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    前言

    注塑機(jī)是對(duì)各種塑料進(jìn)行加熱、融熔、攪拌、增壓后，將塑料流體注入模具控內(nèi)，完成工件一次注塑成型的設(shè)備。它的工序過程基本是相同的，每一個(gè)工序都需要不同的壓力和流量，也就是說(shuō)被加工的工件不都是在最大壓力或流量下工作的，其壓力和流量是靠壓力比例閥和流量比例閥來(lái)調(diào)節(jié)的，通過調(diào)整壓力或流量比例閥的開啟度來(lái)控制壓力和流量大小。然而油泵電機(jī)在恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，各工序中油泵的輸入功率并沒有多大變化，其中液壓油泵電機(jī)的用電量占整個(gè)注塑機(jī)用電量的80％以上，所以降低其耗電量是注塑機(jī)節(jié)能的關(guān)鍵。若用變頻器來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī) （油泵）的轉(zhuǎn)速，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力和流量的調(diào)節(jié)，這樣既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用，有關(guān)單位已成功地使用我公司普傳變頻器改造了的注塑機(jī)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，因此用變頻器改造注塑機(jī)節(jié)能是值得向廣大用戶推廣的，至于具體節(jié)電率的大小與被加工的零件的大小尺寸、工作周期的長(zhǎng)短和電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)有關(guān)，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，屬中、小型注塑機(jī)用變頻器改造后的節(jié)電率一般在20%～60%.

    1. 注塑機(jī)概述

    眾所周知，注塑機(jī)是對(duì)各種塑料（例聚乙烯、聚丙烯）成型加工的主要設(shè)備，通過對(duì)塑料顆粒在雙螺桿注塑機(jī)內(nèi)進(jìn)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(nèi)，完成成型加工的。浙江省是我國(guó)電力嚴(yán)重緊缺的省份之一，尤其夏季更是捉襟見肘，而注塑機(jī)又遍布省內(nèi)各地，節(jié)電勢(shì)在必行，我公司與寧波代理商合作，對(duì)寧波地區(qū)多家注塑機(jī)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了變頻改造（如，慈溪冬宮電器有限公司），該公司總裝機(jī)容量400多KW，二十幾臺(tái)注塑機(jī)。其中，單機(jī)最大容量37KW，現(xiàn)已投產(chǎn)使用達(dá)一年之久，工作正常，節(jié)電率平均達(dá)30%以上。同時(shí)，工作環(huán)境噪音明顯減少，系統(tǒng)油溫大幅下降；平滑軟起動(dòng)，保護(hù)電機(jī)，延長(zhǎng)使用壽命；減輕開鎖模沖擊，延長(zhǎng)機(jī)械和模具的使用壽命；延長(zhǎng)油路系統(tǒng)使用壽命，減少維修次數(shù)，節(jié)省大量維護(hù)費(fèi)用；對(duì)電機(jī)具有過壓、過流、缺相等多種保護(hù)；變頻與工頻隨意切換，保證變頻故障時(shí)不影響生產(chǎn)；系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)便快捷。深受用戶好評(píng)。鑒于上述優(yōu)點(diǎn)，說(shuō)明應(yīng)用變頻器對(duì)注塑機(jī)實(shí)行節(jié)能技術(shù)改造是正確的有效的，值得向大家推廣。

    2、注塑機(jī)工序過程

    不論大、中、小型注塑機(jī)，分析它的工序過程是相同的，大致是五個(gè)工序過程，見圖1。

P      ①       ②                                                                            ③             ④         ⑤                                  

    從圖1可知注塑機(jī)工序過程是：

    ①送模具過程，需低壓力，時(shí)間較短。

    ②合模具過程，左右兩個(gè)模具相接，直至完全閉合，需略高壓力，時(shí)間不長(zhǎng)。

    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(shí)間長(zhǎng)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(shí)間不長(zhǎng)，壓力略高。

    ⑤退模具過程，加工件取出，模具后退原位，進(jìn)行輔助工作后，待再次加工，這時(shí)需低壓力，時(shí)間較短。

    對(duì)同一臺(tái)注塑機(jī)，加工不同的塑料件，其壓力（p）與時(shí)間長(zhǎng)短是各不相同的。它與加工件的型體復(fù)雜性，使用何種塑料，一個(gè)加工件的總料量，有否嵌件等有關(guān)，具體參數(shù)設(shè)定，一般由工藝技術(shù)人員給出的，并經(jīng)試驗(yàn)加工后，最后定案的。

    3 注塑機(jī)節(jié)能的可能性分析

    從圖1注塑機(jī)的P=f(t)工序過程中看出，隨著不同時(shí)間段，它的主油泵壓力是變化的，而且起伏較大，這就存在節(jié)能的可能性，且潛力較大，所以注塑機(jī)節(jié)電率可達(dá)20%-50%，甚至更大些。在未使用變頻器的注塑機(jī)，其主泵壓力調(diào)整是靠壓力卸荷來(lái)調(diào)節(jié)傍路油路的開度，來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)壓力的方式，這種主泵調(diào)壓力的方式，對(duì)主泵的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變，依傍路閥門開度來(lái)調(diào)節(jié)壓力，實(shí)踐證明節(jié)能是很小的，還有一種使用變量泵的注塑機(jī)，節(jié)能效果達(dá)百分之十幾，但設(shè)備維護(hù)成本較高，泵容易損壞，因此也不是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行的方式，采用變頻器調(diào)速來(lái)調(diào)節(jié)主泵的轉(zhuǎn)速，從而改變流量和壓力是較經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式（這時(shí)閥門的開度要全開100%），這就是注塑機(jī)主泵采用變頻器的原因所在，從而有較大幅度節(jié)電的道理，至于模具移動(dòng)的動(dòng)力源也是液壓的，它有二種方法：

    ①另配一臺(tái)小功率的低壓油泵。

    ② 由主泵分路經(jīng)減壓閥作動(dòng)力源

    又關(guān)于各段時(shí)間的定位控制，常見的有四種方法：

    ① 依靠移動(dòng)平臺(tái)的滑桿，用行程直接點(diǎn)開關(guān)（小型的）

    ② 依靠時(shí)繼電器定時(shí)控制（中型的）

    ③ 依靠單片機(jī)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度與時(shí)間的控制（小、中型的）。

    4 我公司對(duì)注塑機(jī)變頻改造方案特點(diǎn)

    （1）變頻器―選用普傳PI2000Z系列專用變頻器，過載能力強(qiáng)，具流量、壓力雙反饋信號(hào)接口，按注塑工藝要求，取雙信和疊加來(lái)控制主油泵電機(jī)速度。經(jīng)一年來(lái)使用，證明變頻器的性能良好，工作可靠，節(jié)電率高，主電路采用工頻-變頻二套電源供電方式，以確保不間斷的工作。

    （2）控制電路簡(jiǎn)單 目前變頻器在注塑機(jī)上的應(yīng)用不僅是一臺(tái)變頻器對(duì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單運(yùn)行方式，大型注塑機(jī)還有多泵集中控制方式，在實(shí)際使用中必須注意：

    （I） 要充分了解所選用變頻器的技術(shù)性能、使用要求、內(nèi)部功能并充分發(fā)揮其特長(zhǎng)。

    （II） 要充分了解被使用設(shè)備的工藝要求、技術(shù)性、使用要求包括負(fù)荷等。

    （III） 要充分了解被使有用設(shè)備的現(xiàn)有控制電路，液壓油路、各種附件的功能以不變或最少更動(dòng)原有設(shè)備的零部件為原則，如何巧妙取得控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)備與變頻器的最簡(jiǎn)單的結(jié)合是十分重要的。還要考慮環(huán)境、操作簡(jiǎn)便、易于維護(hù)等因素。

    簡(jiǎn)述如下：注塑機(jī)的控制采用電腦板（單片機(jī)），其壓力設(shè)定，時(shí)序設(shè)定可按工藝條件人為給定，利用的電腦板輸出電量值，控制壓力比例調(diào)節(jié)閥，從而調(diào)節(jié)主油泵的壓力大小。它的輸出是個(gè)線性的電流mA量值，經(jīng)電流轉(zhuǎn)換器變成4-20MA，直接接入到變頻器控制輸入端，從而改變變頻器的輸出頻率，也即就改變了主油泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)壓、節(jié)電雙重作用。 控制方案特點(diǎn)：簡(jiǎn)便可靠、不需更改原電路、調(diào)節(jié)方便、控制精確。

    （3）應(yīng)注意的問題： 變頻器有時(shí)會(huì)對(duì)注塑機(jī)的溫度控制造成諧波干擾，應(yīng)采取一定措施，如，保證設(shè)備良好接地；變頻器的輸入、輸出線繞磁環(huán)后再結(jié)入；對(duì)注塑機(jī)的控制電源采取隔離等。

    結(jié)論

    采用變頻器改造注塑機(jī)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，值得推廣。