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伺服常见问题

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注塑机节能改造(伺服节能)可行性分析报告

发布时间:2017/02/24 点击量:
一.注塑机基本概述
 
半个世纪以来,塑料己成为工农业和民用主要的材料之一。塑料并且可被回收利用,因此全球塑料产业高速发展。注塑机就是一种专用的塑料成型机械,也就是塑料制品的主要生产加工设备。它利用塑料的热塑性,经适当加热熔化后,加高压快速流入模腔,经一定时间保压、冷却,成为各种型材和塑料制品。在注塑机上推广应用变频器可以实现节约电能,提高生产率和产品质量,降低油污染和噪声污染,延长机器使用寿命等优点。因此将逐步推广使用。

 
注塑机是对各种塑料(例如聚乙烯、聚丙烯)成型加工的主要设备,其工作原理是:通过对塑料颗粒在双螺杆注塑机内进行多段温度加热,在熔融搅拌增压后将流体料注入模具腔内,完成成型加工的。
 
二.第一代定量泵注塑机现状
 
注塑机、挤出机是塑胶行业的主要生产设备,同时也是主要的耗电设备,被人们称为“电老虎”,其用电量占企业生产用电的80%左右。注塑机耗电大,一方面造成全社会电能的巨大浪费,另一方面造成企业生产成本居高不下,产品缺乏竟争优势,严重影响企业的经济效益。
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工作压力和流量。对于油泵马达而言,注塑过程是处于变化的负载状态。在定量泵的液压系统中,油泵马达始终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。据统计高压节流造成的能量损失高达25-60%。同时,由于液压长期的全速循环流动,与液压件、机械件的剧烈磨擦,造成油温过高、噪音过大、机械寿命缩短的现象。
 
在注塑机工序一个完整的过程中,各种型号的注塑机,它的工序过程是相同的,大致是五个工序过程。
 
 
注塑机生产工序流程可知注塑机不同的工序过程中压力和时间是这样分布的:
 
 
(1)送模具过程:压力低,时间较短。
(2)合模具过程:左右两个模具相接直至完全闭合,压力略高,时间不长。
(3)保压过程:送料至模腔,直到成型,固化。压力较高,时间较长,约占一件产品制造时间的40—60%。
(4)脱模具过程:加工成型,开启模具,脱模,取出加工件。压力略高,时间不长。
(5)退模具过程:加工件取出,模具后退原位,进行辅助工作后,待再次加工。压力低,时间较短。
对同一台注塑机,加工不同的塑料件,其压力(P)与时间(t)长短是各不相同的。由于加工件模具的复杂性,使用不同的塑料,一个加工件的总用料量,有否嵌件等有关。具体参数设定,一般由工程技术人员经过测试后才能确定。
 
三.伺服注塑机节能的原理及可行性分析
 
1.注塑机液压系统理论原理
 
油泵的输出功率:     pt=p×Qt=p×v×n             (1)                             
油泵的理论转矩:    Tt=1/2π×p×V                (2)
P为压力,Qt为流量,V为油泵排量,n为油泵的转速,将(2)式代入(1)式得:       
Pt=2π×Tt×n                     (3)
如果忽略机械能到液压能转换过程中的能量损失,则可近似认为油泵的输出功率等于电机的输出转矩与电机转速的乘积。因此可以看出,当系统要求低流量时,系统需要的功率其实是非常低的。但是实际情况却是,由于电动机始终运行在工频50HZ状态上,并不能根据实际的需求来降低其转速,从而减小流量。因此多余的液压油只能通过比例流量阀流回油箱,造成能源的白白浪费。
 
2、油泵变频调速节电运行
 
注塑机的P=f(t)工序过程中看出,在不同时间段,它的主油泵压力是变化的,而且起伏较大,这就存在节能的可能性,且潜力较大。据统计,注塑机节电率一般可达25%-60%。众所周知注塑机未使用变频器时,主泵的电动机始终恒速运行,是极不经济的运行的方式。
采用注塑机节电控制器,将控制比例流量阀的电流信号(0-1A),按每个生产工艺阶段设定的流量比例,得到0-1A的比例信电表去打开电磁阀的比例开度,以提供系统所需的压力。多余的流量通过溢流阀溢流掉。把比例流量信号连接到注塑机节电控制器作为驱动指令,控制油压驱动电机的转速,油泵只补充油路中所消耗的部份,油泵电机按比例指令运转相应转速,输出相应的流量,以提供系统所需的压力。即需要多少提供多少,在源头上让它不产生浪费。因此用变频节电系统在注塑机的整过生产过程中都具有明显的节电效果,从而能够较大幅度节能省电,为用户带来可观的经济效益。

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