注塑机驱动节能技术探讨

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注塑机驱动节能技术探讨

1.注塑机驱动节能技术的分析

注塑机驱动节能技术,主要包括以下三个方面:(1)节能注塑成型技术;(2)节能执行机构;(3)节能动力驱动系统。动力驱动系统是注塑机最主要的能耗,动力驱动系统能耗效率有效提高是注塑机节能的重点,驱动系统输出功率和执行机构的执行功率越高,其系统节能也就越高,从而可以有效节省能源。

2.注塑机驱动系统的分析

注塑机驱动系统主要由动力驱动系统构成。其中动力驱动系统主要分为以下三种:液压驱动系统,全电子驱动系统以及电液混合驱动系统。液压驱动系统是注塑机常用到的动力驱动系统,也是工程师进行研究的重点对象。从节能方面来讲,全电子驱动系统和电液混合驱动系统在国内注塑机驱动系统中应用还比较少,是理想中的节能驱动系统。液压驱动系统是目前重点研究的注塑机节能驱动系统。液压驱动系统主要采用以下三种方式:变频电机加定量泵、普通电机加变量泵以及变频电机加变量泵。变转速控制的效率要高于变排量控制的效率,但相对于变排量和变转速复合控制来讲,其控制效率高于以上两种的控制效率。异步电机的控制技术随着科技的发展在不断完善,但也存在着一定的问题,例如其功率因数、发热问题以及工作效率均得不到有效地克服。然而同步电机技术的发展情况良好,在其制造的成本中,与异步电机逐渐接近,同时在应用中也在逐步取代异步电机,目前在注塑机中的应用越来越广泛。

3.注塑机控制系统的分析

注塑机控制系统主要由驱动系统和电子控制系统构成,注塑机的驱动系统根主要分为四大类:泵供油复合控制调节系统、电液伺服阀控制系统、全电动控制系统以及电动和液压复合控制系统。以下分别对几种控制系统进行了分析:

3.1泵供油复合控制调节的控制系统

泵供油复合控制调节控制系统主要分为定量泵供油和变量泵供节能液压控制系统。采用定量泵供油,利用流量和压力复合控制阀进行调节会存在以下缺点:控制精度不够准确。开关阀的启闭会有延时现象,对某些位置的控制精度不够高;能源耗费比较大。通过流量阀获取不同的流量,导致流量发的节流损失过大;噪声大。大功率的电动机在运行过程中噪声比较大,对工作环境产生一定影响。在注塑机液压控制系统中,也存在一定的损失,主要体现在能量的损失,其能量损失主要是节流损失和溢流损失造成的。采用变量泵节能液压控制系统,可利用其节能性质减少能量损失。通过调节泵进行排量,并按照系统的要求进行输出流量,节能效果很明显。采用变量泵同样也存在一定的不足,变量泵不仅价格比较昂贵,而且其结构较为复杂,不易进行维护和调试,容易受到油液的污染。

3.2电液伺服阀控制系统

高速液压控制系统对于像注射回路等需要快速运动的回路,采用电液伺服阀代替开关阀,通过电液伺服阀快速运行能进行高速控制。其缺点就是价格比较贵,容易受液压油污染的影响。而注塑机工作的环境一般比较恶劣,如果不能有效控制液压油的污染情况,电液伺服阀在运行中很容易发生故障。

3.3全电动控制系统

全电动控制系统适用于小型的高速精密注塑机。其主要优点主要体现在以下四个方面:(1)节能。全电控制系统是当前在注塑机控制系统驱动方式中最节能的一种控制系统。在其运行中所耗的电力仅为液压式控制系统的33.3%。(2)没有污染。在没有液压油的驱动下,全电动式注塑机可以照常运行,没有漏油及漏水的现象,而且还节省了资源,从而可以使其工作的环境保持清洁。(3)容易控制。由于全电动控制系统的控制性能比较好,所以在运行的过程中,稳定性高,保证了其安全性。(4)成型周期短。由于它包含了多个驱动电动机,所以在运行的过程中,大部分环节的运作都是独立的,有助于部分复合动作的实现,从而使成型周期有效缩短。其缺点就是:(1)价格较为昂贵。是液压式价格的2-3倍。(2)对工作环境的要求较高。要求其运行的环境保持清洁,这样才可以有效保证电动机的正常运行。(3)很难构成大型注塑机。全电动注塑机在构成大型注塑机的情况下,会受到一定的限制。

3.4电动和液压复合控制系统

电动液压复合控制系统的优点主要是综合了全电动与全液压两者的功能优点,在其运行的过程中既可以发挥液压系统功率大的优点,又可以发挥电动系统节能的特点。同时在多个驱动器的运行下,也有助于部分复合动作的实现,使成型周期在原有基础上缩短了。但存在的缺点就是电动液压复合控制系统的结构较为复杂,并且难以控制,电动与液压两个系统需要进行协调工作。电动液压式注塑机是由液压和电动系统综合为一体的新型注塑机,这种电动和液压系统相结合的复合式注塑机目前在我国已成为注塑机技术的发展方向。

4.我国注塑机驱动节能技术需要解决的问题

目前,随着我国注塑行业的不断发展,其注塑机驱动节能技术也跟着发展起来,然而在其发展的过程中,同时也面临着来自各方面的问题及挑战,在注塑机驱动节能设备中,成本较高,其中电费就占据了很大一部分比例,根据注塑机设备条件的需求,注塑机油泵马达所耗的电量占整个注塑机驱动设备所耗电总量的60%-65%。所以具有一定的节能性,对注塑机驱动节能技术进行设计与创新,制造出更具节能型的注塑机,是目前我国需要重视和解决的问题。

5.结束语

以上所述,我国注塑行业已经拥有了研发注塑机驱动节能技术的能力,但根据当前用户对注塑机使用的反映情况来讲,发现节能型注塑机无论是在质量方面,还是在技术方面,都存在着一定的问题,特别是在高端节能注塑机市场中,国外产品占有一定的优势,并占据着主要地位。注塑机驱动节能技术是目前很多国家研究的重点,所以,我国应加快对注塑机驱动节能技术进一步研究的步伐,以促进我国科技更好的发展。

作者:冯伟健 单位:佛山市顺德区震德塑料机械有限公司