注塑機(jī)節(jié)能技術(shù)研究

石則滿

(力勁機(jī)械有限公司,浙江寧波315806)

注塑機(jī)節(jié)能技術(shù)研究

石則滿

(力勁機(jī)械有限公司,浙江寧波315806)

近年來(lái)，我國(guó)的能源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題日益突出，節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用與研究倍受社會(huì)關(guān)注。節(jié)能技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用不僅可以提高機(jī)械的綜合性能，同時(shí)也可以提高機(jī)械制造企業(yè)的綜合實(shí)力。主要分析注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)以及能耗問(wèn)題，并對(duì)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行研究。

注塑機(jī)；結(jié)構(gòu)原理；能耗；節(jié)能技術(shù)

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.035

1 引言

隨著我國(guó)機(jī)械市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，能源消耗和環(huán)境污染問(wèn)題的日益突出，為了節(jié)約能源，避免因塑料加工和機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的污染問(wèn)題，就應(yīng)該在機(jī)械制造中廣泛使用注塑機(jī)節(jié)能技術(shù)。注塑機(jī)又稱注射機(jī)或注射成型機(jī)，粵語(yǔ)地區(qū)工人大多稱其為啤機(jī)，啤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中主要通過(guò)對(duì)熱塑性塑料或熱固性塑料加熱或施加高壓，使其達(dá)到熔融狀態(tài)，從啤機(jī)內(nèi)射出充滿模具型腔。啤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生能耗，只有了解啤機(jī)的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)和能耗情況，才能有針對(duì)性地實(shí)施節(jié)能技術(shù)，降低啤機(jī)運(yùn)行的能耗，避免環(huán)境污染問(wèn)題的發(fā)生。

2 注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

注射機(jī)的各個(gè)組成結(jié)構(gòu)的功能既相互聯(lián)系又各不相同。根據(jù)注射機(jī)的結(jié)構(gòu)功能，我們大致可以將其分為7個(gè)系統(tǒng)。

1）注射系統(tǒng)：注射系統(tǒng)是注射機(jī)的重要組成部分，它是由塑化裝置和傳動(dòng)裝置共同組成的，作用是將塑料進(jìn)行加熱，使其達(dá)到熔融狀態(tài)，然后施加壓力使其注入到模具型腔內(nèi)。注射系統(tǒng)的注射形式有3種，當(dāng)前機(jī)械加工行業(yè)常用的是螺桿式注塑形式。

2）合模系統(tǒng)：因熔融塑料在注射到模具型腔的過(guò)程中，會(huì)帶有一定的動(dòng)力，模具在閉合過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生一定的壓力，合模系統(tǒng)是為了避免由模具開(kāi)縫而產(chǎn)生劣質(zhì)塑料制品，給模具供應(yīng)的鎖模應(yīng)力。在供給模具鎖模力時(shí)夠用即可，切不可施加過(guò)強(qiáng)壓力，容易對(duì)其他系統(tǒng)造成影響。

3）液壓系統(tǒng)：注射機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中需要外界提供動(dòng)力，在注射機(jī)組成中油泵和電機(jī)是其主要?jiǎng)恿?lái)源，而液壓系統(tǒng)的功能是在注射機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，為各個(gè)部分提供其所需要的動(dòng)力，滿足注射機(jī)運(yùn)行的參數(shù)條件，保證注射機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。

4）電氣控制系統(tǒng)：注射機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，電氣控制系統(tǒng)與液壓控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與配合，能滿足注射機(jī)工藝過(guò)程對(duì)溫度、壓力、速度等方面的參數(shù)要求，使注射機(jī)在工藝生產(chǎn)過(guò)程中達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)。

5）加熱和冷卻系統(tǒng)：注射機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中需要對(duì)料筒進(jìn)行加熱，為物料塑化提供熱源；冷卻系統(tǒng)用來(lái)控制油溫，保證系統(tǒng)能夠正常供應(yīng)物料，不會(huì)使物料在下料口處融化，影響整個(gè)工藝流程。

6）潤(rùn)滑系統(tǒng)，注射機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生摩擦，若摩擦力過(guò)大會(huì)阻礙注射機(jī)的運(yùn)行，潤(rùn)滑系統(tǒng)主要是保證注射機(jī)在較小的摩擦力下進(jìn)行工作，提高注射機(jī)零件的使用壽命。

7）安全監(jiān)測(cè)：由于注射機(jī)的工藝流程有一定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)和化學(xué)變化，若安全措施不到位會(huì)引起事故，給員工乃至企業(yè)造成一定的影響，不利于工藝的安全進(jìn)行。

3 注射機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的能耗

3.1 注射機(jī)熱量的消耗

在塑料注塑工藝流程中需要給注射機(jī)的料筒進(jìn)行加熱處理，一般企業(yè)多采用電阻式加熱圈對(duì)料筒進(jìn)行加熱，以熱傳導(dǎo)的方式將熱能傳遞給料筒，最后將塑料熱化，達(dá)到熔融狀態(tài)。而在熱傳導(dǎo)過(guò)程中，由于電阻式加熱圈在向料筒進(jìn)行熱傳遞的同時(shí)，也會(huì)向周圍環(huán)境進(jìn)行熱量交換，這樣不但浪費(fèi)了熱量，也給車間的安全生產(chǎn)埋下隱患。

3.2 液壓系統(tǒng)的能耗問(wèn)題

液壓系統(tǒng)是為注射機(jī)提供動(dòng)力的系統(tǒng)，但是液壓系統(tǒng)在工作時(shí)由于工藝所需動(dòng)力與液壓泵液壓系統(tǒng)實(shí)際做功不符，或液壓泵設(shè)計(jì)不合理，都會(huì)使液壓系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生一定的能量消耗，即供應(yīng)的動(dòng)力遠(yuǎn)超于實(shí)際需要的動(dòng)力，這樣既增加了液壓系統(tǒng)的能耗，又對(duì)注射機(jī)的整體運(yùn)行產(chǎn)生了影響，若不及時(shí)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢修和調(diào)試，長(zhǎng)期的高能消耗，會(huì)提高企業(yè)的成本投入，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，無(wú)法實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

3.3 冷卻系統(tǒng)的能量消耗

一般情況下，工廠采用水作為冷卻劑，而水在冷卻流通過(guò)程中升溫會(huì)產(chǎn)生污垢，加大了設(shè)備的清洗成本。此外，在冷卻過(guò)程中不僅需要控制冷卻劑的用量，還需要控制冷卻劑的流通速率，從而降低水泵能耗。當(dāng)前很多企業(yè)大多不注重冷卻系統(tǒng)冷卻劑的用量和流通速率，并沒(méi)有深入研究冷卻劑用量的控制范圍和水泵的運(yùn)行功率，才會(huì)出現(xiàn)冷卻效果不好，或者冷卻效果好但是能耗高，水源消耗大的局面。

4 節(jié)能技術(shù)的研究

4.1 加熱節(jié)能技術(shù)方案

在注射機(jī)加熱系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，為了減少注射機(jī)的熱能損失，我們可以采用電磁加熱法、紅外加熱法和納米節(jié)能環(huán)等加熱節(jié)能技術(shù)，對(duì)注射機(jī)的料筒進(jìn)行加熱處理，這些加熱節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用有效地降低了熱能的消耗，也提高了熱傳導(dǎo)的效率。

1）電磁加熱技術(shù)運(yùn)用的是電磁感應(yīng)原理，具體方法是：將料筒通過(guò)絕熱保溫材料進(jìn)行隔熱處理，然后在料筒周圍布滿電磁感應(yīng)線圈，最后通入電流，由于料筒是由導(dǎo)磁性較好的金屬材料制成的，因此，通入電流后，其料筒因電磁感應(yīng)力的作用會(huì)產(chǎn)生渦流，達(dá)到自發(fā)生熱的目的。此外，由于料筒周圍有絕緣隔熱保溫材料的覆蓋，其自身散發(fā)的熱量幾乎可以忽略不計(jì)，在降低熱能損耗的同時(shí)，也提高了熱能利用率，滿足了注射機(jī)節(jié)能的要求。

2）紅外加熱節(jié)能技術(shù)運(yùn)用的是輻射原理，即在料筒外圍放置紅外燈管，然后用鏡面將紅外燈管與外界環(huán)境進(jìn)行隔絕，為了防止鏡面在反射過(guò)程中的熱量消耗，也需要將鏡面進(jìn)行絕熱處理，紅外燈管在發(fā)熱過(guò)程中產(chǎn)生的熱輻射由于鏡面的反射作用，紅外光依次打在料筒周圍，以此來(lái)保證料筒所需要的熱量。

3）納米節(jié)能環(huán)加熱技術(shù)，該技術(shù)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，只是通過(guò)覆蓋隔熱效果良好的保溫層來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)約熱能的技術(shù)，并沒(méi)有改變加熱系統(tǒng)的工作原理和工作結(jié)構(gòu)。

4.2 液壓系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究

液壓系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中由于其控制調(diào)節(jié)參數(shù)不能滿足工藝所需要的動(dòng)力，致使能量消耗問(wèn)題的產(chǎn)生。為了改變這一現(xiàn)狀，企業(yè)大多將液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)泵進(jìn)行了改善。如：變量泵的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)功能，提高了液壓系統(tǒng)的反應(yīng)速度，加快了液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速率；伺服電機(jī)帶動(dòng)定量泵，輸出的動(dòng)力與負(fù)載時(shí)刻成正比，大大節(jié)省了動(dòng)力，節(jié)能效果尤為明顯[1]。

5 結(jié)語(yǔ)

注射機(jī)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用與研究，是企業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，也是社會(huì)發(fā)展的必然結(jié)果?？茖W(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，也為注射機(jī)技能技術(shù)的研究提供了技術(shù)支持。注射機(jī)節(jié)能技術(shù)的研究，不僅可以提高注射機(jī)工藝的熱量利用率，降低能耗，同時(shí)也可以減少因能耗問(wèn)題產(chǎn)生的其他連鎖反應(yīng)。

【1】周孚宏.變頻器用于注塑機(jī)節(jié)能改造[J].電氣時(shí)代，2005(2)∶88-90.

Research on Energy Saving Technology of Injection Molding Machine

SHI Ze-man
(L.K.Machinery Co.Ltd.，Ningbo 315806,China)

In recentyears,the energy and environmental issues have become increasingly serious in China,so applications and research of the energy saving technology have been a social concern.Energy saving technology in the machinery manufacturing industry can not only improve the mechanical properties,but also improve the comprehensive power of machinery manufacturing enterprises.The structure and energyconsumption of the injection molding machine are analyzed,and the energy saving technology is studied.

injection moldin gmachine;structure principle;energy consumption;energy saving technology

TQ320.5

A

1007-9467（2016）09-0083-02

2016-08-26

石則滿（1972～），男，湖北十堰人，工程師，從事注塑機(jī)設(shè)計(jì)及技術(shù)管理研究。