二手全电动注塑机动力系统如何选择
作者： 来源： 日期：2015/12/25 13:42:11 人气：2899
二手全电动注塑机的动力系统究竟要怎样去选择呢?电机及油压的使用是一个进步，注塑机自发明之后，经历过几个技术性的创新。代替了人力。由于没有油温的影响，将稳定性大幅提高，精准、并行动作、省电、减少噪音、没有漏油污染等都得以大幅改进。而伺服电机驱动油泵在注塑机上的应用将节能及3/4闭环、减少噪音等的优点近乎全电机，但本钱低很多。一方面，异步电机带动定量泵，输出恒定的流量;另一方面，注塑周期中的各个动作，如开合模、顶出等对流量的要求都不同，用不到的流量便在当时的设定压力下流回油箱。动作越慢，或设定的压力越大，流回油箱的量越多，浪费的能量便越多，浪费的能量变为热能，将油温提高。因此，一般来讲，当动作的速度离全速越远、时间越长、压力越大，潜在节能的幅度便越大。从以上得知，节能的钥匙在于能够改变流量。变量泵能提供从零到大的流量，而且是在异步电机恒速转动下提供的。常用的变量泵采用斜盘轴向柱塞设计。外出关灯是家里节能的一个好习惯。当光暗开关被普遍使用后，我们更能在较暗但是足够使用的灯光下作息，从而节能。变量泵好比光暗开关。还有两种设备能降低流量：变频器与伺服电机。但是，变频器是强电流电子设备，本身亦耗电，节能效果较变量泵逊色。此外，异步电机是恒速设计，没有考虑转子惯性的优化。转子每次加减速如需0.1秒，注塑机一个周期内不下20次的变速便需2秒。一般用家都会发觉变频器的使用拖慢了生产率。后，定量泵多数是叶片泵，当转速降下来时，离心力也降下来，故在低流量时，内漏增加，油泵效率下降。因此，在注塑机翻新改进时，更适合采用变频器加接到异步电机，因为只涉及电线的改动，比定量泵改为变量泵的工夫少且简单很多。此外，用变频器改变挤出机螺杆的转速是个较成功的应用。因为挤出机并非周期作业，不用时常加减速，且其螺杆是经齿轮箱驱动，不涉及油泵。伺服电机的变速由控制器用变频的原理实现。50Hz或60Hz的交流电经整流后再变为所需频率的交流电，驱动伺服电机，故不同频率的地区，只要电压合适，都没有影响。这一点与异步电机不一样。异步电机在60Hz时旋转速度比在50Hz时快20%。控制器也有压力与转速的回馈控制，与压力流量的上升下降的PID控制。伺服电机其实与发电机无异。发挥哪一种功能看如何将它驱动，供应三相电的话，它便是个电机;供应动力旋转其主轴的话，它便是发电机。伺服电机在制动时(如开模停)变为发电机，由动模板与动模的惯性(动能)驱动锁模油缸，再驱动油泵(此时油泵变了油马达)，进而驱动“发电机”的主轴，产生电压，经过制动电阻后变为电流，再变为热能，散发在大气中。虽然此能量没有回收，但也起了快速与精准制动的目的。齿轮泵的容积效率在90%以下，构造较简单，成本不高，噪音不大，对油污的容许度则较大。柱塞泵的容积效率在95%左右，构造，对油污的容许度不高，噪音较大，但其变量特性可用来降低对伺服电机的扭矩负载，降低电流及发热，使保压时间能够更长。这一点在油研公司的双排量设计发挥了出来。保压及高压合模所需的流量低但压力高，可将变量泵转为小排量，东洋注塑机降低在低速时伺服电机的大电流产生的发热。此功能连全电机也做不到。如不用双排量，保压及高压合模会超越原排量的压力流量范围，但仍在超载范围内，可以作短暂保压及高压合模。如锁模方法采用机铰，高压合模自然是短暂的。直压锁模如不采用单向阀将锁模力锁住，便要靠电机油泵不停地工作来维持锁模力。双排量油泵可以看为一个汽车的双档变速箱，低档是爬坡慢速行驶时用，虽然引擎的转速没有降低很多，但汽车的驱动力就提高了。大的注塑机需要大的电机/油泵来驱动，但大的伺服电机的转子有大的惯性，不能达到0.05 秒从0到2000 rpm的要求。以日本的两家伺服电机带油泵的供应商为例，大的电机也只有35 kW。更大的注塑机只能将两个或以上伺服电机/油泵合流来驱动，便既能达到油流量的要求，亦能达到反应时间的要求。有一台3500吨的注塑机是采用10套伺服电机/油泵合流来驱动的。伺服电机驱动变量泵在待机状态时不转动，虚耗的只是伺服电机驱动器的能量。以11kW伺服电机为例，电流不到1A。异步电机驱动变量泵在待机状态时恒速转动，但没有流量亦没有压力，在11kW的注塑机上测出待机状态的电流是7A，为11kW电机额定电流24A的29%。这是因为异步电机在额定负荷时效率约90%，但在负荷低于50%时效率大幅降。全电机的省电效果众所周知。全电机的驱动也是用伺服电机的，只不过它少用四个伺服电机来直接驱动注射、塑化、开合模及顶出动作。其余的动作如抽芯/旋脱，射台及调模可用伺服电机，亦可用较便宜的电机来驱动。直接驱动采用丝杠或曲臂将旋转的动能变为线性的动能，或采用皮带或齿轮将高速的旋转动能变为低速的旋转动能。当注塑机动作不是全速时，降低流量便能减少浪费。变量泵及伺服电机能够降低流量，后者更能以近零的能耗提供零流量。但是，不是任何产品都适宜用伺服电机带油泵的注塑机来生产，就如不是任何产品都要用全电机来生产一样。定量泵及变量泵机还有其存在的价值，是否采用此技术要计算投资回本期来做出决定。伺服电机节约效果也不能一概而论，与产品壁厚，模具是否用冷流道、保压时间、待机时间都有关系。大致来讲，壁厚越大，伺服电机的节能便越多，瓶坯的注塑便属于这类。如冷流道的直径大于壁厚，冷却时间便由流道直径来支配。相反，薄壁产品(热流道)保压时间短，甚至是0，冷却时间也是0，伺服电机的节能便有限。
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