先進節(jié)能控制技術(shù),正在逐漸成為注塑機電液系統(tǒng)的研究重點。
目前,國產(chǎn)注塑機電液控制技術(shù)幾乎全部應用電液比例技術(shù),其技術(shù)特征是用三通型比例調(diào)速閥控制速度。該電液比例技術(shù)雖可大大減少元件數(shù)量,但因采用定量泵供油,工作過程中始終存在與流量有關(guān)的能量損失,國外已很少采用。
注塑機工藝過程一般分為鎖模、注射、塑化、保壓、冷卻、開模等幾個階段,各個階段需要不同的壓力和流量。對油泵馬達而言,注塑過程處于變化的負載狀態(tài),在定量泵的液壓系統(tǒng)中,油泵馬達以恒定轉(zhuǎn)速提供恒定流量,多余的液壓油通過溢流閥回流,此過程稱為高壓節(jié)流。據(jù)統(tǒng)計,由高壓節(jié)流造成的能量損失高達36%~68%。
針對以上閥控電液系統(tǒng)有較大能量損失的不足,為進一步降低能耗,減少噪音,近年來塑料機械制造商為滿足客戶通過節(jié)能降低生產(chǎn)成本的要求,對各種節(jié)能控制技術(shù)進行了深入廣泛的研究和實踐,如德國、日本等國發(fā)展了應用變量泵和電液比例閥結(jié)合的負載感應型注塑機電液控制系統(tǒng),作為電液控制中最基本的節(jié)能方法,已在國外被廣泛應用。目前在各種注塑機節(jié)能控制技術(shù)中,比例變量泵與變頻定量泵兩種節(jié)能控制系統(tǒng),節(jié)能效果明顯。
比例變量泵控制系統(tǒng)可以使用戶根據(jù)注塑成型工藝要求設(shè)定各種動作壓力、速度,并轉(zhuǎn)換成相應的模擬信號,輸給比例變量泵的比例壓力閥及比例流量閥,按設(shè)定值向系統(tǒng)輸出壓力和流量,使液壓系統(tǒng)能量輸出跟隨注塑過程負載狀況而變化,最大限度避免能量損失。變頻定量泵控制系統(tǒng)可以使液壓系統(tǒng)的能量輸出跟隨注塑過程整機變化的負載狀況而變化,在保壓、冷卻及空轉(zhuǎn)狀況保持很低轉(zhuǎn)速,從而達到節(jié)能目的。同時,利用注塑機同步信號及電氣控制系統(tǒng),將電液比例控制系統(tǒng)模擬成負載跟蹤控制系統(tǒng),將傳統(tǒng)定量泵改造成變頻變量泵,從而使溢流閥的回油流量降到最小,無高壓節(jié)流能量損失,從而將傳統(tǒng)有高壓節(jié)流的注塑機由耗能型升級為節(jié)能型。
兩種控制系統(tǒng)節(jié)能性能各有特點。由于比例變量泵節(jié)能控制技術(shù)相對成熟,目前注塑機制造廠普遍采用比例變量泵節(jié)能控制技術(shù),通過比例變量泵節(jié)能居主導地位;而在塑機控制系統(tǒng)應用變頻器調(diào)速控制技術(shù)以實現(xiàn)節(jié)能,無疑也是有益嘗試,國內(nèi)也有塑機制造商生產(chǎn)并投放市場。由于變頻控制技術(shù)尚有其固有的技術(shù)問題還有待優(yōu)化解決,目前更多的是用于舊機節(jié)能技術(shù)改造。
依據(jù)控制技術(shù)節(jié)能工作原理,采用注塑機上述控制技術(shù)還具有其它諸多優(yōu)點:可減輕開、鎖模沖擊,延長機械和模具使用壽命;延長油路系統(tǒng)使用壽命,減少維修次數(shù),節(jié)省維護費用;降低噪音、改善工作環(huán)境;系統(tǒng)油溫大幅降低,可節(jié)省冷卻用水量30%以上;保持注塑機變頻節(jié)能原有的控制方式及油路不變等。
采用控制技術(shù)改造升級為節(jié)能型注塑機后,其投資一般在一年內(nèi)可通過節(jié)約的電費或油費收回。專家認為,開發(fā)節(jié)能型注塑機理論可行,投資小,效益明顯。采用先進控制技術(shù)對注塑機進行節(jié)能改造,已成為目前注塑機制造業(yè)提升產(chǎn)品競爭力的有效技術(shù)手段之一,國內(nèi)企業(yè)應積極推廣應用。