服驱动器中的逆变模块单元和直流母线，将电能存储在伺服驱动制动回收单元中。而当系统重新提供电能开始工作时，伺服驱动制动回收单元中的电能首先释放，能源再生单元储存的能量将通过直流母线回放到系统中，实现储存能量和释放能量的双向作用，当电压低于整流模块输入的电压时，才使用外部电能，从而达到节能的目的。大同机械集团的东华机械有限公司研制成功立式注塑机伺服能源再生技术，是国内立式注塑机行业首创的一项专利技术。Netstal的ELION系列全电动立式注塑机，把伺服电机制动过程产生的能量直接进入过渡电路，储存在电容电路中，这意味着产生的制动能量不必转化成热量，尤其是在注射循环期间，可以成为总能耗的一个重要部分，例如，当塑化过程发生在模具打开时，产生的制动能量可从过渡电路中汲取旋转螺杆所需的能量，比常规的全电动立式注塑机能耗低10%以上。

3.8    抛弃中间传动环节提高伺服电机传动效率

        传统的伺服交流电动机与油泵之间都通过弹性联轴节进行传动联接，不但降低了传动效率，而且降低了动态反映速度，易产生传动故障，影响使用寿命。近年来，这种中间传动环节的联接方式得到了实质性的改变，一种是伺服交流电机直接与油泵进行花键副的吻合联接；另一种是伺服交流电机与油泵真正实现一体化，即两者共用同一根驱动轴。国内绝大多数伺服交流电动机与油泵之间仍采用弹性联轴节联接，事实证明，使用二年左右，伺服交流电机失效故障率较高，给制造单位和用户造成了很大经济负担。

        低速大转矩交流力矩伺服电机直接驱动螺杆塑化，省去同步带等减速机构，提高传动效率。KraussMaffei公司EX系列全电动注塑成型机，塑化和注射的两个装置安装在不带同步带传动装置的同一轴上的两台相联直接驱动器驱动，每根轴分别由单独的电机驱动，保证了运行方向直接将力传递给螺杆，减少了运动链和横向力，伺服电机直接驱动滚珠丝杆，提高了传动精度及传动效率。威猛巴顿菲尔EcoPower新型全电动立式注塑机系列，结构紧凑的无同步带机构的伺服电机驱动注射系统，配有伺服电机直接驱动式合模装置。EcoPower配有专业设计的驱动系统，从而避免通常产生的制动能量消耗，也不需要配备昂贵的专用系统进行制动能量回收。

3.9    计算机辅助设计提高液压绿色设计技术水平

        立式注塑机行业的液压系统设计手段还处于传统设计，当代先进的计算机辅佐设计还未进入，计算机的应用仅处于取代手工绘图。应用和开发计算机辅助设计应作为提高液压绿色设计技术水平的重点，研发重点：分析液压系统的静态特性，根据设计参数对系统的负载特性、能源利用率、发热与温升等技术特性进行分析，并可反复修改设计参数，直到获得满意结果时为止；仿真分析和预测液压系统的动态特性，根据初步设计好的液压系统建立起数学模型，进行稳定性分析或动态相应数学仿真，通过数据或图形曲线显示其结果，并可反复修改系统参数，直到获得满意结果为止。