注塑机节能分析

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1、注塑机节能分析一、前言随着塑料制品的广泛应用及其产量的迅速增长，塑料机械已经成为建材、包装、电子电气、汽车、石化和机械等行业的重要生产设备。其中注塑机由于对各种塑料的加工具有良好的适应性，能对外形复杂、尺寸精确或有金属嵌件质地密致的塑料制品一次成型，且其生产能力较高，易于实现自动化，因此成为塑料机械中增长最快，生产数量最多的机种之一。据统计，目前注塑机的生产总数占整个塑料成型设备的20%～30%。在塑料工业中，注塑机是一种通用型机械。近年来国内外一些厂家推出了变量泵注塑机、全电动注塑机等节能型产品，　但是由于设备价格昂贵、维护成本

2、高且使用要求高等种种原因，在国内市场上销量不大。我国塑料加工企业使用的注塑机90%以上还是定量泵注塑机。所以，采用新技术对定量泵注塑机进行节能改造更具有实际意义。二、注塑机工作原理注塑过程一般分为以下步骤：锁模→注射保压→熔胶加料→冷却定型→开模顶针。每一动作的完成都有时间、压力、速度、位置等几个参数的精妙配合，也就是说在某一位置的位移都有相应的压力和速度，且在不同的位置和时间内其压力和速度都是可变的。同时每一动作完成后发出终止信号传送给程序控制器，程序控制器收到信号后才发出执行下一动作的指令。具体工作循环如下：1.锁合模：模扳快

3、速接近定模扳（包括慢-快-慢速），且确认无异物存在下，系统转为高压，将模板锁合（保持油缸内压力）。2.射台前移到位：射台前进到指定位置（喷嘴与模具紧贴）。3.注塑：可设定螺杆以多段速度，压力和行程，将料筒前端的溶料注入模腔。4.冷却和保压：按设定多种压力和时间段，保持料筒的压力，同时模腔冷却成型。5.冷却和预塑：模腔内制品继续冷却，同时液力马达驱动螺杆旋转将塑料粒子前推，螺杆在设定的背压控制下后退，当螺杆后退到预定位置，螺杆停止旋转，注射油缸按设定松退，预料结束。6.射台后退：预塑结束后，射台后退到指定位置。7.开模：模扳后退到原

4、位（包括慢-快-慢速）8.顶出：顶针顶出制品。三、注塑机能耗分析注塑机的能耗主要表现在电能消耗方面，按具体设备来划分，大致可分为下列三个部分：1、液压系统油泵的电能消耗2、加热器的电能消耗3、循环冷却水泵的电能消耗其中，液压油泵的用电量占整个注塑机用电量的80%以上，降低其耗电量是注塑机节能的关键。同时，做好加热器和循环冷却水泵的节电对完善整个注塑机系统的节能也有较大的帮助。四、 注塑机节能改造方法 1．液压系统油泵的改造注塑机的最主要的能耗即是动力驱动系统，注塑机节能的重点即是提高动力驱动系统本身的能耗效率及驱动系统输出功率与执

5、行机构执行功率达到自适应调节匹配。1.1油泵工作现状目前，注塑机液压油泵大多采用液压式，泵的类型为叶片泵、柱塞泵和活塞泵，是典型的容积式油泵，其供油量与油泵转速成正比，在额定转速运转状态下，油泵的供油量是恒定不变的。由于受到技术条件的限制，现在的注塑机液压系统几乎全部是阀控系统，即油泵电机由额定转速驱动运转，油泵供油量恒定，当注塑机的油量需求发生变化时，由设在油泵出口的溢流阀或比例阀来调节负载压力和负载流量，满足注塑机工况变化的需要。事实上，注塑机液压系统是一个压力和流量波动都较大的负载，在合模、锁模、射胶、保压冷却、开模顶出等不

6、同工作阶段，其压力和流量都要发生有规律的变化，典型的压力和流量曲线如下图所示。　大多采用叶片泵、柱塞泵状态下，油泵的供油量是恒定不变的。由于受到技术条件的限制，现在的????????????系统几乎全部是阀控系统，即油泵电如下图从上图可以看出，在一个工作循环周期内，注塑机的实际压力和实际流量是变化的，时大时小，有时几乎为零。在实际流量较小时，油泵的供油量远远大于负载实际消耗量，供大于求，富余的处于高压状态下的液压油全部经溢流阀溢流。高压状态下的液压油经溢流后放出大量热能，这部分耗散的能量实际上是油泵电机从电网吸收电能中的一部分。由

7、于小流量的维持时间较长，所耗费的电能也就较大。因此，注塑机液压系统存在严重的能源浪费问题。从上述分析中可知，注塑机液压系统电能浪费问题的最直接原因就是油泵流量与负载流量需求不相适应，造成高压液压油溢流，这是油泵转速恒定不变所带来的不良后果。变频技术在注塑机上的应用变频器正是能解决上述浪费的一种设备，由于它能够灵活方便地改变电动机的转速，因而就可以借助它将定量泵模拟成变量泵，达到节能改造的目的。1.2注塑机变频节能原理传统的注塑机是采用定量泵供油的，注塑过程的各个动作对速度、压力的要求也不一样，它是通过注塑机的比例阀采用溢流调节的方

8、式将多余的油旁路流回油箱，在整个过程中，马达的转速是不变的，故供油量也是固定的，而由于执行动作是间隙性的，也并不可能是满负载的，因此定量供油就有很大的浪费空间，据实测至少有40%左右。变频节能正是针对这一浪费空间，实时检测来自注塑机数控系统的比例压