注塑機(jī)發(fā)展方向與節(jié)能特性之研討
時(shí)間:2006-08-21
隨著塑膠制品多樣化市場需求越來越大,注塑機(jī)設(shè)備的升級(jí)換代也越來越快。早期的注塑機(jī)都是全液壓式，由于環(huán)保和節(jié)能的需要，以及伺服電機(jī)的成熟應(yīng)用和價(jià)格的大幅度下降，隨著塑膠制品多樣化市場需求越來越大,注塑機(jī)設(shè)備的升級(jí)換代也越來越快。早期的注塑機(jī)都是全液壓式，由于環(huán)保和節(jié)能的需要，以及伺服電機(jī)的成熟應(yīng)用和價(jià)格的大幅度下降，近年來全電動(dòng)式的精密注塑機(jī)越來越多，只有比較兩類不同動(dòng)力源注塑機(jī)的特點(diǎn)，才有可能弄清注塑機(jī)的技術(shù)發(fā)展方向。
全液壓式注塑機(jī)在成型精密、形狀復(fù)雜的制品方面有許多獨(dú)特優(yōu)勢，它從傳統(tǒng)的單缸充液式、多缸充液式發(fā)展到現(xiàn)在的兩板直壓式，其中以兩板直壓式最具代表性，但其控制技術(shù)難度大，機(jī)械加工精度高，液壓技術(shù)也難掌握。
全電動(dòng)式注塑有一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是在環(huán)保和節(jié)能方面的優(yōu)勢，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)，而全液壓式注塑機(jī)要保證精度就必須使用帶閉環(huán)控制的伺服閥，而伺服閥價(jià)格昂貴，帶來成本上升。
電動(dòng)—液壓式注塑機(jī)是集液壓和電驅(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)合的復(fù)合式注塑機(jī)已成為注塑機(jī)技術(shù)發(fā)展方向。注塑行業(yè)正面臨著一個(gè)飛速發(fā)展的機(jī)遇，然而在注塑產(chǎn)品的成本構(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，注塑機(jī)油泵馬達(dá)耗電占整個(gè)設(shè)備耗電量的比例高達(dá)50%-65%，因而極具節(jié)能潛力，設(shè)計(jì)與制造新一代“節(jié)能型”注塑機(jī)，就成為迫切需要關(guān)注和解決的問題。
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。對于油泵馬達(dá)而言，注塑過程是處于變化的負(fù)載狀態(tài)，在定量泵的液壓系統(tǒng)中，油泵馬達(dá)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%。
隨著世界各國在環(huán)保，如能耗、噪音、泄漏等控制方面日益嚴(yán)格的要求，節(jié)能已完成為注塑機(jī)電液系統(tǒng)的研究重點(diǎn)，針對閥控電液系統(tǒng)有較大能量損失的不足，德、日等國發(fā)展了應(yīng)用變量泵和電液比例閥結(jié)合的負(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，最新一代的注塑機(jī)是用轉(zhuǎn)速可調(diào)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵為動(dòng)力源，在保壓、冷卻及空轉(zhuǎn)工況保持很低轉(zhuǎn)速，以達(dá)到節(jié)能、降噪的目的，其工作原理簡述如下：
利用注塑機(jī)同步信號(hào)及電氣控制系統(tǒng)，根據(jù)注塑成型的工藝要求，將電液比例控制系統(tǒng)，模擬成負(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)的定量泵改造成變頻變量泵，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，進(jìn)而將傳統(tǒng)有高壓節(jié)流的“耗能型”注塑機(jī)升級(jí)為無高壓節(jié)流的“節(jié)能型”注塑機(jī)，節(jié)能型注塑機(jī)除了節(jié)能功能之主要特性外，依據(jù)其節(jié)能原理，還具有附加系列的優(yōu)點(diǎn)，包括：
減輕開、鎖模沖擊，延長機(jī)械和模具使用壽命。
延長油路系統(tǒng)（密封組件等）使用壽命，減少維修次數(shù)、節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。
降低噪音、改善工作環(huán)境。
系統(tǒng)油溫大幅降低，冷卻用水量可節(jié)省30%以上。
對電機(jī)具有過壓、過流、缺相等多種保護(hù)。
注塑機(jī)原有的控制方式及油路不變。
將注塑機(jī)改造升級(jí)為“節(jié)能型”注塑機(jī)，其投資（主要是變頻器）應(yīng)該在一年內(nèi)可通過節(jié)約的電費(fèi)或油費(fèi)收回。
總之，開發(fā)“節(jié)能型”注塑機(jī)理論可行，投資小、效益明顯，或許在不久的將來，變頻節(jié)能型注塑機(jī)會(huì)成為注塑機(jī)制造業(yè)的新賣點(diǎn)。
