1    原装的节能型立式注塑机型

1.1    全电动立式注塑机

        由五个伺服电机作原动力，分别驱动锁模、启模，调模、顶出，注射，熔胶、注射装置等机构工作，完成塑料制品注射加工所需的系列动作。工作信号，是直接反馈给各伺服马达。

        这种立式注塑机的优点是节能效果最佳。2005年引进日本住友公司四台（70t两台、50t两台）全电动立式注塑机，至今无大修，机械运转性能稳定可靠。经该公司多次实测，比同类型定量泵立式注塑机节能50%以上。注射速度快，是精密注射首选的设备。传动牢固可靠，因使用的是特种重负荷滚珠螺杆驱动模板、注射螺杆、顶针等作往复运动，电能转换成机械能的损失小。各个电机可以同步工作，能满足某些结构复杂的塑料制品，在闭、启模时联动要求（如开模时顶针、熔胶、抽蕊等同时联合动作）。

        在进入注射程序时，只是直接传动注射螺杆的伺服电机在工作。锁模伺服电机因锁模已完成即停止工作；注射座伺服电机也因无动作处于停机状态；抽蕊伺服电机也不动。

        即工艺工序设定后，各动作需要时相关电机才动，注射时其它程序无需联动，也就是说，电动立式注塑机节能原理不受注射工艺条件影响，这就其他节能机型无法做到的，所以它能做到了最大限度地节省能源消耗。

        在制品冷却和制取工件时，所有电机都停止工作。噪声低。由于非液压传动，设备周围洁净度高。

        缺点：因为不属液压传动，中子动作由气动或电动实现，结构较复杂。由于受伺服电机转矩限制，全电动立式注塑机只能是小机型（不超过500t）。并且价格昂贵，与同一公司的普通机比是7至8倍。

        国内发展全电动立式注塑机的重要障碍是，在关键技术部件研制方面没有过关，如重负荷滚珠螺杆、力传感元件、伺服电机等依赖进口，这些技术部件占去了利润的大头。

1.2    伺服液压立式注塑机

        由伺服电机作原动力匹配高压内齿轮泵做液压传动。工作信号，是通过伺服控制器传给主伺服电机。由电机转速的变化，来调节各个工作程序的流量及压力。

        优点；它综合了伺服及液压传动两种机型的优点，机型能做大（目前深圳力劲集团已生产有3200t的机型），能满足模具抽蕊要求。该机型控制系统使用的是压力闭环加伺服，各个动作的信息反馈精准，液压控制元件响应速度快，节能效果明显，比定量泵立式注塑机节能30%（仅次于全电动立式注塑机）。因使用的是内齿轮泵，噪声比普通机噪声低。

        缺点；洁净度、液压传动中的压力损失、与普通机型无异。价格高，是同一家公司出品的同类机型价格的3～5倍。

1.3    普通电动机匹配变量泵立式注塑机通常使用的是柱塞变量泵，如油研的A系列及力士乐的A10VSO系列，工作信号，都是通过压力控制斜盘偏摆角度实现变排量输出。

        优点：按需要的压力与流量输出，没有高压溢流与节流，减少系统发热，比定量泵节能20%左右。

        缺点：噪声大，价格比定量泵略高。

2    定量泵立式注塑机

        这就是我们常说的通用型立式注塑机。该机目前拥有的数量大。它工作时的信号，是发令给液压系统的控制元件，工艺条件设定的压力和流量，是靠控制元件调接、控制溢流阀来实现的。因此电机频率不受工作信号影响，一直是维持额定转速不变。

        优点；系统压力结构简单，机型价格便宜。在短周期的高速机器上与氮气储能技术配合，仍有较大应用空间。

        缺点；能源浪费大，因为电机的频率不变，所以始终维持一个转速（特别是在制品冷却和制取工件时，电机仍在高速运转）。噪声大，环境污染严重。

3    节能改造的原理

        立式注塑机的工作程序一般解释为：合模30%—注射105%—保压60%—熔胶83%—冷却0—启模30%—顶出20%—制取工件0，这就叫做一个工作周期。各个动作右上方的%数，是实测功率消耗的数据。定量泵立式注塑机，在各个工作程序上，始终是维持额定转速不变，这就造成能源极大的浪费。我们现在实施的节能改造技术，就是针对这一工作原理进行的，也就是主要改造对象就定量泵立式注塑机。

3.1    变频节能改造技术

        根据注射工艺条件，对压力和流量的要求，所采集到的信号，通过变频器，改变电机频率，从而达到节能要求。

        优点：改造工程期短，投资较小。笔者曾到东莞大浪益卓电子塑胶公司考查，他们现在使用新型的矢量变频节能改造技术，一改过去V/F变频器的不稳定状况，一次就改造上百台机器。据他们技术主管讲，这种技术改造投入的资金，八个月就能收回投资，比未做技术改造前，有30%以上的节能效果。

        缺点：他的功能，受注射成型工艺条件的影响。这种节能改造技术，对小机型及小质量的塑料制品，效果不如大机台和大质量的塑料制品明显。由于塑料加工车间粉尘油污较大，两年之内不做除尘去污，故障率大提升，粉尘油污将使节电器温度上升，节电器温度升高100℃，寿命将下降一半。这种技术主要是针对定量泵立式注塑机，对其他机型还处于试验阶段。

        变频节能改造技术，十年前在深圳就投放市场。过去一段时间，改造的心脏部位，几乎都是用的V/F变频器。这种变频器是靠程序控制，没有信息反馈。因此控制不精准，响应速度漫，节能效果不明显。故市场做得较乱，笔者为此事，受深圳市宝安区人民法院委托，曾两次出面仲裁过企业之间的纠纷。

        现在有个别企业，在变频器上做了大量的改制，生产了矢量变频器。它的信息通过同步信号转处理反馈给矢量变频器，同时又将信息直接传递给比例压力PR和比例流量PF，实施双向控制，故控制精准，节能效果明显提高。在深圳及东莞等地很受用户欢迎。据笔者调查，用过矢量变频节电器的主要厂家除东莞益卓电子外，还有；深圳艾美特、深圳宏国电子、深圳信隆、深圳利银辉、珠海格力、顺德海尔、顺德科龙、惠州比亚迪等厂家。

3.2    伺服电机匹配变量泵的改造

        是将定量泵立式注塑机原动力系统和油泵，全部改换，去除原液压系统的比例压力与比例流量阀，仍维持原液压系统中的管道、其它元器件不变。

        优点：节能效果比改造前节能30%。相当一台新的伺服液压立式注塑机的功能。

        缺点：改造工作量大，工程期长（是变频改造的三倍），投资大（费用接近一台小型的普通立式注塑机）,目前还处在推广期，因投资费用较高，企业领导人还不敢冒然接受。伺服泵系统在一些立式注塑机厂已实现批量生产，在未来两三年内，伺服立式注塑机将成为所有立式注塑机厂的主打产品。

3.3    立式注塑机机筒节能改造技术

        它是用电磁线圈，取代我们传统的电阻丝加热圈。原理是高频（2500～4000Hz）的交变磁场产生的涡流与机筒内壁静电的摩擦产生的热量来熔化塑料（相当于马丁炼钢炉的工作原理）。

        优点：熔胶的热效率高，热量集中在机筒内部。避免了电阻丝加热圈热量向四周散发造成的浪费，使车间环境得到净化。电磁线圈工作寿命较长，不象电阻丝加热圈那样容易损坏。技术改造工程期短，投资收回期不长（九个月）。对机筒部分的节能效果，比之改造前节能40%。

        缺点：在计量段控制方面，有不灵敏的表现。当熔胶达到工艺温度时，集聚在计量段的熔料，不待升温，只要停留的时间稍长一些，塑料就要降解，这对塑料制品质量是极其不利的。由于线圈缠绕机筒，影响设备外观。

        这种技术在挤出机上使用，效果特别明显（因熔胶在均化段无滞留时间）。在汕头地区应用得比较广泛。深圳东莞等地，在立式注塑机上，目前也逐渐被用户接受，关键在于对计量段温度的调控。

4    结语

        据了解，在珠三角地区，各大、中、小塑料制品加工厂，大约有立式注塑机十万余台，其中定量泵立式注塑机，仍占50%左右。我接触到的企业领导人，对立式注塑机的节能改造技术，都认为目是前降低注塑制品成本唯一有效的措施，特别是对老机做节能改造（注塑制品成本中，电费一栏，就占据30%以上）。但又担心这种技术的可靠性及改造资金的来源。这说明广大节能技术改造的从业人员，要推广应用这项技术，任重道远。除努力提高技术的可靠性，还要大力宣传政府的节能改造政策，使塑料加工行业都推广应用这项节能技术。