各種注塑機(jī)節(jié)能介紹

1、各種注塑機(jī)節(jié)能介紹在注塑產(chǎn)品成本的構(gòu)成中，電費(fèi)占了相當(dāng)?shù)谋壤罁?jù)注塑機(jī)設(shè)備工藝的需求，傳統(tǒng)的注塑機(jī)油泵馬達(dá)耗電占整個(gè)設(shè)備耗電量比例高達(dá)80%-90%。設(shè)計(jì)與制造新一代“節(jié)能型”注塑機(jī)，已成為迫切需要關(guān)注和解決的問題。在注塑機(jī)節(jié)能問題上，目前主要存在兩個(gè)解決方案：1.全電動(dòng)式；2.電動(dòng)-液壓混合式。一、其主要特點(diǎn)分別為：1、全電動(dòng)式注塑機(jī)有一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是在環(huán)保和節(jié)能方面的優(yōu)勢(shì)。目前較先進(jìn)的全電動(dòng)式注塑機(jī)節(jié)電可以達(dá)到70%，另外，由于使用伺服電機(jī)注射控制精度較高，轉(zhuǎn)速也較穩(wěn)定，還可以多級(jí)調(diào)節(jié)。但全電動(dòng)式注塑機(jī)在使用壽命上不如全液壓式注塑機(jī)，市場(chǎng)上仍以日產(chǎn)設(shè)備為主。2、電動(dòng)-液壓式注塑機(jī)是集液

2、壓和電驅(qū)動(dòng)于一體的新型注塑機(jī)。它融合了全液壓式注塑機(jī)的高性能和全電動(dòng)式的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，這種電動(dòng)-液壓相結(jié)合的節(jié)能型注塑機(jī)已成為國(guó)內(nèi)注塑機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主導(dǎo)方向。二、注塑機(jī)的一般工藝過程注塑機(jī)的工藝過程一般分為：鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模等幾個(gè)階段，各個(gè)階段需要不同的壓力和流量。對(duì)于油泵馬達(dá)而言，注塑過程的負(fù)載總是處于變化狀態(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，多余的液壓油通過溢流閥回流，此過程稱為高壓節(jié)流。據(jù)統(tǒng)計(jì)由高壓節(jié)流造成的能量損失高達(dá)36%-68%。故而，相關(guān)的節(jié)能技術(shù)有變頻節(jié)能技術(shù)和變量泵節(jié)能技術(shù)，有各自的技術(shù)特點(diǎn)。三、變頻節(jié)能型注塑機(jī)傳統(tǒng)的注射機(jī)沒有對(duì)機(jī)器

3、的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整，即只要機(jī)器通電，電機(jī)就始終以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于電機(jī)與油泵同軸，油泵將以額定排量將油吸入液壓系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)需要的流量小于油泵所提供的流量時(shí)，多余的油將被回流，這勢(shì)必極大浪費(fèi)。變頻節(jié)能型注射機(jī)克服了傳統(tǒng)注射機(jī)的這一弊病。當(dāng)系統(tǒng)需要的流量發(fā)生變化時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速也跟著發(fā)生變化，從而使得油泵排出的油的流量發(fā)生變化，即做到“需要多少給多少”。由于是異步電機(jī)直接加上變頻器運(yùn)行，沒有速度閉環(huán)精確控制，主電機(jī)的加速與減速時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)影響生產(chǎn)效率。因而在控制過程中引入了各動(dòng)作控制電磁換向閥的控制信號(hào)，以便對(duì)注射機(jī)所處的工藝流程進(jìn)行鑒別判斷，提前給出加速與減速指令，實(shí)現(xiàn)工藝過程與調(diào)速控制的最佳配

4、合。但是，在對(duì)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量有較高要求或者在局域電網(wǎng)供電不夠穩(wěn)定的情況下，變頻節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用就會(huì)遭遇很大困難。四、變量泵注塑機(jī)變量泵節(jié)能型工作原理：在轉(zhuǎn)速不變的情況下，通過改變液壓泵排量，同時(shí)電機(jī)負(fù)載也會(huì)隨著排量而改變，達(dá)到省電的目的。變量泵與標(biāo)準(zhǔn)定量泵的主要區(qū)別是輸出功率不同，變量泵的輸出功率是隨負(fù)載的變化而變化，而定量泵的輸出功率相對(duì)恒定，在小流量動(dòng)作情況下，變量泵的輸出功率很低，而定量泵的輸出功率基本恒定。配備高響應(yīng)功率匹配比例變量泵系統(tǒng)令注射機(jī)液壓系統(tǒng)輸出與整機(jī)運(yùn)行所需功率匹配，無(wú)高壓節(jié)流溢流能量損失，特別在射膠工序、熔膠、冷卻工序的節(jié)電效果較高，平均可達(dá)30-50%的節(jié)電效果。對(duì)

5、射膠保壓時(shí)間較長(zhǎng)的厚身或大型制品，節(jié)電的優(yōu)越性更加明顯。同時(shí)，相同電機(jī)功率可配用更大排量油泵，令整機(jī)速度加快。五、伺服節(jié)能系列注塑機(jī)雖然變頻節(jié)能型注塑機(jī)、變量泵注塑機(jī)，兩種技術(shù)都有一定的節(jié)能效果，但是存在一些應(yīng)用場(chǎng)合的限制。為滿足用戶更高的要求，一般來(lái)說(shuō)，異步電機(jī)(感應(yīng)電機(jī))的工作原理是通過定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子中并不直接產(chǎn)生磁場(chǎng)。因此,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一定是小于同步速的(沒有這個(gè)差值，即轉(zhuǎn)差率，就沒有轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流)，也因此叫做異步電機(jī)。而同步電機(jī)轉(zhuǎn)子本身產(chǎn)生固定方向的磁場(chǎng)(用永磁鐵或直流電流產(chǎn)生)，定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)拖著轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)(轉(zhuǎn)子)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一定等于同步速，

6、也因此叫做同步電機(jī)。永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n始終為n=60f/p不變，式中f為設(shè)定頻率，p為電機(jī)極對(duì)數(shù)。由于交流伺服電機(jī)中的轉(zhuǎn)子是永磁材料，在工作時(shí)不需要?jiǎng)?lì)磁，銅耗和鐵耗也很小，因此伺服永磁同步電機(jī)的效率和功率因數(shù)都在92%以上，所以其性能與效率是使用異步電機(jī)和變頻器的組合無(wú)法比擬的。要對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行精密控制，就必須要有特別的驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過隨時(shí)調(diào)節(jié)定子磁場(chǎng)矢量方向，使轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)矢量與定子磁場(chǎng)矢量相位差保持在輸出轉(zhuǎn)矩最大點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)定子磁場(chǎng)矢量大小控制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)速度伺服、位置伺服。六、伺服節(jié)能型系統(tǒng)在注塑機(jī)上的應(yīng)用方案：結(jié)構(gòu)：將目前注塑機(jī)上常用的拖動(dòng)油泵的普通三相異步電機(jī)更換

7、為永磁同步伺服系統(tǒng)，含伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器，將伺服閥更換為普通安全閥?？刂葡到y(tǒng)：保留原有的硬件部分，速度給定部分做相應(yīng)調(diào)整。將目前的油泵電機(jī)替換成伺服系統(tǒng)，在注塑機(jī)整個(gè)工作過程中，油路的壓力和流量要求在不同的動(dòng)作階段是不一樣的。對(duì)于某一型號(hào)的注塑機(jī)而言，由于油缸的活塞面積已經(jīng)固定，且油泵的參數(shù)也已知，因此油泵的流量與電機(jī)的轉(zhuǎn)速為線性關(guān)系，且油路內(nèi)的壓力也正比于電機(jī)的輸出扭矩。所以，對(duì)于伺服電機(jī)而言，只要精確控制電機(jī)的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，那么就是精確控制了注塑機(jī)在工作時(shí)的流量和壓力。具體控制思路為：可讓伺服系統(tǒng)工作在帶力矩限制的速度模式下，此時(shí)，如果油路內(nèi)的壓力在設(shè)定壓力以下，電機(jī)將在最短時(shí)間內(nèi)（十

8、至百毫秒級(jí)）加速或減速到給定的速度，使油路達(dá)到下一個(gè)工作狀態(tài)所需要的壓力，到達(dá)力矩限制值以后，電機(jī)停止或以很低的轉(zhuǎn)速工作，從而可快速準(zhǔn)確地控制油路壓力和流量，沒有任何的卸流，達(dá)到節(jié)能的功效。七、伺服節(jié)能型系統(tǒng)突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、對(duì)注塑機(jī)在每個(gè)動(dòng)作過程中的壓力，流量進(jìn)行了實(shí)施閉環(huán)控制2、壓力和流量速度可隨時(shí)按預(yù)設(shè)的曲線快速連續(xù)變化3、壓力和流量速度實(shí)時(shí)檢測(cè)和反饋4、由于伺服電機(jī)的輸出功率=輸出扭矩*轉(zhuǎn)速，可見，在采用伺服系統(tǒng)后，不管是生產(chǎn)何種產(chǎn)品，在保壓時(shí)可節(jié)約90%的能量，在其他動(dòng)作下至少可節(jié)約50%。而且，而伺服電機(jī)的節(jié)能效果是非常的明顯的，而且重復(fù)精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比變量泵高。這也激本上是

9、注塑機(jī)業(yè)內(nèi)的一個(gè)共識(shí)。八、全電動(dòng)注塑機(jī)和傳統(tǒng)的注塑機(jī)比較有哪些優(yōu)點(diǎn)：全電動(dòng)注塑機(jī)具有節(jié)能低噪、高重復(fù)精度維修方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，符合近年來(lái)國(guó)際注塑機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)。和傳統(tǒng)的液壓式動(dòng)力注塑機(jī)比較，有注多優(yōu)點(diǎn)，如：1、精確度高：伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，由滾珠絲杠和同步皮帶等組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而效率很高的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它的重復(fù)精度誤差是0.01%。2、節(jié)省能源：可將工作循環(huán)中的減速階段釋放的能量轉(zhuǎn)換為電能再次利用，從而減低了運(yùn)行成本，比相應(yīng)的液壓驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)能量降低50%以上，連接的電力設(shè)備僅是液壓驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)所需電力設(shè)備的25%。3、精密注射控制：使制品接近需要注入原料的極限，熔膠螺桿位置由數(shù)字精密控制，減少了背壓，大大降低了模腔內(nèi)張力，特別適合光學(xué)元件、醫(yī)療器具、食品行業(yè)等對(duì)精度和潔凈度要求高的塑料產(chǎn)品。4、改善環(huán)保水平：由于使用能源品種的減少及其優(yōu)化的性能，污染源減少了，噪音降低了，為工廠的環(huán)保工作，提供了更良好的保證。5、降低噪音：其運(yùn)行噪音值低于70分貝，大約是液壓驅(qū)動(dòng)注塑機(jī)噪音值的2/3。6、節(jié)約成本：此機(jī)去除了液壓油的成本和引起的麻煩，沒有硬管或軟喉，無(wú)須對(duì)液壓油冷卻，大幅度降低了冷卻水成本