注塑机节能改造技术的研发历程和现状

注塑机工业经过几十年的发展，已经到了一个稳定发展的高峰时期，各注塑机生产厂家均不断完善注塑机的功能、结构、质量。目前市场占绝大多数的液压型注塑机，能源效率低，能源的利用率不到一半，电费往往占据塑胶加工行业相当大的成本比例。如何提高注塑机的能源利用率，是很多塑料制品生产厂家都很关心的一件事。针对这些特点，注塑机制造厂纷纷开始研制并推出以节能为卖点的注塑机，希望可以吸引更多的用户，同时也使注塑机的技术工艺达到一个新的高度。

一、节能技术

在注塑机制造厂纷纷推出的节能型注塑机当中，节能效果最明显的主要有三种技术：全电动注塑机；机械式变量泵注塑机；电子式变量泵注塑机。?

近几年，日本的注塑机制造厂开始研制生产全电动注塑机。就技术先进性而言，该类机型代表了目前技术含量最高的注塑机。?

该机充分利用了AC伺服电机，具有响应速度快，控制精度高，静音，无环境污染的特点。而且该机的效率很高，节能率高达40-60％。该机的主要缺点是价格昂贵。?

1.2机械式变量泵?

为了改善液压型注塑机能耗严重的状况，许多台湾、香港的注塑机生产厂家相继推出了机械节能变量泵注塑机。?

该种机型的节能原理主要是通过将传统注塑机上的定量液压泵改为可以根据流量自动调节的变量泵，节电率达25-50％。?

该种机型的价格较之全电动注塑机有较大的优势。但有一个较大的缺点，就是这种变量泵对液压油的清洁度要求较高，需定期换油，且对于已有的定量泵节注塑机，由于价格和工程量的原因，改造的可行性也并不很大。?

针对市面上已有的定量泵注塑机，很多单位尝试用高科技的变频技术将原有定量泵注塑机改造为与变量泵相似原理的注塑机，英威腾公司在此方面?

取得了一定的成绩。采用变频技术将定量泵注塑机改造为电子式变量泵注塑机后，节电率可达30-50％。?

针对原有定量泵注塑机的改造，该机型的优势最为明显，具有简单可靠、节电率高、成本低、回收快的特点。

二、电子变量泵节能原理?

注塑机的工艺过程，一般分为锁模、射胶、熔胶、保压、冷却、开模、顶针等几个阶段，各阶段需要不同的工作压力和流量．对于油泵马达而言，注塑过程是处于变化的负载状态。现有注塑机绝大部分为定量泵的液压系统，其油泵马达以恒定的转速提供恒定的流量。其功率消耗如下所示：P=K*H*Q／nP=油泵消耗功率(KW)K=常数H=油压(Mpa)Q=流量(cm3/s)?

在成型工作中，多余的液压油通过溢流阀回流，此过程造成的能量损耗一般占整机的35-65％。同时，液压油长期的高速循环流动，与液压阀、管路产生激烈的摩擦，产生较大的噪音和较高油温。?

电子变量泵通过变频技术调节油泵马达的转速，给注塑过程的不同阶段以不同的压力的流量，减少通过溢流阀产生的回流，从而达到节能目的。?

定量泵注塑机的压力的流量的变化，是通过阀门来调节的，其能耗曲线如图Pv。可以看出，中间的变化并不太大，在这个过程中产生的能耗很大。如果是通过电子变量泵技术调节电机的转速来调节流量，所产生的能耗曲线如图Ps。由图上对比可知，通过调节转速来调节流量的方法，具有十分显著的节能效果，与调节阀门的方法相比，要优越得多。?

三、节能改造的可行性?

尽管传统的液压式定量泵注塑机存在很大的节能潜力，但改造的成本，可预见的回收期，改造后设备的稳定性等，才是节能改造能否发展下去的重要因素。?

在价格竞争曰益激烈的情况下，对原有设备进行改造的可行性越来越成熟。在目前具有显著节能效果的技术当中，全电动和机械变量泵都存在改造成本高，回收期太长的缺点。电子变频变量泵技术对原有注塑机进行改造最有吸引力。?

变频节能改造不需要对原有设备进行改动，只需另加一套节能系统就可以对设备完成改造，整个改造的时间很短，基本上不影响正常生产。?

变频节能改造节电率较高，一般注塑机的节电率都在30-70％。其节电率比机械变量泵的节电率平均高出10~15％。?

变频节能系统成本低，回收期短。在华南地区，一般的投资回收期只需要5-10个月。?

注塑机现状：大部分厂家都在进行节能改造，节能改造后的优点：

1. 大幅度节约电能隔热层，料筒内部的热量绝大部分被利用，只有微量辐射到空气中，料筒表面的温度一般在60℃以下。经过严格的实验测试，节约电能在30%-80%，特别对于大功率注塑机节电效果更。电磁加热感应线圈和料筒之间加装一层为明显；

2. 明显降低车间的温度。通过以上的节能分析，使用高频加热系统节约了传统加热方式辐射到空气中的能量，车间不再有似被大量电炉烘烤的状况，不再出现高温闷热，员工工作也不再忍受高温而心情舒畅。

3. 加热迅速，温度控制实时准确。传统的电阻丝加热原理是电阻丝本身产生高温，然后热量再慢慢的从料筒外表面高温区传导到料筒的中心低温区，速度缓慢，并且位于料筒中心的塑料实际温度和料筒表面温度有较大误差，当塑料温度达到要求时虽然电阻丝停止加热，由于存在温度误差，料筒表面仍然继续向料筒内部传导热量，导致温度控制不准确，既影响了注塑成型质量也降低了生产效率；而高频加热系统的工作原理是高频感应，被加热的金属是通过自身的电流发热，热能是由料筒金属整体产生，温度控制实时准确，料筒内外温度一致，明显改善了产品的质量和提高了生产效率！

4. 可以长时间在恶劣的环境中工作。注塑机料筒的传统电阻丝在以下环境中将严重限制它的使用和降低它的寿命，如：加热位置遇到油污、和料筒金属热传导不良、有漏胶现象出现等。由于高频加热系统本身是在低温下工作的，所以它不会把吸附在自身表面的油污、塑料颗粒等加热碳化，故不会产生漏电、短路等故障；高频加热系统的工作原理是高频感应，它不同于接触传导加热原理，所以它不需要和被感应金属的直接接触，故不存在传导不良的问题。

5. 发热功率大。注塑机料筒的传统电阻丝功率过大后对电阻丝本身的伤害会大大增加，电阻丝金属本身在高温下会快速挥发，迅速老化而失效，所以传统电阻丝需要不定期的更换，增加了生产成本和降低生产效率；而高频节能加热系统的特点是只有被感应的料筒金属内部才产生高温而加热系统本身温度很低，自身电损耗微不足道，所以即使功率较大时也不影响加热系统的使用寿命，根据需要还可以方便的随时调节使用功率。

6. 完全避免传统加热方式带来的不安全因素。使用高频加热系统后料筒表面的温度在60℃以下，人体完全可以安全触摸；避免传统加热方式而造成的烧伤、烫伤事故的发生；保护了员工的生产安全。

7. 清洁环保。由于料筒的表面温度低，它不会烧焦吸附在它表面的异物，如塑料颗粒、油污、灰尘等，不会产生有害气体，改善了车间的空气环境。