Industrie des plastiques

Les machines en plastique sont un pilier important du développement de l’industrie du plastique, elles fournissent des équipements techniques de pointe pour l’industrie du plastique, leur développement est la base du développement de l’industrie du plastique et est également affecté par le développement de l’industrie du plastique. D’un point de vue mondial, les trois principaux types de machines en plastique sont les machines de moulage par injection et les extrudeuses : les lignes de production d’extrusion et les machines de moulage par soufflage, qui représentent plus de 80 % de la valeur totale de la production de machines en plastique, dont les machines de moulage par injection représentent plus de la moitié de la somme de ces trois types de machines. Nous parlons de l’application des convertisseurs de fréquence dans les machines en plastique à partir de notre expérience personnelle, et faisons une brève introduction à partir de leurs caractéristiques respectives et de leurs applications sur le terrain.

1. Introduction au système spécial d’économie d’énergie pour les machines de moulage par injection
Pour faire un bon système d’économie d’énergie de machine de moulage par injection, nous devons d’abord commencer par le moulage par injection. Le processus de moulage par injection est généralement divisé en les étapes suivantes : serrage→ injection et emballage sous pression→ dosage de la masse fondue→ refroidissement et façonnage→ ouverture du moule→ et goupille d’éjection. L’achèvement de chaque action a une combinaison délicate de plusieurs paramètres tels que le temps, la pression, la vitesse et la position, c’est-à-dire que le déplacement dans une certaine position a la pression et la vitesse correspondantes, et sa pression et sa vitesse sont variables dans différentes positions et temps. Dans le même temps, une fois chaque action terminée, un signal de fin est envoyé au contrôleur de programme, et le contrôleur de programme envoie une commande pour exécuter l’action suivante après avoir reçu le signal. De plus, il existe quelques faiblesses dans le système de machine de moulage par injection lui-même : premièrement, il y a un processus de mutation très violent à l’intérieur de la machine de moulage par injection : par exemple, dans le processus de serrage, le changement soudain des conditions de travail du serrage rapide→ la protection du moule lente et basse pression → le serrage à haute pression et à grande vitesse est très drastique ; Par exemple, dans le processus d’injection, l’injection lente → rapide→ lente→ rapide→ les conditions du processus d’injection lente sont également très violentes et l’impact sur la machine est très important, affectant la durée de vie de l’ensemble du système de moulage par injection. Deuxièmement, le frein du circuit d’huile à action ne peut pas atteindre la précision de conception, l’ouverture et la fermeture du frein du circuit d’huile dépendent de l’électrovanne, et l’action de l’électrovanne dépend de la tension et du courant fournis par le contrôleur de processus, car la plupart des machines de moulage par injection n’ont pas de contrôle en boucle morte, la précision d’ouverture et de fermeture de la vanne sera considérablement réduite, en particulier lorsque le degré d’ouverture et de fermeture de la vanne est inférieur à 10 % et supérieur à 90 %, la répétabilité et la stabilité de l’action sont extrêmement médiocres, et il est difficile d’assurer sa stabilité et sa répétabilité lorsqu’une certaine action est exécutée dans cet état. Troisièmement, le joint d’huile lui-même est brisé et il y a un phénomène de fuite, et la fiabilité et la stabilité de l’action d’exécution ne sont pas élevées. Cela est dû au fait que la consommation d’huile réelle de la charge est inférieure à l’alimentation en huile de la pompe à huile la plupart du temps, ce qui fait que la partie d’huile hydraulique déborde à travers les composants hydrauliques tels que les soupapes de décharge et les vannes proportionnelles à l’état haute pression. Non seulement la partie trop-plein n’effectue aucun travail utile, mais génère également de la chaleur, ce qui fait chauffer l’huile hydraulique, ce qui est à la fois énergivore et nocif. Après avoir adopté le système d’économie d’énergie de la machine de moulage par injection, ces problèmes peuvent être bien résolus, ce qui améliore non seulement la précision et la stabilité de l’ensemble du système de moulage par injection, réduit l’énorme impact mécanique, prolonge la durée de vie du système, mais économise également beaucoup d’énergie électrique.

2. Introduction à l’application de la conversion de fréquence de l’extrudeuse :
Par exemple, la ligne de production de la machine de fabrication de tuyaux en plastique est principalement composée d’une extrudeuse en plastique, d’un réservoir de refroidissement et d’un tracteur. Avant la transformation, l’extrudeuse et le tracteur sont des transmissions de moteur à glissement AC, qui ont une consommation d’énergie élevée, une faible efficacité de transmission, une faible précision de vitesse et une vitesse insuffisante, de sorte qu’ils affectent la qualité du produit et doivent être transformés techniquement. Après l’enquête sur site de nos ingénieurs, nous pensons que l’utilisation de la régulation de vitesse de conversion de fréquence peut résoudre les lacunes ci-dessus.
Après la transformation de conversion de fréquence de notre société, la plage de vitesse, les caractéristiques de démarrage, la réponse dynamique, la précision de réglage, les caractéristiques de sortie, les indicateurs économiques et la commodité de surveillance du fonctionnement et d’autres aspects ; Tous sont meilleurs que la régulation de vitesse électromagnétique. De plus, la régulation de la vitesse de conversion de fréquence présente également les avantages d’une fonction de protection parfaite, d’une grande polyvalence, d’une faible charge de travail, d’un fonctionnement sûr et fiable, d’une faible consommation d’énergie et d’une longue durée de vie de l’équipement. La rotation peut démarrer et augmenter la vitesse en douceur à partir de zéro, et les courbes de vitesse vers le haut et vers le bas peuvent être sélectionnées, ce qui est important pour l’économie d’énergie et a été bien accueilli par les opérateurs et le personnel de maintenance. Il peut être intéressant de promouvoir sur des machines de traitement du plastique similaires, telles que des granulateurs, des machines de fabrication de tuyaux, des mélangeurs, etc.

3. Introduction à la conversion de fréquence de la machine de moulage par soufflage de plastique hydraulique :
Sur la base d’années d’expérience sur le site de production, l’auteur a effectué une enquête et des recherches approfondies sur les performances de divers types de machines de soufflage de plastique dans la pratique, et a ainsi effectué la transformation partielle ou complète de différentes qualités de machines de soufflage, et a mis en avant le concept de machine de soufflage de plastique hydraulique à conversion de fréquence.
3.1 Principe de fonctionnement et caractéristiques de la machine de moulage par soufflage en plastique
Selon les différentes méthodes de conduite, les machines de soufflage de plastique peuvent être divisées en deux catégories : pneumatique et hydraulique. Quelle que soit la méthode utilisée, le moule est envoyé à la position de fixation de la colle, puis renvoyé à la position de soufflage après avoir reçu l’embryon de caoutchouc, et de l’air comprimé de 5 à 6 Mpa a été introduit dans la cavité du moule à travers l’aiguille de soufflage pour souffler l’embryon de caoutchouc en forme. La machine de moulage par soufflage en plastique pneumatique à une / double station de contrôle PLC adopte un entraînement pneumatique complet, une réponse rapide et un rendement élevé, mais c’est précisément à cause de la méthode pneumatique que selon la formule F = P · S。 où F est la force de serrage, P est la pression d’air de travail du système et S est la surface effective du piston. On peut voir que lorsque la pression de service du système est une certaine valeur, la force de serrage est directement proportionnelle à la surface effective du piston. Une fois l’alésage déterminé, la force de serrage est également déterminée. Si l’on prend l’exemple de l’alésage de 150 mm, à une pression de travail de 6MPa, il ne peut produire qu’une force de 10,38 KN. Ainsi, ces modèles ne conviennent qu’aux bouteilles de moins de 500 ml. Dans le même temps, il convient de souligner qu’en raison de l’utilisation d’une pneumatique complète, la consommation d’air est indirectement augmentée, et si la consommation d’énergie de la pompe à air et ses coûts de maintenance sont convertis, la consommation unitaire de ses produits est assez élevée.
D’en haut, on peut voir que pour produire des récipients d’une capacité de plus de 500 ml, la seule façon de produire est d’utiliser un système de serrage avec des vérins hydrauliques. Le système hydraulique peut générer une pression suffisante pour assurer la production et la qualité de divers produits de grand volume. Mais les systèmes d’asservissement hydrauliques les plus avancés d’aujourd’hui sont toujours chers. Par exemple, le prix de la soupape de régulation de débit à pression proportionnelle EFRG-03-125-C-50 utilisée par la société japonaise de recherche pétrolière est d’environ 7 000 yuans, et le prix d’un servocylindre avec une course de seulement 14 mm et un alésage de cylindre de 120 mm est supérieur à 10 000 yuans. Bien que le système de contrôle proportionnel de la pression et du débit soit coûteux et que la consommation d’énergie du système hydraulique représente environ 30 % de la consommation d’électricité de l’ensemble de la machine, ses excellentes caractéristiques dynamiques suffisent à assurer la qualité stable du produit, de sorte qu’il est toujours largement utilisé [1, 2].
Selon le calcul, en plus du système d’alimentation en air externe, la consommation d’énergie de l’ensemble de la machine, en prenant l’exemple de la machine hydraulique à double station avec un diamètre de vis de 70 mm, lors de la production de récipients de 4500 ml avec du PE (chlorure de polyvinyle) comme matière première, le chauffage électrique représente 22,6 % de la consommation d’énergie de l’ensemble de la machine, le moteur du système de transport de matériaux de l’extrudeuse est de 11 kW, soit environ 53 %, et le système hydraulique est un moteur de 7,5 kW, soit environ 24,4 %. Dans la machine hydraulique à station unique, lors de la production de produits PE d’un volume de 280 ml, la consommation d’énergie du système hydraulique représente 41,35 % de la consommation d’énergie de l’ensemble de la machine, le chauffage électrique représente 42,33 % et la consommation d’énergie du système de transport de matériau de l’extrudeuse (avec entraînement de fréquence modifié) représente 16,32 %. À l’heure actuelle, la pratique de la grande majorité des fabricants de machines de moulage par soufflage consiste à remplacer la régulation de vitesse du moteur de glissement par une régulation de vitesse de conversion de fréquence uniquement dans le système de transport de matériau de l’extrudeuse.
3.2 Principe de fonctionnement de la machine de moulage par soufflage à conversion de fréquence
En résumé, la réduction de la consommation d’énergie du système hydraulique est devenue une question clé pour la nouvelle génération de systèmes hydrauliques à haut rendement et à économie d’énergie. La méthode traditionnelle de la théorie du contrôle qui se concentre sur la stabilité du système garantit souvent d’abord l’existence d’un système stable, puis l’ajuste par des méthodes telles que le PID lorsque la stabilité du système change. Le système hydraulique à pression constante en est un exemple typique. Le prix est une consommation d’énergie élevée. Le système hydraulique proportionnel a fait de grands progrès par rapport au premier, cependant, on peut voir à partir de la structure de la soupape de débit proportionnel à pression proportionnelle qu’il s’agit toujours d’une extension de l’idée ci-dessus, mais uniquement pour augmenter l’ouverture de la soupape autant que possible sous la forme d’un débordement interne. La théorie moderne du contrôle accorde plus d’attention à la stabilité dynamique et à la régulation dynamique. Comme nous le savons tous, la régulation de vitesse de conversion de fréquence est une méthode de régulation de vitesse à haut rendement et à haute performance, particulièrement adaptée aux moteurs asynchrones à cage. Le développement et l’application de la technologie de modulation de largeur d’impulsion (PWM), de la technologie de contrôle vectoriel et de la technologie des capteurs sans vitesse ont fait remplacer les systèmes de régulation de vitesse de conversion de fréquence des moteurs à courant alternatif à de nombreuses reprises. À en juger par l’état actuel du développement du domaine du contrôle industriel, il représente également le niveau et la direction de la propulsion électrique. Avec l’avènement continu de divers dispositifs électroniques de puissance intelligents de haute puissance et le développement rapide de la technologie informatique, la technologie de régulation de la vitesse de conversion de fréquence devient de plus en plus mature. Sa vitesse de réponse dynamique et sa capacité de surcharge ont pu répondre aux exigences de la stabilité dynamique des systèmes hydrauliques généraux, et son prix a été réduit à un niveau généralement acceptable pour les utilisateurs [3]. Par conséquent, nous intégrons la technologie de régulation de vitesse de conversion de fréquence dans le système de contrôle hydraulique, convertissons la pompe quantitative traditionnelle en une « pompe variable », changeons l’ajustement du débit de retour en régulation volumétrique et « allouons à la demande » en fonction de chaque processus de production, afin d’atteindre l’objectif d’une économie d’énergie efficace.
La consommation d’énergie de l’ensemble de la machine est composée de quatre parties, à savoir le système de chauffage de la machine de soufflage, le mécanisme d’extrusion, le système hydraulique proportionnel et la source d’air comprimé. À l’exception de la source d’air comprimé fournie par le système externe, le reste est fourni par la puissance de la machine. La différence entre cette machine et la machine de soufflage courante actuelle est que deux liens sont ajoutés, l’un est le système d’isolation et l’autre est le système hydraulique de conversion de fréquence avec convertisseur N/A et contrôleur synchrone. En ce qui concerne le système d’isolation, seul un matériau isolant composite en silicate est appliqué sur le tube chauffant, d’environ 30 mm d’épaisseur, car le matériau est non corrosif, a d’excellentes performances d’isolation thermique et une faible densité apparente. Rien que dans ce mouvement, le système de chauffage économise 30 % d’électricité.