一. 注塑機(jī)概述
半個(gè)世紀(jì)以來(lái),塑料己成為工農(nóng)業(yè)和民用主要的材料之一。注塑機(jī)就是一種專用的塑料成型機(jī)械。它利用塑料的熱塑性,經(jīng)適當(dāng)加熱熔化后,加高壓快速流入模腔,經(jīng)一定時(shí)間保壓、冷卻,成為各種型材和塑料制品。在注塑機(jī)上推廣應(yīng)用變頻器可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能,提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低油污染和噪聲污染,延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。因此將逐步推廣使用。
注塑機(jī)是對(duì)各種塑料(例如聚乙烯、聚丙烯)成型加工的主要設(shè)備,其工作原理是:通過(guò)對(duì)塑料顆粒在雙螺桿注塑機(jī)內(nèi)進(jìn)行多段溫度加熱,在熔融攪拌增壓后將流體料注入模具腔內(nèi),完成成型加工的。
二. 定量泵注塑機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)狀
注塑機(jī)、擠出機(jī)是塑膠行業(yè)的主要生產(chǎn)設(shè)備,同時(shí)也是主要的耗電設(shè)備,被人們稱為“電老虎”,其用電量占企業(yè)生產(chǎn)用電的80%左右。注塑機(jī)耗電大,一方面造成全社會(huì)電能的巨大浪費(fèi),另一方面造成企業(yè)生產(chǎn)成本居高不下,產(chǎn)品缺乏竟?fàn)巸?yōu)勢(shì),嚴(yán)重影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
注塑機(jī)的工藝過(guò)程一般分為鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開(kāi)模等幾個(gè)階段,各個(gè)階段需要不同的工作壓力和流量。對(duì)于油泵馬達(dá)而言,注塑過(guò)程是處于變化的負(fù)載狀態(tài)。在定量泵的液壓系統(tǒng)中,油泵馬達(dá)始終以恒定的轉(zhuǎn)速提供恒定的流量,多余的液壓油通過(guò)溢流閥回流,此過(guò)程稱為高壓節(jié)流。據(jù)統(tǒng)計(jì)高壓節(jié)流造成的能量損失高達(dá)25-50%。同時(shí),由于液壓長(zhǎng)期的全速循環(huán)流動(dòng),與液壓件、機(jī)械件的劇烈磨擦,造成油溫過(guò)高、噪音過(guò)大、機(jī)械壽命縮短的現(xiàn)象。
在注塑機(jī)工序一個(gè)完整的過(guò)程中,各種型號(hào)的注塑機(jī),它的工序過(guò)程是相同的,大致是五個(gè)工序過(guò)程,可知注塑機(jī)不同的工序過(guò)程中壓力和時(shí)間是這樣分布的:
。1)送模具過(guò)程:壓力低,時(shí)間較短。
。2)合模具過(guò)程:左右兩個(gè)模具相接直至完全閉合,壓力略高,時(shí)間不長(zhǎng)。
。3)保壓過(guò)程:送料至模腔,直到成型,固化。壓力較高,時(shí)間較長(zhǎng),約占一件產(chǎn)品制造時(shí)間的40—60%。
。4)脫模具過(guò)程:加工成型,開(kāi)啟模具,脫模,取出加工件。壓力略高,時(shí)間不長(zhǎng)。
。5)退模具過(guò)程:加工件取出,模具后退原位,進(jìn)行輔助工作后,待再次加工。壓力低,時(shí)間較短。
對(duì)同一臺(tái)注塑機(jī),加工不同的塑料件,其壓力(P)與時(shí)間(t)長(zhǎng)短是各不相同的。由于加工件模具的復(fù)雜性,使用不同的塑料,一個(gè)加工件的總用料量,有否嵌件等有關(guān)。具體參數(shù)設(shè)定,一般由工程技術(shù)人員經(jīng)過(guò)測(cè)試后才能確定。
三. 注塑機(jī)節(jié)能的原理及可行性分析
1.理論原理
油泵的輸出功率:pt=p*Qt=p*v*n (1)
油泵的理論轉(zhuǎn)矩: Tt=1/2π×p×V (2)
P為壓力,Qt為流量,V為油泵排量,n為油泵的轉(zhuǎn)速,將(2)式代入(1)式得:
Pt=2π×Tt×n 。3)
如果忽略機(jī)械能到液壓能轉(zhuǎn)換過(guò)程中的能量損失,則可近似認(rèn)為油泵的輸出功率等于電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與電機(jī)轉(zhuǎn)速的乘積。因此可以看出,當(dāng)系統(tǒng)要求低流量時(shí),系統(tǒng)需要的功率其實(shí)是非常低的。但是實(shí)際情況卻是,由于電動(dòng)機(jī)始終運(yùn)行在工頻50HZ狀態(tài)上,并不能根據(jù)實(shí)際的需求來(lái)降低其轉(zhuǎn)速,從而減小流量。因此多余的液壓油只能通過(guò)比例流量閥流回油箱,造成能源的白白浪費(fèi)。
2、油泵變頻調(diào)速節(jié)電運(yùn)行
從圖1注塑機(jī)的P=f(t)工序過(guò)程中看出,在不同時(shí)間段,它的主油泵壓力是變化的,而且起伏較大,這就存在節(jié)能的可能性,且潛力較大。據(jù)統(tǒng)計(jì),注塑機(jī)節(jié)電率一般可達(dá)25%-50%。眾所周知注塑機(jī)未使用變頻器時(shí),主泵的電動(dòng)機(jī)始終恒速運(yùn)行,是極不經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行的方式。
采用注塑機(jī)節(jié)電控制器,將控制比例流量閥的電流信號(hào)(0-1A),按每個(gè)生產(chǎn)工藝階段設(shè)定的流量比例,得到0-1A的比例信電表去打開(kāi)電磁閥的比例開(kāi)度,以提供系統(tǒng)所需的壓力。多余的流量通過(guò)溢流閥溢流掉。把比例流量信號(hào)連接到注塑機(jī)節(jié)電控制器作為驅(qū)動(dòng)指令,控制油壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,油泵只補(bǔ)充油路中所消耗的部份,油泵電機(jī)按比例指令運(yùn)轉(zhuǎn)相應(yīng)轉(zhuǎn)速,輸出相應(yīng)的流量,以提供系統(tǒng)所需的壓力。即需要多少提供多少,在源頭上讓它不產(chǎn)生浪費(fèi)。因此用變頻節(jié)電系統(tǒng)在注塑機(jī)的整過(guò)生產(chǎn)過(guò)程中都具有明顯的節(jié)電效果,從而能夠較大幅度節(jié)能省電,為用戶帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
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