Cara Memilih Sistem Daya Mesin Cetak Injeksi (Bagian 1)

Muatan listrik merupakan biaya terbesar dari proses pengolahan produk injection moulding kecuali bahan baku.Untuk sebagian besar mesin cetak injeksi, energi listrik pertama-tama diubah menjadi energi kinetik melalui motor, dan kemudian menjadi energi hidrolik melalui pompa oli, yang menggerakkan setiap tindakan dalam siklus cetak injeksi untuk menyelesaikan proses cetak injeksi.Kita semua tahu hukum "kekekalan energi".Energi tidak akan bertambah atau berkurang dalam proses perubahan dari satu bentuk ke bentuk lainnya, tetapi pada kenyataannya terjadi kehilangan energi dalam proses konversi, yaitu karena proses konversi tersebut menghasilkan energi keluaran yang “tidak berguna”, seperti energi panas.Inti dari konservasi energi adalah mengurangi energi keluaran yang “tidak berguna”.

Pompa perpindahan konstan motor asinkron

Mesin cetak injeksi tradisional ditenagai oleh motor asinkron (tipe sangkar tupai).Motor asinkron kecepatan konstan mengubah energi listrik menjadi energi kinetik.Output energi kinetik yang "berguna" hanya sekitar 90% dari energi listrik input (saat terisi penuh), dan sisanya menjadi energi panas.Oleh karena itu, motor akan memiliki kipas sendiri untuk menghilangkan energi panas.

Di satu sisi, motor asinkron menggerakkan pompa perpindahan tetap untuk menghasilkan aliran konstan;Di sisi lain, setiap tindakan dalam siklus pencetakan injeksi, seperti pembukaan dan penutupan cetakan, pengeluaran, dll., Memiliki persyaratan aliran yang berbeda, dan aliran yang tidak digunakan akan mengalir kembali ke tangki minyak di bawah tekanan yang ditetapkan saat ini. .Semakin lambat aksinya, atau semakin tinggi tekanan yang disetel, semakin banyak energi yang mengalir kembali ke tangki oli, dan semakin banyak energi yang terbuang.Energi yang terbuang akan menjadi energi panas yang akan meningkatkan temperatur minyak.Oleh karena itu, secara umum, ketika kecepatan aksi lebih jauh dari kecepatan penuh, waktu lebih lama, dan tekanan lebih besar, potensi penghematan energi akan lebih besar.

Pompa perpindahan variabel dari motor asinkron

Dapat dilihat dari penjelasan di atas bahwa kunci penghematan energi adalah mengubah aliran.Pompa perpindahan variabel dapat memberikan aliran dari nol hingga maksimum, dan disediakan di bawah putaran kecepatan konstan motor asinkron.Pompa perpindahan variabel yang paling umum digunakan mengadopsi desain pendorong aksial swashplate.Merupakan kebiasaan yang baik untuk mematikan lampu saat keluar rumah.Ketika sakelar gelap terang banyak digunakan, kita dapat bekerja dan beristirahat di tempat yang gelap namun cukup terang, sehingga dapat menghemat energi.Pompa perpindahan variabel seperti saklar gelap terang.Ada juga dua perangkat yang dapat mengurangi aliran: konverter frekuensi dan motor servo.

Pompa oli konverter frekuensi motor asinkron

Konverter frekuensi mengubah frekuensi AC, sehingga kecepatan motor asinkron berubah 10-100%.Dengan pompa perpindahan konstan, volume oli berubah 10-100%.

Namun, konverter frekuensi adalah peralatan elektronik arus tinggi, yang juga mengkonsumsi listrik, dan efek hemat energinya lebih rendah daripada pompa perpindahan variabel.Selain itu, motor asinkron dirancang dengan kecepatan konstan, tanpa mempertimbangkan optimalisasi inersia rotor.Jika dibutuhkan 0,1 detik untuk setiap akselerasi dan deselerasi rotor, dibutuhkan 2 detik untuk tidak kurang dari 20 perubahan kecepatan dalam satu siklus.Umumnya, pengguna akan menemukan bahwa penggunaan konverter frekuensi memperlambat produktivitas.Akhirnya, sebagian besar pompa perpindahan konstan adalah pompa baling-baling.Ketika kecepatan berkurang, gaya sentrifugal juga berkurang.Oleh karena itu, pada aliran rendah, kebocoran internal meningkat dan efisiensi pompa oli menurun.

Oleh karena itu, saat mesin cetak injeksi direnovasi dan diperbaiki, lebih cocok menggunakan konverter frekuensi dan menyambungkannya ke motor asinkron.Karena ini hanya melibatkan penggantian kabel listrik, ini membutuhkan waktu lebih sedikit dan jauh lebih sederhana daripada mengganti pompa perpindahan konstan ke pompa perpindahan variabel.Selain itu, ini adalah aplikasi yang sukses untuk mengubah kecepatan rotasi sekrup ekstruder dengan konverter frekuensi.Karena ekstruder tidak beroperasi secara berkala, tidak perlu sering berakselerasi atau melambat, dan sekrupnya digerakkan oleh kotak roda gigi, sehingga tidak melibatkan pompa oli.

Pompa oli motor servo

Motor servo dapat mengoptimalkan akselerasi dan deselerasi.Rotornya menggunakan diameter kecil untuk mengurangi inersia, dan kemudian menggunakan rotor panjang untuk memulihkan torsi yang hilang.Tentu saja, inersia juga bertambah dengan panjang rotor, tetapi hanya secara linier.Terlihat juga dari tampilan motor servo yang diameternya kecil tapi panjangnya besar.Hanya membutuhkan waktu 0,05 detik untuk motor servo berubah dari 0-2000 rpm.Oleh karena itu, motor servo kecepatan variabel digunakan untuk menggerakkan pompa oli, yang memperlambat produktivitas hanya jika siklusnya kurang dari 5 detik.Magnet permanen digunakan untuk menghasilkan medan magnet rotor, yang juga menghindari kehilangan tembaga dan kehilangan besi pada rotor.

Kecepatan variabel motor servo direalisasikan oleh pengontrol dengan prinsip konversi frekuensi.Arus bolak-balik 50Hz atau 60Hz akan diubah menjadi arus bolak-balik dari frekuensi yang diperlukan setelah perbaikan untuk menggerakkan motor servo.Oleh karena itu, selama voltase sesuai di daerah dengan frekuensi berbeda, tidak akan berpengaruh.Ini berbeda dengan motor asinkron.Kecepatan putaran motor asinkron pada 60Hz adalah 20% lebih cepat dari pada 50Hz.Pengontrol juga memiliki kontrol umpan balik dari tekanan dan kecepatan, dan kontrol PID dari tekanan dan aliran naik dan turun.

Motor servo tidak berbeda dengan generator.Fungsi mana yang dimainkan tergantung pada cara mengendarainya.Jika daya tiga fasa disuplai, itu adalah motor;Jika daya disuplai untuk memutar poros utamanya, itu adalah generator.Saat motor servo direm (seperti saat cetakan dibuka dan dihentikan), motor servo menjadi generator.Inersia (energi kinetik) dari template bergerak dan template bergerak menggerakkan silinder pengunci cetakan, dan kemudian menggerakkan pompa oli (saat ini, pompa oli menjadi motor oli), yang menggerakkan poros utama "generator" untuk menghasilkan tegangan.Setelah melewati hambatan rem, menjadi arus, dan kemudian menjadi energi panas, yang didistribusikan di atmosfer.Meskipun energi ini tidak pulih, ini juga berfungsi untuk pengereman yang cepat dan akurat.

Gear pump atau pompa pendorong

Ada dua jenis pompa oli yang digunakan dengan motor servo, yaitu pompa roda gigi kuantitatif dan pompa pendorong variabel.Pompa perpindahan konstan untuk mesin cetak injeksi terutama pompa baling-baling.Gaya sentrifugal pompa baling-baling berkurang pada kecepatan rendah, dan kebocoran internal meningkat, sehingga tidak cocok untuk motor servo kecepatan variabel.

Efisiensi volumetrik pompa roda gigi di bawah 90%, strukturnya relatif sederhana, biayanya tidak tinggi, kebisingannya tidak besar, dan toleransi polusi minyaknya besar.Efisiensi volumetrik pompa pendorong sekitar 95%, strukturnya presisi, toleransi terhadap kontaminasi oli tidak tinggi, dan kebisingannya besar.Namun, karakteristik variabelnya dapat digunakan untuk mengurangi beban torsi pada motor servo, mengurangi arus dan panas, sehingga waktu penahanan tekanan bisa lebih lama.Ini telah berperan dalam desain perpindahan ganda dari perusahaan riset minyak.

Aliran yang diperlukan untuk mempertahankan tekanan dan penutupan cetakan tekanan tinggi rendah tetapi tekanannya tinggi, yang dapat mengubah pompa perpindahan variabel menjadi perpindahan kecil, mengurangi panas yang dihasilkan oleh arus besar motor servo pada kecepatan rendah.Fungsi ini bahkan tidak tersedia untuk semua motor.Jika perpindahan ganda tidak digunakan, pemeliharaan tekanan dan penutupan cetakan tekanan tinggi akan melebihi kisaran aliran tekanan dari perpindahan asli, tetapi masih dalam kisaran kelebihan beban, dan dapat digunakan untuk pemeliharaan tekanan sementara dan penutupan cetakan tekanan tinggi.Jika metode penguncian cetakan mengadopsi engsel mesin, penutupan cetakan tekanan tinggi secara alami berumur pendek.Jika gaya penguncian cetakan tekanan langsung tidak dikunci oleh katup satu arah, pompa oli motor harus bekerja terus menerus untuk mempertahankan gaya penguncian cetakan.Pompa oli perpindahan ganda dapat dilihat sebagai transmisi gigi ganda mobil.Gigi rendah digunakan saat mengemudi perlahan saat mendaki.Meski putaran mesin tidak banyak berkurang, namun tenaga penggerak mobil meningkat.