注塑机节能技术研究

石则满

(力劲机械有限公司,浙江宁波315806)

注塑机节能技术研究

石则满

(力劲机械有限公司,浙江宁波315806)

近年来，我国的能源问题和环境问题日益突出，节能技术的应用与研究倍受社会关注。节能技术在机械制造行业的应用不仅可以提高机械的综合性能，同时也可以提高机械制造企业的综合实力。主要分析注塑机的结构以及能耗问题，并对节能技术进行研究。

注塑机；结构原理；能耗；节能技术

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

1 引言

随着我国机械市场竞争的不断加剧，能源消耗和环境污染问题的日益突出，为了节约能源，避免因塑料加工和机器运转产生的污染问题，就应该在机械制造中广泛使用注塑机节能技术。注塑机又称注射机或注射成型机，粤语地区工人大多称其为啤机，啤机在运行过程中主要通过对热塑性塑料或热固性塑料加热或施加高压，使其达到熔融状态，从啤机内射出充满模具型腔。啤机在运行过程中都会产生能耗，只有了解啤机的各项结构参数和能耗情况，才能有针对性地实施节能技术，降低啤机运行的能耗，避免环境污染问题的发生。

2 注塑机的结构组成

注射机的各个组成结构的功能既相互联系又各不相同。根据注射机的结构功能，我们大致可以将其分为7个系统。

1）注射系统：注射系统是注射机的重要组成部分，它是由塑化装置和传动装置共同组成的，作用是将塑料进行加热，使其达到熔融状态，然后施加压力使其注入到模具型腔内。注射系统的注射形式有3种，当前机械加工行业常用的是螺杆式注塑形式。

2）合模系统：因熔融塑料在注射到模具型腔的过程中，会带有一定的动力，模具在闭合过程中也会产生一定的压力，合模系统是为了避免由模具开缝而产生劣质塑料制品，给模具供应的锁模应力。在供给模具锁模力时够用即可，切不可施加过强压力，容易对其他系统造成影响。

3）液压系统：注射机在运行过程中需要外界提供动力，在注射机组成中油泵和电机是其主要动力来源，而液压系统的功能是在注射机运行过程中，为各个部分提供其所需要的动力，满足注射机运行的参数条件，保证注射机的平稳运行。

4）电气控制系统：注射机在运行过程中，电气控制系统与液压控制系统的协调与配合，能满足注射机工艺过程对温度、压力、速度等方面的参数要求，使注射机在工艺生产过程中达到一个动态平衡的状态。

5）加热和冷却系统：注射机在运行过程中需要对料筒进行加热，为物料塑化提供热源；冷却系统用来控制油温，保证系统能够正常供应物料，不会使物料在下料口处融化，影响整个工艺流程。

6）润滑系统，注射机在运行过程中会产生摩擦，若摩擦力过大会阻碍注射机的运行，润滑系统主要是保证注射机在较小的摩擦力下进行工作，提高注射机零件的使用寿命。

7）安全监测：由于注射机的工艺流程有一定的机械运动和化学变化，若安全措施不到位会引起事故，给员工乃至企业造成一定的影响，不利于工艺的安全进行。

3 注射机在运行过程中产生的能耗

3.1 注射机热量的消耗

在塑料注塑工艺流程中需要给注射机的料筒进行加热处理，一般企业多采用电阻式加热圈对料筒进行加热，以热传导的方式将热能传递给料筒，最后将塑料热化，达到熔融状态。而在热传导过程中，由于电阻式加热圈在向料筒进行热传递的同时，也会向周围环境进行热量交换，这样不但浪费了热量，也给车间的安全生产埋下隐患。

3.2 液压系统的能耗问题

液压系统是为注射机提供动力的系统，但是液压系统在工作时由于工艺所需动力与液压泵液压系统实际做功不符，或液压泵设计不合理，都会使液压系统在运行过程中产生一定的能量消耗，即供应的动力远超于实际需要的动力，这样既增加了液压系统的能耗，又对注射机的整体运行产生了影响，若不及时对液压系统进行检修和调试，长期的高能消耗，会提高企业的成本投入，降低企业的经济效益，无法实现可持续发展的目标。

3.3 冷却系统的能量消耗

一般情况下，工厂采用水作为冷却剂，而水在冷却流通过程中升温会产生污垢，加大了设备的清洗成本。此外，在冷却过程中不仅需要控制冷却剂的用量，还需要控制冷却剂的流通速率，从而降低水泵能耗。当前很多企业大多不注重冷却系统冷却剂的用量和流通速率，并没有深入研究冷却剂用量的控制范围和水泵的运行功率，才会出现冷却效果不好，或者冷却效果好但是能耗高，水源消耗大的局面。

4 节能技术的研究

4.1 加热节能技术方案

在注射机加热系统的运行过程中，为了减少注射机的热能损失，我们可以采用电磁加热法、红外加热法和纳米节能环等加热节能技术，对注射机的料筒进行加热处理，这些加热节能技术的应用有效地降低了热能的消耗，也提高了热传导的效率。

1）电磁加热技术运用的是电磁感应原理，具体方法是：将料筒通过绝热保温材料进行隔热处理，然后在料筒周围布满电磁感应线圈，最后通入电流，由于料筒是由导磁性较好的金属材料制成的，因此，通入电流后，其料筒因电磁感应力的作用会产生涡流，达到自发生热的目的。此外，由于料筒周围有绝缘隔热保温材料的覆盖，其自身散发的热量几乎可以忽略不计，在降低热能损耗的同时，也提高了热能利用率，满足了注射机节能的要求。

2）红外加热节能技术运用的是辐射原理，即在料筒外围放置红外灯管，然后用镜面将红外灯管与外界环境进行隔绝，为了防止镜面在反射过程中的热量消耗，也需要将镜面进行绝热处理，红外灯管在发热过程中产生的热辐射由于镜面的反射作用，红外光依次打在料筒周围，以此来保证料筒所需要的热量。

3）纳米节能环加热技术，该技术相对比较简单，只是通过覆盖隔热效果良好的保温层来实现节约热能的技术，并没有改变加热系统的工作原理和工作结构。

4.2 液压系统节能技术研究

液压系统在运行过程中由于其控制调节参数不能满足工艺所需要的动力，致使能量消耗问题的产生。为了改变这一现状，企业大多将液压系统的驱动泵进行了改善。如：变量泵的应用，可以实现液压系统的自适应调节功能，提高了液压系统的反应速度，加快了液压系统的调节速率；伺服电机带动定量泵，输出的动力与负载时刻成正比，大大节省了动力，节能效果尤为明显[1]。

5 结语

注射机节能技术的应用与研究，是企业发展的趋势，也是社会发展的必然结果。科学技术的不断进步，也为注射机技能技术的研究提供了技术支持。注射机节能技术的研究，不仅可以提高注射机工艺的热量利用率，降低能耗，同时也可以减少因能耗问题产生的其他连锁反应。

【1】周孚宏.变频器用于注塑机节能改造[J].电气时代，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

石则满（1972～），男，湖北十堰人，工程师，从事注塑机设计及技术管理研究。