注塑機是對各種塑料進行加熱、融熔、攪拌、增壓后,將塑料流體注入模具控內,完成工件一次注塑成型的設備。它的工序過程基本是相同的,每一個工序都需要不同的壓力和流量,也就是說被加工的工件不都是在最大壓力或流量下工作的,傳統方式其壓力和流量是靠壓力比例閥和流量比例閥來調節的。而油泵電機在恒速運轉,造成能量的浪費。若用變頻器來調節電機 (油泵)的轉速,實時滿足壓力和流量的需求,這樣既經濟又實用。有關單位已成功地使用我公司普傳變頻器改造了的注塑機,取得了顯著的經濟效益,因此用變頻器改造注塑機節能是值得向廣大用戶推廣的。根據實際經驗,屬中、小型注塑機用變頻器改造后的節電率一般在20%~60%.
一、 注塑機概述
眾所周知,注塑機是對各種塑料(例聚乙烯、聚丙烯)成型加工的主要設備,通過對塑料顆粒在雙螺桿注塑機內進行多段溫度加熱,在熔融攪拌增壓后將流體料注入模具腔內,完成成型加工的。浙江省是我國電力嚴重緊缺的省份之一,尤其夏季更是捉襟見肘,而注塑機又遍布省內各地,節電勢在必行,我公司與寧波代理商合作,對寧波地區某公司注塑機現場進行了變頻改造,總裝機容量400多KW,二十幾臺注塑機。其中,單機最大容量37KW,現已投產使用達一年之久,工作正常,節電率平均達30%以上。同時,工作環境噪音明顯減少,系統油溫大幅下降;平滑軟起動,保護電機,延長使用壽命;減輕開鎖模沖擊,延長機械和模具的使用壽命;延長油路系統使用壽命,減少維修次數,節省大量維護費用;對電機具有過壓、過流、缺相等多種保護;變頻與工頻隨意切換,保證變頻故障時不影響生產;系統安裝簡便快捷。深受用戶好評。鑒于上述優點,說明應用變頻器對注塑機實行節能技術改造是正確的有效的,值得向大家推廣。
二、注塑機工序過程
不論大、中、小型注塑機,分析它的工序過程是相同的,大致是五個工序過程,見圖1。
從圖1可知注塑機工序過程是:
①送模具過程,需低壓力,時間較短。
②合模具過程,左右兩個模具相接,直至完全閉合,需略高壓力,時間不長。
③射膠、保壓、冷卻過程,送料至模腔,直到成型,固化完需較高壓力,時間長約占40-60%。
④脫模具過程,加工成型,可開啟模具,到脫模完,可取出加工件,時間不長,壓力略高。
⑤退模具過程,加工件取出,模具后退原位,進行輔助工作后,待再次加工,這時需低壓力,時間較短。
對同一臺注塑機,加工不同的塑料件,其壓力(p)與時間長短是各不相同的。它與加工件的型體復雜性,使用何種塑料,一個加工件的總料量,有否嵌件等有關,具體參數設定,一般由工藝技術人員給出的,并經試驗加工后,最后定案的。
[$page] 三、 注塑機節能的可能性分析
從圖1注塑機的P=f(t)工序過程中看出,隨著不同時間段,它的主油泵壓力是變化的,而且起伏較大,這就存在節能的可能性,且潛力較大,所以注塑機節電率可達20%-50%,甚至更大些。在未使用變頻器的注塑機,其主泵壓力調整是靠壓力卸荷來調節傍路油路的開度,來實現調節壓力的方式,這種主泵調壓力的方式,對主泵的電動機轉速不變,依傍路閥門開度來調節壓力,實踐證明節能是很小的,還有一種使用變量泵的注塑機,節能效果達百分之十幾,但設備維護成本較高,泵容易損壞,因此也不是經濟的運行的方式,采用變頻器調速來調節主泵的轉速,從而改變流量和壓力是較經濟的運行方式(這時閥門的開度要全開100%),這就是注塑機主泵采用變頻器的原因所在,從而有較大幅度節電的道理,至于模具移動的動力源也是液壓的,它有二種方法:
①另配一臺小功率的低壓油泵。
② 由主泵分路經減壓閥作動力源
又關于各段時間的定位控制,常見的有四種方法:
① 依靠移動平臺的滑桿,用行程直接點開關(小型的)
② 依靠時繼電器定時控制(中型的)
③ 依靠單片機或PLC控制(大型的),我公司的方案即如此。
④ 利用變頻器本身多段速