注塑机节能技术浅析

注塑机各环节节能耗分析

 

在整个注塑生产过程中，除注塑机本身产生能耗外，其它辅助设备如冷水机、机械手、除湿干燥机、输送带等都会产生能耗。如只单看注塑机本身的能耗，则需了解注塑机是何种驱动系统。

 

液压驱动系统的能耗分析

 

对于液压驱动的注塑机，主要能耗来自于两部分。分别是射台料筒的发热部份及液压驱动系统，也是俗称的发热圈及油泵电机。

 

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※注塑机预定工序的要求（压力、速度、温度、时间、位置）和动作程序准确的有效的工作。

 

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，电动机通常是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-融胶、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的压力因不同工艺不同，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液阀回流，从而造成电能的浪费。虽然早有变量泵的设计，以减低对溢流所产生的耗损，但溢流所产生的耗损只能减低，却不能减除。

 

发热圈方面，主要以电阻加热及金属传热方法，把热量传至料筒内，从而达至到塑料加热目的。但在另一面，却因为发热圈外露于空气中，故对料筒加热的同时，也把部分热量散失于空气中，从而生产耗损。虽然市面上有所谓的保温罩设计，但其实际目的不是在于保温，而是安全设计。主要是避免人手触碰料筒而烫伤。但不论保温罩如何理想，随空气散失热量仍会不断发生。

 

除以上两种主要能耗，对于液压系统来说，还有一个能耗来源。因为液压油在运作一段时间后，因为压力变化、油管摩擦、管径大小改变、溢流等原因，液压油温度会随着时间不断累升。油温上升引至液压油粘度变化，最终影响产品质量。故此，需加入油冷却器，把冷水引入，也意味着虽要加入水泵，水泵的运作本身也会产生能耗。

 

电驱动系统的能耗分析

 

电驱动系统也就是以伺服电机驱动，从而进行合模、射胶、保压、熔胶、开模、顶出等动作，故也称全电机。因为没有液压驱动，故此液压系统所产生的耗损（例如：溢流、油管孔径改变、油管摩擦、油管方向改变、油泵效率、冷却水所需的水泵等等）都不再发生。因此，对于全电机来说，主要的能耗来自于发热圈部分。

 

当然，伺服电机本身的效率及滚珠丝杆所产生的摩擦在运作过程中会产生一定的能耗，但与传统液压系统比较，这部份所产生的能耗低很多。

 

辅助设备如冷水机、机械手、除湿干燥机、输送带等也会有较大的能耗，相对注塑机而言，显得渺小很多，如果对一个上几十台的注塑车间而言，自动化设备的耗能也不容窥视。

 

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