摘要：注塑机电费已成为了众多塑料加工企业成本的重要组成部分，注塑机的变频节能改造技术己成为众多塑料加工企业的首要之选。基于此，笔者展开了以下概述。
关键词：注塑机；液压系统；节能技术
一、注塑成型技术概述
1.注塑机液压系统分析
液压系统是注塑机工作过程中的“血液”循环系统，是为注塑机的各种执行机构（马达以及油缸）提供速度与压力的重要回路。液压回路一般是由控制系统流量与压力的主回路以及各执行机构的分回路组成。回路则主要由过滤器、控制阀、泵、温度指示仪表、热交换器及压力表组成。液压系统主要包括能源装置、控制调节装置、辅助装置、执行装置、传动介质 5 个部分。每一个环节功能的实现都需要通过能量来驱动，工作过程的能量转换包括：当在液压泵中形成高压油时机械能转为压力能，将压力能转换为机械能驱动执行装置工作以及高压油经过系统各液压元件时的热量。能量转换过程中必然伴随着能量的损失，整个液压系统的总效率 η 可用式（1）表示。
η=ηeηpηaηc 式（1）
式中：ηe 为电动机的效率；ηp 为液压泵的总效率；ηa 为液压执行器的总效率；ηc 为液压回路总效率。
2.塑机变频节能的基本原理
通过使用变频器来控制油泵电机，这样传统注塑机能源流失的问题就可以从根本上得到有效解决。当整个注塑流程系统流量需求发生改变时，油泵电机的转速也随之变化，就能使定量油泵的供油量发生改变，做到按需供给，能使变频器能用电功率因数提高到 95%以上，极大改善电网品质，有效节约注塑机系统大量的电能，减少了无功损耗。注塑机节能控制系统对注塑机本身的流量信号、工作压力、工作状态等进行自动跟踪，根据获得的实时信息控制变频器的运行以精确调节油泵的转速，做到实际供油量与工作需求流量保持大体一致，既能满足生产需要，又能节省成本，使产品更具有市场竞争力。
二、注塑机液压系统的能量损失
液压系统节能的目的就是提高能量的利用率，减小能量的浪费，尽可能用最少的能量输入满足能量输出的要求。注塑机液压系统中的能量损失按产生的原因一般可分为三大类。
1.能量传输损失
能量传输损失是指液压油在传输时所产生的能量损失。它决定于除能量转换元件之外的其他元件的结构与布局，如控制类元件的结构，各元件之间的管路的连接方式，以及接头、管道的类型、规格等。
2.能量匹配损失
能量匹配损失是液压泵提供的能量与负载所需能量不相适应而产生的能量损失。液压泵提供的能量不能与负载所需能量相适应，这就带来能量供过于求的匹配损失。它取决于液压系统的设计及液压泵的选型等因素。
3.能量转换损失
能量转换损失是指液压系统中能量转换元件在对能量转换中产生的损失，包含机械摩擦损失、压力损失和容积损失。如液压泵将电动机输入的电能转换为液压能，在转换过程中由于液压泵的机械摩擦及内泄漏而引起的容积损失。能量转换损失不仅与转换元件有关，还与运行工况及磨损情况等因素有关。
三、注塑机液压系统的节能技术应用策略
1.降低液压泵和负载之间的功率过剩
可以降低液压系统的压力过剩以及流量过剩，来降低液压泵和负载之间的功率过剩，使得液压系统的输出能量和负载所需的功率，尽可能的相匹配。在注塑机液压系统中，功率匹配的形式主要包括 3种，即压力匹配回路、流量匹配回路以及功率匹配回路等。
（1）压力匹配回路。保证液压泵的输出压力和负
载所需的能量相匹配的回路，即为压力匹配回路。如图3-1。
该回路由三相异步电动机M 1驱动定量泵P1，定量泵的输出流量可以在比例流量阀V3和负载之间进行调节，而常规注塑机在实际工作中，各工序对压力和流量需求是不同的，通过调整比例压力或流量阀的开启度来控制压力和流量的大小，定量泵P1一直是恒流量输出，泵输出的多余流量仍通过溢流阀V1溢流回油箱，存在一定的流量损失。定量泵的供油压力不是恒定的，它总是随负载力变化而变化，因此，可避免不必要的压力损失。
图3-1 压力匹配回路
P1—定量泵；M1—三相异步电动机；V1—先导式溢流阀；V2—比例压力阀；V3—比例流量阀；V4—安全阀；V5—电磁溢流阀；V6—单向阀
（2）功率匹配回路
功率匹配回路的主要作用，是保证液压示的输出压力及流量，和负载所需的值相匹配。实际上压力匹配回路，会出现流量不匹配的问题，而流量匹配回路则又有压力不匹配的缺陷，所以相对而言，功率匹配回路可以同时进行压力及流量的匹配，因此也是相对可靠、有效的节能措施。
（3）流量匹配回路
保证液压泵的输出流量和负载需要的流量相适应的回路，即为流量匹配回路，该回路中供油是由变量泵来实现的，负载流量发生变化时，泵的输出流量也会随之发生变化，可以有效地避免流量损失。比例变量泵控制系统的动作压力及速度，可以按照注塑成型的工艺要求进行多段设置，而且可以转换为对应的模拟信号，向比例变量泵的比例压力阀和流量阀输送，促使其可以按照设置好的值，向负载进行压力及流量的输出，保证液压系统的能量输出与负载的变化是同步的，最大限度地防止流量损失。
2.提升液压系统中元件的效率
要降低液压系统的损耗，首先就要对液压元件进行改善，提高其品质，并开发出新型的节能产品，减小其运行损耗。比如针对驱动电磁转向阀的电磁铁就可以进行优化设计，使得电器控制元件的耗电量得以降低；或者对液压阀阀口的流道也可以进行优化设计，从而油液流经阀口时其压力损失就会相应的减小；或者在设计时把配合间隙的处理得更加合理，可以减少系统的泄漏，从而实现节能的目的。
3.降低传输过程中液压能的压力损失
在液压系统进行能量传输的过程中，压力损失及流量损失都是不可避免的，这部分的能量损失占据所有能量损失的较大比例。所以在选择液压元件时，一定要注意其适用性及合理性，尽量减少弯管接头的使用量，在满足负载压力需求的前提下，尽量降低压力阀的压力。流量阀则按照系统的流量调节范围来选择，还要保证其最小稳定流量与运行需求适应。
结语
注塑机的节能技术是注塑机科技进步发展过程中的一项新技术，随注塑机的不断发展而进步，同时又推动了注塑机的科技进步。近年来，随着注塑机的发展，节能技术有了很大的进展，但要从根本上实现注塑机的节能注射成型，只有将创新的节能注射成型技术和节能型液压驱动系统相结合，才能使注塑机达到完美的节能性能。
参考文献：
[1]温学兵.关于注塑机液压系统节能技术应用[J].基层建设，2017
[2]张友根.注塑机节能液压系统的应用分析研究[J].流体传动与控制，2008
论文作者:陈仲调
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/7/26
标签：回路论文; 能量论文; 流量论文; 压力论文; 损失论文; 注塑机论文; 液压泵论文; 《基层建设》2019年第11期论文;