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注塑机电液控制系统节能原理及最新技术

注塑機電液控制系統節能原理及最新技術

1 概述

80 年代以來,塑膠機械工業在我國獲得了蓬勃發展,特別是塑膠注塑機年生產能力已達萬台以上,不僅滿足了國內生產的需要,還大量出口創匯,為滿足這種機器高輸 出力、快速回應、高速、壓力控制精度和重複精度的技術要求,國產注塑機幾乎全部採用了液壓傳動和電液比例控制技術。為進一步提高精度,國外還開發了過程變 量:模腔壓力、注射速度、螺杆轉速等閉環微機控制的電液系統。我國在這方面也作了相應的研究。但是進入90年代以來,隨著世界各國在環境保護,如能耗、噪 聲、洩漏等控制方面日益嚴格的要求,節能已成為注塑機電液系統的研究重點。為降低能耗,德、日等國已開發了全電氣傳動控制的注塑機,並投放市場。與電液控 制相比,目前電氣傳動還存在無法實現集中控制,很難實現高精度的壓力控制,必須經過中間轉換裝置才能實現直線傳動等不足,但已向電液控制提出了嚴厲的挑 戰。因此,電液控制系統必須在節能技術方面做出相應發展,才可能避免被全電控技術取代。 2 國產注塑機電液控制技術現狀

目前國產注塑機幾乎全部應用了電液 比例技術,其技術特徵是用三通型的比例調速閥控制速度,再在其上迭加比例壓力先導閥控制系統壓力。同最初採用分離元件構成的系統相比,該系統雖可大大減少 元件數量、簡化結構,但因採用定量泵供油,工作過程中始終存在與流量有關的能量損失,特別是保壓過程中,這部分的能耗處於最大值。這樣的系統在國外已很少 採用。

3 負載感應注塑機電液系統

針對閥控電液控制系統有比較大能量損失的不 足,國外發展了應用變數泵和電液比例閥結合的負載感應型的注塑機電液控制系統,原理如圖1所示。執行機構的運動速度將由流過比例節流閥的流量和變數泵相結 合來控制。比例節流閥進出口油壓回饋到變數泵控制機構的先導閥上,通過這一差壓回饋調整泵的變數機構,使泵輸出的流量始終與負載所要求的相一致。這樣就可 消除採用定量泵加比例閥控制存在的與流量有關的能量損失,該系統在調整過程中,比例節流閥進出口兩端的壓差保持恒定,這樣通過比例節流閥的流量就可由電信 號連續比例控制。這一壓力差值一般為1.5-2MPa。當系統運行的壓力達到比例溢流閥VDB1所限制的設定值,系統就從流量控制狀態轉換為壓力控制狀 態,系統僅輸出維持壓力所需的流量。採用這種閥和泵結合的方式,可以開環也可以閉環控制鎖模機構、注塑過程、背壓以及輔助執行機構的運動。為了控制塑化過 程中的充填壓力,增加了溢流主閥VDB2,與比例先導溢流閥一起控制這一壓力。

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