个体经营王培涛

回收注塑机教你如何选择注塑机动力系统

  今天的主角是注塑机的动力系统，如何选择动力系统关于这生产成本的多少，比如电费是除质料外注塑制品加工最大的一项本钱开支。对大部分注塑机而言，电能先通过电机转化成动能，再通过油泵转化成液压能，进而驱动注塑周期的各个动作，完结注塑进程。我们都知道“能量守恒”的规律，能量从一种形态变为另一种形态的进程中不会增减，但实际上，能量在变换进程中有损失，这是因为变换进程中发作了“无用”的输出能量，如热能。节能的本质就是削减“无用”的输出能量。

异步电机 定量泵

传统注塑机选用异步电机（鼠笼式）供给动力。恒速滚动的异步电机将电能变换为动能，输出的“有用”动能仅仅输入电能的9成左右（满载时），其他则变为热能。故电机都会自带电扇，将热能带走。

一方面，异步电机带动定量泵，输出安稳的流量；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，用不到的流量便在其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，糟蹋的能量便越多，糟蹋的能量变为热能，将油温前进。因而，一般来讲，当动作的速度离全速越远、时刻越长、压力越大，潜在节能的幅度便越大。 

异步电机 变量泵

从以上得知，节能的钥匙在于可以改动流量。变量泵能供给从零到最大的流量，并且是在异步电机恒速滚动下供给的。最常用的变量泵选用斜盘轴向柱塞规划。外出关灯是家里节能的一个好习惯。当光暗开关被普遍运用后，我们更能在较暗可是满足运用的灯火下作息，然后节能。变量泵好比光暗开关。还有两种设备能下降流量：变频器与伺服电机。

异步电机 变频器 油泵

变频器改动交流电频率，使异步电机转速在10-100%中改动，配上定量泵后，油量便在10-100%中改动。 

可是，变频器是强电流电子设备，本身亦耗电，节能作用较变量泵逊色。此外，异步电机是恒速规划，没有考虑转子惯性的优化。转子每次加减速如需0.1秒，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运用拖慢了出产率。最终，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，内漏添加，油泵功率下降。

因而，在注塑机立异改进时，更适合选用变频器加接到异步电机，因为只触及电线的改动，比定量泵改为变量泵的时刻少且简略许多。此外，用变频器改动挤出机螺杆的转速是个较成功的运用。因为挤出机并非周期作业，不用经常加减速，且其螺杆是经齿轮箱驱动，不触及油泵。 

伺服电机 油泵

伺服电机可优化加减速。其转子用小直径来下降惯性，再以长的转子来回复失掉的扭矩。当然，惯性亦因转子长度而添加，但仅仅线性添加。从伺服电机的外观也显着可看出，其直径小但长度大。伺服电机从0-2000 rpm只需求0.05 秒，因而用变速伺服电机来驱动油泵，拖慢出产力的状况只在短于5秒周期时才能发觉。选用永磁发作转子的磁场还避免了转子的铜损和铁损。

伺服电机的变速由操控器用变频的原理完成。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，故不同频率的区域，只需电压适合，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%。操控器也有压力与转速的回馈操控，与压力流量的上升下降的PID操控。

伺服电机其实与发电机无异。发挥哪一种功用看怎么将它驱动，供给三相电的话，它就是个电机；供给动力旋转其主轴的话，它就是发电机。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，发作电压，通过制动电阻后变为电流，再变为热能，散发在大气中。虽然此能量没有收回，但也起了快速与精准制动的意图。 

齿轮泵或柱塞泵

配合伺服电机运用的油泵有定量的齿轮泵及变量的柱塞泵两种。注塑机用定量泵以叶片泵为主，叶片泵在低转速时离心力下降，内漏添加，不适合配合变速的伺服电机。

齿轮泵的容积功率在90%以下，结构较简略，本钱不高，噪音不大，对油污的容许度则较大。柱塞泵的容积功率在95%左右，结构精细，对油污的容许度不高，噪音较大，但其变量特性可用来下降对伺服电机的扭矩负载，下降电流及发热，使保压时刻可以更长。这一点在油研公司的双排量规划发挥了出来。

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，下降在低速时伺服电机的大电流发作的发热。此功用连全电机也做不到。如不用双排量，保压及高压合模会逾越原排量的压力流量规模，但仍在超载规模内，可以作时刻短保压及高压合模。如锁模办法选用机铰，高压合模自然是时刻短的。直压锁模如不选用单向阀将锁模力锁住，便要靠电机油泵不停地作业来维持锁模力。双排量油泵可以看为一个轿车的双档变速箱，等级低是爬坡慢速行驶时用，虽然引擎的转速没有下降许多，但轿车的驱动力就前进了。

伺服电机的限制 

伺服电机在“低转速”时的反电势较“高转速”时低，故电流添加使线圈过火发热，这在长时刻保压时会发作。油研公司用变量泵下降排量，维持电机的高转速来缓解这个问题。选购注塑机时还要留心伺服电机功率是否过小，否则会过载。

大的注塑机需求大的电机/油泵来驱动，但大的伺服电机的转子有大的惯性，不能到达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给商为例，最大的电机也只要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，便既能到达油流量的要求，亦能到达反应时刻的要求。有一台3500吨的注塑机是选用10套伺服电机/油泵合流来驱动的。

节能作用比较

伺服电机驱动变量泵在待机状况时不滚动，虚耗的仅仅伺服电机驱动器的能量。回收注塑机的小编就拿11kW伺服电机来举个例子吧，电流不到1A。异步电机驱动变量泵在待机状况时恒速滚动，但没有流量亦没有压力，在11kW的注塑机上测出待机状况的电流是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功率约90%，但在负荷低于50%时功率大幅下降。英国公司供给“节能宝”在异步电机低负荷时下降供给电压，然后削减铜线圈发作过量磁通，下降损失，达节能之效。

一台50吨注塑机注塑单腔的航空杯，在华南的夏日及没有压力油冷却的条件下，油温只要37℃。如压力油的升温是节能的指示，这一点是连异步电机驱动变量泵都望尘莫及的。

此外，伺服电机驱动油泵能供给3/4闭环操控。精准的速度及压力操控是安稳出产力的先决条件。因为油温不高，油温动摇亦较低，前进了安稳性。油温不高亦可以节约乃至去除压力油冷却的需求。 

全电机

全电机的省电作用众所周知。全电机的驱动也是用伺服电机的，只不过它最少用四个伺服电机来直接驱动打针、塑化、开合模及顶出动作。其他的动作如抽芯/旋脱，射台及调模可用伺服电机，亦可用较廉价的电机来驱动。直接驱动选用丝杠或曲臂将旋转的动能变为线性的动能，或选用皮带或齿轮将高速的旋滚动能变为低速的旋滚动能。

全电机与伺服混合动力比较，直接驱动节约了两个变换进程，可节约10%的能量。没有压力油及管道的弹性损耗亦能节能。

动力系统甄选建议

注塑机自发明后，经历过几个技能性的立异。电机及油压的运用是一个前进，它们代替了人力；往复螺杆是前期的一个立异，注塑机回收 将塑化及打针功用组合起来，下降了注塑机的本钱；还有一个立异是份额压力及流量阀，这与另一个立异—微处理器的广泛运用休戚相关，动作的压力及流量再不用在阀上手调设置，注塑参数还能记忆起来，方便下次调出来再用；跟着是变量泵的广泛选用，这与不断上涨的电费不无联系。而全电机的推出应算是一个革新。因为没有油温的影响，它将安稳性大幅前进，精准、并行动作、省电、削减噪音、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运用将节能及3/4闭环、削减噪音等的长处近乎全电机，但本钱低许多。

当注塑机动作不是全速时，下降流量便能削减糟蹋。变量泵及伺服电机可以下降流量，后者更能以近零的能耗供给零流量。可是，不是任何产品都适合用伺服电机带油泵的注塑机来出产，就如不是任何产品都要用全电机来出产一样。定量泵及变量泵机还有其存在的价值，是否选用此技能要核算投资回本期来做出决议。

伺服电机节约作用也不能混为一谈，与产品壁厚，模具是否用冷流道、保压时刻、待机时刻都有联系。大致来讲，壁厚越大，伺服电机的节能便越多，瓶坯的注塑便归于这类。如冷流道的直径大于壁厚，冷却时刻便由流道直径来分配。相反，薄壁产品（热流道）保压时刻短，乃至是0，冷却时刻也是0，伺服电机的节能便有限。

综上，除全电机外，引荐周期5秒或以下的薄壁饭盒（壁厚0.5mm）选用异步电机驱动定量泵注塑机来出产，因周期大部分以全速全压进行，能节约的糟蹋有限，乃至伺服电机的加快减速会延伸注塑周期；周期5-8秒的产品，可以用异步电机驱动变量泵注塑机来出产；周期8秒以上的产品、冷却时刻比塑化时刻长、打针时刻超过3秒、螺杆转速在70%以下、选用机械手取出、选用半自动操作都引荐运用“节能宝”或伺服电机注塑机来出产。此外，伺服电机本钱高，若额定投资回本期在两年内，便可考虑。