石則滿

(力勁機械有限公司,浙江寧波315806)

注塑機節(jié)能技術研究

石則滿

(力勁機械有限公司,浙江寧波315806)

近年來，我國的能源問題和環(huán)境問題日益突出，節(jié)能技術的應用與研究倍受社會關注。節(jié)能技術在機械制造行業(yè)的應用不僅可以提高機械的綜合性能，同時也可以提高機械制造企業(yè)的綜合實力。主要分析注塑機的結構以及能耗問題，并對節(jié)能技術進行研究。

注塑機；結構原理；能耗；節(jié)能技術

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

1 引言

隨著我國機械市場競爭的不斷加劇，能源消耗和環(huán)境污染問題的日益突出，為了節(jié)約能源，避免因塑料加工和機器運轉產(chǎn)生的污染問題，就應該在機械制造中廣泛使用注塑機節(jié)能技術。注塑機又稱注射機或注射成型機，粵語地區(qū)工人大多稱其為啤機，啤機在運行過程中主要通過對熱塑性塑料或熱固性塑料加熱或施加高壓，使其達到熔融狀態(tài)，從啤機內(nèi)射出充滿模具型腔。啤機在運行過程中都會產(chǎn)生能耗，只有了解啤機的各項結構參數(shù)和能耗情況，才能有針對性地實施節(jié)能技術，降低啤機運行的能耗，避免環(huán)境污染問題的發(fā)生。

2 注塑機的結構組成

注射機的各個組成結構的功能既相互聯(lián)系又各不相同。根據(jù)注射機的結構功能，我們大致可以將其分為7個系統(tǒng)。

1）注射系統(tǒng)：注射系統(tǒng)是注射機的重要組成部分，它是由塑化裝置和傳動裝置共同組成的，作用是將塑料進行加熱，使其達到熔融狀態(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，當前機械加工行業(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程中，會帶有一定的動力，模具在閉合過程中也會產(chǎn)生一定的壓力，合模系統(tǒng)是為了避免由模具開縫而產(chǎn)生劣質(zhì)塑料制品，給模具供應的鎖模應力。在供給模具鎖模力時夠用即可，切不可施加過強壓力，容易對其他系統(tǒng)造成影響。

3）液壓系統(tǒng)：注射機在運行過程中需要外界提供動力，在注射機組成中油泵和電機是其主要動力來源，而液壓系統(tǒng)的功能是在注射機運行過程中，為各個部分提供其所需要的動力，滿足注射機運行的參數(shù)條件，保證注射機的平穩(wěn)運行。

4）電氣控制系統(tǒng)：注射機在運行過程中，電氣控制系統(tǒng)與液壓控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與配合，能滿足注射機工藝過程對溫度、壓力、速度等方面的參數(shù)要求，使注射機在工藝生產(chǎn)過程中達到一個動態(tài)平衡的狀態(tài)。

5）加熱和冷卻系統(tǒng)：注射機在運行過程中需要對料筒進行加熱，為物料塑化提供熱源；冷卻系統(tǒng)用來控制油溫，保證系統(tǒng)能夠正常供應物料，不會使物料在下料口處融化，影響整個工藝流程。

6）潤滑系統(tǒng)，注射機在運行過程中會產(chǎn)生摩擦，若摩擦力過大會阻礙注射機的運行，潤滑系統(tǒng)主要是保證注射機在較小的摩擦力下進行工作，提高注射機零件的使用壽命。

7）安全監(jiān)測：由于注射機的工藝流程有一定的機械運動和化學變化，若安全措施不到位會引起事故，給員工乃至企業(yè)造成一定的影響，不利于工藝的安全進行。

3 注射機在運行過程中產(chǎn)生的能耗

3.1 注射機熱量的消耗

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

3.2 液壓系統(tǒng)的能耗問題

液壓系統(tǒng)是為注射機提供動力的系統(tǒng)，但是液壓系統(tǒng)在工作時由于工藝所需動力與液壓泵液壓系統(tǒng)實際做功不符，或液壓泵設計不合理，都會使液壓系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生一定的能量消耗，即供應的動力遠超于實際需要的動力，這樣既增加了液壓系統(tǒng)的能耗，又對注射機的整體運行產(chǎn)生了影響，若不及時對液壓系統(tǒng)進行檢修和調(diào)試，長期的高能消耗，會提高企業(yè)的成本投入，降低企業(yè)的經(jīng)濟效益，無法實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。

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，而水在冷卻流通過程中升溫會產(chǎn)生污垢，加大了設備的清洗成本。此外，在冷卻過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，并沒有深入研究冷卻劑用量的控制范圍和水泵的運行功率，才會出現(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)能技術的研究

4.1 加熱節(jié)能技術方案

在注射機加熱系統(tǒng)的運行過程中，為了減少注射機的熱能損失，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，對注射機的料筒進行加熱處理，這些加熱節(jié)能技術的應用有效地降低了熱能的消耗，也提高了熱傳導的效率。

1）電磁加熱技術運用的是電磁感應原理，具體方法是：將料筒通過絕熱保溫材料進行隔熱處理，然后在料筒周圍布滿電磁感應線圈，最后通入電流，由于料筒是由導磁性較好的金屬材料制成的，因此，通入電流后，其料筒因電磁感應力的作用會產(chǎn)生渦流，達到自發(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，在降低熱能損耗的同時，也提高了熱能利用率，滿足了注射機節(jié)能的要求。

2）紅外加熱節(jié)能技術運用的是輻射原理，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)境進行隔絕，為了防止鏡面在反射過程中的熱量消耗，也需要將鏡面進行絕熱處理，紅外燈管在發(fā)熱過程中產(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，以此來保證料筒所需要的熱量。

3）納米節(jié)能環(huán)加熱技術，該技術相對比較簡單，只是通過覆蓋隔熱效果良好的保溫層來實現(xiàn)節(jié)約熱能的技術，并沒有改變加熱系統(tǒng)的工作原理和工作結構。

4.2 液壓系統(tǒng)節(jié)能技術研究

液壓系統(tǒng)在運行過程中由于其控制調(diào)節(jié)參數(shù)不能滿足工藝所需要的動力，致使能量消耗問題的產(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)動泵進行了改善。如：變量泵的應用，可以實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的自適應調(diào)節(jié)功能，提高了液壓系統(tǒng)的反應速度，加快了液壓系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速率；伺服電機帶動定量泵，輸出的動力與負載時刻成正比，大大節(jié)省了動力，節(jié)能效果尤為明顯[1]。

5 結語

注射機節(jié)能技術的應用與研究，是企業(yè)發(fā)展的趨勢，也是社會發(fā)展的必然結果。科學技術的不斷進步，也為注射機技能技術的研究提供了技術支持。注射機節(jié)能技術的研究，不僅可以提高注射機工藝的熱量利用率，降低能耗，同時也可以減少因能耗問題產(chǎn)生的其他連鎖反應。

【1】周孚宏.變頻器用于注塑機節(jié)能改造[J].電氣時代，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，從事注塑機設計及技術管理研究。