【正文】 83L/min(1000 轉 /分 )。為防止小泵油液倒流，設置單向閥 V3。一般狀態(tài)下，注塑各階段的壓力和流量主要由小泵提供， YA1 不通電給大泵卸荷。而在需要較大流量的階段，如快速開合模、一級注射、預塑或防流涎等，就需要大泵提供流量，此時 YAl 通電。 VS 為電磁換向閥，控制 調模馬達 M2，調模裝置前進可以給 YA4 通電，調模裝置退給 YA3 通電。 V7 是控制頂出油缸的電磁換向閥， YA7 通電使頂出桿前進， YA8 通電使頂出桿后退。V9 是控制注射座油缸的換向閥，在注射座前進和注射階段，都要給 YA9 通電。 V10為防流涎控制閥，給 YA I 2 電信號可防止流涎，在沒有此功能的注塑機上該閥可省略。而注射速度的調節(jié)可通過單向節(jié)流閥 V12 完成。其他為一些輔助液壓元件，不再贅述。見下圖 圖 電氣控制系統(tǒng)接線圖 電氣系統(tǒng)可進行溫度控制和檢測，如機筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度和油溫等。順序控制器有可編程控制器、斷電器控制器和單片機控制器等。在各工序之間的順序轉換中，有的以執(zhí)行機構位置為條件，有的則以時間為條件。在繼電器控制中，限位開關是作為觸點來控制相應的繼電器動作 。時間控制器多由計時器完成，在繼電器控制中，多采用時間繼電器，到定時后觸點動作帶動繼電器動作 。 注塑機的工作過程 注塑機的成型周期一般從模具開始閉合時起。注射座在后退位置，機筒的噴嘴和定模呈非接觸狀態(tài)。在確認模具達到所要求的鎖緊程度后，注射座前移，使噴嘴和模具流道口貼合， 之后就可向注射油缸充入壓力油，螺桿在高壓驅動下快速將熔料注入模具型腔中。當熔料充滿模腔后，螺桿仍對熔料保持一定的壓力，以防止模腔中熔料的倒流，并向模腔內補充因低溫模具的冷卻作用而使熔料收 縮所需要的物料，從而保證制品的尺寸精度、力學性能和致密性。 當保壓過程進行到模腔內的熔料失去從澆口回流的可能性時 (即澆口凝封 )，即可卸壓，制品在模腔內繼續(xù)冷卻定型。在這一輸送過程中物料被逐漸壓實，并在機筒外加熱裝置和螺桿摩擦熱的作用下，物料逐漸熔融塑化，最后呈粘流態(tài)，并建立起一定的壓力。制品冷卻與螺桿塑化在時間上通常是重疊的，這是為了縮短成型周期。 圖 注塑流程圖 螺桿塑化計量結束后，可選擇是否進行防流涎處理。以上所述整個流程可見上圖 所示。成型周期設定應該在保證制品質量的前提下，要盡量減少各程序段的周期。調整時應考慮動模板在小慣量沖擊和保護人身和模具安全條件下工作。 目前，國內外對注塑機節(jié)能技術的研究主要集中在四個方向 :一是開發(fā)新型節(jié)能注塑機，如注射壓縮的節(jié)能注射成形、微發(fā)泡節(jié)能注射成形技術、振動成型節(jié)能技術、群腔熱流道節(jié)能注射成形、介質輔助節(jié)能技術、節(jié)能螺桿技術等。而液壓系統(tǒng)只承擔合模和鎖模動作，大大降低了泵源的裝載功率。四是在原有液壓系統(tǒng)上進行改造，采用新型節(jié)能方案減少原液壓系統(tǒng)的損耗。 液壓動力驅動系統(tǒng)是注塑機中最常用的一種系統(tǒng)，也是注塑機最主要的能耗所在。而冷卻和制品取出等階段對壓力和流量基本沒有需求的，功率消耗很小，但為時較長，一般可占成型周期總時間的 1 /3 。而原有注塑機液壓系統(tǒng)大多采用定量泵，油泵電機以恒定的轉速使油泵供給液壓系統(tǒng)固定的流量，當系統(tǒng)要求流量較低時，電機的輸出功率不變，多余的油液通過比例壓力閥流回油箱，即使空載 (如冷 卻 )也是如此，這樣，節(jié)流功率損失非常大，效率很低，一般只有 60% ~70%，能量損失多達 30 % ~ 40 %同時，由于液壓油長時間循環(huán)流動，與液壓元件、機械元件摩擦劇烈，造成噪音過大、油溫過高、機械壽命縮短等問題。目前國內主要從以下幾個方向進行研究。變量泵 +電液比例閥結合的負載敏感泵節(jié)能液壓系統(tǒng)，整個控制機構由負載敏感控制的比例變量泵、含位置閉環(huán)的高速比例閥，以及位移傳感器和壓力傳感器等組成，提高了動態(tài)響應速度，能夠很好的實現(xiàn)這一匹配，見圖 所示。當負載壓力小于系統(tǒng)的設定壓力時，泵處在流量控制狀態(tài) 。以此來適應注塑機各工況所需功 率差別較大的情況，使之與負載所需功率自適應，以達到節(jié)能的目的。比例壓力及流量控制閥與泵結為一體，交流電動機轉速恒定，無磁帶效應及轉動慣量的影響，且響應時間較快。主要的不足就是泵控系統(tǒng)的響應速度比閥控系統(tǒng)慢，且其交流電動機轉速恒定，節(jié)能效果不如變頻系統(tǒng)好。 圖 比例變量泵節(jié)能系統(tǒng)液壓原理圖 圖 比例變量泵油路控制系統(tǒng)框圖 國際上先進的負載敏感泵控制系統(tǒng)，在塑化注射油路部分使用伺服閥，目的是與變量泵共同組成一個高性能的閉環(huán)控制系統(tǒng)。國內為研發(fā)類似系統(tǒng)也做了大量的工作。近年來，重慶邦助工業(yè)有限公司研制出的 BK 系列注塑機專用負載敏感變量泵，價格與定量泵和 PQ 閥系統(tǒng)的總價格相差不多，從根本上解決了負載敏感泵價格高，難以推廣的障礙，已進行批量生產，取得了較好的效果。 定量泵 +變頻電機節(jié)能系統(tǒng) 變頻調速技術通過調節(jié)液壓泵電機的轉速，使動力 機構的性能類似于變量泵節(jié)能系統(tǒng)，同樣可以達到動力機構輸出的流量同執(zhí)行機構需要的流量相匹配，使損失的流量降低。 由于電機的轉速 n=60 f /P(P 一一電 機的磁極對數(shù) 。V 一泵的排量 )，可得 Q=V*f/P，因此只要改變輸入到電機的交流電頻率大小，就可以控制液壓泵的輸出流量。而在非動作狀態(tài)時可以讓電機停轉，使輸出功率與流量和壓力同步跟蹤自動控制，相當于將定量泵變成了節(jié)能型的變量泵。 變頻器控制的液壓泵 — 電機從根本上改善了傳統(tǒng)注塑機能量損失較大的弊端，當系統(tǒng)需要的流量發(fā)生變化時，電機的轉速也隨之變化，從而使定量泵釋放油液發(fā)生變化，即“需要多少則供給多少”，從而節(jié)約了大量的能源。特別是制品體積越大，冷卻、循環(huán)時間越長，節(jié)能效果越明顯； (2)由于變頻器內部濾波電容的作用，可 提高功率因數(shù)，降低線路損耗，從而增大電網的有用功率； (3)在整機中還可以減輕合模、開模時的震動，穩(wěn)定生產工藝、減少機械故障、提高產品質量、延長機器的使用壽命等。 由于目前我國塑料加工企業(yè)使用的注塑機 90%以上都是定量泵液壓系統(tǒng)，因此采用變頻技術進行節(jié)能改造在我國具有廣闊的應用前景和很好的推廣價值。例如浙江省慈溪市從 2021 年開始大力推廣注塑機節(jié)能技術，在安裝了變頻節(jié)能器后，單機節(jié)能效果達到 30%~60，慈溪市 200 多家生產企業(yè)一年可省電達 6000 萬 kW深圳市奧宇控制系統(tǒng)有限公司主要從事注塑機變 頻節(jié)能控制系統(tǒng)的研制與改裝，為深圳市多家塑料廠家安裝了變頻節(jié)能控制系統(tǒng)，使得油泵電機的平均節(jié)電率可達 45%。 注射成型各階段頻繁的速度變化，使驅動電機頻繁處于加減速工況下，由于磁滯效應及轉動慣量的影響，容積調速的變頻調節(jié)技術，響應速度慢 (一般變頻器 +定量泵形式的系統(tǒng)需要 800~1000ms 的響應時間 )。低速特性差， 導致了注射循環(huán)周期時間的增加，降低了生產效率，調速精度難以保證，難以適應精密成型需要。注塑機是否采用變頻調速，主要看加工制品的要求。厚壁制品的保壓時間及冷卻時間長，是應用變頻調速設備的首選。解決了變頻調節(jié)技術響應速度慢的缺陷，同時由于其自身的運轉特性，提高了電力利用效率。液壓系統(tǒng)基本上不需冷卻水，對于保壓及冷卻時間長的制品，節(jié)能效率可達 80 % 。保壓時電機基本處于停轉狀態(tài)，比負載敏感泵節(jié)能驅動系 統(tǒng)更加有效。 但是由于交流伺服電機的最高轉速可達 4000 r/min，而與之相配套的液壓泵轉速較低，所以高響應的交流伺服電機驅動定量泵系統(tǒng)在注塑機上的推廣應用，有待于低噪音高轉速液壓泵的研發(fā)，以降低制造成本。 應把伺服電機靈敏快速反應的特性與精密注射成型結合起來，創(chuàng)新出一種新的高性能的注射成型裝備，能對 高端的塑料制品進行特定加工，才能使之得到越來越廣的應用。節(jié)能效果與一般定量泵系統(tǒng)相比，可節(jié)省 40%~80%的電量。海天這個新研發(fā)的產品一經推出市 場，立即引起很大的反響，可以說是國內注塑機行業(yè)的一次革命。若以負載敏感驅動，則耗電 ，節(jié)能達 50%。 伺服電機驅動定量泵系統(tǒng)，耗電 4 ，節(jié)能 80%。日精的“ X泵” FNX 注塑機所使用的能源，大約為該公司標準注塑機的 30%左右，F(xiàn)NX 型注塑機還可以少用 41%的液壓油。該系統(tǒng)共有四個可控元件，其控制策略比較復雜，采用下表 所述方式綜合調控所有元件動作。直至變頻電機轉速減小，使泵的輸出流量減小到設定值后，才能完全打開比例流量閥，由變頻電機控制供給流量與需求流量匹配。 圖 變頻器 +定量泵十能量調節(jié)單元系統(tǒng)仿真模型 直流電機調速原理 直流電動機根據(jù)勵磁方式不同， 直流電動機分為自勵和他勵兩種類型。但是對于直流電動機的轉速有以下公式： n=U/Cc? TR 內 /CrCc? （公式 11） 其中： U— 電壓； R內 — 勵磁繞組本身的電阻； ? — 每極磁通 (Wb)； Cc— 電勢常數(shù)； Cr— 轉矩常量。磁場控制法控制磁通，其控制功率雖然較小，但低速時受到磁極飽和的限制，高速時受到換向火花和換向器結構強度的限制，而且由于勵磁線圈電感較大，動態(tài)響應較差。 直流電動機的基本結構直流電機的結構是多種多樣的 ,但任何直流電機都包括定子部分和轉子 部分 ,這兩部分間存在著一定大小的氣隙 ,使電機中電路和磁場發(fā)生相對運 動 .直流電機定子部分主要由主磁極 ,電刷裝置和換向極等組成 ,轉子部分 主要由電樞繞組 ,換向器和轉軸等構成 ，如圖 11所示： 圖 11 直流電機的工作原理圖 電樞控制是在勵磁電壓不變的情況下，把控制電壓信號加到電機的電樞上，以控制電機的轉速。脈寬調速利用一個固定的頻率來控制電源的接通或斷開，并通過改變一個周期內“接通”和“斷開”時間的長短，即改變直流電機電樞上電壓的“占空比”來改變平均電壓的大小，從而控制電動機的轉速，因此， PWM 又被稱為“開關驅動裝置”。