1    立式注塑机节能问题的提出

        目前，我国所生产的立式注塑机95%以上是采用液压系统来驱动的，其液压系统一般都采用压力、流量比例阀控制，可知，一般立式注塑机的液压系统为电液比例控制系统，由普通马达以固定转速(1000或1500转每分钟)驱动定量油泵，使油泵工作在恒定的流量输出状态，立式注塑机的工艺过程一般分为锁模、射台进、注射、保压、熔胶、防涎、射台退、冷却、开模、顶出制品等几个阶段，在立式注塑机的每个工作循环过程中，实际所需要的液压油的流量是随着工艺参数的设定在不断变化的，而油泵一直输出最大的流量，多余部分的液压油就没有得到利用通过溢流阀回到油箱，从而造成了能源的浪费。就像汽车待速时，虽然汽车没有行使，但发动机仍在工作，汽油仍在燃烧仍在消费能源一样。

        立式注塑机液压系统在其工作过程中流量消耗的变化如图2所示，其中空框部分为液压系统实际消耗的流量，黑框部分为溢流损耗。

        由图2可知，在立式注塑机的一个工作循环中，流量变化非常大，存在很大的溢流损失，因而极具节能潜力，改进液压系统是取得节能效果的关键。

        立式注塑机的能耗主要包括液压系统和加热两部分，一般液压系统的能耗70%左右，在许多塑料制品厂家中通常是24小时连续工作，其耗电量相当大。近年来，由于国民经济的持续高速发展，供电不足的矛盾日益突出，设计与制造新一代“节能型”立式注塑机，就成为迫切需要关注和解决的问题。随着世界各国在环保，如能耗、噪音、泄漏等方面的控制要求日益严格，节能也成为世界各国立式注塑机电液系统的研究重点。

2    当前国内外立式注塑机的控制方式及节能方式

2.1    目前国内用于一般立式注塑机的液压控制系统的节能方式

        目前国内用于一般立式注塑机的液压控制系统的节能方式主要有两种，一是采用变频技术的节能系统，另一种是采用变量泵的节能系统。现将它们的原理及特点说明如下：

2.1.1    采用变频技术的节能系统

        目前国内外一般立式注塑机的液压控制系统采用变频技术的节能原理如下：

        原理：采用微电脑(PLC)———变频器———三相交流异步电机———定量油泵———压力比例阀———立式注塑机各执行机构(油缸或油马达)所需的压力\流量———立式注塑机各规定动作或功能。

        它是通过变频器改变三相交流异步电机的转速而改变定量泵的转速，提供给立式注塑机在不同工况下所需的流量。

        该系统的特点———

        优点：立式注塑机调速范围大，稳定性好，安装、使用、维护方便，成本低，节能效果较好。

        缺点：

        ①开环变频调速系统应用于立式注塑机，响应速度慢。一般开环交流变频器系统用于全流量/全压力的调节时间需0.8-1s，系统响应速度过慢，难以适应各种不同塑料成型要求。

        ②由于常规定量叶片泵最低工作转速>600rmin，若转速过低，会影响流量输出稳定性及油泵寿命，故交流变频调速系统在小流量状态节能效果不好。

        ③由于采用普通三相交流电机，过载能力差，系统发热较严重。

        ④变频装置在工作过程中产生的谐波，会对立式注塑机控制回路产生一定干扰，有时发出噪音，反馈到电网会造成电源的污染或功率因素的下降。

2.1.2    采用变量泵节能系统

        目前国内外一般立式注塑机的液压控制系统采用变量泵技术的节能原理如下：

        原理：采用微电脑(PLC)———三相交流异步电机———变量油泵———立式注塑机各执行机构(油缸或油马达)所需的压力、流量———立式注塑机各规定动作或功能。

        目前，国内应用较广的柱塞式变量泵，是通过改变柱塞式变量泵油盘的角度，来改变油泵的供油量，并通过压力比例控制提供给立式注塑机在不同工况下所需的压力、流量。

        该系统主要特点———

        优点：

        系统发热低，冷却器可减小，节能效果明显。

        缺点：

        ①开环变量泵的稳定性较差，响应速度慢，而闭环变量泵的价格高。

        ②变量泵对于液压油路系统的清洁度要求高，在比例变量泵系统中，污染度指标直接影响到油泵的使用寿命。为此，系统的污染度指标必须控制在按NASl638油液污染度等级标准规定的NAS8级以内，必须按上述要求，严格控制系统设计、制造、安装、调试及使用的全过程的清洁度，才能保证系统长期稳定工作。如果维护不当，很容易造成变量泵的故障及损坏。

        ③变量泵由于经常变换流量，将导致其寿命比定量泵短。

        ④比例变量柱塞泵的结构与工作原理决定了其压力、流量输出的脉动较大，因而噪声比较大。