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傳統(tǒng)液壓注塑機(jī)的變頻節(jié)能改造技術(shù)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來(lái)源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):298
核心提示:

  注塑機(jī)是一種專用的塑料成型機(jī)械,它利用塑料的熱塑性,經(jīng)加熱融化后,加以高的壓力使其快速流入模腔,經(jīng)一段時(shí)間的保壓和冷卻,成為各種形狀的塑料制品。注塑機(jī)的電能消耗主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)部分:①液壓系統(tǒng)油泵的電能消耗 ,②加熱器的電能消耗 ③循環(huán)冷卻水泵的電能消耗(在注塑車間內(nèi),一般多臺(tái)注塑機(jī)共用一臺(tái)冷卻水泵),其中液壓油泵電機(jī)的用電量占整個(gè)注塑機(jī)用電量的80%以上,所以降低其耗電量是注塑機(jī)節(jié)能的關(guān)鍵。

  1、注塑機(jī)的工作循環(huán)

  1)鎖合模:模扳快速接近定模扳(包括慢-快-慢速),且確認(rèn)無(wú)異物存在下,系統(tǒng)轉(zhuǎn)為高壓,將模板鎖合(保持油缸內(nèi)壓力)。
  2)射臺(tái)前移到位:射臺(tái)前進(jìn)到指定位置(噴嘴與模具緊貼)。
  3)注塑:可設(shè)定螺桿以多段速度,壓力和行程,將料筒前端的溶料注入模腔。
  4)冷卻和保壓:按設(shè)定多種壓力和時(shí)間段,保持料筒的壓力,同時(shí)模腔冷卻成型。
  5)冷卻和預(yù)塑:模腔內(nèi)制品繼續(xù)冷卻,同時(shí)液力馬達(dá)驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)將塑料粒子前推,螺桿在設(shè)定的背壓控制下后退,當(dāng)螺桿后退到預(yù)定位置,螺桿停止旋轉(zhuǎn),注射油缸按設(shè)定松退,預(yù)料結(jié)束。
  6)射臺(tái)后退:預(yù)塑結(jié)束后,射臺(tái)后退到指定位置。
  7)開模:模扳后退到原位(包括慢-快-慢速)
  8)頂出:頂針頂出制品。

  2.傳統(tǒng)液壓驅(qū)動(dòng)的注塑機(jī)的能量浪費(fèi)

  液壓驅(qū)動(dòng)的注塑機(jī)在以上各階段所需壓力和流量都是變化的,當(dāng)注塑機(jī)的油量需求發(fā)生變化時(shí),由設(shè)在油泵出口的比例流量閥和比例壓力溢流閥來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載壓力和流量,提供各油缸和液力馬達(dá)所需的推力,壓力方向和移動(dòng)速度。油泵的輸出功率等于電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和電機(jī)的轉(zhuǎn)速的乘積,當(dāng)系統(tǒng)要求低流量時(shí),油泵電機(jī)的輸出功率不變,多余的液壓油通過(guò)壓力比例閥和溢流閥流回油箱,即使空載(如冷卻)也是如此,這樣,節(jié)流功率損失非常大,效率很低,一般只有60%-70%,因而造成能量浪費(fèi),同時(shí)由于液壓油長(zhǎng)期的全速循環(huán)流動(dòng),與液壓件,機(jī)械件的劇烈磨擦,造成油溫過(guò)高,噪音過(guò)大等系列問(wèn)題,機(jī)器壽命亦縮短。

  3.使用節(jié)能變頻器控制油泵電機(jī)

  變頻器控制的油泵電機(jī)從根本上克服了傳統(tǒng)注塑機(jī)能量浪費(fèi)的弊病,當(dāng)系統(tǒng)需要的流量發(fā)生變化時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)速也跟著發(fā)生變化,從而使定量油泵排出的油流量發(fā)生變化,即“需要多少供給多少,從而節(jié)約了大量的電能。根據(jù)注塑制品的不同,節(jié)電率達(dá)20%-70%。

  4.變頻器控制信號(hào)的選取

  對(duì)所改造的注塑機(jī)要充分了解其控制電路,液壓電路和工作原理,巧妙取得控制信號(hào),實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有注塑機(jī)和變頻器的結(jié)合。注塑機(jī)液壓油需求量的信號(hào)是連接壓力和流量比例閥的電流信號(hào)(0-1A),經(jīng)積分處理后并轉(zhuǎn)換成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)直接連接到變頻的輸入端,從而控制變頻器改變輸出頻率,隨即改變了油泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速,達(dá)到調(diào)壓節(jié)電的雙重作用。針對(duì)注塑機(jī)液壓系統(tǒng)特有的大負(fù)荷超載,頻響要求高和低速轉(zhuǎn)矩大,電機(jī)加減速時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),在控制過(guò)程中應(yīng)用了PLC控制器,引入各電液換向閥的信號(hào),由PLC根據(jù)這些信號(hào)鑒別注塑機(jī)的工藝流程,提前對(duì)變頻器給出加速和減速指令。

  5.注塑機(jī)變頻器的選型

  1)普通的VVVF調(diào)速方式,當(dāng)頻率與電壓的比率保持恒定,電機(jī)的磁通不變,由于沒有速度反饋,不能準(zhǔn)確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速(一般誤差在15%),三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速同定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間存在轉(zhuǎn)差,當(dāng)外部負(fù)載發(fā)生變化時(shí),轉(zhuǎn)差率也隨之發(fā)生變化,但變頻器并不能對(duì)此補(bǔ)償,導(dǎo)致油泵轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,造成了流量誤差,次品率高。注塑機(jī)在采用壓力閉環(huán)控制的系統(tǒng)中,會(huì)出現(xiàn)壓力瞬間失調(diào)的情況,無(wú)法控制制品的品質(zhì)。

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