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圆盘鞋底注塑机工作原理_圆盘式注射机结构说明

2026-05-26 关注次数：

圆盘鞋底注塑机工作原理：圆盘式注射机结构说明

一、引言：圆盘机的定义与地位

圆盘鞋底注塑机，全称为圆盘式塑胶鞋类射出成型机，是制鞋行业中用于生产各类鞋底的核心设备。它因成型平台为可转动的圆盘而得名，通过圆盘在水平面内的间歇式旋转，实现多工位并行作业，大幅提升生产效率。

圆盘式注射机与我们日常生活中打针的注射器原理类似——在螺杆推力作用下，把已经塑化的熔融状态塑料注射到封闭的模具腔中，经固化定型后得到产品。这一看似简单的原理背后，是一套由转盘系统、注射系统、合模系统、液压系统、控制系统五大核心部分精密协同运作的复杂机械系统。

本文将从业内公开的技术资料出发，系统解析圆盘鞋底注塑机的工作原理与结构组成。

二、圆盘机的基本结构与布局

2.1 整机结构概览

圆盘鞋底注塑机的整机结构可概括为“一台圆盘、多套模具、若干注射单元”的组合。从公开的专利技术资料来看，典型圆盘机包括以下核心结构：

- 机架：整台设备的安装基础，承载所有机构重量

- 圆盘：可旋转的圆形工作台，沿圆周均匀分布多个工位

- 立柱：垂直支撑结构，安装于机架内部

- 上板与下板：分别安装于立柱的顶端和底部，构成主体框架

- 模座板：环形均匀设置在圆盘上表面，用于安装模具

- 注射单元：包括料筒、螺杆、注射头等部件

- 合模单元：包括合模油缸、压板等部件

2.2 圆盘的驱动与支承

圆盘通过回转支承安装在机架上方，由驱动装置带动旋转。从结构设计看：

- 回转支承：中心座上方设有回转支承，圆盘通过中间的通孔活动安装在立柱外部，依靠回转支承实现平稳旋转

- 驱动方式：圆盘的底部设置有驱动圆盘转动的伺服电机，实现高精度定位控制

- 气电液旋转器：圆盘上表面中间立柱的外部设置有气电液旋转器，负责在旋转状态下实现液压油、电力和压缩空气的传输

2.3 制动系统

现代全自动圆盘式塑胶鞋注射机还配备紧急制动装置，以确保操作安全：

制动件包括支架、制动盘、活动杆和驱动件。在圆盘不需要转动时，启动驱动件带动活动杆移动，使制动盘移动至与圆盘的侧面接触，限制圆盘转动；若不需要紧急制动时，可让圆盘自然停止。

三、圆盘式结构的多工位作业原理

圆盘机的核心创新在于多工位并行作业的设计思路。与普通单工位注塑机不同，圆盘式结构允许注射、冷却、取件等工序在不同工位上同时进行。

3.1 工位分布与作业流程

以16工位机型为例：

- 圆盘沿圆周均匀设置16个工位，每个工位可安装一套模具

- 注射单元固定在某一特定位置（通常是圆盘外缘）

- 当圆盘旋转时，各工位依次经过注射工位、冷却区和取件工位

3.2 双注塑头技术

更高效的设计是双注塑头多工位圆盘制鞋机，该技术方案通过两个注射头实现产能翻番：

其技术核心在于分油装置——由上下两套圆形阀芯垂直叠加装配在阀套内，安装在圆盘中心。通过这一结构，一个注射头可注射单数工位，另一个注射头同时注射双数工位，实现：

- 一机双头同时注塑生产

- 生产效率较单头机提升一倍

- 两个注射头相差90度布置，空间布局合理

四、注射系统工作原理

4.1 注射部件结构

圆盘鞋底注塑机的注射系统是其“心脏”，负责将塑料原料熔融并注入模具。根据公开的专利技术资料，注射系统的典型结构包括：

- 电动机：提供动力源，带动减速器工作

- 减速器：降低转速、提高扭矩，驱动螺杆旋转

- 料筒：筒状容器，内部设有螺杆，外部绕有电热丝

- 螺杆：在料筒内旋转，负责物料的输送、熔融和混炼

- 注射头：位于料筒前端，与模具注入口对接

- 注射油缸：提供注射推力

4.2 熔融塑化过程

注射成型的第一阶段是塑化：

1. 塑料颗粒从料斗进入料筒

2. 电热丝加热料筒外部，温度分区控制

3. 螺杆旋转产生剪切热，使塑料逐渐熔融

4. 熔融塑料积聚在料筒前端，形成“熔体储料”

4.3 注射过程

塑化完成后进入注射阶段。卧式注射成型机的注射过程尤为典型：

- 注塑部件（卧式）将原料融化，从喷嘴流出

- 熔料依次经过注料联结器内的注料通道和注射头内的注料孔道

- 终注射进模具型腔中

这一设计使得合模油缸活塞与注射头连为一体——注射头固定设置在合模油缸活塞的下端，可随着活塞的上下移动而做同步运动，实现合模与注射的精密配合。

4.4 注射头的密封设计

注射头与料筒出料口的连接处采用球面配合设计：

“油缸的活塞杆端装有塑料注射头与料筒前端的出料口为关节似的球面配合，在注射口两旁横向开有如喇叭口型长圆孔，孔内2只螺丝与料筒前端连接。”

这种球面关节式设计确保注射头与料筒出料口之间的良好密封，防止高温高压的熔融塑料泄漏，同时允许一定程度的角位移补偿模具定位误差。

五、合模系统工作原理

5.1 合模油缸结构

合模装置是保证模具闭合紧密、防止注射时“涨模”的关键部件。从典型圆盘机结构看：

合模装置包括固定在立柱顶部的上板、安装在机架上表面的下板、以及设置在上板上方的增压油缸。增压油缸输出端的伸缩杆连接有压板，压板在油缸驱动下垂直运动，对模具施加锁模力。

5.2 子母缸压力开关设计

现代圆盘机普遍采用子母缸搭配压力开关的设计方案：

- 母缸负责快速行程，实现快速关模

- 子缸负责建立高压锁模力，确保产品不起毛边

- 压力开关实时监测锁模力状态，不足时自动补偿

这一设计兼顾了效率与精度——既有快速合模的高效率，又能确保每一次成型的锁模力稳定，从而保证产品品质划一。

5.3 合模高度调节

圆盘机的另一结构特色是合模高度可调。有专利技术方案采用弹簧托脚结构：

“圆盘由机架两旁的两只下方装有弹簧的托脚托起离机架底板上的垫铁2-4mm。”

这种设计使圆盘与机架底板之间形成2-4mm的间隙，通过弹簧实现缓冲和高度微调，既能适应不同厚度的模具，又能缓冲合模冲击力，保护模具不受损伤。

六、液压与压力控制系统

6.1 分油装置（旋转配油系统）

圆盘机在工作时需要一边旋转一边为各个工位的油缸提供液压油，这就需要一个旋转配油系统——分油装置。从双注塑头圆盘机专利技术看：

分油装置安装在圆盘中心，由上下两套圆形阀芯垂直叠加装配在阀套内。阀芯表面设有环形油槽，油槽内钻有油孔，形成多条独立的液压油通路：

- 上阀套的油管接头连接单数工位的提压楦油缸及开合模油缸

- 下阀套的油管接头连接双数工位的相应油缸

这种结构使圆盘在连续旋转时，液压油路始终保持接通，各工位油缸能够独立动作、互不干扰。

6.2 比例式压力控制

生产不同形体的鞋底产品时，各工位模具的注射压力需求可能不同。现代圆盘机采用比例式压力控制系统：

- 各模射料采用多段压力独立控制

- 可根据不同射出量产品的制造需求独立调节

- 实现“万能机型”——一台机器同时生产多种规格、不同射出量的产品

6.3 电脑全自动控制

控制系统是圆盘机的“大脑”。现代圆盘机普遍采用电脑全自动控制：

- 电脑数字控制，计量准确

- 可分为多种不同分量射出成型

- 操作界面友好，稳定可靠

- 温度、压力、时间等参数可精确设定

七、双色机与多色机的工作原理

7.1 双色圆盘机的结构特点

双色圆盘机是在单色机基础上增加一套注射系统形成的。典型的双色圆盘机（如DR-7116B1型）主要配置：

- 螺杆规格：Φ70/Φ65

- 射出容积：750/650 Cm³

- 马达功率：18.5/25Kw × 2组

- 温度控制：4段 × 2组

- 电热功率：7Kw × 2组

7.2 双色注射的作业流程

双色圆盘机工作时，两个注射头相差90度布置：

1. 模具随圆盘转至第一注射头下方，注入第一色材料

2. 圆盘继续旋转至第二注射头下方

3. 第二色材料注入同一模具，形成双色鞋底

4. 继续旋转至冷却区、取件工位

7.3 立式圆盘多色机

立式圆盘多色塑料鞋底注射机是另一技术路线：

该机型在同一机座上使用同一圆盘，安装1-3台不同数量的机架，合模和注射都采用双油缸工作。合模油缸的活塞杆用螺帽安装在合模板上，合模板上固定装有料筒和双压力柱，构成合模压力机构。

多色机能够实现一次成型的复合颜色鞋底生产，避免了分次成型的工序繁琐和质量差异。

八、工艺循环与各系统协同

8.1 完整成型周期

圆盘鞋底注塑机的成型过程是一个循环往复的工艺过程，每一周期主要包括：

1. 定量加料 → 2. 熔融塑化 → 3. 施压注射 → 4. 充模冷却 → 5. 启模取件

取件完成后，闭模继续下一周期。

8.2 各系统协同时序

在圆盘机的一个完整周期中，各系统的动作时序如下：

| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |

| 待机 | 定位 | 待机塑化 | 闭模锁紧 | 待命 |

8.3 工位多、定型时间长的优势

根据实际生产机型的特点：

“工位多，定型时间长，易保证鞋底成型质量。”

圆盘机的一大结构优势在于——随着工位数量增加，模具在注射完成后可在圆盘上停留更长时间，实现充分冷却定型，避免因脱模过早导致的鞋底变形、缩水等质量问题。

九、技术发展

9.1 伺服驱动技术

现代圆盘机已普遍采用伺服电机驱动转盘，替代传统的人工转动或液压驱动。伺服电机能够实现：

- 高精度定位控制

- 平稳的加减速

- 结合制动件的紧急响应

9.2 适用材料扩展

圆盘鞋底注塑机可加工的原料范围不断扩大：

- PVC（聚氯乙烯）

- TPU（热塑性聚氨酯）

- TPR（热塑性橡胶）

- TR材料

- 各类发泡、不发泡热可塑性材料

9.3 多工位配置选择

不同规模的生产需求可选用不同规格的圆盘机：

- 大型生产：20工位双色机，产量150-200双/小时

- 中型生产：16工位单色机，产量100-150双/小时

- 小型/专用生产：10-12工位配置

十、结语

圆盘鞋底注塑机是转盘机构、注射系统、合模系统、液压系统、控制系统五大核心模块精密协同的系统设备。其核心工作原理可概括为：

- 通过圆盘的间歇式旋转实现注射、冷却、取件等工序的并行作业

- 通过螺杆熔融塑化+油缸高压注射完成鞋底成型

- 通过子母缸锁模+比例压力控制保证产品质量

- 通过电脑全自动控制实现稳定高效生产

从专利技术资料来看，圆盘机的发展趋势是向更多工位、伺服驱动、多色注射的方向演进。理解圆盘式注射机的结构原理，对于设备的正确选型、操作维护和故障排查都具有重要的实践意义。