Servohüdraulikavõimsusüksused: energiasääst kuni 60% süstlussulamisel

IE3-servomootori ja kõrgtõhusa sisemise käigukasti pumbaga ühendamine võimaldab LIFTHYDRA servohüdraulilistel võimsusüksustel saavutada plastmasside survevalu tsüklites tõestatud energiasäästu 50–60 protsenti. Selles artiklis esitatakse võrdlusandmed kolmest kliendikohast Vietnami, Türgi ja Mehhiko territooriumilt.

Miks survevalu masinad tarbivad nii palju energiat

Tavalised süstlemismasinad kasutavad tavaliselt püsivõimsusega või muutuva võimsusega pumpasid, mida juhib asünkroonmootor. Kui rõhku hoitakse, toimub jahutamine ja vormi avamise ajal paus – siis töötab mootor edasi nimikiirusel, samal ajal kui hüdraulikavedelik tagastub rõhuklapi kaudu tagasi paagi – see energiat kogu ulatuses teisendatakse soojuskaotsas. Tegelikus tootmisprotsessis on osa valamistsüklist, kus tõepoolest vajatakse täisvoolu, tavaliselt ainult 30–40% kogu tsükliajast, ning ülejäänud ajaks töötab süsteem väga madalal või nullilisel efektiivsel võimsusel. See on põhjus, miks servo-hüdraulikute võimsusüksused suudavad pakkuda nii olulisi säästu: vedelik vajaduse järgi, kiirus vajaduse järgi.

Süsteemi arhitektuur: IE3 servo-mootori sobitamine sisemise käigukäppumisega pumbaga

LIFTHYDRA servo hüdraulikvõimsusüksuse tuumaks on koordineeritud mootori ja pumba juhtimine. IE3 tõhususklassi asünkroonservo mootor säilitab kõrge tõhususe ka osakoormuse piirkonnas ning töötab koos juhtimissüsteemiga, et saavutada suletud kontuuri kiirus- ja pöördemomendi reguleerimine. Välise hammastega konstruktsioonidega võrreldes pakub sisemise hammastega pump väiksema vooluhulga pulssimise ja kõrgema ruumaline tõhususe, tagades stabiilse väljundvoolu isegi madalatel pöördetes – mis teeb selle eriti sobivaks servojuhtimissüsteemide muutuva kiirusega kasutamiseks.

Kui masin siseneb rõhu hoidmise faasi, väheneb servo-mootori pöörlemiskiirus miinimumini, mis on vajalik rõhu säilitamiseks, pumpade väljundvool väheneb vastavalt ja süsteem ei sõltu enam rõhukaitseklapi avamisest. Jahutamise ajal läheb mootor seisukohale ja energiatarve läheneb nullile. Kogu valamistsükli jooksul jälgib mootori võimsus dünaamiliselt tegelikku koormuskuva, mitte seda, et see töötaks pideva väljundiga. See juhtimisloogika on tehniline alus 50–60% säästudele.

Vietnami kodulehekülg: kodumajapidamisseadmete korpusete valamisjoon

Vietnami tööriistavalmistaja toodab oma valtsimistehases mitmeid masinaid, mille kinnitumisjõud on umbes 250 tonni, ja valmistab peamiselt pesumasinate trumleid ning õhukonditsioneeride korpuseid. Enne ümbervarustamist oli iga masina hüdraulikasüsteemi keskmine võimsustarbimine umbes 18,5 kW 22 töötundaga päevas. Pärast LIFTHYDRAU servo-hüdraulikvõimsusüksuse paigaldamist langes mõõdetud keskmine võimsustarbimine 7,4 kW-ni – sääst 60%. Selle tehase valtsimistsükli suur osa moodustab jahutusaeg ja tavalise süsteemi jahutusajal tekkivad olulised rõhuvahekaotsed on nüüd täielikult kaotatud. Kohalike tööstusliku elektri hinna puhul ulatuvad aastaslikud säästud iga masina kohta umbes 42 000 RMB-ni ja tagasimakseperiood on alla 14 kuu. Ka õli temperatuur langes märgatavalt, pikendades hüdraulikõli vahetamise intervalli 4000 tunnilt üle 8000 tunni.

Türgi koduleht: täpsuskomponentide valtsimine autotööstuses

Autotööstuse komponentide tarnija Türgis toodab pressivormimisjoontel sisemisi klampe ja ühendusliiteid, mille kinnitumisjõud on vahemikus 180–350 tonni. Tehase olemasolev muutuva pumba süsteem nõudis täppispressivormimistingimustes sageli rõhu ja vooluhulga kohandamist ning reageerimise viivitus põhjustas osade kaalakõikumisi. Pärast servo hüdrauliliste võimsusüksuste paigaldamist vähenes energiatarve 52% ja pressivormimise korduvusparameetrid paranesid oluliselt. Väljatöötatud andmed näitasid, et 350-tonnise masina keskmine võimsus oli enne moderniseerimist 21,3 kW ja pärast seda 10,2 kW. Türgis kõrgemad ja volatiilsemad tööstuslikud elektrihinnad tegid säästu veelgi suuremaks. Esimese katsemasinaga valmis saamise järel laiendas tehase tegevus moderniseerimist kogu töökohas olevatele 11 masinale.

Mehhiko asukoht: suurte logistikapallide pressivormimine

Plastikutootja Mehhikos toodab logistika paletid ja tagastatavaid kastisid, mille pihitusjõud on üldiselt üle 500 tonni – rasketonneline, pikktsükline koormus. Remontimise eel oli keskmine hüdraulikasüsteemi võimsus masinaga 34,7 kW ja hüdraulikaoili temperatuur püsiskõrge, nõudes suvel täiendavat jahutust. Pärast LIFTHYDRAU servo-hüdraulikavõimsusüksuste paigaldamist langes keskmine võimsus 14,6 kW-ni, säästes umbes 58%. Suurtõukeliste masinate puhul on rõhu hoidmise faas pikk ja servo süsteemi eelis madala kiirusega rõhu hoidmisel on täielikult kasutatud. Õli temperatuur stabiilnes mõistlikus vahemikus ja jahutusvee tarbimine vähenes umbes 35% võrra.

Kolme koha ühised järeldused

Vietnami, Türgi ja Mehhiko tehastes olid säästud pidevalt 50–60% vahemikus – mitte juhuslikult. Süstemaatilise survepumbaga süsteemi energiakasutuse struktuur määrab ülemise piiri retrofitti kasu kohta, samas kui tegelikud säästud sõltuvad algse süsteemi tõhususest, tsükli ajast, mille jooksul toimub rõhuhoiustamine ja jahutamine, ning masina koormustegurist. Kõigis kolmes tehases moodustas mittetäisvoolus töötamine üle 60% valamistsüklist, andes laialdaseid võimalusi servojuhtimise säästude saavutamiseks.

Märkimisväärselt jäid kõigi kolme projekti tagasiaminemise perioodid 12–20 kuu vahemikku. Isegi kui jätta kõrvale pikendatud õlieluiga ja vähenenud jahutusvee tarbimine madalamate õlitemperatuuride tõttu, õigustavad üksnes elektrienergia säästud retrofitti otsuse. Survepumbaga valamismasinates on servo-hüdraulilised võimsusüksused muutunud energiasäästu võimalusest standardse reasüsteemi konfiguratsiooniks.

Valik- ja retrofitti soovitused

Servohüdraulilised ümberpaigutused ei ole lihtsalt pumpade ja mootorite vahetamisest. Originaalsüsteemi töörõhk, voolukõver, paagi maht ja jahutusvõimsus tuleb kontrollida, et tagada servopumpade komplekti väljundomaduste vastavus valamisprotsessile. Sisemise hammastega pompa ruumalaefektiivsus madalatel pöördetes on oluline näitaja, mis määrab otseselt hoiumäära stabiilsuse. Servojuhtimisparameetreid tuleb ka seadistada koos masinajuhtimissüsteemiga, et saavutada kiire rõhu- ja vooluresspons. Töökodades, kus mitu masinat töötavad paralleelselt, soovitatakse laiemaks rakendamiseks alustada ühe pilootmasinaga, et kinnitada säästuandmed ja osade ühtlus.