 |
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)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)由高壓節(jié)流造成的能量損失高達(dá)36%-68%。
隨著世界各國(guó)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(duì)閥控電液系統(tǒng)有較大能量損失的不足，德、日等國(guó)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，近年來(lái)塑膠機(jī)械制造商為滿足客戶通過(guò)節(jié)能以降低生產(chǎn)成本之要求，對(duì)各種節(jié)能控制技術(shù)進(jìn)行了深入廣泛的研究和實(shí)踐。目前主要有比例變量泵與變頻定量泵兩種節(jié)能控制系統(tǒng)，下面分別分析兩種節(jié)能技術(shù)的工作原理，以探討其性能特點(diǎn)與應(yīng)用。
組成及工作原理
◆ 比例變量泵控制系統(tǒng)
主要由油泵電機(jī)、比例變量泵及常規(guī)液壓閥組成，用戶根據(jù)注塑成型工藝要求設(shè)定各種動(dòng)作壓力、速度，這些設(shè)定值經(jīng)微處理器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)（電流或電壓信號(hào)）輸出給比例變量泵的比例壓力閥及比例流量閥，同時(shí)變量泵內(nèi)的比例壓力閥及比例流量閥按設(shè)定值向系統(tǒng)輸出壓力和流量產(chǎn)生的壓、流差及負(fù)載的變化快速推動(dòng)（調(diào)整）變量泵斜盤(pán)傾角發(fā)生變化，使液壓系統(tǒng)的能量輸出跟隨注塑過(guò)程整機(jī)變化的負(fù)載狀況而變化，比例閥按設(shè)定值向系統(tǒng)輸出整機(jī)需要的精確壓力和流量，最大限度避免能量的損失。
◆ 變頻定量泵控制系統(tǒng)
主要由變頻器、油泵電機(jī)、定量泵、比例閥（壓力/流量）及其它常規(guī)閥（方向閥和溢流閥）組成，系統(tǒng)工作時(shí)，用戶根據(jù)注塑成型工藝要求設(shè)定各種動(dòng)作壓力、速度，這些設(shè)定值經(jīng)微處理器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬信號(hào)（電流或電壓信號(hào)）輸出給系統(tǒng)的比例壓力閥及比例流量閥，同時(shí)與速度設(shè)定相對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)輸入至變頻器的控制板，實(shí)現(xiàn)控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速按設(shè)定值變化，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化導(dǎo)致與之相聯(lián)的定量泵速度的變化，使液壓系統(tǒng)的能量輸出跟隨注塑過(guò)程整機(jī)變化的負(fù)載狀況而變化，在保壓、冷卻及空轉(zhuǎn)的狀況保持很低的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到節(jié)能的目的。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(wú)高壓節(jié)流能量損失，從而將傳統(tǒng)有高壓節(jié)流的“耗能型”注塑機(jī)升級(jí)為無(wú)高壓節(jié)流的“節(jié)能型”注塑機(jī)。
 |
性能特點(diǎn)
◆ 系統(tǒng)的響應(yīng)速度
變量泵：比例壓力及流量與泵于一體，控制油路行程短、反應(yīng)快，交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，無(wú)磁滯效應(yīng)及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，響應(yīng)時(shí)間快（100ms內(nèi)）；
變頻系統(tǒng)：交流電動(dòng)機(jī)速度在變頻器的控制下隨負(fù)載變化而變化，受磁滯效應(yīng)及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，響應(yīng)速度慢（800-1000ms）。
◆ 產(chǎn)品的成型周期與工效
變量泵：交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，無(wú)磁滯效應(yīng)及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，響應(yīng)時(shí)間快、能滿足任何制品的要求，成型周期短，工效較高；
變頻系統(tǒng)：交流電動(dòng)機(jī)速度在變頻器的控制下隨負(fù)載變化而變化，受磁滯效應(yīng)及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，響應(yīng)速度慢，對(duì)高要求的制品難以成型，成型周期長(zhǎng)，工效較低。
◆ 油泵、電機(jī)的使用壽命
變量泵：交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，速度改變只改變油泵的斜盤(pán)傾角，對(duì)油泵的使用壽命無(wú)影響；
變頻系統(tǒng)：交流電動(dòng)機(jī)速度不斷變化，溫度要高于恒轉(zhuǎn)速溫升，在油泵轉(zhuǎn)速較低時(shí)，其輸出的壓力、流量不穩(wěn)定，冷卻效果下降，油泵、電機(jī)的使用壽命降低。
◆ 可承受過(guò)載能力
變量泵控制系統(tǒng)過(guò)載能力好；變頻控制系統(tǒng)過(guò)載能力低，對(duì)電機(jī)具有過(guò)載、過(guò)流、缺相保護(hù)。
 |
兩種控制系統(tǒng)之應(yīng)用
根據(jù)兩種控制系統(tǒng)節(jié)能性能特點(diǎn)，由于比例變量泵節(jié)能控制技術(shù)相對(duì)成熟，目前注塑機(jī)制造廠普遍采用比例變量泵節(jié)能控制技術(shù), 通過(guò)比例變量泵節(jié)能還處于主導(dǎo)地位；而在塑機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用變頻器調(diào)速控制技術(shù)以實(shí)現(xiàn)節(jié)能無(wú)疑也是有益的嘗試,國(guó)內(nèi)也有塑機(jī)制造商生產(chǎn)并投于市場(chǎng)，由于變頻控制技術(shù)尚有其固有的技術(shù)問(wèn)題還有待優(yōu)化解決，目前更多的是用于舊機(jī)的節(jié)能技術(shù)改造。依據(jù)控制系統(tǒng)節(jié)能工作原理，注塑機(jī)節(jié)能還具有附加的優(yōu)點(diǎn)：
◆ 減輕開(kāi)、鎖模沖擊，延長(zhǎng)機(jī)械和模具使用壽命。
◆ 延長(zhǎng)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。
◆ 變頻器對(duì)電機(jī)具有過(guò)壓、過(guò)流、缺相等多種保護(hù)。
◆ 注塑機(jī)變頻節(jié)能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)，其投資應(yīng)該在一年內(nèi)可通過(guò)節(jié)約的電費(fèi)或油費(fèi)收回?？傊_(kāi)發(fā)“節(jié)能型”注塑機(jī)理論可行，投資小、效益明顯，節(jié)能型注塑機(jī)已成為注塑機(jī)制造業(yè)的新賣(mài)點(diǎn)。
（本文由領(lǐng)威科技公司提供）
（轉(zhuǎn)載）
