注塑機節能新技術
注塑機的工藝過程普通分為鎖模、座進、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模、頂出等幾個階段,各個階段需求不同的壓力和流量。關于油泵馬達而言,注塑過程的負載是處于變化狀態,在定量泵的液壓系統中,油泵馬達以恒定的轉速提供恒定的流量,多余的液壓油經過溢流閥回流,此過程稱為高壓節流。據統計由高壓節流形成的能量損失高達25%-55%。
在注塑產品的廢品的構成中,電費占了相當的比例,根據注塑機設備工藝的需求,注塑機油泵馬達耗電占整個設備耗電量比例高達50%-65%,因此極具節能潛力,設計與制造新一代“節能型”注塑機,就成為迫切需求關注和處理的標題。
目前節能已完成為注塑機電液系統的研討重點。針對閥控電液系統有較大能量損失的缺乏,德、日等國開展了應用變量泵和電液比例閥分離的負載感應型的注塑機電液控制系統。為進一步降低能耗,減少噪音,近年來塑膠機械制造商為滿足客戶經過節能以降低消費本錢之請求,對各種節能控制技術停止了深進普遍的研討和理論。目前主要有比例變量泵與變頻定量泵兩種節能控制系統,下面分別剖析兩種節能技術的工作原理,以討論其性能特性與應用。
組成及工作原理
◆ 比例變量泵控制系統
主要由油泵電機、比例變量泵及常規液壓閥組成,用戶依據注塑成型工藝請求設定各種動作壓力、速度,這些設定值經微處置器轉換成相應的模仿信號(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,同時變量泵內的比例壓力閥及比例流量閥按設定值向系統輸出壓力和流量產生的壓、流差及負載的變化快速推進(調整)變量泵斜盤傾角發作變化,使液壓系統的能量輸出跟隨注塑過程整機變化的負載情況而變化,比例閥按設定值向系統輸出整機需求的準確壓力和流量,最大限度防止能量的損失。
◆ 變頻定量泵控制系統
主要由變頻器、油泵電機、定量泵、比例閥(壓力/流量)及其它常規閥(方向閥和溢流閥)組成,系統工作時,用戶依據注塑成型工藝請求設定各種動作壓力、速度,這些設定值經微處置器轉換成相應的模仿信號(電流或電壓信號)輸出給系統的比例壓力閥及比例流量閥,同時與速度設定相對應的模仿信號輸進至變頻器的控制板,完成控制交流電動機的轉速按設定值變化,電動機轉速的變化招致與之相聯的定量泵速度的變化,使液壓系統的能量輸出跟隨注塑過程整機變化的負載情況而變化,在保壓、冷卻及空轉的情況堅持很低的轉速,以到達節能的目的。應用注塑機同步信號及電氣控制系統,依據注塑成型的工藝請求,將電液比例控制系統,模仿成負載跟蹤控制系統,使油泵電機的轉速與注塑機工作所需液壓的流量與壓力乘積成正比,將傳統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,無高壓節流能量損失,從而將傳統有高壓節流的“耗能型”注塑機晉級為無高壓節流的“節能型”注塑機。
性能特性
◆ 系統的響應速度
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,交流電動機轉速恒定,無磁滯效應及轉動慣量的影響,響應時間快(100ms內);
變頻系統:交流電動機速度在變頻器的控制下隨負載變化而變化,受磁滯效應及轉動慣量的影響,響應速度慢(800-1000ms)。
◆ 產品的成型周期與工效
變量泵:交流電動機轉速恒定,無磁滯效應及轉動慣量的影響,響應時間快、能滿足任何制品的請求,成型周期短,工效較高;
變頻系統:交流電動機速度在變頻器的控制下隨負載變化而變化,受磁滯效應及轉動慣量的影響,響應速度慢,對高請求的制品難以成型,成型周期長,工效較低。
◆ 油泵、電機的運用壽命
變量泵:交流電動機轉速恒定,速度改動只改動油泵的斜盤傾角,對油泵的運用壽命無影響;
變頻系統:交流電動機速度不時變化,溫度要高于恒轉速溫升,在油泵轉速較低時,注塑機回收 其輸出的壓力、流量不穩定,冷卻效果降落,油泵、電機的運用壽命降低。
◆ 可接受過載才能
變量泵控制系統過載才能好;變頻控制系統過載才能低,對電機具有過載、過流、缺相維護。
兩種控制系統之應用
依據兩種控制系統節能性能特性,由于比例變量泵節能控制技術相對成熟,目前注塑機制造廠普遍采用比例變量泵節能控制技術, 經過比例變量泵節能還處于主導位置;而在塑機控制系統應用變頻器調速控制技術以完成節能無疑也是有益的嘗試,國內也有塑機制造商消費并投于市場,由于變頻控制技術尚有其固有的技術標題還有待優化處理,目前更多的是用于舊機的節能技術改造。根據控制系統節能工作原理,注塑機節能還具有附加的優點:
◆ 減輕開、鎖模沖擊,延長機械和模具運用壽命。
◆ 延長油路系統(密封組件等)運用壽命,減少維修次數、儉省維護用度。
◆ 降低噪音、改善工作環境。
◆ 系統油溫大幅降低,冷卻用水量可儉省30%以上。
◆ 變頻器對電機具有過壓、過流、缺相等多種維護。
◆ 注塑機變頻節能原有的控制方式及油路不變。