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一、概述 |
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注塑機、擠出機是塑膠行業的主要生產設備，同時也是主要的耗電設備，被人們稱為“電老虎”，其用電量占企業生產用電的80%zuoyou。zhusujihaodianda，yifangmianzaochengquanshehuidiannengdejudalangfei，lingyifangmianzaochengqiyeshengchanchengbenjugaobuxia，chanpinquefajingzhengyoushi，yanzhongyingxiangqiyedejingjixiaoyi。
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二、定量泵注塑機的生產過程現狀
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注塑機的工藝過程一般分為鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、kaimodengjigejieduan，gegejieduanxuyaobutongdegongzuoyaliheliuliang。duiyuyoubengmadaeryan，zhusuguochengshichuyubianhuadefuzaizhuangtai。zaidingliangbengdeyeyaxitongzhong，youbengmadashizhongyihengdingdezhuansutigonghengdingdeliuliang，duoyudeyeyayoutongguoyiliufahuiliu，ciguochengchengweigaoyajieliu。jutongjigaoyajieliuzaochengdenengliangsunshigaoda25-60%。同時，由於液壓長期的全速循環流動，與液壓件、機械件的劇烈磨擦，造成油溫過高、噪音過大、機械壽命縮短的現象。
在注塑機工序一個完整的過程中,各種型號的注塑機，它的工序過程是相同的，大致是五個工序過程。 |
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注塑機不同的工序過程中壓力和時間是這樣分布的：
（1）送模具過程：壓力低，時間較短。
（2）合模具過程：左右兩個模具相接直至完全閉合,壓力略高，時間不長。
（3）保壓過程：送料至模腔，直到成型，固化。壓力較高，時間較長，約占一件產品製造時間的40―60％。
（4）脫模具過程:加工成型,開啟模具,脫模，取出加工件。壓力略高,時間不長。
（5）退模具過程：加工件取出，模具後退原位，進行輔助工作後，待再次加工。壓力低，時間較短。
對同一台注塑機,加工不同的塑料件,其壓力（P）與時間(t)長短是各不相同的。由於加工件模具的複雜性,使用不同的塑料,一個加工件的總用料量,有否嵌件等有關。具體參數設定，一般由工程技術人員經過測試後才能確定。
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三、 注塑機節能的原理及可行性分析 |
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1.理論原理
油泵的輸出功率： pt=p×Qt=p×v×n (1)
油泵的理論轉矩： Tt=1/2π×p×V (2)
P為壓力,Qt為流量,V為油泵排量,n為油泵的轉速，將(2)式代入(1)式得：
Pt=2π×Tt×n (3)
如(ru)果(guo)忽(hu)略(lve)機(ji)械(xie)能(neng)到(dao)液(ye)壓(ya)能(neng)轉(zhuan)換(huan)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)能(neng)量(liang)損(sun)失(shi)，則(ze)可(ke)近(jin)似(si)認(ren)為(wei)油(you)泵(beng)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)等(deng)於(yu)電(dian)機(ji)的(de)輸(shu)出(chu)轉(zhuan)矩(ju)與(yu)電(dian)機(ji)轉(zhuan)速(su)的(de)乘(cheng)積(ji)。因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，當(dang)係(xi)統(tong)要(yao)求(qiu)低(di)流(liu)量(liang)時(shi)，係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)的(de)功(gong)率(lv)其(qi)實(shi)是(shi)非(fei)常(chang)低(di)的(de)。但(dan)是(shi)實(shi)際(ji)情(qing)況(kuang)卻(que)是(shi)，由(you)於(yu)電(dian)動(dong)機(ji)始(shi)終(zhong)運(yun)行(xing)在(zai)工(gong)頻(pin)50HZzhuangtaishang，bingbunenggenjushijidexuqiulaijiangdiqizhuansu，congerjianxiaoliuliang。yinciduoyudeyeyayouzhinengtongguobililiuliangfaliuhuiyouxiang，zaochengnengyuandebaibailangfei。
2、油泵變頻調速節電運行
注塑機的P=f(t)工gong序xu過guo程cheng中zhong看kan出chu，在zai不bu同tong時shi間jian段duan，它ta的de主zhu油you泵beng壓ya力li是shi變bian化hua的de，而er且qie起qi伏fu較jiao大da，這zhe就jiu存cun在zai節jie能neng的de可ke能neng性xing，且qie潛qian力li較jiao大da。據ju統tong計ji，注zhu塑su機ji節jie電dian率lv一yi般ban可ke達da25%-60%。眾所周知注塑機未使用變頻器時，主泵的電動機始終恒速運行，是極不經濟的運行的方式。
采用注塑機節電控製器，將控製比例流量閥的電流信號（0-1A），按每個生產工藝階段設定的流量比例，得到0-1A的(de)比(bi)例(li)信(xin)電(dian)表(biao)去(qu)打(da)開(kai)電(dian)磁(ci)閥(fa)的(de)比(bi)例(li)開(kai)度(du)，以(yi)提(ti)供(gong)係(xi)統(tong)所(suo)需(xu)的(de)壓(ya)力(li)。多(duo)餘(yu)的(de)流(liu)量(liang)通(tong)過(guo)溢(yi)流(liu)閥(fa)溢(yi)流(liu)掉(diao)。把(ba)比(bi)例(li)流(liu)量(liang)信(xin)號(hao)連(lian)接(jie)到(dao)注(zhu)塑(su)機(ji)節(jie)電(dian)控(kong)製(zhi)器(qi)作(zuo)為(wei)驅(qu)動(dong)指(zhi)令(ling)，控(kong)製(zhi)油(you)壓(ya)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)，油(you)泵(beng)隻(zhi)補(bu)充(chong)油(you)路(lu)中(zhong)所(suo)消(xiao)耗(hao)的(de)部(bu)份(fen)，油(you)泵(beng)電(dian)機(ji)按(an)比(bi)例(li)指(zhi)令(ling)運(yun)轉(zhuan)相(xiang)應(ying)轉(zhuan)速(su)，輸(shu)出(chu)相(xiang)應(ying)的(de)流(liu)量(liang)，以(yi)提(ti)供(gong)係(xi)統(tong)所(suo)需(xu)的(de)壓(ya)力(li)。即(ji)需(xu)要(yao)多(duo)少(shao)提(ti)供(gong)多(duo)少(shao)，在(zai)源(yuan)頭(tou)上(shang)讓(rang)它(ta)不(bu)產(chan)生(sheng)浪(lang)費(fei)。因(yin)此(ci)用(yong)變(bian)頻(pin)節(jie)電(dian)係(xi)統(tong)在(zai)注(zhu)塑(su)機(ji)的(de)整(zheng)過(guo)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)都(dou)具(ju)有(you)明(ming)顯(xian)的(de)節(jie)電(dian)效(xiao)果(guo)，從(cong)而(er)能(neng)夠(gou)較(jiao)大(da)幅(fu)度(du)節(jie)能(neng)省(sheng)電(dian)，為(wei)用(yong)戶(hu)帶(dai)來(lai)可(ke)觀(guan)的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)。 |
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四．應用案例 |
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工程案例一：
某塑料廠四台主泵55KW大型注塑機進行了變頻改造，該機最大壓力可達2000噸，最大投料量可達16000克，約1-2分鍾生產6個中、大型水管接頭。這是應用變頻器的技術改造成功的典範，現已投產使用達半年之久，工作正常，平均節電率達35％以上，深受用戶歡迎。
經濟效益分析
注塑機及生產情況表 表（1）
注塑機型號 |
主電機功率 |
製品名稱 |
製品材質 |
節電器型號 |
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東華800 |
55＋55KW |
水管接頭 |
PVC |
SY3200-ZY55T4 |
工頻、變頻運行耗用電能表 表（2）
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電度表初值 |
電度表終值 |
時間 |
耗電量 |
節電 |
節電率 |
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工頻運行 |
28 |
78．6 |
1 |
50．6 |
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變頻運行 |
78．6 |
108．7 |
1 |
30．1 |
20．5 |
40．52% |
投資回報分析：
每月節電: 20.5度/小時×22小時/天×28天=12628度/月
每月節約電費: 12628度×0.6元/度=7576.8元
每年節約電費: 7576.8元/月×12月=90921.6元
投資回收期: 63800元÷7576.8元/月×28天/月=235天 |
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工程案例二：某注塑廠進行節能改造
我公司於2004年3月1日對某玩具廠進行注塑節能改造，節電率達到35.86％，現就改造過程分析如下：
1. 對象：
注塑機及生產情況表 表（3）
| 注塑機型號 |
主電機功率 |
製品名稱 |
製品材質 |
節電器型號 |
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仁興塑機 |
45KW |
塑膠桶 |
ABS |
SY3200-ZY045T4 |
2．改造前後電流、電度表讀數比較
（1）改造前後運行電流的比較
改造前後電流比較圖 表（4）
| 動作順序 |
合模 |
注塑 |
保壓 |
回料 |
冷卻 |
開模 |
頂針 |
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電流(改前) |
63.2 |
90.7 |
67 |
80 |
55.4 |
63 |
75 |
|
電流(改後) |
16.5 |
80 |
15.4 |
65 |
12 |
18 |
37 |
|
節電率 |
73.89% |
11.8% |
77.01% |
18.75% |
78.34% |
71.42% |
50.66% |
根據表(4)的比較結果可以得知采用變頻器調速後電流有了明顯的下降
（2）改造前後的有功電度表讀數比較
工頻下有功表以及用電容量的計算結果 表(5) 日期：2004.3.9
具體時間 |
產量 |
小時 |
電度表 |
用電量 |
每小時用電 |
單位產品用電 |
|
09:30-13:30 |
670 |
4 |
0-162.7 |
162.7 |
40.675 |
0.2429 |
|
13:31-17:30 |
700 |
4 |
326.9 |
164.2 |
41.05 |
0.2326 |
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合計數 |
1370 |
8 |
|
326.9 |
|
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平均數 |
171.25 |
|
|
|
40.8625 |
0.2387 |
由上表可計算單位產品的耗電量：
單件產品平均耗電量=326.9/1370=0.2387
變頻下有功表以及用電容量的計算結果 表(6) 日期：2004.3.10
具體時間 |
產量 |
小時 |
電度表 |
用電量 |
每小時用電 |
單位產品用電 |
|
09:30-13:30 |
663 |
4 |
326.9-430.5 |
103.6 |
25.9 |
0.1563 |
|
13:31-17:30 |
695 |
4 |
534.8 |
104.3 |
26.075 |
0.1501 |
|
合計數 |
1358 |
8 |
|
207.9 |
|
|
|
平均數 |
169.75 |
|
|
|
25.98 |
0.1531 |
由上表可計算出單位產品的耗電量：
單件產品平均耗電量=207.9/1358=0.1531
使用變頻節電器後效率=169.75/171.25=99.13%
根據以上耗量可以計算出改造後節電百分比：
節電率=(P工頻- P變頻)/ P工頻=（0.2387-0.1531）/0.2387=35.86％ |
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3. 改造後對生產穩定性、產品質量、機器性能的影響
改造前後的生產數量的對比 表(7)
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8小時產量 |
每小時產量 |
影響產量 |
效率 |
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改造前 |
1370 |
171．25 |
-1.5 |
-0.88% |
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改造後 |
1358 |
169．75 |
（1）生產量的穩定性
變頻調速運行後單位小時生產量沒有明顯變化，每小時減產1.5隻,生產效率下降僅0.88%,具體數據見表（7）。
（2）產品質量：經工廠FQC檢驗，未發現質量問題
（3）機器性能：經測量采用變頻調速後，電機的表麵溫度有所提高，工頻運行電機溫度為36℃，變頻運行時電機最高溫度為41.5℃，仍reng在zai電dian機ji安an全quan範fan圍wei內nei，這zhe是shi由you於yu電dian機ji在zai整zheng個ge周zhou期qi內nei，根gen據ju生sheng產chan工gong藝yi的de不bu同tong運yun轉zhuan，電dian機ji的de散san熱re風feng扇shan風feng力li減jian小xiao的de緣yuan故gu。建jian議yi保bao持chi散san熱re風feng扇shan及ji電dian機ji的de清qing潔jie。
充分說明應用變頻器對大型注塑機實行節能的技術改造方案是正確的有效的，值得向大家推薦。 |
