注塑機(jī)節(jié)能新技術(shù)

 

注塑機(jī)的工藝過程普通分為鎖模、座進(jìn)、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模、頂出等幾個(gè)階段，各個(gè)階段需求不同的壓力和流量。關(guān)于油泵馬達(dá)而言，注塑過程的負(fù)載是處于變化狀態(tài)，在定量泵的液壓系統(tǒng)中，油泵馬達(dá)以恒定的轉(zhuǎn)速提供恒定的流量，多余的液壓油經(jīng)過溢流閥回流，此過程稱為高壓節(jié)流。據(jù)統(tǒng)計(jì)由高壓節(jié)流形成的能量損失高達(dá)25%-55%。 

 

在注塑產(chǎn)品的廢品的構(gòu)成中，電費(fèi)占了相當(dāng)?shù)谋壤?，根?jù)注塑機(jī)設(shè)備工藝的需求，注塑機(jī)油泵馬達(dá)耗電占整個(gè)設(shè)備耗電量比例高達(dá)50%-65%，因此極具節(jié)能潛力，設(shè)計(jì)與制造新一代“節(jié)能型”注塑機(jī)，就成為迫切需求關(guān)注和處理的標(biāo)題。 

 

目前節(jié)能已完成為注塑機(jī)電液系統(tǒng)的研討重點(diǎn)。針對閥控電液系統(tǒng)有較大能量損失的缺乏，德、日等國開展了應(yīng)用變量泵和電液比例閥分離的負(fù)載感應(yīng)型的注塑機(jī)電液控制系統(tǒng)。為進(jìn)一步降低能耗，減少噪音，近年來塑膠機(jī)械制造商為滿足客戶經(jīng)過節(jié)能以降低消費(fèi)本錢之請求，對各種節(jié)能控制技術(shù)停止了深進(jìn)普遍的研討和理論。目前主要有比例變量泵與變頻定量泵兩種節(jié)能控制系統(tǒng)，下面分別剖析兩種節(jié)能技術(shù)的工作原理，以討論其性能特性與應(yīng)用。 

 

組成及工作原理 

 

◆ 比例變量泵控制系統(tǒng) 

 

主要由油泵電機(jī)、比例變量泵及常規(guī)液壓閥組成，用戶依據(jù)注塑成型工藝請求設(shè)定各種動(dòng)作壓力、速度，這些設(shè)定值經(jīng)微處置器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模仿信號（電流或電壓信號）輸出給比例變量泵的比例壓力閥及比例流量閥，同時(shí)變量泵內(nèi)的比例壓力閥及比例流量閥按設(shè)定值向系統(tǒng)輸出壓力和流量產(chǎn)生的壓、流差及負(fù)載的變化快速推進(jìn)（調(diào)整）變量泵斜盤傾角發(fā)作變化，使液壓系統(tǒng)的能量輸出跟隨注塑過程整機(jī)變化的負(fù)載情況而變化，比例閥按設(shè)定值向系統(tǒng)輸出整機(jī)需求的準(zhǔn)確壓力和流量，最大限度防止能量的損失。 

 

◆ 變頻定量泵控制系統(tǒng) 

 

主要由變頻器、油泵電機(jī)、定量泵、比例閥（壓力/流量）及其它常規(guī)閥（方向閥和溢流閥）組成，系統(tǒng)工作時(shí)，用戶依據(jù)注塑成型工藝請求設(shè)定各種動(dòng)作壓力、速度，這些設(shè)定值經(jīng)微處置器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模仿信號（電流或電壓信號）輸出給系統(tǒng)的比例壓力閥及比例流量閥，同時(shí)與速度設(shè)定相對應(yīng)的模仿信號輸進(jìn)至變頻器的控制板，完成控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速按設(shè)定值變化，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化招致與之相聯(lián)的定量泵速度的變化，使液壓系統(tǒng)的能量輸出跟隨注塑過程整機(jī)變化的負(fù)載情況而變化，在保壓、冷卻及空轉(zhuǎn)的情況堅(jiān)持很低的轉(zhuǎn)速，以到達(dá)節(jié)能的目的。應(yīng)用注塑機(jī)同步信號及電氣控制系統(tǒng)，依據(jù)注塑成型的工藝請求，將電液比例控制系統(tǒng)，模仿成負(fù)載跟蹤控制系統(tǒng)，使油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速與注塑機(jī)工作所需液壓的流量與壓力乘積成正比，將傳統(tǒng)的定量泵改形成變頻變量泵，從而使溢流閥的回油流量降到最小，無高壓節(jié)流能量損失，從而將傳統(tǒng)有高壓節(jié)流的“耗能型”注塑機(jī)晉級為無高壓節(jié)流的“節(jié)能型”注塑機(jī)。 

 

性能特性 

 

◆ 系統(tǒng)的響應(yīng)速度 

 

變量泵：比例壓力及流量與泵于一體，控制油路行程短、反響快，交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，無磁滯效應(yīng)及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，響應(yīng)時(shí)間快（100ms內(nèi)）； 

 

變頻系統(tǒng)：交流電動(dòng)機(jī)速度在變頻器的控制下隨負(fù)載變化而變化，受磁滯效應(yīng)及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，響應(yīng)速度慢（800-1000ms）。 

 

◆ 產(chǎn)品的成型周期與工效 

 

變量泵：交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，無磁滯效應(yīng)及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，響應(yīng)時(shí)間快、能滿足任何制品的請求，成型周期短，工效較高； 

 

變頻系統(tǒng)：交流電動(dòng)機(jī)速度在變頻器的控制下隨負(fù)載變化而變化，受磁滯效應(yīng)及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，響應(yīng)速度慢，對高請求的制品難以成型，成型周期長，工效較低。 

 

◆ 油泵、電機(jī)的運(yùn)用壽命 

 

變量泵：交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，速度改動(dòng)只改動(dòng)油泵的斜盤傾角，對油泵的運(yùn)用壽命無影響； 

 

變頻系統(tǒng)：交流電動(dòng)機(jī)速度不時(shí)變化，溫度要高于恒轉(zhuǎn)速溫升，在油泵轉(zhuǎn)速較低時(shí)，注塑機(jī)回收 其輸出的壓力、流量不穩(wěn)定，冷卻效果降落，油泵、電機(jī)的運(yùn)用壽命降低。 

 

◆ 可接受過載才能 

 

變量泵控制系統(tǒng)過載才能好；變頻控制系統(tǒng)過載才能低，對電機(jī)具有過載、過流、缺相維護(hù)。 

 

兩種控制系統(tǒng)之應(yīng)用 

 

依據(jù)兩種控制系統(tǒng)節(jié)能性能特性，由于比例變量泵節(jié)能控制技術(shù)相對成熟，目前注塑機(jī)制造廠普遍采用比例變量泵節(jié)能控制技術(shù), 經(jīng)過比例變量泵節(jié)能還處于主導(dǎo)位置；而在塑機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用變頻器調(diào)速控制技術(shù)以完成節(jié)能無疑也是有益的嘗試,國內(nèi)也有塑機(jī)制造商消費(fèi)并投于市場，由于變頻控制技術(shù)尚有其固有的技術(shù)標(biāo)題還有待優(yōu)化處理，目前更多的是用于舊機(jī)的節(jié)能技術(shù)改造。根據(jù)控制系統(tǒng)節(jié)能工作原理，注塑機(jī)節(jié)能還具有附加的優(yōu)點(diǎn)： 

 

◆ 減輕開、鎖模沖擊，延長機(jī)械和模具運(yùn)用壽命。 

◆ 延長油路系統(tǒng)（密封組件等）運(yùn)用壽命，減少維修次數(shù)、儉省維護(hù)用度。 

◆ 降低噪音、改善工作環(huán)境。 

◆ 系統(tǒng)油溫大幅降低，冷卻用水量可儉省30%以上。 

◆ 變頻器對電機(jī)具有過壓、過流、缺相等多種維護(hù)。 

◆ 注塑機(jī)變頻節(jié)能原有的控制方式及油路不變。