大型立式注塑機伺服驅(qū)動液壓系統(tǒng)的優(yōu)勢分析

 在立式注塑機發(fā)展的過程中一直不斷尋求改進方法以優(yōu)化其性能，而能源的使用效率仍然被視作其優(yōu)化性能的主要領域,。對于中小注塑件而言,，許多注塑成型機改成了全電動注塑成型機，它能將其效率的顯著改進和整體節(jié)能都記錄在案,。

然而,，使用大噸位液壓機成型大型注塑件的立式注塑機面臨一個嚴重的問題，它們必須尋找符合成本效益的方式以便節(jié)約能源,。根據(jù)驅(qū)動概念,，液壓機平均消耗機器總能量的60%左右。

最近在這方面顯示的一項大有前途的進展是使用速度可控的伺服驅(qū)動器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的定速三相電機驅(qū)動液壓泵,。傳統(tǒng)的定速驅(qū)動泵無論機軸是否需要都不間斷的提供液壓油,。任何過量的液壓油都會通過安全閥溢流出來，而液壓油摩擦產(chǎn)生的熱量不僅會縮短其壽命,，而且還會通過冷卻系統(tǒng)消耗額外能量,。在夾持或冷卻時這種溢流出的不需要的油量是最大的浪費。

然而,，伺服驅(qū)動器可以根據(jù)系統(tǒng)對液壓油的需求改變泵速,，甚至可以使其完全停止。在較長的運行周期中，大型立式注塑機成型中遇到大型注塑件時,，夾持關(guān)閉,，螺桿也停止轉(zhuǎn)動，這時可以減速或停止液壓泵,。與定速液壓泵不同,，伺服驅(qū)動型液壓泵可以在注塑成型的停頓過程中使泵降低轉(zhuǎn)速甚至完全停止。

與傳統(tǒng)的驅(qū)動器相比,，伺服驅(qū)動液壓泵顯示了其顯著的能源節(jié)省特點,，高達35%。此外,，伺服驅(qū)動器有助于延長液壓機的使用壽命,，因為它發(fā)熱少，并且因為較低的馬達轉(zhuǎn)速所以可以降低整體設備的噪音水平,。

1 實驗驗證

在最近的一次實驗中,，WittmannBattenfeld通過以下三種機器做了經(jīng)濟性能的比較實驗以研究其能源成本的差異：

(1)使用傳統(tǒng)液壓定速馬達驅(qū)動的BoschRexrothDFEE變量泵的240tWittmannBattenfeldHM液壓機；

(2)使用伺服驅(qū)動調(diào)速馬達驅(qū)動的變量液壓泵的240tWittmannBattenfeldHM伺服能源液壓機,；

(3)使用240tWittmannBattenfeldEcopower全電動機,。

在這個實驗中，對每臺機器操作運行相同的部分：重106g,；相同的運轉(zhuǎn)周期：運行20s,。計算機器的基準數(shù)據(jù)。顯示了其經(jīng)濟性的比較,。

很明顯,，全電動機將傳遞最佳的整體能源效率，但同樣的,，在使用液壓機的情況下,，該模型使用伺服驅(qū)動液壓泵比傳統(tǒng)的驅(qū)動器將更有助于注塑成型且節(jié)省能源。

2 長周期成型時間

在大噸位注塑成型機上生產(chǎn)大型注塑件通常要用長操作周期,，而且在這些實例中使用伺服驅(qū)動液壓泵帶來的好處是顯而易見的,。用于整機節(jié)能比較的同樣的240t注塑成型機，可以確定的是周期時間越長,，越節(jié)能,。

在15s的運轉(zhuǎn)周期內(nèi)，伺服驅(qū)動液壓機耗能0.39kW·h,，然而使用傳統(tǒng)的電機驅(qū)動泵驅(qū)動耗能0.58kW·h,，增加近49%。當在25s的運轉(zhuǎn)周期內(nèi)計算時,，伺服驅(qū)動液壓機耗能0.47kW·h,，然而使用傳統(tǒng)的電機驅(qū)動泵驅(qū)動耗能0.72kW·h，增加了53%。且伴隨著更長的操作周期其節(jié)能空間就越大,。

值得注意的是,，這個實驗是用240t注塑成型機進行的，主要的電動機可以包括在內(nèi),。然而,，大噸位注塑成型機在能源的利用中會有更大的差異。WittmannBattenfeld已經(jīng)采用新伺服驅(qū)動泵作為大型機器(400~1600t)大功率生產(chǎn)線上的一個選擇,。

3 如何操作

傳統(tǒng)的液壓泵由帶有電動調(diào)節(jié)裝置的定速三相電機,、變?nèi)荼?型號BoschRexrothDFEE)構(gòu)成，適用于模塊化,、有平行功能的三級概念,。這一概念，可以明顯減少周期時間,。

調(diào)速伺服驅(qū)動器(水冷)可以作為一個減少能源消耗以及降低噪音水平的選擇,。這個概念的基本前提是，高度動態(tài)的伺服電機取代定速的三相電機,。

液壓泵隨著排出容積的變動再次電動調(diào)節(jié)軸向活塞泵,。在此系統(tǒng)中，液壓油的輸送通過電機速度和液壓泵的旋轉(zhuǎn)角度給予確定,。

通過這種方式，液壓泵的效率程度和電機轉(zhuǎn)速之間的最優(yōu)關(guān)系可以計算出來以便實現(xiàn)機器的自動控制系統(tǒng)對每個操作點的操作及自動調(diào)節(jié),。根據(jù)用戶的需求,，WittmannBattenfeld提供三種不同的伺服驅(qū)動泵系統(tǒng)：

(1)S1伺服驅(qū)動包：調(diào)速伺服電機液壓泵;

(2)S2伺服驅(qū)動包：S1，外加一個額外的伺服驅(qū)動的電泵以用于抽芯或平行頂出;

(3)S3伺服驅(qū)動包：S2,，外加液壓蓄能器以便快速注塑,。