各种注塑机节能介绍

各种注塑机节能介绍在注塑产品成本的构成中，电费占了相当的比例，依据注塑机设备工艺的需求，传统的注塑机油泵马达耗电占整个设备耗电量比例高达80%-90%。设计与制造新一代“节能型”注塑机，已成为迫切需要关注和解决的问题。在注塑机节能问题上，目前主要存在两个解决方案：1.全电动式；2.电动-液压混合式。一、其主要特点分别为：1、全电动式注塑机有一系列优点，特别是在环保和节能方面的优势。目前较先进的全电动式注塑机节电可以达到70%，另外，由于使用伺服电机注射控制精度较高，转速也较稳定，还可以多级调节。但全电动式注塑机在使用寿命上不如全液压式注塑机，市场上仍以日产设备为主。2、电动-液压式注塑机是集液压和电驱动于一体的新型注塑机。它融合了全液压式注塑机的高性能和全电动式的节能优点，这种电动-液压相结合的节能型注塑机已成为国内注塑机技术发展的一个主导方向。二、注塑机的一般工艺过程注塑机的工艺过程一般分为：锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模等几个阶段，各个阶段需要不同的压力和流量。对于油泵马达而言，注塑过程的负载总是处于变化状态，在定量泵的液压系统中，油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量，多余的液压油通过溢流阀回流，此过程称为高压节流。据统计由高压节流造成的能量损失高达36%-68%。故而，相关的节能技术有变频节能技术和变量泵节能技术，有各自的技术特点。三、变频节能型注塑机传统的注射机没有对机器的驱动电机进行调整，即只要机器通电，电机就始终以额定转速运行。由于电机与油泵同轴，油泵将以额定排量将油吸入液压系统中，当系统需要的流量小于油泵所提供的流量时，多余的油将被回流，这势必极大浪费。变频节能型注射机克服了传统注射机的这一弊病。当系统需要的流量发生变化时，电机的转速也跟着发生变化，从而使得油泵排出的油的流量发生变化，即做到“需要多少给多少”。由于是异步电机直接加上变频器运行，没有速度闭环精确控制，主电机的加速与减速时间较长，会影响生产效率。因而在控制过程中引入了各动作控制电磁换向阀的控制信号，以便对注射机所处的工艺流程进行鉴别判断，提前给出加速与减速指令，实现工艺过程与调速控制的最佳配合。但是，在对生产效率和产品质量有较高要求或者在局域电网供电不够稳定的情况下，变频节能技术的应用就会遭遇很大困难。四、变量泵注塑机变量泵节能型工作原理：在转速不变的情况下，通过改变液压泵排量，同时电机负载也会随着排量而改变，达到省电的目的。变量泵与标准定量泵的主要区别是输出功率不同，变量泵的输出功率是随负载的变化而变化，而定量泵的输出功率相对恒定，在小流量动作情况下，变量泵的输出功率很低，而定量泵的输出功率基本恒定。配备高响应功率匹配比例变量泵系统令注射机液压系统输出与整机运行所需功率匹配，无高压节流溢流能量损失，特别在射胶工序、熔胶、冷却工序的节电效果较高，平均可达30-50%的节电效果。对射胶保压时间较长的厚身或大型制品，节电的优越性更加明显。同时，相同电机功率可配用更大排量油泵，令整机速度加快。五、伺服节能系列注塑机虽然变频节能型注塑机、变量泵注塑机，两种技术都有一定的节能效果，但是存在一些应用场合的限制。为满足用户更高的要求，一般来说，异步电机(感应电机)的工作原理是通过定子的旋转磁场在转子中产生感应电流，产生电磁转矩，转子中并不直接产生磁场。因此,转子的转速一定是小于同步速的(没有这个差值，即转差率，就没有转子感应电流)，也因此叫做异步电机。而同步电机转子本身产生固定方向的磁场(用永磁铁或直流电流产生)，定子旋转磁场拖着转子磁场(转子)转动，因此转子的转速一定等于同步速，也因此叫做同步电机。永磁同步电动机的转速n始终为n=60f/p不变，式中f为设定频率，p为电机极对数。由于交流伺服电机中的转子是永磁材料，在工作时不需要励磁，铜耗和铁耗也很小，因此伺服永磁同步电机的效率和功率因数都在92%以上，所以其性能与效率是使用异步电机和变频器的组合无法比拟的。要对伺服电机进行精密控制，就必须要有特别的驱动器来实现。通过随时调节定子磁场矢量方向，使转子磁场矢量与定子磁场矢量相位差保持在输出转矩最大点，从而实现通过调节定子磁场矢量大小控制电机输出转矩，进而实现速度伺服、位置伺服。六、伺服节能型系统在注塑机上的应用方案：结构：将目前注塑机上常用的拖动油泵的普通三相异步电机更换为永磁同步伺服系统，含伺服电机和伺服驱动器，将伺服阀更换为普通安全阀。控制系统：保留原有的硬件部分，速度给定部分做相应调整。将目前的油泵电机替换成伺服系统，在注塑机整个工作过程中，油路的压力和流量要求在不同的动作阶段是不一样的。对于某一型号的注塑机而言，由于油缸的活塞面积已经固定，且油泵的参数也已知，因此油泵的流量与电机的转速为线性关系，且油路内的压力也正比于电机的输出扭矩。所以，对于伺服电机而言，只要精确控制电机的输出扭矩和转速，那么就是精确控制了注塑机在工作时的流量和压力。具体控制思路为：可让伺服系统工作在带力矩限制的速度模式下，此时，如果油路内的压力在设定压力以下，电机将在最短时间内（十至百毫秒级）加速或减速到给定的速度，使油路达到下一个工作状态所需要的压力，到达力矩限制值以后，电机停止或以很低的转速工作，从而可快速准确地控制油路压力和流量，没有任何的卸流，达到节能的功效。七、伺服节能型系统突出表现在以下几个方面：1、对注塑机在每个动作过程中的压力，流量进行了实施闭环控制2、压力和流量速度可随时按预设的曲线快速连续变化3、压力和流量速度实时检测和反馈4、由于伺服电机的输出功率=输出扭矩*转速，可见，在采用伺服系统后，不管是生产何种产品，在保压时可节约90%的能量，在其他动作下至少可节约50%。而且，而伺服电机的节能效果是非常的明显的，而且重复精度远远要比变量泵高。这也激本上是注塑机业内的一个共识。八、全电动注塑机和传统的注塑机比较有哪些优点：全电动注塑机具有节能低噪、高重复精度维修方便、可靠性高等优点，符合近年来国际注塑机发展的趋势。和传统的液压式动力注塑机比较，有注多优点，如：1、精确度高：伺服电机作为动力源，由滚珠丝杠和同步皮带等组成结构简单而效率很高的传动机构。它的重复精度误差是0.01%。2、节省能源：可将工作循环中的减速阶段释放的能量转换为电能再次利用，从而减低了运行成本，比相应的液压驱动注塑机能量降低50%以上，连接的电力设备仅是液压驱动注塑机所需电力设备的25%。3、精密注射控制：使制品接近需要注入原料的极限，熔胶螺杆位置由数字精密控制，减少了背压，大大降低了模腔内张力，特别适合光学元件、医疗器具、食品行业等对精度和洁净度要求高的塑料产品。4、改善环保水平：由于使用能源品种的减少及其优化的性能，污染源减少了，噪音降低了，为工厂的环保工作，提供了更良好的保证。5、降低噪音：其运行噪音值低于70分贝，大约是液压驱动注塑机噪音值的2/3。6、节约成本：此机去除了液压油的成本和引起的麻烦，没有硬管或软喉，无须对液压油冷却，大幅度降低了冷却水成本等。7、生产周期短，例如：在04年上海国际塑料机械展览会上，日本NISSEI公司展出一台ES200全电动注塑机，其速度快得使人难以致信，一个产品生产周期只须0.63S(秒)，合模时间0.1秒，开模0.13秒，注射0.05秒，加料时间0.25秒，整个周期全自动连续进行，这预示着注塑将向电动，高速方向发展。