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注塑机驱动系统的节能改造
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注塑机驱动系统的节能改造
时间: 2011-11-17 作者: www.cerohs.com 点击:

 

  1 前言

  根据塑料制品的市场分析,目前中国塑料机械行业产值每年约120亿元,而国内市场需求近220亿元,还有很大的需求缺口,注塑机的需求也逐步由南方向北方,东部向西部扩散,同时也带动塑料工业等关联产业的飞速发展。

  近几年塑料行业发展越来越迅速,其中注塑行业也正迎来一个飞速发展的机遇。但同时行业内的竞争也日渐激烈,各厂家除了重视产品质量和品牌外,也越来越重视生产成本的控制。从注塑机工艺过程可知,电能消耗成本在注塑成型产品成本中占了很大的比例,因而能否有效减少电能损耗,受到了各注塑机厂家和用户的关注。

  随着国家节能减排政策的深入,各企业都在考虑怎样节能以响应国家号召和减少生产成本,注塑机行业更是如此。实现效果显着的节能改造已经成为注塑行业提升的首要课题。本文在介绍传统注塑机驱动系统的基础上,结合注塑机的节能发展趋势提出三种改进方案并分析了相应优缺点,最终基于台达注塑机专用伺服驱动器给出一套节能型方案,值得业界参考。

  2 传统注塑机工艺及能耗分析

  普通注塑机通常采用液压传动,其结构包含注射装置、开合模装置、液压传动装置和电气控制装置,后者的作用是保证注塑机预定工序的要求(压力、速度、温度、时间、位置)和动作程序准确有效地工作。

  在传统的注塑机中液压传动装置主要由油泵、液压控制阀、压力电磁比例阀、流量电磁比例阀、各种不同的动作油缸、油泵电机及其它液压附件和管道组成,液压传动系统中的动力由电机带动油泵提供。其中,油泵绝大部分是定量油泵,电动机通常提供额定功率和转速,油泵将电动机所输入的机械能转变为压力能,然后向液压系统的液压元件输送具有一定压力和流量的液压油,满足液压执行机构驱动负载所需能量的要求。

  注塑机成型工艺是一个按照预定的周期性动作过程,即以合模-→射嘴前进-→射胶-→保压-→溶胶、冷却-→开模-→取出制品-→将被注塑件放入模具中-→合模等加工工序达到某件产品成型。

  各个过程所需的速度和压力因不同工艺而不同,即所需的液压油流量不同,因而注塑机整个动作过程对油泵电机来说是个变负载过程。在定量泵注塑机液压系统中,油泵电机始终以恒定转速提供恒定流量的液压油,各个动作中相应多余的液压油则通过溢流阀回流,从而造成电能的浪费。

  注塑机按装模构造分为立式注塑机和卧式注塑机,如图1所示:

  图1 立式注塑机和卧式注塑机示意图

  经过测试一般单台传统注塑机能耗和所站例分别是

  ●油压系统的耗能:75~80%

  ●加热单元的耗能:10~15%

  ●冷却系统的耗能: 5~10%

  ●控制组件的耗能: 1~ 5%

  其中最大能耗部分:以油压系统用电量占注塑机的75%以上。同时锁模,射出,保压,冷却,开模等过程需要不同的压力和流量,对于油泵马达都是处在于负载变动的状态;当系统需求超过设定的流量及压力,会由溢流阀或比例阀来调整压力流量,这个过程称之为高压节流,造成的能量损失高达40%~75%,

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