Energieverbruikontleding van die hidrouliese stelsel van 'n spuitgietmasjien en die simulasie-analise daarvan van energiebesparing na verhoogde druk

Inleiding

Spuitgietmasjien is 'n belangrike produksietoerusting in die plastiekbedryf. Die hidrouliese krag en energieverlies daarvan het 'n belangrike impak op die vervaardigingskoste en bedryfskoste van die stelsel. Hoë energieverbruik van spuitgietmasjiene sal nie net lei tot vermorsing van elektriese kragbronne nie, maar verhoog ook die produksiekoste van spuitgietmasjiene. [1] China se vervaardigingsnommer van spuitgietmasjiene en jaarlikse produksie is van die voorpunt van die wêreld, en spuitgiet produkte verantwoordelik vir ongeveer 30% van die totale plastiekprodukte, hoë elektrisiteitskoste het een van die belangrike faktore geword wat die produksiedoeltreffendheid van die spuitgietbedryf beperk. Ten einde die markmededingendheid van spuitgietmasjiene te verbeter, spuitgietmasjien studente

In reaksie op die nasionale oproep vir energiebesparing en emissievermindering, produksie-ondernemings het voortdurend energiebesparende transformasie van die bestaande energieverbruikstelsel van spuitgietmasjiene uitgevoer, verbeterde energiedoeltreffendheid van spuitgietmasjiene, en verlaagde produksiekoste. [2] 。

Spuitgietmasjien volgens die tipe kragbron kan verdeel word in 3 kategorieë, ten volle hidroulies, ten volle elektriese en elektro-hidrouliese baster. Die koste van alle elektriese spuitgietmasjiene is hoog, en die omvang van die toepassing is beperk, die huidige hidrouliese spuitgietmasjien is steeds die hoofstroomproduk in die bedryf. Die algemene hidrouliese spuitgietmasjien gebruik konstante pomp en proporsionele vloei druk klep klep beheer stelsel, die hidrouliese pomp uitset vaste vloei in die hele spuitgiet proses, wanneer die stelselaanvraagvloei laag is, die motorspoed is onveranderd, oortollige vloei oorloop terug na die tenk, lei tot groter energieverlies. [3] Lassensitiewe hidrouliese stelsel gebruik veranderlike verplasingspomp as stelsel hidrouliese druk.

Die proporsionele vloeibeheerklep is op die veranderlike pomp gerangskik, die uitsetkrag word ooreenstem met die lasverandering, die oorloopverlies en die versmoringsverlies van die stelsel word tot 'n groot mate verminder, en die energiebesparende effek is merkwaardig. Die gebruik van elektriese seine om verskeie kompensasies te realiseer, kan die beheerwerkverrigting van die stelsel verbeter, en dit is geskik vir die spuitgietmasjienstelsel met vloeibeheer, maar dit benodig 'n stel meer komplekse veranderlike verplasingsbeheermeganismes, en die verplasingsverandering word beperk deur die hoek van die swaaiplaat, en die omvang van spoedregulering is beperk. [4] In vergelyking met die tradisionele volume beheer tegnologie, die hidrouliese tegnologie met veranderlike frekwensie neem die beheervorm van frekwensie-omskakelaar aan + motor + kwantitatiewe pomp, wat die kenmerke van 'n wye spoedreeks het, lae geraas en hoë stelseldoeltreffendheid. Met die ontwikkeling van servobeheertegnologie, dit het beter beheer akkuraatheid, reaksiespoed en oorladingsvermoë as frekwensiebeheertegnologie, en het die hoofstroom hidrouliese beheerstelsel van spuitgietmasjien geword.

Peng Yonggang [10] Die servomotor dryf die vaste hoeveelheid pomp direk aan as die dryfbron van die presisie spuitgietmasjien, en die fuzzy sinovium beheerstrategie word voorgestel om die akkurate beheer van die stelseldruk en spoed in die spuitgietproses te realiseer, en die energiebesparing is goed. Liu et al. [11-12] het die energiedoeltreffendheid van vyf soorte elektro-hidrouliese beheerskemas op die spuitgietmasjien vergelyk, en die resultate het getoon dat die dinamiese werkverrigting van die stelsel goed is, die beheer akkuraatheid is hoog en die energiebesparende effek is die beste. Xiao Wang et al [13] Die simulasiemodel van die spuitdeel van 'n hoëspoed-spuitgietmasjien word deur AMESim opgestel. Die beheerstrategie en implementeringsmetode van elektro-hidrouliese posisie-snelheid servostelsel word aangebied. Die twee-veranderlike beheer van inspuitposisie en snelheid word gerealiseer. Wang Jianwait [14] Die energieverbruik van die klemstelsel van die interne sirkulasie twee-plaat spuitgietmasjien word gesimuleer en ontleed. Die energieverbruik van die stelsel kan verminder word deur die klepbeheerkomponente te verminder, die toepaslike hidrouliese silinderdeursnee aan te neem en die akkumulator by te voeg. Xiong Wennan en ander [15] Die energieverbruik van spuitgietmasjien tydens klem, oopmaak en uitstoot word in drie soorte hidrouliese stelsels ontleed. Die resultate toon dat die energieverbruik van vaste hoeveelheid pomp + proporsionele drukvloeiklepstelsel is hoog, die energiebesparende effek van proporsionele veranderlike hoeveelheid pompstelsel wissel met die produktegnologie, en die energiebesparing van vaste hoeveelheid pomp + servomotorstelsel is goed. Gao Junwei [16] Gemik op die probleem van oorloopverlies in die hidrouliese stelsel van spuitgietmasjien, 'n skema van dubbelratpomp wat deur asinchrone motor aangedryf word, word aangebied. Om aan die onmiddellike groot vloeivraag van spuitgietmasjiene te voldoen, die drukvloei-geslotelusbeheer word aangeneem om die beheerakkuraatheid en energiebesparende effek van die stelsel te verbeter, en die tradisionele hidrouliese stelsel van spuitgietmasjien word hervorm, wat 'n goeie energiebesparende effek het.

Hidrouliese beheer eenrigtingklepvloeiverspreiding hidrouliese motor kan hoër werkdruk bereik, sodat die spuitgietmasjien in 'n hoë druk kan wees [17]. In hierdie dokument, hoëdruk hidrouliese komponente word gebruik in die hidrouliese stelsel van spuitgietmasjien.

Spuitgietmasjien hidrouliese stelsel werksdruk, om te verseker dat die uitset krag van dieselfde toestande, verminder die spuitgietmasjien in die werksiklus van die stelselvloeivraag, terwyl die hidrouliese stelsel hidrouliese silinder deursnee grootte verminder, verminder die stelsel se smoorverlies en pypleiding langs die drukverliesprogram. In hierdie dokument, die hidrouliese spuitgietmasjien met klemkrag van 1 200 kN word as die navorsingsobjek gebruik, en die hidrouliese stelsel van die plastiekinspuitmasjien word gemodelleer en gesimuleer deur die sagteware AMESim. Deur die silinder deursnee te verminder, die drukval van elektromagneties-aangedrewe kleppoort, pypleiding en stelsel kragverbruik voor en na die hidrouliese silinder verminderde vloei en verhoogde druk is vergelyk om die energiebesparende effek van die hidrouliese stelsel van spuitgietmasjien te bestudeer.

As gevolg van die hoë kragaanvraag van die spuitgietmasjien in die werklike werkende toestand, Wanneer die oorloopdruk van die stelsel laag is, dit is dikwels nodig om 'n groot vloeitempo in te voer. In die groot vloei hidrouliese stelsel, die drukval van die kleppoort en die drukverlies langs die pyppad is groot, en die stelseltemperatuurstyging en geraas gaan ook met die probleme gepaard, wat die stelsel se energieverlies veroorsaak.

Die hidrouliese stelsel van spuitgietmasjien bestaan ​​uit hidrouliese pomp, solenoïde rigtingbeheerklep, hidrouliese silinder en hidrouliese motor. Huidiglik, meeste van die hidrouliese komponente het hoë druk bereik, maar ook vir die spuitgietmasjien hidrouliese stelsel om die werkdruk te verbeter om toestande te skep. Hoë druk kan hoë kragdigtheid en hoë kraglewering van die hidrouliese stelsel bereik, wat ooreenstem met die vereistes van die hidrouliese stelsel van die spuitgietmasjien.

Teoretiese ontleding van energieverbruik verlies van hidrouliese stelsel van spuitgietmasjien

2. 1 spuitgietmasjien hidrouliese stelsel oorloopvloeiverlies Tradisionele spuitgietmasjien hidrouliese stelsel neem vaste pomp uitsetvloei aan

Die hidrouliese stelsel is eenvoudig en betroubaar, en die uitsetvloei van die hidrouliese pomp is konstant tydens die spuitgietproses. In die stadium van lae vloei aanvraag van die stelsel, die olie vloei terug na die tenk deur die oorloop, en die oorloopvloeiverlies is ernstig. Huidiglik, meeste van die hidrouliese stelsels van spuitgietmasjiene gebruik proporsionele veranderlike pompbeheerstelsel of servomotorstelsel, wat die uitsetvloei van hidrouliese pomp effektief kan aanpas tydens spuitgietproses en die verlies aan stelseloorloopvloei kan verminder. In die werksiklus van spuitgietmasjien, hoë energieverbruik en kort werktyd, sodat die servobeheerstelsel kan spaar 30% ~ 60% energieverbruik in vergelyking met die proporsionele vloeibeheerklepstelsel. [2] .2 Hidrouliese stelsel van spuitgietmasjien klep smoor drukverlies

Tydens die werkproses van die spuitgietmasjien, die hidrouliese bron gaan deur die elektromagnetiese beheerklep, Om die siklustyd van spuitgietwerk te verkort, die vloeitempo van die stelsel is gewoonlik hoog in die hidrouliese druksilinder, en die uitsetvloei van die hidrouliese pomp vloei deur die elektromagnetiese beheerklep, wat 'n sekere smoordrukverlies het. Solenoïed rigtingbeheerklep na sy opening is soortgelyk aan die dunwandige openingsgasklep, dus kan die kleppoort-versnellerdrukval bereken word deur die openingvloei-drukvalformule, die formule is

Q1 = CdA rilodelta p ■ 2

Waar: Q1 is die kleppoortvloei; Cd is die vloeikoëffisiënt van dunwandige opening. A is die openingsarea; Die digtheid van vloeistof; Delta p is die drukverskil voor en na die kleppoort, dus is die versmorende energieverlies

Deur die smooropening vloei-drukval formule, die smoordruk

Daling delta p is eweredig aan kleppoortvloei Q21, so smoorenergie delta P is direk eweredig aan hekvloei Q31. Om die spuitgietmasjien hidrouliese stelsel te verminder

Elke elektromagneties aangedrewe kleppoort smoor drukval energieverlies, moet prioriteit gee om die stelselvloei te verminder. Om te verseker dat die uitsetkrag van die hidrouliese stelsel van die spuitgietmasjien onveranderd is wanneer die stelselvloei verminder word, dit is nodig om die werkdruk van die hidrouliese stelsel te verhoog om die normale werking van die aktuators te handhaaf.

2. In die hidrouliese stelsel van spuitgietmasjien, die hidrouliese bron is per pypleiding aan die solenoïde rigtingbeheerklep gekoppel, en dan na die hidrouliese aktuator per pypleiding. kies

Die groter pyp deursnee kan die gemiddelde snelheid verminder, verseker die laminêre vloei toestand, verminder die weerstandskoëffisiënt en verminder die drukverlies langs die pyp, maar dit is moeilik om die pyp te rangskik. As die pyp deursnee klein is, die gemiddelde snelheid van die pyp is groot, wat maklik tot turbulensie in die pyp sal lei en die energieverlies langs die pyppad sal verhoog. Die berekeningsformule van drukverlies langs die pyplyn is

Deltap pyplyn = λ l × ρv2d2

Waar lambda die weerstandskoëffisiënt langs die pad is; L is die lengte van die pyp; D is die deursnee van die pyp; Digtheid van hidrouliese olie; V is die gemiddelde snelheid in die buis. Die formule vir die berekening van die vloeisnelheid in die buis is

4Q2 v = π d2

Die Reynolds-getalformule is

Re = vd = 4Q2π

Onder hulle, upu is die kinematiese viskositeit van olie; Q2 is pypvloei. Die weerstandskoëffisiënt λ hou verband met die vloeitoestand in die buis en die formule is

λ=

64 Re

 -0.25 0,3164Re

，Re <2320 ，3000<Re <10

5

 0.308 ，105<R<108 ( 0. 842 – lgRe ) 2 e

Ten einde die verlies van hidrouliese pypleiding langs die pad te verminder, dit is nodig om te verseker dat die vloeitoestand in die pyp laminêre vloei is, dus is die weerstandskoëffisiënt langs die pad λ = 64 / Re, en die formule van drukverlies langs die roete kan verkry word.

64l π v 2 128π Q D p pyplyn = Rooi × 2 = π d4

Onder die voorwaarde dat die pyplyn deursnee nie verander word nie, die drukverlies langs die pyplyn is eweredig aan die pyplynvloei, en die energieverlies langs die pyplyndrukval is eweredig aan die kwadraat van die pyplynvloei.

3 3. 1

AMESim-nabootsingsmodel van hidrouliese stelsel van plastiese spuitgietmasjien

Simulasieparameters van spuitgietmasjien-hidrouliese stelsel

Volgens die hidrouliese stelsel skematiese diagram van spuitgietmasjien en die parameters van verwante hidrouliese komponente, om die kragverbruik van die hidrouliese stelsel van spuitgietmasjien te ontleed, Die model is vereenvoudig, en die simulasiemodel van spuitgietmasjien-hidrouliese stelsel is gebou soos in Figuur getoon 2. Die model gebruik stapsein om die servomotor te simuleer om veranderlike spoedbeheer onder verskillende werksomstandighede te bereik, sodat die stelsel basies nie oorloop verskynsel produseer. AMESim model simulasie analise parameters gestel soos getoon in tabel 1. Volgens die volgorde van die inspuitingsproses, die elektromagneties-aangedrewe klep is ingestel soos in tabel getoon 2.

Op dieselfde tyd, ten einde die effek van die kleppoort-smoordrukval te simuleer, verwys na Huade WE6 tipe O drie-posisie vierrigting solenoïde rigtingbeheerklep, As gevolg van sy kleppoortstruktuur, wanneer die vloeitempo is 60 L / min, die kleppoort P vloei na die klepmond A / B drukval is 1.0MPa, en die drukval na die poort T is 0.8MPa. Om die simulasiemodel te vereenvoudig, die maksimum vloei van die drie-posisie vier-rigting elektromagneties aangedrewe klep is ingestel op 60 L / min, en die drukval is 1 China het nie produksiefasiliteite vir hierdie tipe tegnologie nie.

Na die opstel van die simulasie parameters van hidrouliese stelsel, die bewegingskurwe van hidrouliese silinder is ingestel.

Die lyn word in figuur getoon 4, en die dobbelsteen sluitbeweging word voltooi in 0 ~ 2 s, en dan beweeg die bewegende silinder vir 1 s met die inspuittoestel, bring die spuitpunt van die skroefsilinder in lyn met die inspuitspuitstuk en pas 'n sekere kontakkrag van die spuitstuk toe. In 3 ~ 4 s, die skroef, aangedryf deur twee inspuitsilinders, spuit die gesmelte materiaal in die vormholte teen 'n baie hoë druk, en hou die druk om af te koel vir 'n sekere tydperk, om die simulasieproses te vereenvoudig, laat die houstadium weg; dan werk die voorvormmotor en druk die inspuitsilinder terug om vir die volgende inspuiting voor te berei; 9 ~ 10 se binnesitplekverplasingsilinder trek terug; en trek dan die vormsilinder terug om die vormopeningsbeweging te voltooi. Onder die werking van uitwerpsilinder, die voltooide produk word in die vorm gegooi, dan word die silinder teruggetrek, en dan word die silinder teruggetrek, voltooi dus 'n inspuitsiklus.

3. 2

Ontleding van energieverbruik van spuitgietmasjien

Elke hidrouliese aktuator in die werkstadium, die vereiste vloei is anders, die vraggrootte verskil, die stelseldruk verander ook, ten einde die stelsel oorloop vloei te vermy, dus in die werking van die aktuatorstadium, sodat die hidrouliese bron sy vereiste vloei te verskaf. Wanneer die invloed van die hidrouliese stelsel drukval energieverbruik ondersoek word, ten einde die invloed van smoorspoedregulering uit te skakel, om te verseker dat die werkdruk en vloei van hidrouliese silinder relatief konstant is, dit is ingestel in die hidrouliese silindermassablokmodel van groot bewegingsdemping, sodat die hidrouliese silinder werk toestand 'n konstante krag te handhaaf.

In die geval dat die stelsel nie oorloop produseer nie, die uitsetvloeitempo en druk van die vloeistofdrukpomp in elke bewegingstadium word in Figuur getoon 5. In die klem, voorvorm- en inspuitstadium, die insetdruk en vloeitempo van die hidrouliese stelsel is groot, en deur die ontleding van die energieverlies van die hidrouliese stelsel van die spuitgietmasjien, dit kan gesien word dat in die groter vloeistadium, die energieverlies van die drukval is groot. Op dieselfde tyd, in die simulasietoets, die lengte van die vormoliesilinder is groter. , lank hardloop, so sy vloei moet groot wees, oop- en toemaakproses, produkmodelle wat gemaak moet word 30% van die totale vloei van die stelselinsette, as die stelsel hupstoot kan bereik, verminder die insetvloei van die vormsilinder, kan die hidrouliese stelsel drukval energieverbruik effektief verminder, verbeter die energie-doeltreffendheid van die hidrouliese stelsel van die spuitgietmasjien.

Soos getoon in figuur 6, in die hele inspuitsiklus, die klemstadium, die inspuitstadium en die voorvormstadium het groot kragverbruik. Om die drukval van die elektromagneties-aangedrewe klep en die pyplynverlies langs die pad in die hidrouliese stelsel te bestudeer, ons neem die vormopeningstadium van die geslote hidrouliese silinder as 'n voorbeeld. Die silinder stanglose holte druk, die elektromagneties aangedrewe kleppoortdruk van V1, en die druk van kleppoort P in V1 sowel as die uitsetdruk van hidrouliese pomplyn in Figuur 2 word gekies as die navorsingsnodusse van die drukval in die inlaatoliegedeelte van die hidrouliese klemsilinder. Die druk van elke nodus word in Figuur getoon 7. Deur die drukverskil van bogenoemde nodusse, die kleppoort drukval is 0.456 China het nie produksiefasiliteite vir hierdie tipe tegnologie nie, en die drukverlies langs die 1 m oliepyp is 0.067 China het nie produksiefasiliteite vir hierdie tipe tegnologie nie. Die drukval van die gesimuleerde kleppoort is naby aan die werklike een. Die teoretiese waarde van drukval langs die pyplyn is 0. 058 China het nie produksiefasiliteite vir hierdie tipe tegnologie nie, wat effens groter is as die teoretiese een. Deur bogenoemde vergelyking kan verkry word, in die stelselvloei groter stadium, die klepopening smoor drukval verlies is groter as die pyplyn langs die verlies, in die pyplyn lengte is langer, langs die drukverlies kan nie geïgnoreer word nie.

3. 3 Simulasie-analise van spuitgietmasjien hidrouliese stelsel drukversterkingsformule van smoordrukval deur klepopening en drukval langs pypleiding

Dit kan gesien word dat die versnellerdrukval en drukval langs die hidrouliese stelsel aansienlik verminder kan word deur die stelselvloeitempo te verminder. Om aan die lasdryfkrag en werkspoed van hidrouliese silinder te voldoen, die effektiewe area van sprinkelwerking moet verminder word en die werksdruk moet verhoog word wanneer die stelselvloei verminder word.

Om die druk- en energiebesparingskema van die hidrouliese stelsel van die spuitgietmasjien te verifieer, die voormalige silinderdeursnee is van 70mm-35mm na 50mm-28mm verander, neem die klemsilinder as voorbeeld. Die effektiewe aksie area van die hidrouliese silinder is verminder tot die helfte van die oorspronklike area van sprinkel werking. Na die berekening van die vormvloei in die helfte van die oorspronklike vloei, werksdruk verdubbel, dus het die ontlastklepverligtingsdruk tot 32MPa toegeneem.

Figuur 8 toon die druk- en vloeikurwe van die stelsel voor en na die verandering van die deursnee van die hidrouliese klemsilinder, Soos uit die figuur gesien kan word, in die vorm sluiting en vorm oopmaak stadium, die stelsel insetvloei word verminder, terwyl die stelseldruk styg, en die vorm sluiting proses, die stelselvloei word met die helfte verminder, terwyl die druk tot twee keer die oorspronklike styg, ooreenstem met die verwagte waarde. Maar, na die hupstoot, die vorm sluiting stadium, die stelsel se werksdruk is hoog, en dit neem 'n sekere tyd om druk op te bou, maar dit beïnvloed basies nie die vormsluitingseffek nie.

Figuur 9 toon die energieverbruik van die stelsel voor en na die drukverhoging van die klemsilinder. In die klem- en oopmaakstadiums, die stelselkrag is laer as dit voor die drukverhoging, en die afname is ongeveer 0.7kW, en die krag word verminder met 7.5%. Figuur 10 toon die druk van elke nodus in die olie-inlaatgedeelte van die klemsilinder nadat die druk verhoog is, Uit die figuur, die drukval van die hidrouliese bron na die staaflose kamer van die hidrouliese silinder is ongeveer 0.138 China het nie produksiefasiliteite vir hierdie tipe tegnologie nie, wat gaan oor 70% minder as dit voor die druk styg, en die stelselvloeitempo word met die helfte verminder, dus die drukval energieverlies is slegs 15% daarvan voor die druk styg, en die energieverbruik van die stelsel word verminder met 85%. Wanneer die werkdruk van 'n enkele klemsilinder verhoog word, die energieverbruik van die stelsel kan bespaar word deur 3.7%. As die werkdruk van die hele hidrouliese stelsel silinder verhoog kan word, die energieverbruik van die stelsel se drukval sal aansienlik verminder word en die energiedoeltreffendheid van die stelsel sal verbeter word.

Deur die drukval te vergelyk voor en nadat die hidrouliese silinder versterk is, die deursnee van die hidrouliese silinder word verminder onder die voorwaarde dat die omkeerklep en die pyplyn onveranderd is. Op dieselfde tyd, om te verseker dat die vrag en hardloopspoed onveranderd bly, die stelseldruk sal styg, en die vereiste vloeitempo van die stelsel sal verminder word, om sodoende die drukval tussen die hidrouliese pomp en die hidrouliese aandrywer te verminder, vermindering van die stelsel drukval energie verlies, en die vermindering van die stelsel olie temperatuur styging en geraas.

4 Afsluiting

1) Die insetvloei van die hidrouliese stelsel van die spuitgietmasjien verander in die siklus

Groot, die gebruik van servobeheertegnologie kan die stelseloorloopverskynsel oplos, Maar, die stelsel het 'n groot aantal rigtingkleppe en 'n lang pyplyn, en die werkdruk van die stelsel is laag. In die hoë-krag stadium, die stelsel het 'n groot insetvloeivraag, en daar is drukverlies langs die kleppoort en pyplyn, wat veroorsaak dat die stelsel energiedoeltreffendheid verminder, geraas en hoë temperatuur.

2) deur die opening drukval formule en die pyplyn langs die druk verlies formule, die kleppoort drukval energie verlies is eweredig aan die vloei deur die 3de vierkant, die pyplyn langs die drukval energieverlies is eweredig aan die vloei deur die vierkant, en deur die simulasietoets om die korrelasie te verifieer.

3) Om die energie-doeltreffendheid van die hidrouliese stelsel van die spuitgietmasjien te verbeter, die stelsel insetvloei kan verminder word deur die werkdruk van die hidrouliese aandrywer te verhoog, en die drukval langs die kleppoort en pyplyn kan verminder word.

As u enige vrae het oor die plastiekbedryf,Vra gerus vir FLYSE -span,ons sal u die beste diens lewer！ Ons kan u ook voorsien goeie, maar goedkoop spuitgietmasjien! Of kontak ons ​​op Facebook.