当前,我国经济发展进入新常态,但随着对能源需求的日益增加,资源环境问题形势依然十分严峻,很大程度上制约着我国经济社会的发展,因此节能减排迫在眉睫,且任务艰巨。材料生产消耗大量能量,其能耗据统计占全国总能耗的30%以上,而高分子化合物的生产是主要的能耗之一。注塑机是塑料制品行业最主要的加工机械之一,每年消耗大量电能,面临的能耗问题尤为突出,虽然随着节能技术的发展,注塑机节电率有了大幅提高,但是仍然存在大量的能量被浪费,因此对注塑机进行节能优化刻不容缓。注塑成型过程中,塑化和注射是主要的两个耗能过程,占总能耗的70%。因此,本文围绕这两个过程展开研究,侧重研究注射充模过程能耗,以指导注塑机节能优化。具体研究内容如下:注射过程能耗理论及实验研究。从基础理论入手,将该过程能量的消耗分为注射充模过程中螺杆受到固体颗粒的摩擦力作用的能耗、螺杆受到熔体粘弹性阻力作用的能耗、塑化后的物料经过浇口的能耗以及物料在模腔中流动阻力作用的能耗四大部分,并且将这四部分能耗定义为注射充模过程基础能耗。并基于流变学和流体流动方程等内容对各部分能耗进行建模,详细推导了各部分能耗的理论表达式,确定各部分能量消耗。此外,以聚苯乙烯为主要研究对象进行了注射充模过程能耗影响因素及变化规律实验研究。包括注射压力、注射时间(速度)、保压压力以及保压时间四个工艺参数的正交试验以及注射时间(速度)和注射压力两个工艺参数的单因素变动实验。选取聚丙烯、聚苯乙烯、聚乳酸三种流变性能有明显差异的物料进行了物料流变性能对注射能耗影响实验。塑化过程能耗研究。对塑化理论以及能量热平衡进行分析,提出了塑化过程能量热平衡方程,推导了塑化过程单产能耗计算公式作为节能指标。以使用最为广泛的全液压注塑机为研究对象,研究了塑化转速、塑化背压以及机筒平均温度三个塑化过程工艺参数对于塑化能耗的影响规律。理论和实验研究表明,本文提出的理论模型考虑了机器参数、物料物性参数以及工艺参数,已有的模型相比更为细致,考虑更为全面,能够为注塑机能量消耗分析、能量分配分析、注塑机效率评价、能量消耗预测提供指导,可以从根源上对注塑机的节能降耗提供理论指导。