1. Il principio di funzionamento della macchina automatica per stampaggio a iniezione di plastica a disco
Come tutti sappiamo, in Cina si registrano numerosi casi di successo di conversione di frequenza e di trasformazione a risparmio energetico delle macchine per lo stampaggio a iniezione orizzontale. La macchina per lo stampaggio a iniezione di plastica a disco completamente automatica, nota come "tigre elettrica", è la principale apparecchiatura elettrica comune nelle aziende calzaturiere. Il mio Paese è un grande produttore di calzature, con un gran numero di macchinari per la produzione di calzature, ma sono relativamente poche le unità coinvolte nella trasformazione a risparmio energetico. Il motivo principale è la scarsa familiarità con il principio di funzionamento delle macchine automatiche per lo stampaggio a iniezione di plastica a disco.
1.1 Caratteristiche meccaniche della macchina per stampaggio a iniezione di materie plastiche a disco completamente automatica (di seguito denominata: macchina a disco)
1) Questa macchina è utilizzata specificamente per produrre tutti i tipi di scarpe sportive monocolore, bicolore e tricolore di alta qualità, suole per scarpe da tempo libero, suole per bambini e bambine e altri prodotti.
2) Le materie prime sono adatte alla produzione di schiuma e di altre materie prime termoplastiche, come PVC, TPR, ecc.
3) La macchina è controllata da programmi per computer (microcomputer a chip singolo, PLC), le macchine principali e ausiliarie sono controllate con precisione, facili da usare e da manutenere.
1.2 Confronto tra macchina a disco e macchina per stampaggio a iniezione orizzontale tradizionale
1) Motore idraulico
Le pompe dell'olio delle macchine per stampaggio a iniezione orizzontali e delle macchine a disco sono pompe quantitative. Durante il processo di stampaggio a iniezione, la pressione della pompa dell'olio varia frequentemente. Il metodo di trattamento tradizionale per il processo di mantenimento della bassa pressione consiste nel rilasciare la pressione tramite una valvola proporzionale, mentre il motore funziona a piena velocità a frequenza di rete. Lo spreco di energia elettrica è molto grave.
2) In base al modello della macchina a disco, si divide in macchina monocolore, macchina bicolore, macchina tricolore e altri modelli.
Tra queste, la macchina monocromatica ha un solo host, che è simile alla macchina per stampaggio a iniezione orizzontale.
La macchina bicolore è composta da una macchina principale e da una macchina ausiliaria. La macchina ausiliaria è responsabile dell'iniezione, della fusione, dello stampo superiore, dello stampo inferiore e di altre operazioni. La macchina principale include le operazioni della macchina ausiliaria, a cui si aggiunge un'ulteriore azione di rotazione del disco per realizzare il movimento e il posizionamento dello stampo.
La macchina a tre colori è composta da una macchina principale e due macchine ausiliarie.
3) Numero di stampi
4) Le macchine per stampaggio a iniezione orizzontale solitamente hanno solo un set di stampi in funzione e quando il processo di produzione cambia, gli stampi devono essere sostituiti.
Il numero di stampi della macchina per dischi varia a seconda del modello. Generalmente, sono disponibili 18, 20, 24 e 30 set di stampi. In base al processo di produzione, è possibile impostare la validità della posizione dello stampo tramite il pannello di controllo. Ad esempio: il modello TY-322, con 24 posizioni stampo (è possibile installare 24 stampi), consente di selezionare in modo flessibile tutti o parte degli stampi come posizioni stampo effettive in base alle esigenze di produzione. Quando la macchina per dischi è in funzione, la tavola rotante grande esegue una rotazione oraria ad alta velocità e il PLC o il microcomputer a chip singolo esegue il calcolo del programma. Quando vengono rilevate solo posizioni stampo valide, quando il PLC o il microcomputer a chip singolo esegue la scansione per un segnale di decelerazione, la tavola rotante inizia a decelerare. Al raggiungimento del segnale di posizionamento, la tavola rotante esegue un posizionamento preciso. In caso contrario, se non viene rilevata alcuna posizione stampo valida, la tavola rotante grande ruoterà fino alla successiva posizione stampo valida.
Finché la macchina per stampaggio a iniezione orizzontale ha un segnale di chiusura o apertura dello stampo, eseguirà le azioni correlate.
4) Metodo di regolazione della pressione
I metodi di regolazione della pressione delle macchine per stampaggio a iniezione orizzontale e delle macchine a disco sono tutti metodi di controllo proporzionale della pressione, ma la pressione di iniezione di ogni stampo della macchina a disco (più stampi) può essere impostata in modo indipendente tramite il pannello di controllo, il che è adatto per la fabbricazione di prodotti con diversi volumi di iniezione.
La macchina per stampaggio a iniezione orizzontale realizza ogni prodotto e i relativi parametri sono coerenti.
5) Metodo di lavoro dello stampo
Quando la macchina per stampaggio a iniezione orizzontale è in funzione, lo stampo fisso non si muove e solo lo stampo mobile esegue il bloccaggio o l'apertura dello stampo sinistro e destro quando c'è un'istruzione e si muove in linea retta da sinistra a destra.
Quando la macchina a disco è in funzione, lo stampo fisso e quello mobile vengono spostati e posizionati dall'ampia tavola rotante. Quando vengono impartite istruzioni di serraggio e apertura dello stampo, il cilindro oleodinamico esegue il movimento di salita o discesa. Quando si preleva il prodotto, l'operatore apre manualmente lo stampo mobile per estrarlo.
6) Disco (giradischi)
La macchina per stampaggio a iniezione di materie plastiche a disco completamente automatica prende il nome dal fatto che il piatto rotante è rotondo, ed è chiamata macchina a disco (o macchina unica). Diverse porzioni uguali sono state divise sul disco. Ad esempio, la TY-322 è suddivisa in 24 moduli.
Se né la macchina principale né quella ausiliaria rilevano una posizione effettiva dello stampo, e sia la macchina principale che quella ausiliaria sono in stato di apertura dello stampo, il PLC o il microcomputer a chip singolo invia un'istruzione e il disco viene pressato dalla macchina principale per ruotare ad alta velocità. Il sistema rileva automaticamente la posizione effettiva dello stampo e il disco viene posizionato con precisione dopo la decelerazione.
7) Metodo di raffreddamento
La tradizionale macchina per stampaggio a iniezione orizzontale si basa sul concetto di "tempo di raffreddamento". Un circuito di raffreddamento ad acqua è installato sullo stampo per proteggere il raffreddamento dello stampo e del prodotto.
La macchina a disco è diversa. Non ha un sistema di circolazione dell'acqua di raffreddamento, perché dopo la formazione del prodotto, la tavola rotante della macchina a disco stessa rimane in rotazione o in standby per un certo periodo di tempo. Inoltre, sulla macchina sono installate diverse ventole di raffreddamento per raffreddare lo stampo e il prodotto.
1.3 Principio di funzionamento della macchina a disco
Nel processo di stampaggio a iniezione della macchina a dischi, diverse azioni come il serraggio, l'iniezione, la fusione, l'apertura dello stampo e la velocità del disco richiedono requisiti diversi di velocità e pressione. Questi sono impostati dal valore proporzionale sul pannello di controllo. Ad esempio: P1 imposta la pressione di chiusura dello stampo, P2 imposta la pressione primaria di iniezione, P3 imposta la pressione secondaria di iniezione e P4 imposta la pressione di alimentazione. Quando la richiesta di pressione di flusso della macchina a dischi cambia, la pressione di carico e la portata vengono regolate dalla valvola proporzionale (valvola di sovrapressione) all'uscita della pompa dell'olio e l'olio in eccesso viene reimmesso nel serbatoio dell'olio ad alta pressione.
La macchina a disco monocolore ha un solo motore principale, che fornisce principalmente la pressione necessaria al sistema per completare l'azione di iniezione e fusione, nonché l'azione di serraggio e apertura dello stampo. Inoltre, controlla un sistema a tavola rotante per completare il movimento e il posizionamento dello stampo.
La macchina a due colori può essere suddivisa in macchina principale e macchina ausiliaria. Sono composte principalmente da riscaldamento, iniezione di colla, sistema di colla fusa e sistema di bloccaggio dello stampo. La macchina a tre colori è simile alla macchina a due colori. È composta da una macchina principale e due macchine ausiliarie. La macchina principale è responsabile della rotazione e del posizionamento del disco.
La macchina a dischi è divisa in due parti: funzionamento manuale e funzionamento automatico.
In caso di funzionamento manuale, l'operatore deve impartire i comandi corrispondenti e la macchina a disco eseguirà le azioni corrispondenti, come l'iniezione di colla, la fusione della colla, lo stampo superiore, lo stampo inferiore, la rotazione del disco e altre azioni.
In modalità automatica, dopo aver selezionato ciascuna posizione dello stampo, impostato la quantità di alimentazione, la pressione e il tempo e aver riscaldato la temperatura del tubo del materiale, avviare la pompa dell'olio della macchina principale, commutare lo sblocco manuale e automatico in posizione automatica e premere una volta il pulsante di avvio automatico. È possibile eseguire una fase automatica.
1) Se la posizione dello stampo corrente è in uso, dopo aver premuto il pulsante di avvio automatico, la quantità di alimentazione sarà quella impostata per questo stampo. Se l'alimentazione non raggiunge la quantità impostata, verrà eseguita un'azione di bloccaggio dello stampo. È consentita solo l'azione di bloccaggio rapido dello stampo, mentre l'azione di bloccaggio lento dello stampo è disponibile solo dopo che l'alimentazione ha raggiunto la quantità impostata. Dopo l'arresto del bloccaggio dello stampo, vengono eseguite le azioni di iniezione e apertura dello stampo.
2) Se la posizione dello stampo corrente non è in uso, premere il pulsante di avvio automatico; il disco si sposterà nella posizione dello stampo successiva e la quantità di alimentazione raggiungerà il valore impostato per la posizione dello stampo successiva. Azione del materiale: dopo il posizionamento della tavola rotante, lo stampo si blocca rapidamente (impostato a tempo), la temporizzazione si arresta e, al raggiungimento del tempo di alimentazione, viene eseguito il bloccaggio lento dello stampo; le operazioni di iniezione e apertura dello stampo vengono eseguite al termine del bloccaggio dello stampo.
3) Quando la macchina principale e quella ausiliaria vengono utilizzate contemporaneamente, è necessario attendere che le azioni automatiche della macchina principale e di quella ausiliaria siano completate e che lo stampo venga aperto prima che il disco funzioni e ruoti verso la posizione successiva dello stampo.
4) Quando la piattaforma girevole si ferma prima del "punto lento" del disco, il disco rallenterà fino all'arresto di posizionamento quando viene rilevato il "punto lento". Se viene utilizzata la posizione dello stampo, dopo il posizionamento, l'azione dello stampo eseguirà il bloccaggio dello stampo e altre azioni fino all'apertura dello stampo. La piattaforma girevole non si muove, ma l'azione di alimentazione eseguirà l'alimentazione dello stampo successivo utilizzato. Quando la piattaforma girevole è sospesa (ruotando in senso orario), si sposterà nella posizione dello stampo successiva. Se questa posizione dello stampo non è in uso, il disco verrà posizionato sullo stampo più vicino e non si sposterà sullo stampo successivo fino al rilascio della pausa della piattaforma girevole.
5) In modalità automatica, riportare lo stato automatico a quello manuale, con la differenza che il disco eseguirà un posizionamento lento (il disco viene commutato durante il funzionamento) e che le altre azioni si arresteranno in tempo. È possibile ripristinare manualmente.
1.4 Il consumo energetico della macchina a dischi si manifesta principalmente nelle seguenti parti
1) Consumo di energia elettrica della pompa dell'olio del sistema idraulico
2) Consumo energetico del riscaldatore
3) Ventola di raffreddamento.
Per le aziende calzaturiere, il consumo energetico rappresenta la voce principale dei costi di produzione. Tra i consumi energetici sopra menzionati, quello della pompa idraulica rappresenta circa l'80% del consumo energetico dell'intera macchina a disco, pertanto ridurne il consumo è fondamentale per ridurre il consumo energetico della macchina a disco. La chiave per il risparmio energetico della macchina.
2. Il principio di risparmio energetico della macchina a disco
Dopo aver compreso il principio di funzionamento della macchina a disco, non è difficile comprendere che al suo interno si verifica un processo di mutazione molto violento, che ha un impatto significativo sulla macchina e compromette la durata dell'intero sistema di stampaggio a iniezione. Attualmente, le aziende calzaturiere nazionali utilizzano un gran numero di vecchie attrezzature, con un basso livello di automazione e un elevato consumo energetico. La macchina è generalmente progettata in base alla massima capacità produttiva. Infatti, spesso non consuma una potenza così elevata durante la produzione. La velocità del motore della pompa dell'olio rimane invariata, quindi la potenza in uscita rimane pressoché invariata, e durante la produzione vengono utilizzati cavalli di grandi dimensioni e piccoli carri. Pertanto, viene sprecata una grande quantità di energia.
A causa delle caratteristiche uniche delle macchine principali e ausiliarie e dello stampo rotante della macchina a disco, non ci sono così tante posizioni stampo efficaci utilizzate in produzione, come: il modello TY-322, 24 set di stampi, a volte ne vengono utilizzati solo una dozzina. Ancora meno stampi vengono utilizzati nelle macchine di prova e di prova, il che determina che le macchine principali e ausiliarie siano spesso in uno stato di standby a lungo termine. La macchina ausiliaria esegue l'azione solo quando rileva una posizione stampo valida. Quando il disco ruota, la macchina ausiliaria non esegue alcuna azione, ma di solito il motore funziona ancora alla velocità nominale. In questo momento, la parte di troppo pieno ad alta pressione non solo non svolge alcun lavoro utile, ma genera anche calore, che provoca il surriscaldamento dell'olio idraulico. Sì, ma anche dannoso.
Adottiamo la tecnologia di conversione di frequenza vettoriale senza sensori di velocità per la macchina a dischi (fare riferimento allo schema elettrico). Il convertitore di frequenza rileva in tempo reale i segnali di pressione e flusso provenienti dalla scheda del computer della macchina a dischi. Il segnale di pressione o flusso della macchina a dischi è 0-1 A e, dopo l'elaborazione interna, emette diverse frequenze e regola la velocità del motore, ovvero: la potenza in uscita viene automaticamente monitorata e controllata in sincronia con la pressione e il flusso, il che equivale a trasformare la pompa quantitativa in una pompa a portata variabile a risparmio energetico. Il sistema idraulico originale e il funzionamento dell'intera macchina richiedono un adattamento di potenza che elimina la perdita di energia di trabocco ad alta pressione del sistema originale. Può ridurre significativamente le vibrazioni durante la chiusura e l'apertura dello stampo, stabilizzare il processo di produzione, migliorare la qualità del prodotto, ridurre i guasti meccanici, prolungare la durata della macchina e risparmiare molta energia elettrica.
Data di pubblicazione: 01-03-2023