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注塑机驱动系统的节能改造-DELTA—台达电子工业股份有限公司-中国传动网应用案例

信息来源:chuandong.biz  时间:2009-12-17  浏览次数:90

  摘 要: 本文首先介绍了传统注塑机的驱动系统,通过分析该系统的耗能情况提出三种改进方案,详细分析了各种方案的优缺点,并给出了相应的指导意见,最终介绍台达VJ注塑机专用伺服驱动器并给出对应的系统方案。
  关键词:注塑机 伺服驱动器 定量泵 变频器 PQ驱动器
  1 前言
  根据塑料制品的市场分析,目前中国塑料机械行业产值每年约120亿元,而国内市场需求近220亿元,还有很大的需求缺口,注塑机的需求也逐步由南方向北方,东部向西部扩散,同时也带动塑料工业等关联产业的飞速发展。
  近几年塑料行业发展越来越迅速,其中注塑行业也正迎来一个飞速发展的机遇。但同时行业内的竞争也日渐激烈,各厂家除了重视产品质量和品牌外,也越来越重视生产成本的控制。从注塑机工艺过程可知,电能消耗成本在注塑成型产品成本中占了很大的比例,因而能否有效减少电能损耗,受到了各注塑机厂家和用户的关注。
  随着国家节能减排政策的深入,各企业都在考虑怎样节能以响应国家号召和减少生产成本,注塑机行业更是如此。实现效果显著的节能改造已经成为注塑行业提升的首要课题。本文在介绍传统注塑机驱动系统的基础上,结合注塑机的节能发展趋势提出三种改进方案并分析了相应优缺点,最终基于台达注塑机专用伺服驱动器给出一套节能型方案,值得业界参考。
  2 传统注塑机工艺及能耗分析
  普通注塑机通常采用液压传动,其结构包含注射装置、开合模装置、液压传动装置和电气控制装置,后者的作用是保证注塑机预定工序的要求(压力、速度、温度、时间、位置)和动作程序准确有效地工作。
  在传统的注塑机中液压传动装置主要由油泵、液压控制阀、压力电磁比例阀、流量电磁比例阀、各种不同的动作油缸、油泵电机及其它液压附件和管道组成,液压传动系统中的动力由电机带动油泵提供。其中,油泵绝大部分是定量油泵,电动机通常提供额定功率和转速,油泵将电动机所输入的机械能转变为压力能,然后向液压系统的液压元件输送具有一定压力和流量的液压油,满足液压执行机构驱动负载所需能量的要求。
  注塑机成型工艺是一个按照预定的周期性动作过程,即以合模---?射嘴前进---?射胶---?保压---?溶胶、冷却---?开模---?取出制品---?将被注塑件放入模具中---?合模等加工工序达到某件产品成型。
  各个过程所需的速度和压力因不同工艺而不同,即所需的液压油流量不同,因而注塑机整个动作过程对油泵电机来说是个变负载过程。在定量泵注塑机液压系统中,油泵电机始终以恒定转速提供恒定流量的液压油,各个动作中相应多余的液压油则通过溢流阀回流,从而造成电能的浪费。
  注塑机按装模构造分为立式注塑机和卧式注塑机,如图1所示:
  图1 立式注塑机和卧式注塑机示意图
  经过测试一般单台传统注塑机能耗和所站例分别是
  ·油压系统的耗能:75-80%
  ·加热单元的耗能:10-15%
  ·冷却系统的耗能:5-10%
  ·控制组件的耗能:1- 5%
  其中最大能耗部分:以油压系统用电量占注塑机的75%以上。同时锁模,射出,保压,冷却,开模等过程需要不同的压力和流量,对于油泵马达都是处在于负载变动的状态;当系统需求超过设定的流量及压力,会由溢流阀或比例阀来调整压力流量,这个过程称之为高压节流,造成的能量损失高达40%-75%,
  

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