Πώς να επιλέξετε το Power System of Injection Moulding Machine (Μέρος 1)

Το ηλεκτρικό φορτίο είναι το μεγαλύτερο κόστος επεξεργασίας προϊόντων χύτευσης με έγχυση εκτός από τις πρώτες ύλες.Για τις περισσότερες μηχανές χύτευσης με έγχυση, η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται πρώτα σε κινητική ενέργεια μέσω του κινητήρα και στη συνέχεια σε υδραυλική ενέργεια μέσω της αντλίας λαδιού, η οποία οδηγεί κάθε ενέργεια στον κύκλο χύτευσης με έγχυση για να ολοκληρώσει τη διαδικασία χύτευσης με έγχυση.Όλοι γνωρίζουμε τον νόμο της «διατήρησης της ενέργειας».Η ενέργεια δεν θα αυξηθεί ή θα μειωθεί στη διαδικασία αλλαγής από τη μια μορφή στην άλλη, αλλά στην πραγματικότητα, υπάρχει απώλεια ενέργειας στη διαδικασία μετατροπής, η οποία οφείλεται στο ότι η διαδικασία μετατροπής παράγει "άχρηστη" ενέργεια εξόδου, όπως η θερμική ενέργεια.Η ουσία της εξοικονόμησης ενέργειας είναι η μείωση της «άχρηστης» ενέργειας εξόδου.

Ασύγχρονη αντλία σταθερής μετατόπισης κινητήρα

Οι παραδοσιακές μηχανές χύτευσης με έγχυση τροφοδοτούνται από ασύγχρονους κινητήρες (τύπου κλωβού σκίουρου).Ο ασύγχρονος κινητήρας σταθερής ταχύτητας μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε κινητική.Η «χρήσιμη» παραγωγή κινητικής ενέργειας είναι μόνο περίπου το 90% της εισερχόμενης ηλεκτρικής ενέργειας (όταν είναι πλήρως φορτωμένο), και το υπόλοιπο γίνεται θερμική ενέργεια.Επομένως, ο κινητήρας θα έχει τον δικό του ανεμιστήρα για να αφαιρεί τη θερμική ενέργεια.

Από τη μία πλευρά, ο ασύγχρονος κινητήρας οδηγεί την αντλία σταθερής μετατόπισης για να παράγει σταθερή ροή.Από την άλλη πλευρά, κάθε ενέργεια στον κύκλο χύτευσης με έγχυση, όπως το άνοιγμα και το κλείσιμο του καλουπιού, η εκτίναξη κ.λπ., έχει διαφορετικές απαιτήσεις ροής και η ροή που δεν χρησιμοποιείται θα ρέει πίσω στη δεξαμενή λαδιού υπό την τρέχουσα καθορισμένη πίεση .Όσο πιο αργή είναι η δράση ή όσο υψηλότερη είναι η ρυθμισμένη πίεση, τόσο περισσότερη ενέργεια θα ρέει πίσω στη δεξαμενή λαδιού και τόσο περισσότερη ενέργεια θα σπαταληθεί.Η σπατάλη ενέργειας θα γίνει θερμική ενέργεια, η οποία θα αυξήσει τη θερμοκρασία του λαδιού.Επομένως, μιλώντας γενικά, όταν η ταχύτητα δράσης είναι πιο μακριά από την πλήρη ταχύτητα, ο χρόνος είναι μεγαλύτερος και η πίεση είναι μεγαλύτερη, η πιθανή εξοικονόμηση ενέργειας θα είναι μεγαλύτερη.

Αντλία μεταβλητής μετατόπισης ασύγχρονου κινητήρα

Από τα παραπάνω φαίνεται ότι το κλειδί για την εξοικονόμηση ενέργειας είναι η αλλαγή της ροής.Η αντλία μεταβλητής μετατόπισης μπορεί να παρέχει ροή από το μηδέν στο μέγιστο και παρέχεται υπό σταθερή ταχύτητα περιστροφής ασύγχρονου κινητήρα.Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη αντλία μεταβλητής μετατόπισης υιοθετεί το σχέδιο αξονικού εμβόλου swashplate.Είναι καλή συνήθεια να κλείνουμε τα φώτα όταν βγαίνουμε έξω.Όταν ο ανοιχτός σκοτεινός διακόπτης χρησιμοποιείται ευρέως, μπορούμε να εργαζόμαστε και να ξεκουραζόμαστε σε σκοτεινό αλλά επαρκές φως, έτσι ώστε να εξοικονομούμε ενέργεια.Η αντλία μεταβλητής μετατόπισης μοιάζει με ανοιχτό σκοτεινό διακόπτη.Υπάρχουν επίσης δύο συσκευές που μπορούν να μειώσουν τη ροή: ο μετατροπέας συχνότητας και ο σερβοκινητήρας.

Αντλία λαδιού ασύγχρονου μετατροπέα συχνότητας κινητήρα

Ο μετατροπέας συχνότητας αλλάζει τη συχνότητα AC, έτσι ώστε η ταχύτητα του ασύγχρονου κινητήρα να αλλάζει κατά 10-100%.Με μια αντλία σταθερού εκτοπίσματος, ο όγκος λαδιού αλλάζει κατά 10-100%.

Ωστόσο, ο μετατροπέας συχνότητας είναι ένας ηλεκτρονικός εξοπλισμός υψηλού ρεύματος, ο οποίος επίσης καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια, και η επίδραση της εξοικονόμησης ενέργειας είναι κατώτερη από αυτή της αντλίας μεταβλητής μετατόπισης.Επιπλέον, ο ασύγχρονος κινητήρας έχει σχεδιαστεί με σταθερή ταχύτητα, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η βελτιστοποίηση της αδράνειας του δρομέα.Εάν χρειάζονται 0,1 δευτερόλεπτα για κάθε επιτάχυνση και επιβράδυνση του ρότορα, χρειάζονται 2 δευτερόλεπτα για όχι λιγότερες από 20 αλλαγές ταχύτητας σε έναν κύκλο.Γενικά, οι χρήστες θα διαπιστώσουν ότι η χρήση μετατροπέα συχνότητας επιβραδύνει την παραγωγικότητα.Τέλος, οι περισσότερες αντλίες σταθερής μετατόπισης είναι αντλίες πτερυγίων.Όταν μειώνεται η ταχύτητα, μειώνεται και η φυγόκεντρος δύναμη.Επομένως, σε χαμηλή ροή αυξάνεται η εσωτερική διαρροή και μειώνεται η απόδοση της αντλίας λαδιού.

Επομένως, όταν το μηχάνημα χύτευσης με έγχυση ανακαινίζεται και βελτιωθεί, είναι πιο κατάλληλο να χρησιμοποιήσετε έναν μετατροπέα συχνότητας και να τον συνδέσετε σε έναν ασύγχρονο κινητήρα.Επειδή περιλαμβάνει μόνο την αλλαγή του ηλεκτρικού καλωδίου, χρειάζεται λιγότερος χρόνος και είναι πολύ πιο απλό από την αλλαγή μιας αντλίας σταθερής μετατόπισης σε μια αντλία μεταβλητής μετατόπισης.Επιπλέον, είναι μια επιτυχημένη εφαρμογή για την αλλαγή της ταχύτητας περιστροφής της βίδας του εξωθητήρα με μετατροπέα συχνότητας.Επειδή ο εξωθητής δεν λειτουργεί περιοδικά, δεν χρειάζεται να επιταχύνει ή να επιβραδύνει συχνά και η βίδα του κινείται από το κιβώτιο ταχυτήτων, επομένως δεν εμπλέκεται η αντλία λαδιού.

Αντλία λαδιού σερβοκινητήρα

Ο σερβοκινητήρας μπορεί να βελτιστοποιήσει την επιτάχυνση και την επιβράδυνση.Ο ρότορας του χρησιμοποιεί μια μικρή διάμετρο για να μειώσει την αδράνεια και στη συνέχεια χρησιμοποιεί ένα μακρύ ρότορα για να ανακτήσει τη χαμένη ροπή.Φυσικά, η αδράνεια αυξάνεται επίσης με το μήκος του ρότορα, αλλά μόνο γραμμικά.Είναι επίσης εμφανές από την εμφάνιση του σερβοκινητήρα ότι η διάμετρός του είναι μικρή αλλά το μήκος του μεγάλο.Χρειάζονται μόνο 0,05 δευτερόλεπτα για να αλλάξει ο σερβοκινητήρας από τις 0-2000 σ.α.λ.Επομένως, ο σερβοκινητήρας μεταβλητής ταχύτητας χρησιμοποιείται για την κίνηση της αντλίας λαδιού, η οποία επιβραδύνει την παραγωγικότητα μόνο όταν ο κύκλος είναι μικρότερος από 5 δευτερόλεπτα.Ο μόνιμος μαγνήτης χρησιμοποιείται για τη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου του ρότορα, το οποίο επίσης αποφεύγει την απώλεια χαλκού και σιδήρου του ρότορα.

Η μεταβλητή ταχύτητα του σερβοκινητήρα πραγματοποιείται από τον ελεγκτή με την αρχή της μετατροπής συχνότητας.Εναλλασσόμενο ρεύμα 50 Hz ή 60 Hz θα μετατραπεί σε εναλλασσόμενο ρεύμα της απαιτούμενης συχνότητας μετά την ανόρθωση για την κίνηση του σερβοκινητήρα.Επομένως, εφόσον η τάση είναι κατάλληλη σε περιοχές με διαφορετικές συχνότητες, δεν θα επηρεάσει.Αυτό είναι διαφορετικό από τον ασύγχρονο κινητήρα.Η ταχύτητα περιστροφής του ασύγχρονου κινητήρα στα 60 Hz είναι 20% μεγαλύτερη από αυτή στα 50 Hz.Ο ελεγκτής διαθέτει επίσης έλεγχο ανάδρασης της πίεσης και της ταχύτητας, και έλεγχο PID της πίεσης και της ανόδου και πτώσης της ροής.

Ο σερβοκινητήρας δεν διαφέρει από τη γεννήτρια.Ποια λειτουργία θα παίξει εξαρτάται από τον τρόπο οδήγησης.Εάν παρέχεται τριφασική ισχύς, είναι κινητήρας.Εάν παρέχεται ρεύμα για να περιστρέφεται ο κύριος άξονας του, είναι γεννήτρια.Όταν ο σερβοκινητήρας φρενάρει (όπως όταν ανοίγει και σταματά το καλούπι), μετατρέπεται σε γεννήτρια.Η αδράνεια (κινητική ενέργεια) του κινούμενου προτύπου και του κινούμενου προτύπου οδηγεί τον κύλινδρο ασφάλισης του καλουπιού και στη συνέχεια οδηγεί την αντλία λαδιού (αυτή τη στιγμή, η αντλία λαδιού γίνεται κινητήρας λαδιού), ο οποίος κινεί τον κύριο άξονα της "γεννήτριας" για την παραγωγή τάσης.Αφού περάσει από την αντίσταση πέδησης, γίνεται ρεύμα και στη συνέχεια γίνεται θερμική ενέργεια, η οποία κατανέμεται στην ατμόσφαιρα.Αν και αυτή η ενέργεια δεν ανακτάται, εξυπηρετεί επίσης το σκοπό του γρήγορου και ακριβούς φρεναρίσματος.

Αντλία με γρανάζια ή αντλία εμβόλου

Υπάρχουν δύο τύποι αντλιών λαδιού που χρησιμοποιούνται με σερβοκινητήρες, συγκεκριμένα, η ποσοτική αντλία με γρανάζια και η αντλία μεταβλητού εμβόλου.Η αντλία σταθερής μετατόπισης για τη μηχανή χύτευσης με έγχυση είναι κυρίως αντλία πτερυγίων.Η φυγόκεντρη δύναμη της αντλίας πτερυγίων μειώνεται σε χαμηλή ταχύτητα και η εσωτερική διαρροή αυξάνεται, επομένως δεν είναι κατάλληλη για σερβοκινητήρα μεταβλητής ταχύτητας.

Η ογκομετρική απόδοση της γραναζωτής αντλίας είναι κάτω από 90%, η δομή είναι σχετικά απλή, το κόστος δεν είναι υψηλό, ο θόρυβος δεν είναι μεγάλος και η ανοχή στη ρύπανση από πετρέλαιο είναι μεγάλη.Η ογκομετρική απόδοση της αντλίας εμβόλου είναι περίπου 95%, η δομή είναι ακριβής, η ανοχή στη μόλυνση λαδιού δεν είναι υψηλή και ο θόρυβος είναι μεγάλος.Ωστόσο, τα μεταβλητά χαρακτηριστικά του μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μείωση του φορτίου ροπής στον σερβοκινητήρα, τη μείωση του ρεύματος και της θερμότητας, έτσι ώστε ο χρόνος διατήρησης της πίεσης να είναι μεγαλύτερος.Αυτό έχει τεθεί σε εφαρμογή στον σχεδιασμό διπλού εκτοπίσματος της εταιρείας έρευνας πετρελαίου.

Η ροή που απαιτείται για τη διατήρηση της πίεσης και το κλείσιμο του καλουπιού υψηλής πίεσης είναι χαμηλή αλλά η πίεση είναι υψηλή, γεγονός που μπορεί να μετατρέψει την αντλία μεταβλητής μετατόπισης σε μικρή μετατόπιση, μειώνοντας τη θερμότητα που παράγεται από το μεγάλο ρεύμα του σερβοκινητήρα σε χαμηλή ταχύτητα.Αυτή η λειτουργία δεν είναι διαθέσιμη καν για όλους τους κινητήρες.Εάν δεν χρησιμοποιείται διπλή μετατόπιση, η διατήρηση της πίεσης και το κλείσιμο του καλουπιού υψηλής πίεσης θα υπερβεί το εύρος ροής πίεσης της αρχικής μετατόπισης, αλλά εξακολουθεί να βρίσκεται εντός του εύρους υπερφόρτωσης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για προσωρινή διατήρηση πίεσης και κλείσιμο καλουπιού υψηλής πίεσης.Εάν η μέθοδος κλειδώματος καλουπιού υιοθετεί τον μεντεσέ μηχανής, το κλείσιμο του καλουπιού υψηλής πίεσης είναι φυσικά βραχύβια.Εάν η δύναμη ασφάλισης του καλουπιού άμεσης πίεσης δεν κλειδώνεται από τη βαλβίδα μονής κατεύθυνσης, η αντλία λαδιού κινητήρα πρέπει να λειτουργεί συνεχώς για να διατηρεί τη δύναμη ασφάλισης του καλουπιού.Η αντλία λαδιού διπλού κυβισμού μπορεί να θεωρηθεί ως μετάδοση διπλού κιβωτίου ταχυτήτων ενός αυτοκινήτου.Η χαμηλή ταχύτητα χρησιμοποιείται όταν οδηγείτε αργά κατά την αναρρίχηση.Αν και οι στροφές του κινητήρα δεν έχουν μειωθεί πολύ, η κινητήρια δύναμη του αυτοκινήτου έχει βελτιωθεί.