Dodaj ofertę za darmo

Napęd wtryskarki

Wtryskarki mogą mieć napęd pneumatyczny, hydrauliczny lub bezpośredni napęd elektryczny. Napęd pneumatyczny nadaje się, z powodu malej gęstości mocy, tylko do bardzo małych wtryskarek i jako napęd pomocniczy (wypychanie z formy, urządzenia odbiorcze, transport granulatu i in.). Ponad 95% wszystkich produkowanych obecnie wtryskarek ma układy napędu hydraulicznego.

Przyczyny tego są następujące:
• duża gęstość mocy elementów napędu
• stosunkowo tanie liniowe napędy pozwalają na uzyskanie dużych sił
• możliwość akumulowania energii do szczytowego obciążenia (akumulatory)
• łatwo i bez dużych nakładów można montować dodatkowe napędy
• duża niezawodność pracy.
Poniżej wymieniono najważniejsze podzespoły hydraulicznych układów napędowych:
• zbiornik oleju z chłodnicą olejową i filtrem olejowym
• pompy olejowe
• przyrządy sterownicze (zawory)
• elementy napędu (cylindry, silniki)
• orurowanie/węże
Ciśnienia robocze układów hydraulicznych znajdują się w zakresie od 140 do 250 bar. Stosowane są różne rozwiązania układów hydraulicznych. Układy z centralnym sterowaniem ciśnieniowym i ilościowym mają tylko jeden centralny przyrząd do sterowania ciśnieniowego i jeden centralny przyrząd do sterowania ilościowego. Strumień oleju jest doprowadzany do odbiorców poprzez hydrauliczne zawory sterujące. Przy użyciu tego taniego rozwiązania, powszechnie stosowanego w przypadku małych wtryskarek, jest możliwe tylko sekwencyjne wykonywanie ruchów maszyny, co jednak wystarcza do wielu zastosowań. Układy ze zdecentralizowanym sterowaniem ciśnieniowym i ilościowym mają własne przyrządy sterowania ciśnieniowego i sterowania ilościowego każdego elementu napędu.
Takie rozwiązanie jest znacznie droższe, ale umożliwia równoległą pracę różnych napędów i optymalne dopasowanie przyrządów sterujących do wymagań danego elementu napędu. Przyrządy sterowania ciśnieniowego i sterowania ilościowego dzielą się na przyrządy numeryczne i przyrządy proporcjonalne. W numerycznych układach sterujących łączy się w odpowiedni sposób nastawione na stałą wartość stopniowane regulatory ilości i zawory redukcyjne, tak aby uzyskać zadaną wartość. Zalety takiego rozwiązania są następujące:
- niezawodność ruchowa
- brak histerezy
- dobra zgodność wartości zadanych z wartościami rzeczywistymi w całym zakresie sterowania.
Przy użyciu sterowania numerycznego nie można kierować pracą ramp prędkościowych i ciśnieniowych. Ponadto sterowanie numeryczne nie nadaje się do zamkniętych obwodów regulacji. Technika sterowania proporcjonalnego opiera się na zastosowaniu zaworów nastawianych w sposób ciągły. Zalety tej techniki są następujące:
- nastawianie bezstopniowe i funkcje rosnące liniowo
- możliwość integracji układów regulacji.
Wadą jest brak liniowej zależności miedzy wartością zadaną a wartością rzeczywistą. Z tego powodu sterowanie proporcjonalne nie jest bardzo dokładne w dolnym zakresie prędkości i ciśnienia.
„Regulowane" napędy hydrauliczne mierzą rzeczywiste ciśnienie lub rzeczywistą prędkość na wtryskarce, porównują wartość rzeczywistą z wartością zadaną i poprawiają wartość nastawczą tak, aby uzyskać zgodność. Dzięki nakładom na czujniki pomiarowe i regulatory uzyskuje się dużą dokladność i powtarzalność parametrów procesowych. Obniżka cen na czujniki pomiarowe i regulatory sprzyja stosowaniu ich w coraz większym zakresie.
Różnym zaletom układów napędu hydraulicznego można przeciwstawić ich pewne wady:
- małą sprawność ogólną
- niemożliwość całkowitego uniknięcia wycieków
- hałaśliwa praca
- wysokie koszty optymalizacji i konserwacji.
Bezpośrednie napędy elektryczne nie mają powyższych wad. Technika napędów wtryskarek za pomocą elektrycznych siłowników poczyniła olbrzymie postępy po roku 1990. Na rynku są obecnie oferowane przez wielu producentów wtryskarki z całkowicie elektrycznym napędem o sile zamykania do 6600 kN.
Podstawowe zalety napędów tego rodzaju są następujące:
- zmniejszenie o prawie 50 % zużycia energii elektrycznej
- nie potrzebna jest woda chłodząca (wyjątek. stanowi chłodzenie form)
- brak wycieków oleju i w związku z tym brak kosztów usuwania jego odpadów
- mała hałaśliwość.
Do napędów elektrycznych nadają się szczególnie układy zamykania z dźwignią kolanową z powodu ich zmiennego stosunku przełożenia. Obok napędów za pomocą pasa zębatego i za pomocą tocznej śruby pociągowej znane są także konstrukcje z przekładniami przełożenia i z zębatkami.
Podstawą wszystkich nowoczesnych napędów za pomocą siłowników elektrycznych są bezszczotkowe silniki o dużej gęstości mocy i o dużych zdolnościach przyspieszania i opóźniania. Zasilane są one prądem stałym, ale są to w zasadzie trójfazowe silniki synchroniczne z wirnikiem na magnes trwały i ze zintegrowaną elektroniką (wykrywanie kąta obrotu i tyrystorowy generator trójfazowy).
Obecnie nie są produkowane wtryskarki o sile zamykania ponad 6600 kN z napędem całkowicie elektrycznym; takie wtryskarki mają napędy hybrydowe (mieszane), a więc mają napęd obrotowy ślimaka za pomocą siłowników elektrycznych, a inne napędy olejowe (hydrauliczne). Taki rodzaj napędu nadal daje oszczędności energii wynoszące około 25 % w porównaniu z napędami całkowicie hydraulicznymi.
Powody utrzymującego się nadal małego rozpowszechnienia wtryskarek z napędem całkowicie elektrycznym, mimo ich oczywistych zalet, są następujące:
- wyższe koszty zakupu wtryskarki;
- nie można stosować form z napędzanymi hydraulicznie trzpieniami wypychającymi, albo muszą być one przekonstruowane;
- renomowani producenci wtryskarek nie mają jeszcze często w programie produkcyjnym wtryskarek z napędem całkowicie elektrycznym (obecnie wynika to częściowo z ochrony patentowej).

ZOBACZ TAKŻE:
Kontrola technologiczności konstrukcji wyrobów wtryskowych
Dokumentacja obiegowa zamówienia i odbioru formy wtryskowej
Modernizacja układów napędowych...
Szybkozłącza do termoregulacji form wtryskowych
Wtrysk wielokomponentowy
Awaryjność i systematyczna konserwacja zapobiegawcza form wtryskowych

Skorowidz