大型中空成型機(jī)節(jié)能技術(shù)

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1、大型中空成型機(jī)節(jié)能技術(shù)節(jié)能是中空成型機(jī)的主要發(fā)展方向,特別對(duì)大型中空成型機(jī)尤為重要。在我國,大型中空成型機(jī)主要指200L～1000L的中空成型機(jī)。大型中空成型機(jī)的結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)等與中、小型中空成型機(jī)有一定的區(qū)別,節(jié)能技術(shù)也有所不同。節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用和開發(fā),目的是為了提高制品的質(zhì)量,降低制品成本,提高社會(huì)效益。大型中空成型機(jī)節(jié)能技術(shù)的要點(diǎn)大型中空成型機(jī)主要用于成型IBC（IntermediateBulkContainer）集裝桶。大型中空成型機(jī)主要包括擠出塑化機(jī)構(gòu)、合模機(jī)構(gòu)、模頭、吹脹系統(tǒng)、制品取出裝置、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、型坯壁厚控制系統(tǒng)等部件。大型中空機(jī)采用“擠出吹塑”工作原

2、理，粒狀或粉狀的塑料經(jīng)擠出機(jī)塑化達(dá)熔融狀態(tài)進(jìn)入機(jī)頭，當(dāng)機(jī)頭儲(chǔ)料量達(dá)預(yù)定值時(shí)，機(jī)頭口模打開，電氣控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的型坯壁厚曲線，調(diào)整口模與芯模的間隙大小，進(jìn)行多點(diǎn)型坯壁厚控制，同時(shí)注射油缸將熔融物料壓出，形成制品型坯，模具合模后吹氣，型坯在模具內(nèi)成型為中空制品，冷卻定型后開模，由機(jī)械手取出制品。擠出塑化機(jī)構(gòu)為電驅(qū)動(dòng),合模機(jī)構(gòu)及型坯壁厚控制油缸為系統(tǒng)液壓驅(qū)動(dòng)。擠出塑化機(jī)構(gòu)根據(jù)擠出率、功能及設(shè)計(jì)需要,擠出機(jī)可為一個(gè),也可為多個(gè)。擠出率及擠出量大,制品冷卻時(shí)間長,型坯壁厚控制點(diǎn)多,這是大型中空制品成型的主要特點(diǎn)。在塑化機(jī)構(gòu)、合模機(jī)構(gòu)、注射系統(tǒng)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等三方面進(jìn)行節(jié)能技術(shù)開發(fā),是大型

3、中空成型機(jī)節(jié)能的要點(diǎn)。節(jié)能液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)流量比例和壓力比例控制的雙比例控制的節(jié)能技術(shù)是隨著成型技術(shù)的發(fā)展及控制性能的提高而發(fā)展起來的。比例閥達(dá)到了無級(jí)靈活調(diào)節(jié)，同時(shí)顯示出了節(jié)能的性能。但因采用定量泵供油，工作過程中始終存在與流量有關(guān)的能量損失，特別是冷卻過程中，這部分的流量能耗處于最大值。系統(tǒng)的應(yīng)用，提高了自動(dòng)控制技術(shù)及成型性能,在中空成型過程中節(jié)能明顯，在節(jié)能與性價(jià)比方面具有一定優(yōu)勢。變頻節(jié)能液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是近年來IBC中空成型機(jī)節(jié)能的重要的科技進(jìn)步。IBC中空成型機(jī)節(jié)能液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最明顯的特點(diǎn)是變頻節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用,成型節(jié)電率可達(dá)25～65%。變頻節(jié)能在節(jié)能改造中得到了較多的推廣應(yīng)

4、用。變頻節(jié)能是通過改變電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,使油泵輸出的流量與工況相匹配,使溢流閥的回油量減到最小,輸出的功率與生產(chǎn)所需的功率相匹配,達(dá)到節(jié)能的目的。對(duì)于單工位大型中空成型制品,因冷卻定型時(shí)間較長,節(jié)能效果尤為顯著。高響應(yīng)的交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)定量泵系統(tǒng)是近年發(fā)展的一種先進(jìn)的高性能節(jié)能系統(tǒng)。解決了變頻調(diào)節(jié)技術(shù)通過調(diào)節(jié)液壓泵的轉(zhuǎn)速，響應(yīng)速度慢的性能,同時(shí)由于其本身運(yùn)轉(zhuǎn)的特性提高了電力的利用效率。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由于伺服電機(jī)不使用永久磁鐵結(jié)構(gòu)，且由于轉(zhuǎn)矩及慣量的密切配合下，又在低慣量的轉(zhuǎn)子的配合下，免除了脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩,在速度范圍內(nèi)有著良好的加減速度動(dòng)態(tài)反應(yīng)特性。因轉(zhuǎn)矩是由感應(yīng)式電流產(chǎn)生

5、,具有完滿磁性分布之高密度磁通所生,能保持非常低的轉(zhuǎn)矩波動(dòng),在非常低的速度下也可有大的定轉(zhuǎn)矩區(qū),達(dá)到恒定的流量輸出。液壓系統(tǒng)基本上不需冷卻水，對(duì)于冷卻定型時(shí)間長的大型中空制品，節(jié)能可達(dá)80%。冷卻時(shí)電機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)，更能發(fā)揮出節(jié)能特性,提高系統(tǒng)的精密控制性能。交流伺服電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)4000r/min,從理論上講,與之相配的液壓泵的排量可根據(jù)最高轉(zhuǎn)速選擇,選用比一般系統(tǒng)中應(yīng)用的更小排量的液壓泵,降低系統(tǒng)中應(yīng)用液壓泵的成本。但目前一般液壓泵的最高轉(zhuǎn)速為1800r/min,同時(shí),考慮到液壓泵的高速工作噪音及使用壽命,選用液壓泵的工作轉(zhuǎn)速低于1800r/min、較大排量的液壓泵與伺服

6、電機(jī)組成動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),所以還不能充分發(fā)揮交流伺服電機(jī)能高速運(yùn)轉(zhuǎn)的優(yōu)良特性,提高了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本。擠出塑化節(jié)能提高比流量，降低比功率，是擠出節(jié)能最明顯的標(biāo)志技術(shù)參數(shù)。大型中空機(jī)所配置的擠出機(jī)，其加工的原料一般主要是HMWPE，若采用常規(guī)設(shè)計(jì)，則其塑化效率明顯不足。國內(nèi)生產(chǎn)的f150/25擠出機(jī)在加工HMWPE粉料時(shí)，其塑化能力僅為250kg/h，單位能耗高。在國外，尤其是在德國，許多大的中空機(jī)制造企業(yè)早已采用帶強(qiáng)迫喂料結(jié)構(gòu)、強(qiáng)制冷卻段結(jié)構(gòu)的IKV單螺桿擠出機(jī)。IKV結(jié)構(gòu)的擠出機(jī)在相同長徑比條件下，其塑化量較常規(guī)設(shè)計(jì)提高50％以上，且擠出量穩(wěn)定，加之合理的屏障段和混煉段設(shè)計(jì)，能獲得高

7、的塑化質(zhì)量。國際上IKV結(jié)構(gòu)的螺桿直徑120mm擠出機(jī)，在加工HMWPE，并且是70％的新料（粉料）與30％的粉碎料混合的條件下，擠出機(jī)的比流量均達(dá)到7~8(kg/h)/(r/min)，而名義比功率均在0.3(KW/(kh/h))，屬于高效節(jié)能的擠出機(jī)。在國際上，大型擠吹中空塑料成型機(jī)上配制的擠出機(jī)早已采用了帶強(qiáng)制喂料強(qiáng)制冷卻的“IKV”結(jié)構(gòu)。采用帶有水冷卻的閉槽進(jìn)料式塑化裝置，螺桿塑化能力大幅度提高；采用先進(jìn)的節(jié)能調(diào)速系統(tǒng),提高能量利用率。以往大多采用高能耗的直流調(diào)速或電磁調(diào)速