在注塑機(jī)發(fā)展的過程中一直不斷尋求改進(jìn)方法以優(yōu)化其性能，而能源的使用效率仍然被視作其優(yōu)化性能的主要領(lǐng)域。對于中小注塑件而言，許多注塑成型機(jī)改成了全電動(dòng)注塑成型機(jī)，它能將其效率的顯著改進(jìn)和整體節(jié)能都記錄在案。

　　然而，使用大噸位液壓機(jī)成型大型注塑件的注塑機(jī)面臨一個(gè)嚴(yán)重的問題，它們必須尋找符合成本效益的方式以便節(jié)約能源。根據(jù)驅(qū)動(dòng)概念，液壓機(jī)平均消耗機(jī)器總能量的60%左右（見圖1）。

　　圖1給出了液壓注塑機(jī)由液壓驅(qū)動(dòng)消耗的最大的能源份額。這就是伺服驅(qū)動(dòng)液壓機(jī)能產(chǎn)生成本效益的不同之處

　　最近在這方面顯示的一項(xiàng)大有前途的進(jìn)展是使用速度可控的伺服驅(qū)動(dòng)器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的定速三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵。傳統(tǒng)的定速驅(qū)動(dòng)泵無論機(jī)軸是否需要都不間斷的提供液壓油。任何過量的液壓油都會(huì)通過安全閥溢流出來，而液壓油摩擦產(chǎn)生的熱量不僅會(huì)縮短其壽命，而且還會(huì)通過冷卻系統(tǒng)消耗額外能量。在夾持或冷卻時(shí)這種溢流出的不需要的油量是最大的浪費(fèi)。然而，伺服驅(qū)動(dòng)器可以根據(jù)系統(tǒng)對液壓油的需求改變泵速，甚至可以使其完全停止。在較長的運(yùn)行周期中，大型注塑機(jī)成型中遇到大型注塑件時(shí)，夾持關(guān)閉，螺桿也停止轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)可以減速或停止液壓泵。與定速液壓泵不同，伺服驅(qū)動(dòng)型液壓泵可以在注塑成型的停頓過程中使泵降低轉(zhuǎn)速甚至完全停止。

　　與傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器相比，伺服驅(qū)動(dòng)液壓泵顯示了其顯著的能源節(jié)省特點(diǎn)，高達(dá)35%。此外，伺服驅(qū)動(dòng)器有助于延長液壓機(jī)的使用壽命，因?yàn)樗l(fā)熱少，并且因?yàn)檩^低的馬達(dá)轉(zhuǎn)速所以可以降低整體設(shè)備的噪音水平。

1 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

　　在最近的一次實(shí)驗(yàn)中，WittmannBattenfeld通過以下三種機(jī)器做了經(jīng)濟(jì)性能的比較實(shí)驗(yàn)以研究其能源成本的差異：

　?。?）使用傳統(tǒng)液壓定速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的BoschRexrothDFEE變量泵的240tWittmannBattenfeldHM液壓機(jī)；

　　（2）使用伺服驅(qū)動(dòng)調(diào)速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的變量液壓泵的240tWittmannBattenfeldHM伺服能源液壓機(jī)；

　　（3）使用240tWittmannBattenfeldEcopower全電動(dòng)機(jī)。

　　在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，對每臺(tái)機(jī)器操作運(yùn)行相同的部分：重106g；相同的運(yùn)轉(zhuǎn)周期：運(yùn)行20s。計(jì)算機(jī)器的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，結(jié)果如圖2所示。表1顯示了其經(jīng)濟(jì)性的比較。

　　圖2使用3款240t注塑成型機(jī)的同一模型和20s的運(yùn)轉(zhuǎn)周期進(jìn)行試驗(yàn)，顯示的能源節(jié)省比例（kWh/kg）。右側(cè)為全電動(dòng)注塑成型機(jī)，中間為伺服驅(qū)動(dòng)液壓機(jī)，左側(cè)為傳統(tǒng)的定速液壓機(jī)。

　　很明顯，全電動(dòng)機(jī)將傳遞最佳的整體能源效率，但同樣的，在使用液壓機(jī)的情況下，該模型使用伺服驅(qū)動(dòng)液壓泵比傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器將更有助于注塑成型且節(jié)省能源。

2 長周期成型時(shí)間

　　在大噸位注塑成型機(jī)上生產(chǎn)大型注塑件通常要用長操作周期，而且在這些實(shí)例中使用伺服驅(qū)動(dòng)液壓泵帶來的好處是顯而易見的。用于整機(jī)節(jié)能比較的同樣的240t注塑成型機(jī)，可以確定的是周期時(shí)間越長，越節(jié)能。

　　如圖3所示，在15s的運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)，伺服驅(qū)動(dòng)液壓機(jī)耗能0.39kWh，然而使用傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)耗能0.58kWh，增加近49%。當(dāng)在25s的運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)計(jì)算時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)液壓機(jī)耗能0.47kWh，然而使用傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)耗能0.72kW·h，增加了53%。且伴隨著更長的操作周期其節(jié)能空間就越大。

圖3 伺服液壓驅(qū)動(dòng)節(jié)省的能源在更長的周期、更大的機(jī)器上還會(huì)增加

　　值得注意的是，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用240t注塑成型機(jī)進(jìn)行的，主要的電動(dòng)機(jī)可以包括在內(nèi)。然而，大噸位注塑成型機(jī)在能源的利用中會(huì)有更大的差異。WittmannBattenfeld已經(jīng)采用新伺

　　服驅(qū)動(dòng)泵作為大型機(jī)器（400~1600t）大功率生產(chǎn)線上的一個(gè)選擇。

3 如何操作

　　傳統(tǒng)的液壓泵由帶有電動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的定速三相電機(jī)、變?nèi)荼茫ㄐ吞朆oschRexrothDFEE）構(gòu)成，適用于模塊化、有平行功能的三級概念。這一概念，可以明顯減少周期時(shí)間。

　　軸向活塞泵。在此系統(tǒng)中，液壓油的輸送通過電機(jī)速度和液壓泵的旋轉(zhuǎn)角度給予確定。通過這種方式，液壓泵的效率程度和電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的最優(yōu)關(guān)系可以計(jì)算出來以便實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)控制系統(tǒng)對每個(gè)操作點(diǎn)的操作及自動(dòng)調(diào)節(jié)。

　　根據(jù)用戶的需求，WittmannBattenfeld提供三種不同的伺服驅(qū)動(dòng)泵系統(tǒng)：

　　（1）S1伺服驅(qū)動(dòng)包：調(diào)速伺服電機(jī)液壓泵;

　?。?）S2伺服驅(qū)動(dòng)包：S1，外加一個(gè)額外的伺服驅(qū)動(dòng)的電泵以用于抽芯或平行頂出;

　?。?）S3伺服驅(qū)動(dòng)包：S2，外加液壓蓄能器以便快速注塑。