注塑機(jī)的節(jié)能控制與改造探思

童登浩

摘要：近些年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，國(guó)民生產(chǎn)總值不斷增加，碳排放問題逐漸被社會(huì)各界人士所關(guān)注。在我國(guó)十三五等計(jì)劃中，對(duì)碳強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了明確。各領(lǐng)域生產(chǎn)企業(yè)也要重視對(duì)自身碳排放的控制，共同擔(dān)負(fù)起節(jié)能減排的任務(wù)。而注塑機(jī)作為制造行業(yè)中的重要組成部分，對(duì)于能源的消耗量也非常巨大，要完成節(jié)能減排任務(wù)，就必須對(duì)注塑機(jī)進(jìn)行節(jié)能控制，對(duì)于一些耗能部件進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，提高能源的利用率。

關(guān)鍵詞：注塑機(jī);節(jié)能控制;改造

引言：

我國(guó)政府對(duì)于制造行業(yè)的節(jié)能減排工作較為重視，而注塑機(jī)則是節(jié)能減排工作的主要目標(biāo)。近些年來(lái)，我國(guó)加工技術(shù)不斷發(fā)展，目前仍在穩(wěn)定性上有一定缺陷。并且在生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)報(bào)廢品，不僅降低了工作效率，也浪費(fèi)了大量能源。因此，在對(duì)注塑機(jī)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，要從注塑機(jī)的壓力輸出方式入手，對(duì)其結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，盡可能提高注塑機(jī)生產(chǎn)的效率，降低報(bào)廢率，實(shí)現(xiàn)對(duì)注塑機(jī)的節(jié)能控制。

1.目前我國(guó)針對(duì)注塑機(jī)制定的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)早在幾年之前就制定了對(duì)于注塑機(jī)能耗的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)中將單螺桿注塑機(jī)的能耗劃分成六級(jí)，針對(duì)不同的額定鎖模力對(duì)其技能評(píng)價(jià)值有著不同的規(guī)范，規(guī)范了注塑機(jī)行業(yè)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，便于注塑機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。同時(shí)對(duì)于注塑機(jī)耗能等級(jí)進(jìn)行的劃分，也便于生產(chǎn)單位結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)狀況，對(duì)注塑機(jī)進(jìn)行合理選擇，避免了產(chǎn)能過(guò)剩或者能耗不足等情況的發(fā)生。

2.注塑機(jī)的介紹

2.1對(duì)注塑機(jī)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的原理

目前對(duì)注塑機(jī)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的主要原理是通過(guò)伺服裝置進(jìn)行的，通過(guò)伺服裝置對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不斷提高節(jié)能效果。伺服系統(tǒng)的工作原理，是通過(guò)獲取角位移到運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)伺服系統(tǒng)中設(shè)定的控制命令，對(duì)電機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)控制。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是可以使得電氣系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)仍然可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)的變化對(duì)控制方式進(jìn)行調(diào)整，極大地提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。注塑居進(jìn)行工作的主要步驟有溶膠和冷卻等，這些工作環(huán)節(jié)都需要對(duì)材料的溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制。而伺服系統(tǒng)通過(guò)工作環(huán)境中的各種傳感器，對(duì)材料的溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，并將數(shù)據(jù)回傳至系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)結(jié)合數(shù)據(jù)對(duì)注塑機(jī)進(jìn)行控制命令的下達(dá)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)控制。伺服系統(tǒng)應(yīng)用在注塑機(jī)上時(shí)，可以對(duì)塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)一步掌控，降低了報(bào)廢產(chǎn)品的產(chǎn)生幾率，避免了生產(chǎn)材料的浪費(fèi)。并且在這一過(guò)程中，能源的使用效率大大提高，在節(jié)省生產(chǎn)成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目標(biāo)。

2.2通過(guò)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方式對(duì)損耗進(jìn)行控制

注塑機(jī)是利用電能作用于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，再通過(guò)液壓系統(tǒng)將機(jī)械能變?yōu)橐簤耗埽詈笤俑鶕?jù)需求轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的機(jī)械能。在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，電能主要使用在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)中，并且有一定程度的電能損耗。所以，對(duì)于注塑機(jī)的節(jié)能設(shè)計(jì)，可以通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一，通過(guò)提高電能的利用效率來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。通過(guò)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，可以降低注塑機(jī)的電機(jī)在空載等情況下造成的電能損耗。第二，可以通過(guò)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)。在注塑機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可能會(huì)由于各種損耗而導(dǎo)致能源的浪費(fèi)，不利于電能使用效率的提高。因此可以通過(guò)對(duì)。因此可以通過(guò)對(duì)輸出功率的調(diào)整實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力源利用效率的提高，達(dá)到節(jié)能的目的。

3.對(duì)注塑機(jī)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)的措施

近些年來(lái)，人們的綠色環(huán)保意識(shí)不斷提高，為了響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，注塑機(jī)要在其驅(qū)動(dòng)和其他系統(tǒng)中進(jìn)行節(jié)能以及環(huán)保的設(shè)計(jì)，對(duì)于水電的消耗也要進(jìn)行相應(yīng)控制，并且相關(guān)設(shè)計(jì)人員要根據(jù)當(dāng)前液壓系統(tǒng)存在的能量消耗問題進(jìn)行深入研究，通過(guò)改變變量泵和其他調(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。同時(shí)注塑機(jī)的設(shè)計(jì)人員也要對(duì)其噪音進(jìn)行控制，避免影響周邊環(huán)境。另外，環(huán)境條件的變化也是影響注塑機(jī)能耗的關(guān)鍵因素，設(shè)計(jì)人員在對(duì)注塑機(jī)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，要注重提高注塑機(jī)的適應(yīng)性，降低環(huán)境因素對(duì)于注塑機(jī)能耗的影響。

3.1對(duì)螺旋桿進(jìn)行優(yōu)化，降低能耗量

注塑機(jī)的主要工作內(nèi)容就是對(duì)塑料的煉化，在對(duì)塑料進(jìn)行煉化時(shí)，主要通過(guò)注塑機(jī)的螺旋桿來(lái)完成。同時(shí)，螺旋桿也發(fā)揮著測(cè)量塑料制品溫度和壓力的作用。要實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)能耗的優(yōu)化，就必須對(duì)螺旋桿的結(jié)構(gòu)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。比如對(duì)螺旋桿的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化螺旋槳的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能設(shè)計(jì)的目的。

3.2對(duì)速率進(jìn)行控制，降低能源的浪費(fèi)

在對(duì)塑料制品進(jìn)行壓力控制時(shí)，要結(jié)合實(shí)際需求和當(dāng)前環(huán)境狀況，對(duì)注塑機(jī)的轉(zhuǎn)速參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，防止電能的過(guò)度使用，降低生產(chǎn)過(guò)程的成本。實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)可以通過(guò)使用變量泵來(lái)完成，通過(guò)利用無(wú)高壓節(jié)流技術(shù)，當(dāng)注塑機(jī)在對(duì)塑料制品進(jìn)行注射和塑化等環(huán)節(jié)中，可以在很大程度上降低對(duì)電能的損耗。同時(shí)，在注塑機(jī)中安裝變頻裝置，可以節(jié)省大部分的電能消耗，提高電能的利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

3.3對(duì)原料的溫度進(jìn)行控制，更好地發(fā)揮節(jié)能效果

溫度控制也是注塑機(jī)的主要工作內(nèi)容之一，通過(guò)對(duì)塑料制品進(jìn)行加熱以及冷卻等加工工序，可以在一定程度上降低注塑機(jī)的電能損耗。在傳統(tǒng)的制作工序中，塑料制品在脫模前要進(jìn)行必要的冷卻，因此延長(zhǎng)了加工周期，不利于生產(chǎn)效率的提高。并且在冷卻時(shí)一旦由于環(huán)境等因素導(dǎo)致塑料制品受熱不均，會(huì)引起塑料制品出現(xiàn)變形等情況，增加報(bào)廢品的產(chǎn)生幾率，不僅浪費(fèi)能源，還提高了生產(chǎn)成本。而注塑機(jī)可以更好的發(fā)揮冷卻效果，通過(guò)對(duì)各種參數(shù)的不斷調(diào)整，確保塑料制品受熱均勻，提高塑料制品的質(zhì)量，避免了能量的浪費(fèi)。

3.4對(duì)注塑機(jī)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整

為了滿足不同塑料制品的需求，注塑機(jī)要對(duì)其工作的溫度和壓力等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，對(duì)塑料制品的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行精準(zhǔn)控制。完成這一控制過(guò)程，主要通過(guò)注塑機(jī)的變量泵和其他調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)完成，通過(guò)對(duì)變量泵和其他調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，可以顯著降低注塑機(jī)的能量消耗。在液壓系統(tǒng)中，定量泵是能量損耗的主要來(lái)源。通過(guò)相關(guān)設(shè)計(jì)人員的研究和實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，注塑機(jī)在實(shí)際工作時(shí)，定量泵與系統(tǒng)的參數(shù)之間缺少匹配性，會(huì)出現(xiàn)能量損耗的問題。并且只有在特定情況下，當(dāng)環(huán)境的壓力和流量達(dá)到平衡時(shí)，定量泵才會(huì)具有較好的使用效果，其發(fā)揮作用的空間具有一定局限性。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要注重對(duì)定量泵的節(jié)能設(shè)計(jì)，對(duì)變量泵和其他調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)出一種能夠及時(shí)調(diào)整注塑機(jī)運(yùn)行參數(shù)達(dá)到能量平衡的節(jié)能型液壓系統(tǒng)，不僅可以解決定量泵的能量損耗問題，還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更快的系統(tǒng)響應(yīng)速度，提高注塑機(jī)的生產(chǎn)性能。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，注塑機(jī)在我國(guó)制造行業(yè)中占據(jù)重要地位，具有非常廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)階段的注塑機(jī)，絕大部分的能量來(lái)源是電能，通過(guò)電能實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)和塑料制品的加熱等過(guò)程，是電力損耗的主要來(lái)源。注塑機(jī)的運(yùn)行參數(shù)往往有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是在實(shí)際使用時(shí)，由于環(huán)境因素或者目標(biāo)需求的差異，注塑機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)的能耗有所不同，當(dāng)電機(jī)處于空載時(shí)，將會(huì)極大地?fù)p耗電能。而設(shè)計(jì)人員通過(guò)對(duì)這一過(guò)程進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，可以有效的緩解電能浪費(fèi)的現(xiàn)象，通過(guò)不斷加深對(duì)于注塑機(jī)節(jié)能設(shè)計(jì)的研究，可以更好地降低生產(chǎn)成本，響應(yīng)國(guó)家綠色環(huán)保生產(chǎn)的號(hào)召，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]張小萍，祝彪.注塑機(jī)的節(jié)能控制與改造[J].工業(yè)技術(shù)，2019，10（04）：119

[2]王鴻杰.注塑機(jī)的節(jié)能減排改造路徑研究[J].機(jī)械管理開發(fā)，2018，4（01）：111-113.

[3]湯永明，湯永光，李尚英，吳保柱.注塑機(jī)節(jié)能綜合技術(shù)改造[J].節(jié)能，2017，9（09）：40-41.

[4]趙清榮，劉文烽.臺(tái)達(dá)HES系列在注塑機(jī)節(jié)能改造系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技視界，2016，5（06）：170-171.