一.前言
我國已持續近兩年的電力供應短缺的現象,到2004年形勢更加嚴峻,上半年出現拉閘限電的省市區已經達到24個。今年上半年,電力需求受9.7%GDP增長拉動,繼續高速增長,并呈“工業用電繼續保持快速增長,高耗電行業用電增長居高不下”的特征。而電力供應能力則增加有限,出現持續供應不足的局面,致使電力供需矛盾緊張,缺電范圍和持續缺電地區進一步擴大。
對于塑料制品行業來說,電耗是其生產成本的主要部分,而注塑機是塑料制品廠的主要能耗設備之一,注塑機的能耗成為注塑行業降低成本,提高產品競爭力的有效途徑。
目前絕大多數的注塑機都屬于液壓傳動注塑機,液壓傳動系統中的動力由電機帶動油泵提供。在注塑周期過程中的變化,注塑機在不同工序下需要的流量和壓力不同,必須依靠流量閥和壓力閥調節不同工序所須的流量和壓力不同,以及負荷變化很大,由于定量泵不可調節輸出功率,因此多余的能量只能在擋板,油路泄露,油的溫升中消耗,加劇了各種閥的的磨損,又造成油溫過高,電機噪音過大,以及機械壽命縮短等現象。并且通常在設計電機的容量比實際需要高出很多,存在“大馬拉小車”的現象,造成電能的在量浪費。因此推交置在注塑機上的應用,對于減少能源費具有重要意義。
二.注塑機工作原理及改造的必然性
注塑過程一般分為以下步驟:鎖模→注射保壓→熔膠加料→冷卻定型→開模頂針。每一動作的完成都有時間、壓力、速度、位置等幾個參數的精妙配合,也就是說在某一位置的位移都有相應的壓力和速度,且在不同的位置和時間內其壓力和速度都是可變的。同時每一動作完成后發出終止信號傳送給程序控制器,程序控制器收到信號后才發出執行下一動作的指令。此外注塑機系統本身還存在一些弱點:
第一、注塑機動作內部有著十分劇烈的突變過程:如鎖模過程中,快速鎖模→慢速低壓護模→高壓高速鎖模的工況突變就很劇烈的;又如注射過程中,慢速注射→快速→慢速→快速→慢速的射膠過程工況也是很劇烈的,對機器的沖擊非常大,影響了整個注塑系統的壽命。
第二、動作油路制動達不到設計的精度,油路制動的開閉取決于電磁閥,而電磁閥的動作又取決于過程控制器提供的電壓和電流,因大多數注塑機都沒有死循環控制,閥的開閉精度就會大打折扣,尤其是閥的開閉程度在10%以下和90%以上時,某一動作在此狀態下被執行很難保證其穩定性和重復精度。
第三 、執行動作的油缸本身有油封破損,內泄現象,執行動作的可靠性和穩定性不高。這是由于多數時間內,負載的實際耗油量均小于油泵的供油量,造成高壓狀態下的液壓油部分經溢流閥、比例閥等液壓元件溢出。該溢流部分不僅未作任何有用功,而且產生熱量,造成液壓油發熱,既耗能,又有害。采用注塑機的伺服無感矢量運行,就能很好的解決這些問題,既提高了整個注塑系統的精度和穩定性,減少巨大的機械沖擊,延長系統使用壽命,又能夠節約大量的電能。
第四 、很多客戶以前采用變頻器控制技術V/F控制方式和同步伺服更換油泵及電機控制為了達到高效的節能效果,我公司的伺服精密無感矢量控制在和同步伺服的情況下相比較我們的伺服比同步伺服更好。優點是:伺服精密無感不用更換電機和油泵(優點),同步伺服必須更換電機和油泵(缺點)同步伺服不是在注塑機每個動作都可以調節只有在注塑機控制系統面板調節(缺點)伺服精密無感矢量可以在不改變原有的控制方式可以隨時可以調節所有的注塑機的動作的流量大小及速度扭矩控制(優點)。
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