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一、前言
從50年代推出了螺杆式塑料注射成形機至今已有50多年的曆史。目前在工程塑料加工業中，80%采用注射成型。塑料顆粒（ABS，聚乙烯，改型聚苯乙烯等）zaizhusujiliaotongneijinxingduoduanjiareqijiarerongshihou，jingluoganjiaobanzengyahouzhusherumojuqiangnei，baoyalengquechengxing，wanchengyigegongjiandejiagongguocheng。duiyusuliaojiagong，zhusujiwanzhengdegongyiliuchengwei，hemo--鎖模―注射―保壓―冷卻―脫模―開模。其中保壓和冷卻，脫模和開模是同時進行的，即保壓過程中，模具在通水冷卻；在開模的過程中，模具內的脫模頂針由隱蔽處逐漸後伸出，使附注在模具上的工件脫落,開(kai)模(mo)到(dao)位(wei)後(hou)一(yi)個(ge)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)結(jie)束(shu)。不(bu)論(lun)大(da)，中(zhong)，小(xiao)型(xing)注(zhu)塑(su)機(ji)，其(qi)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)都(dou)是(shi)相(xiang)同(tong)的(de)。目(mu)前(qian)絕(jue)大(da)多(duo)數(shu)的(de)注(zhu)塑(su)機(ji)都(dou)是(shi)液(ye)壓(ya)傳(chuan)動(dong)的(de)注(zhu)塑(su)機(ji)，以(yi)上(shang)的(de)工(gong)藝(yi)動(dong)作(zuo)過(guo)程(cheng)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)動(dong)力(li)，均(jun)由(you)液(ye)壓(ya)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)油(you)泵(beng)提(ti)供(gong)，油(you)泵(beng)又(you)有(you)變(bian)量(liang)泵(beng)和(he)定(ding)量(liang)泵(beng)之(zhi)分(fen)。在(zai)注(zhu)塑(su)機(ji)工(gong)作(zuo)時(shi),一(yi)個(ge)工(gong)作(zuo)周(zhou)期(qi)中(zhong)各(ge)個(ge)工(gong)序(xu)的(de)負(fu)荷(he)變(bian)化(hua)很(hen)大(da)，液(ye)壓(ya)係(xi)統(tong)所(suo)要(yao)求(qiu)的(de)流(liu)量(liang)和(he)壓(ya)力(li)是(shi)不(bu)同(tong)的(de)，生(sheng)產(chan)油(you)泵(beng)時(shi)已(yi)經(jing)考(kao)慮(lv)了(le)這(zhe)種(zhong)變(bian)化(hua)，當(dang)液(ye)壓(ya)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)的(de)流(liu)量(liang)和(he)壓(ya)力(li)變(bian)化(hua)時(shi)，油(you)泵(beng)的(de)供(gong)油(you)量(liang)自(zi)動(dong)地(di)增(zeng)大(da)或(huo)減(jian)小(xiao)來(lai)與(yu)以(yi)適(shi)應(ying)，這(zhe)種(zhong)油(you)泵(beng)就(jiu)是(shi)變(bian)量(liang)泵(beng)，不(bu)需(xu)要(yao)再(zai)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)進(jin)行(xing)調(tiao)速(su)控(kong)製(zhi)。廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)的(de)另(ling)一(yi)種(zhong)油(you)泵(beng)是(shi)定(ding)量(liang)泵(beng)，它(ta)的(de)供(gong)油(you)量(liang)是(shi)恒(heng)定(ding)的(de)，注(zhu)塑(su)機(ji)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong)流(liu)量(liang)和(he)壓(ya)力(li)的(de)變(bian)化(hua)是(shi)靠(kao)流(liu)量(liang)比(bi)例(li)閥(fa)和(he)壓(ya)力(li)閥(fa)來(lai)調(tiao)節(jie)的(de)，多(duo)餘(yu)的(de)油(you)量(liang)經(jing)溢(yi)流(liu)閥(fa)流(liu)回(hui)油(you)箱(xiang)。這(zhe)樣(yang)，加(jia)劇(ju)了(le)閥(fa)門(men)和(he)油(you)泵(beng)的(de)磨(mo)損(sun)，造(zao)成(cheng)油(you)溫(wen)升(sheng)高(gao)，電(dian)機(ji)噪(zao)聲(sheng)過(guo)大(da)。另(ling)外(wai)，從(cong)注(zhu)塑(su)機(ji)的(de)設(she)計(ji)看(kan)，通(tong)常(chang)在(zai)設(she)計(ji)時(shi)油(you)泵(beng)都(dou)要(yao)留(liu)有(you)餘(yu)量(liang)，一(yi)般(ban)考(kao)慮(lv)10%~15%，但油泵的係列是有限的，往往選不到合適的油泵型號時就往上靠，存在嚴重的“大馬拉小車“現象，造成電能的大量浪費。因此，對定量泵的注塑機進行變頻調速改造，節約電能，提高經濟效率具有重要的意義。
二、注塑機節能分析
 圖一 係統油壓與時間關係
根據注塑機的工藝過程，畫出係統油壓P與時間t的關係圖如圖一，由圖可見，合模和脫模，開模係統所需油壓較低，且時間較短；而注射，保壓，冷卻係統所需油壓較高，且時間較長，一般為一個工作周期的40%~60%，時間的長短與加工工件有關；jianxieqigengduan，zheyeyujiagonggongjiandeqingkuangyouguan，youshikeyibuyaojianxieqi。yishangdetuzhishiyizhongjiandandejinsibiaoshi，shijishang，ruguozhushedeluoganyongyoumadaqudong，zhusheshidexitongyouyahuigaoyixie。zhusujijiagonggongjiandezhongliang，congshushikedaoshuwankebudeng，zuidazhusujiyidao92000克。因此，注塑機就有中，小型和大型之分，加工數十克的小工件和加工數千克的大工件一個周期的時間也是不相同的；jiushiduitongyitaizhusuji，jiagonggongjiandeyuanliaobutong，geduangongyiliuchengzhongsuoxudeyaliheshijianyeshibianhuade。zhexiegongyicanshudesheding，shiyouxianchangjishuyuangenjujingyanshujuheshiyandeqingkuangzhidingde。
從圖一可見，一個周期工作流程中，負載的變化導致係統壓力變化比較大，但油泵仍在50Hz運yun行xing，其qi供gong油you量liang是shi恒heng定ding不bu變bian的de，多duo餘yu的de液ye壓ya油you經jing溢yi流liu閥fa流liu回hui油you箱xiang，做zuo無wu用yong功gong，白bai白bai地di浪lang費fei了le電dian能neng。對dui油you泵beng進jin行xing變bian頻pin調tiao速su，將jiang定ding量liang泵beng改gai變bian為wei類lei似si變bian量liang泵beng的de特te性xing。係xi統tong所suo需xu壓ya力li較jiao高gao時shi，油you泵beng電dian機ji50Hz運yun行xing，所suo需xu壓ya力li較jiao小xiao時shi，變bian頻pin器qi降jiang頻pin運yun行xing。電dian機ji輸shu出chu的de軸zhou功gong率lv與yu油you泵beng的de出chu口kou壓ya力li和he流liu量liang的de乘cheng積ji正zheng比bi，油you泵beng電dian機ji轉zhuan速su降jiang低di後hou，輸shu出chu軸zhou功gong率lv降jiang低di，就jiu可ke以yi達da到dao有you效xiao節jie能neng，一yi般ban節jie電dian率lv在zai20%~50%。
三、注塑機變頻節能調速改造方案
使shi用yong液ye壓ya係xi統tong的de注zhu塑su機ji，有you立li式shi和he臥wo式shi之zhi分fen。數shu十shi克ke的de立li式shi注zhu塑su機ji，油you泵beng采cai用yong一yi個ge齒chi輪lun泵beng，電dian機ji的de容rong量liang也ye較jiao小xiao，電dian器qi控kong製zhi電dian路lu也ye較jiao簡jian單dan。改gai造zao時shi，將jiang變bian頻pin器qi接jie入ru電dian機ji的de供gong電dian回hui路lu，再zai將jiang流liu量liang比bi例li閥fa的de信xin號hao(0~1A)，經變換為4~20mA信xin號hao送song到dao變bian頻pin器qi的de相xiang應ying端duan口kou上shang，這zhe樣yang，隨sui著zhe加jia工gong過guo程cheng的de變bian化hua，液ye壓ya油you的de流liu量liang也ye在zai變bian化hua。一yi般ban來lai說shuo，取qu相xiang對dui值zhi變bian化hua較jiao大da的de流liu量liang信xin號hao做zuo控kong製zhi信xin號hao較jiao好hao，控kong製zhi信xin號hao變bian化hua對dui變bian頻pin器qi頻pin率lv調tiao節jie的de範fan圍wei大da一yi些xie；而壓力信號相對值變化較小，對變頻器頻率調節的範圍小一些。如果變頻器頻率調節的範圍不能滿足工藝要求，可用變頻器的功能“頻率增益”來調整。注塑機專用變頻器就是在通用變頻器的基礎增加了0~1A信號轉換環節，使用起來更方便些。
60克以上的都是臥式注塑機，60克~500克的注塑機，有的是一個油泵，也有的是二個油泵。一個油泵注塑機的改造和立式注塑機的改造是相同的。仍然是從流量比例閥取出0~1A的(de)信(xin)號(hao)作(zuo)為(wei)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)速(su)度(du)調(tiao)節(jie)信(xin)號(hao)，雖(sui)然(ran)速(su)度(du)調(tiao)節(jie)信(xin)號(hao)是(shi)由(you)液(ye)壓(ya)回(hui)路(lu)元(yuan)件(jian)反(fan)饋(kui)到(dao)變(bian)頻(pin)器(qi)，但(dan)調(tiao)節(jie)回(hui)路(lu)中(zhong)沒(mei)有(you)給(gei)定(ding)信(xin)號(hao)，因(yin)此(ci)控(kong)製(zhi)還(hai)是(shi)屬(shu)於(yu)開(kai)環(huan)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)。也(ye)是(shi)因(yin)為(wei)節(jie)能(neng)的(de)原(yuan)因(yin)，大(da)中(zhong)型(xing)注(zhu)塑(su)機(ji)的(de)油(you)泵(beng)可(ke)能(neng)不(bu)止(zhi)一(yi)個(ge)，如(ru)三(san)菱(ling)850-MM,1300-MM,1800-MM,2000-MM注塑機均有三個油泵。對應注塑工藝流程，在合模階段，所需的係統壓力較低，這時隻有1#油泵工作，到鎖模階段所需的係統壓力較高時，2#油泵再投入工作，在注射階段所需的壓力最高，三台油泵同時投入工作，脫模開模所需的壓力較低，再分別停止3#，2#油泵工作。隻要開機，1#油(you)泵(beng)就(jiu)一(yi)直(zhi)運(yun)行(xing)。用(yong)三(san)台(tai)小(xiao)油(you)泵(beng)按(an)不(bu)同(tong)的(de)工(gong)藝(yi)階(jie)段(duan)間(jian)斷(duan)工(gong)作(zuo)，比(bi)用(yong)一(yi)台(tai)大(da)泵(beng)一(yi)直(zhi)在(zai)運(yun)行(xing)要(yao)節(jie)能(neng)。具(ju)有(you)二(er)個(ge)以(yi)上(shang)油(you)泵(beng)的(de)注(zhu)塑(su)機(ji)如(ru)何(he)改(gai)造(zao)？這(zhe)裏(li)以(yi)三(san)菱(ling)1800-MM注塑機的改造為例加以說明。三菱1800-MM注塑機有三個45KW油泵電機，用一台變頻器驅動1#youbengdianji，bianpinqidetiaojiexinhaoquzizhusujiliuliangbilifa，zheyang，cibianpinqidepinlvjiusuizhusujiyeyayoudeliuliangdegaibianerbianhua。lingwaiergeyoubengdianji，keyifenbieyongertaibianpinqiqudong。buguozheertaibianpinqiduidianjibujinxingtiaosu，zhizuoliangweishidekongzhi，jiqidonghetingzhi。kongzhibianpinqideqidonghetingzhixinhao，quziyuyuanlaigaiyoubengdianjideqidonghetingzhixinhao。bianpinqideshangxianpinlvshedingzai50Hz以下，具體設定值與加工的工件尺寸，材料，料筒的溫度等因素有關。如果變頻器運行頻率低於50Hz，就jiu可ke以yi節jie能neng。實shi際ji上shang，注zhu塑su機ji設she計ji時shi都dou留liu有you餘yu量liang，加jia工gong工gong件jian尺chi寸cun，材cai料liao的de變bian化hua所suo需xu的de油you壓ya也ye要yao隨sui之zhi變bian化hua。如ru果guo注zhu射she的de壓ya力li過guo大da而er鎖suo模mo力li不bu足zu，會hui使shi工gong件jian出chu現xian飛fei邊bian；若注射力不足，模具腔內塑料會注不滿，工件報廢；保壓力不足時，工件中塑料比較厚的地方會出現收縮。
四、注意事項
1.變頻器的選型
注zhu塑su機ji的de負fu載zai性xing質zhi是shi恒heng轉zhuan矩ju類lei，機ji械xie特te性xing較jiao硬ying，動dong態tai特te性xing要yao求qiu較jiao高gao，所suo以yi應ying選xuan用yong注zhu塑su機ji專zhuan用yong變bian頻pin器qi。注zhu塑su機ji專zhuan用yong變bian頻pin器qi是shi在zai通tong用yong變bian頻pin器qi的de基ji礎chu上shang增zeng加jia了le0~1A信號轉換環節，提高了使用性能。考慮到注塑工藝各階段的時間有一定要求，變頻器的加速和減速時間要短，一般為1秒，所以變頻器的容量就要適當加大。
2.備用係統
注塑機進行變頻節能改造時，保留原有的工頻起動回路作備用，這樣一旦變頻器有故障，還能用工頻起動油泵電機繼續運行。
3.變頻器信號提取點
取雙比例閥的流量信號(0~1A)，經變換為4~20m的de信xin號hao送song到dao變bian頻pin器qi的de相xiang應ying端duan口kou上shang。流liu量liang信xin號hao取qu相xiang對dui值zhi較jiao大da的de作zuo為wei控kong製zhi信xin號hao，以yi擴kuo大da調tiao節jie範fan圍wei。壓ya力li信xin號hao相xiang對dui值zhi變bian化hua較jiao小xiao，對dui變bian頻pin器qi頻pin率lv的de調tiao節jie範fan圍wei小xiao一yi點dian。如ru果guo變bian頻pin器qi的de調tiao節jie範fan圍wei不bu能neng滿man足zu成cheng形xing工gong藝yi的de需xu要yao，可ke用yong變bian頻pin器qi的de“頻率增益”功能來調整。
4.調試前注意事項
注塑機變頻節能電氣改造相對比較簡單，但在改造前應詳細了解注塑機工況，熟悉注塑機工藝流程，調試時應注意以下事項:安裝前查清注塑機原有電路接線方式，包括主電路和控製電路;仔細觀察注塑機工頻運行是否正常，油泵馬達是否經常處於過載狀態；根據注塑機的模具及注塑工藝觀察注塑機節電改造的潛能；控製信號線路注意正負極性不要接反；信號線與主回路線要分開布線等。
5.變頻器對注塑機數字儀表的幹擾
現在注塑機上廣泛使用是交-直-jiaobianpinqi，qishuchudianliuzhonghanyouxiebochengfen，kenenghuiduizhusujichanshengganrao，zuiyishouganraodeshiwendukongzhiyibiao，yinci，anzhuangbianpinqiyingzuohaokangganraocuoshi。bianpinqixujiazhuangshuruheshuchudiankangqihuogaopincihuandeng；引入變頻器的控製線要作屏蔽處理；機殼要可靠接地；不要使變頻器的輸入輸出電纜與變頻器的控製信號線平行或捆綁在一起；變頻器安裝在注塑機內部時，特別要關注通風散熱。
五、調試常見問題及處理方法
由於注塑機工藝的特殊性，在改造中會遇到各種故障，以下為在注塑機變頻改造中常遇到的問題及處理方法。
1.變頻器頻率無變化
由於變頻器采用注塑機閥控電流信號進行調速，變頻器運行後出現頻率顯示為0.0(有的變頻器顯示為0)現象，其主要原因為信號極性接反;信號取錯;信號接線端口與參數設定不符;注塑機輔助電源故障等，出現這種故障應先查明注塑機閥控製的類別是電流信號、電壓信號還是脈衝控製信號(部分機型)，及信號正負極性是否與變頻器控製端子對應。
2.油泵噪音大
變頻器運行後有些注塑機會發出異常的噪音，這時應判斷噪聲源在何處，是來自電機還是油泵，若為油泵的噪音則可能原因有:注塑機液壓油過少，有空氣吸入;注塑機濾油器或油路阻塞;注塑機油泵葉片磨損較嚴重;yudaoyiqingkuangyingxianjianzhazhusujiyoubeng，paichuguzhanghoufangkeyunxing，lingwaidangzhusuchuyudisugaoyagongzuozhuangtaishi，yehuichuxianyoubengzaoyinyichangqingkuang，zheshishidangtigaosuduxinhao。
五、結束語
duizhusujijinxingbianpintiaosu，zhuyaodemudezaiyujieneng。congxiaoxing，zhongxingdaodaxingzhusujidoukeyijiazhuangbianpinqijinxingjienenggaizao。gaizaozhichu，shejidaojienengxiaolvdegusuan。zhusujijienengzhuyaoyuzhusugongyiguochengxiangguan，zuochuyigezhunquedejisuandekunnande，yibanlaishuo，jingguogaizao，yigeyoubengdianjidezhusujijienengzai20%~50%之間，多個油泵電機的注塑機節能在15%~30%之間。另外，油泵速度的降低減少了機械的磨損，間接的經濟效益也不可小視。
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