注塑機

注塑機是對各種塑料進行加熱、融熔、攪拌、增壓后，將塑料流體注入模具控內，完成工件一次注塑成型的設備。它的工序過程基本是相同的，每一個工序都需要不同的壓力和流量，也就是說被加工的工件不都是在最大壓力或流量下工作的，傳統方式其壓力和流量是靠壓力比例閥和流量比例閥來調節的。而油泵電機在恒速運轉，造成能量的浪費。若用變頻器來調節電機（油泵）的轉速，實時滿足壓力和流量的需求，這樣既經濟又實用。有關單位已成功地使用我公司普傳變頻器改造了的注塑機，取得了顯著的經濟效益，因此用變頻器改造注塑機節能是值得向廣大用戶推廣的。根據實際經驗，屬中、小型注塑機用變頻器改造后的節電率一般在20%～60%.

一、 注塑機概述

眾所周知，注塑機是對各種塑料（例聚乙烯、聚丙烯）成型加工的主要設備，通過對塑料顆粒在雙螺桿注塑機內進行多段溫度加熱，在熔融攪拌增壓后將流體料注入模具腔內，完成成型加工的。浙江省是我國電力嚴重緊缺的省份之一，尤其夏季更是捉襟見肘，而注塑機又遍布省內各地，節電勢在必行，我公司與寧波代理商合作，對寧波地區某公司注塑機現場進行了變頻改造，總裝機容量400多KW，二十幾臺注塑機。其中，單機最大容量37KW，現已投產使用達一年之久，工作正常，節電率平均達30%以上。同時，工作環境噪音明顯減少，系統油溫大幅下降；平滑軟起動，保護電機，延長使用壽命；減輕開鎖模沖擊，延長機械和模具的使用壽命；延長油路系統使用壽命，減少維修次數，節省大量維護費用；對電機具有過壓、過流、缺相等多種保護；變頻與工頻隨意切換，保證變頻故障時不影響生產；系統安裝簡便快捷。深受用戶好評。鑒于上述優點，說明應用變頻器對注塑機實行節能技術改造是正確的有效的，值得向大家推廣。

二、注塑機工序過程

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

從圖1可知注塑機工序過程是：

①送模具過程，需低壓力，時間較短。

②合模具過程，左右兩個模具相接，直至完全閉合，需略高壓力，時間不長。

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，時間長約占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，時間不長，壓力略高。

⑤退模具過程，加工件取出，模具后退原位，進行輔助工作后，待再次加工，這時需低壓力，時間較短。

對同一臺注塑機，加工不同的塑料件，其壓力（p）與時間長短是各不相同的。它與加工件的型體復雜性，使用何種塑料，一個加工件的總料量，有否嵌件等有關，具體參數設定，一般由工藝技術人員給出的，并經試驗加工后，最后定案的。

三、 注塑機節能的可能性分析

從圖1注塑機的P=f(t)工序過程中看出，隨著不同時間段，它的主油泵壓力是變化的，而且起伏較大，這就存在節能的可能性，且潛力較大，所以注塑機節電率可達20%-50%，甚至更大些。在未使用變頻器的注塑機，其主泵壓力調整是靠壓力卸荷來調節傍路油路的開度，來實現調節壓力的方式，這種主泵調壓力的方式，對主泵的電動機轉速不變，依傍路閥門開度來調節壓力，實踐證明節能是很小的，還有一種使用變量泵的注塑機，節能效果達百分之十幾，但設備維護成本較高，泵容易損壞，因此也不是經濟的運行的方式，采用變頻器調速來調節主泵的轉速，從而改變流量和壓力是較經濟的運行方式（這時閥門的開度要全開100%），這就是注塑機主泵采用變頻器的原因所在，從而有較大幅度節電的道理，至于模具移動的動力源也是液壓的，它有二種方法：

①另配一臺小功率的低壓油泵。

② 由主泵分路經減壓閥作動力源

又關于各段時間的定位控制，常見的有四種方法：

① 依靠移動平臺的滑桿，用行程直接點開關（小型的）

② 依靠時繼電器定時控制（中型的）

③ 依靠單片機或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間的控制（小、中型的）。

四、我公司對注塑機變頻改造方案特點

（1）選用遞恩電氣DNV310系列專用變頻器，過載能力強，具流量、壓力雙反饋信號接口，按注塑工藝要求，取雙信和疊加來控制主油泵電機速度。經一年來使用，證明變頻器的性能良好，工作可靠，節電率高，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。見下圖

（2）控制電路簡單 目前變頻器在注塑機上的應用不僅是一臺變頻器對一臺電動機的簡單運行方式，大型注塑機還有多泵集中控制方式，在實際使用中必須注意：

（I） 要充分了解所選用變頻器的技術性能、使用要求、內部功能并充分發揮其特長。

（II） 要充分了解被使用設備的工藝要求、技術性、使用要求包括負荷等。

（III） 要充分了解被使有用設備的現有控制電路，液壓油路、各種附件的功能以不變或最少更動原有設備的零部件為原則，如何巧妙取得控制信號，實現現有設備與變頻器的最簡單的結合是十分重要的。還要考慮環境、操作簡便、易于維護等因素。

注塑機的控制采用電腦板（單片機），其壓力設定，時序設定可按工藝條件人為給定，利用的電腦板輸出電量值，控制壓力比例調節閥，從而調節主油泵的壓力大小。它的輸出是個線性的電流mA量值，經電流轉換器變成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機的轉速達到調壓、節電雙重作用。控制方案特點：簡便可靠、不需更改原電路、調節方便、控制精確。

（3）應注意的問題：變頻器有時會對注塑機的溫度控制造成諧波干擾，應采取一定措施，如，保證設備良好接地；變頻器的輸入、輸出線繞磁環后再結入；對注塑機的控制電源采取隔離等。

【結論】遞恩電氣采用變頻器改造注塑機，具有顯著的經濟效益，值得推廣。