注塑机节能改造方案

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1、注塑机节能改造方案一、注塑机节能改造的必要性和可行性研究随着塑胶制品的大量应用，塑胶行业的发展迅速，同时，其竞争也越来越激烈。如何使自己在竞争中取得先机，是每一位人士都在思考的问题。在注塑行业中，注塑机是一种通用型机械。传统设计上，考虑到其通用性，设计时是以其最大容量为标准的。而在实际加工中，常常出现大马拉小车的现象，由此造成的电能无功消耗相当严重。经过分析其工作过程我们发现，合理地利用油泵电机的功率可以大大减少电能耗损，从而使大力的降低成本为可能。注塑机的工艺过程一般分为锁模、射胶、熔胶、保压、冷

2、却、开模等几个工段。随产品和加工工段的不同，各段需要不同的工作压力。因此对于油泵马达而言，在注塑过程当中负载是在不断变化的。例如一台CLF-600T（油泵电机55KW）注塑机在生产某种塑件时，整个工艺周期为43.1秒，经现场实测，其中各工艺所需时间和油泵电机负载电流如下：1）锁模/射台前进：4.1秒75A。2）射胶：5.5秒52A3）保压：9秒52A4）冷却/储料：23秒52A(前9.1秒)46秒46A（后13.9秒）5）开模/射台后退：3.7秒75A由此可见，系统各工段油泵实际所需功率变化很大，特

3、别是在射胶后的保压和冷却段。设备所用的55KW油泵电机利用效率很低。并且在设备运行中，系统有大量的时间处于待机状态，电机空转。相当部分电能变成了无功功率，降低了电网质量，造成了电能损失。现有注塑机的液压系统绝大部分为定量泵，其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。高压节流效率一般为60%-70%，能量损失多达30%—40%。同时由于液压油长期的全速流动，与液压件，机械件的剧烈磨擦，造成油温过高，噪音过大等不良现象，同时还使得机械寿命缩短。针对高压节流耗能

4、现象，部分注塑机厂家已研制出定量泵加变量泵的注塑机。由于定量泵液压系统改造为两泵液压系统工程浩大，成本过高，技术复杂等原因，欲将注塑机非原有的定量泵液压系统改造成为两泵液压系统是不切合实际的。如果在注塑机工作的各个时段合理地利用好油泵马达的功率，减少其空载的能耗，势必能节约大量电能，使企业通过节省电能降低成本成为可能。我公司在此基础上，根据变量泵液压系统相似原理研制出注塑机专用节能控制系统。它可广泛应用于各种规格，各种品牌，以液压传动的定量泵注塑机。对注塑机进行改造后，整体的节能效果可达30%-60

5、%，并具有安全可靠，操作简易，成本较低等优点。二、节能原理在油泵油压系统中，液压油的流量（Q）与泵轴转速（N）轴输出功率（P）之间依据以下关系式：Q=NM=N²P=N³传统定量泵注塑机通常在需要改变负载流量和压力时，是用阀门调节功率变化，大量能量以压力差的形式损耗在阀门上。由上面公式可知，只要改变转速，则流量Q成比例改变而功率P以立方量数变化。倒如，Q’=1/2Q,P”=1/8P,轴上功率仅为额定时的12.5％，理论节能率可达87.5％。因此，在注塑机工作过程，针对其不同时段压力需求的不同，适时改变

6、油泵马达的转速，便可以动态地调节输出功率同，从而达到了节省电能的目的。三、注塑机控制系统原理本系统的核心采用我公司开发的节能控制器和海利变频器。在注塑机工作过程中，将油泵马达的压力和流量信号导出，经由控制器输出相关信息到变频器。变频器通过改变频率，不断高速电机的转速，使电机在整个变化的负荷范围内的能耗达到所需的最小程度，并确保电机平稳，精确的运行。如下图所示：原有系统同步信号控制器同步信号海利普VVVF变频器油泵电机本系统的特点：1）系统采用闭环控制方法，压力和流量自动跟踪，能方便地满足注塑工艺要求

7、。2）本系统和原有系统共存，原有系统具备的功能仍然存在，操作上和原有操作方式一样。本系统只对原有系统的马达控制部分起作用，系统能根据原有系统的工艺要求，调整马达的输出，使整个控制系统处于最经济工作状态。当该系统出现故障时，能方便地将工作系统切换到原系统。即：工频和变频能相互切换，能够动态地调节系统。四、海利变频系统的其他优点●电机软启动本系统采用先进的变频控制技术，使电机启动达到软启动方式，减轻了设备之间的机械冲击。同时减轻了噪音，并可延长设施和模具的使用寿命，没有电机在通常启动方式时较大的冲击电流

8、。使用相同的功率的电机，在省电的同时，还可以大幅度降低由于电机通常方式运行时冲击电流对供电变压器容量的要求。●功率因数补偿无功功率不但增加线损和设备的发热量，更主要的是因为功率因数的降低导致有功功率的降低。根据公式：S=(P²+Q²)½,Q=S×sinΦ,P=S×cosΦS–视在功率，Q-无功功率，P-有功功率，cosΦ功率因数我们可知，功率因数（cosΦ）越大，有功功率（P）值越大，普通定量泵注塑机cosΦ值在0.6-0.8之间，而使用本系统后，cosΦ值接近1。从