根據塑料制品的市場分析,目前中國塑料機械行業產值每年約120億元,而國內市場需求近220億元,還有很大的需求缺口,注塑機的需求也逐步由南方向北方,東部向西部擴散,同時也帶動塑料工業等關聯產業的飛速發展。
近幾年塑料行業發展越來越迅速,其中注塑行業也正迎來一個飛速發展的機遇。但同時行業內的競爭也日漸激烈,各廠家除了重視產品質量和品牌外,也越來越重視生產成本的控制。從注塑機工藝過程可知,電能消耗成本在注塑成型產品成本中占了很大的比例,因而能否有效減少電能損耗,受到了各注塑機廠家和用戶的關注。
隨著國家節能減排政策的深入,各企業都在考慮怎樣節能以響應國家號召和減少生產成本,注塑機行業更是如此。實現效果顯著的節能改造已經成為注塑行業提升的首要課題。本文在介紹傳統注塑機驅動系統的基礎上,結合注塑機的節能發展趨勢提出三種改進方案并分析了相應優缺點,終基于臺達注塑機專用伺服驅動器給出一套節能型方案,值得業界參考。
2 傳統注塑機工藝及能耗分析
普通注塑機通常采用液壓傳動,其結構包含注射裝置、開合模裝置、液壓傳動裝置和電氣控制裝置,后者的作用是保證注塑機預定工序的要求(壓力、速度、溫度、時間、位置)和動作程序準確有效地工作。
在傳統的注塑機中液壓傳動裝置主要由油泵、液壓控制閥、壓力電磁比例閥、流量電磁比例閥、各種不同的動作油缸、油泵電機及其它液壓附件和管道組成,液壓傳動系統中的動力由電機帶動油泵提供。其中,油泵絕大部分是定量油泵,電動機通常提供額定功率和轉速,油泵將電動機所輸入的機械能轉變為壓力能,然后向液壓系統的液壓元件輸送具有一定壓力和流量的液壓油,滿足液壓執行機構驅動負載所需能量的要求。
注塑機成型工藝是一個按照預定的周期性動作過程,即以合模-→射嘴前進-→射膠-→保壓-→溶膠、冷卻-→開模-→取出制品-→將被注塑件放入模具中-→合模等加工工序達到某件產品成型。
各個過程所需的速度和壓力因不同工藝而不同,即所需的液壓油流量不同,因而注塑機整個動作過程對油泵電機來說是個變負載過程。在定量泵注塑機液壓系統中,油泵電機始終以恒定轉速提供恒定流量的液壓油,各個動作中相應多余的液壓油則通過溢流閥回流,從而造成電能的浪費。