宁波市家电行业协会

您当前的位置: 首页 > 技术指导 > 注塑机液压系统应用技术的科学发展原则的研究及...

注塑机液压系统应用技术的科学发展原则的研究及自主创新(三)

[ 宁波市塑料机械行业协会 ] 发表于 2014-04-17 10:31:30 浏览量:0
 5.1 回油充液能源再生利用及蓄能器辅佐动力的复合立式节能合模油缸

5 KH-40000充液式回油能源再生利用及蓄能器辅佐动力的立式节能合模油缸及液压系统原理简图。合模缸内径320mm,活塞杆直径250mm,移模行程2400mm,合模力2000kN(注:锁模力由另外锁模机构运行),快速移模速度200mm/s,低速开模速度30mm/s。快速开模配置一件200L的蓄能器。制品冷却过程中,系统为蓄能器充高压油。合模油缸具备四种功能:快速移模、高压合模、高压启模、液压保险(开模到底,移模活塞组件不下移)。

系统综合了回油充液能源再生利用合模油缸和能源高效率利用的蓄能器辅佐注射油缸的运行功能,达到高效节能。快速移模及合模的运行原理同回油充液能源再生利用合模油缸,启模及开模的运行原理同能源高效率利用的蓄能器辅佐注射油缸,不同之处是,为适应立式开模的特定功能,开模结束,蓄能器仍然打开,确保活塞组件和相联接的模板模具开模到底不下降,起到液压保险功能。    


KH-40000充液式回油能源再生利用及蓄能器辅佐动力的立式节能合模油缸及液压系统原理简图

5.2 减少溢流损失提高能源效率的蓄能器辅佐动力的单作用注射油缸

超大型注塑机泵源动力驱动系统一般都为定量泵系统,制品成型冷却时间较长,传统的根据注射速度全额配置的泵源动力驱动功率主要导致三个方面的能源浪费:泵源在制品冷却阶段排出液流全部通过溢流阀返回油箱,液压系统发热,导致能源浪费;驱动电机在制品冷却阶段做无成型需要的运转,而且处于低负载状态,电机的功率因数约为0.3左右,电能利用效率大幅下降;装载功率很大,装载功率浪费大,制造成本高,电机利用率低。

减少制品冷却阶段的溢流量,提高电机运转功率因数及运转效率,降低电机装载功率,是达到提高能源利用率、节能的有效措施。超大型注塑成型加工,一般为低压高速注塑。注塑成型为间歇工作循环周期。应用蓄能器液压节能系统,符合注塑成型的工艺要求。蓄能器在定量泵液压系统中,在制品冷却阶段时,输出流量不必通过溢流阀回流至油箱而产生损耗,而是蓄能器供油充压,然后在注射时释放出来,达到泵和蓄能器一起输出增加执行器的工作速度,泵源系统进行保压,这样就不必为满足系统流量而配置最大流量泵,电机装载功率也可明显减小,同时电机处于高负载的高效率的状态,提高了能源利用率。蓄能器成为注射的主要动力源。

要达到50003cm/s大功率高速注射,常规的方法是设计大流量的动力驱动源,达到注射时间的要求,需液压流量1200L/min,电机驱动总功率需220kW。从该机的泵源动力驱动系统功能分析,系统泵源动力驱动仅用于注射、开合模、顶出制品、辅佐储料及供料,大功率的塑化为交流电机驱动的独立挤出,不占用系统的液压动力驱动功率;再从该机的注射成型特点分析,注射时间仅占成形周期的约5%,成型周期中很大一部分时间应用于制品冷却。如按常规的设计方法,仅为满足注射速度要求而配制大功率的驱动系统,势必造成泵源动力配制的浪费和能源的浪费。根据该机成型的特点,注射液压油路配置了8200L的大容量蓄能器作驱动力,注射油缸油液160L,给蓄能器充油时间60s,冷却时间足够保证蓄能器有充足的时间蓄能,注射时,泵和蓄能器一起输出达到注射速度的要求,系统泵源动力提供制品保压所需高压能量。蓄能器利用制品冷却时间蓄能,充分利用了整机液压系统驱动装载功率,同时减少了溢流损失,提高了能量利用率;大大降低了系统发热量,大幅度减小了冷却器容量。图6KH-4000托盘注塑机蓄能器辅佐动力的单作用注射油缸及液压系统原理简图。

KH-4000托盘注塑机蓄能器辅佐动力的单作用注射油缸级液压系统原理简图

蓄能器辅佐注射阀的选择。使用一级注塑即可满足要求。整个注射时间为8s,因此蓄能器高压油的释放阀的动态响应时间对注射速度的影响很小,使用普通开关阀即可满足注射要求。

6.3 液压系统应用技术的科学发展原则的创新成果

整机液压主系统的主电机驱动功率由220kW下降为37kW,达到了注射速度及成型工艺要求,又节约了能耗和降低了制造成本;运转噪声不大于70dBA;成型周期4min,低于常规的8min的成型周期。实现了预定目标的科学创新目标。

6 结语

现代液压技术借助微电子技术,大力发展电液传动与控制的新技术,使液压技术产生新的活力,推动了注塑机的可持续发展。

实现注塑机液压系统应用技术的科学发展原则,科学开拓上必须改变目前重实体设计轻基础理论研究、重宏观设计轻微观研究、重传统设计法轻虚拟、仿真等现代预测法的研究。

注塑机液压系统应用技术的科学发展原则的内涵随着社会的发展而丰富和变革,向深度和广度延伸。前瞻性把握住液压系统应用技术的科学发展原则,积极应用液压新技术,努力创新创造新注塑机液压系统应用技术,实现注塑工程可持续发展。

参 考 文 献

[1]李硕卫,张国贤. 现代液压技术的发展现状[J].机械工程师,2009,02:54~57

[2] 张友根.注塑机节能液压系统的应用分析与研究[J]. 流体传动与控制,2008,01: 44~47;

[3] 张友根.注塑机交流伺服电机驱动液压泵系统的应用及设计研究[J]. 液压气动与密封, 20103012):15~24                               

[4] 毛智勇,徐胜利,闵莉艳. 高频响电液伺服比例阀发展展望[J]. 液压与气动,2012398~100

[5] 安高成,陈 娟,付永领,祁晓野.双独立闭环复合液压伺服控制体系的分析[J]. 北京航空航天大学学报,201137(9)1076~1080;

[6] 纪友哲,裘丽华,王占林. 阀泵联合电动静液作动器的变压力控制研究[J]. 机床与液压,200836(1)98~99;

[7] 黄人豪.基于MINISO紧凑型二通插装阀新一代模块化、可配组合开放式电—液组合式控制[J].液压气动与密封,2012,321):4~6

[8]宋俊,曹辉.流体传动与控制领域的科学发展观[J].传动与控制,2004.06:31~33

[9] 张友根. 大型注塑机液压动力驱动系统节能技术的分析研究及展望[J]. 液压气动与密封.200921(2)4~11.