НОВОСТИ

Главная / Новости / Новости отрасли / Почему энергопотребление у 8-осевого сервопуансона ниже?

Почему энергопотребление у 8-осевого сервопуансона ниже?

В сфере современного производства металлов переход к энергоэффективному оборудованию больше не является просто экологическим соображением — это важнейший экономический императив. Среди наиболее значительных достижений в этой области можно назвать 8-осевой штамповочный станок с сервоприводом . В отличие от обычных гидравлических или механических прессов, которые постоянно потребляют энергию, эта технология меняет парадигму использования электрической энергии в процессе штамповки. В этой статье рассматриваются конкретные инженерные и эксплуатационные принципы, которые отвечают на вопрос: почему потребление энергии в 8-осном сервопуансоне ниже?

Основной принцип: энергопотребление по требованию

Чтобы понять экономию энергии, необходимо сначала понять фундаментальную разницу в механизмах привода. Традиционный гидравлический пробивной пресс использует постоянно работающий электродвигатель для поддержания гидравлического давления в аккумуляторе или насосной системе. Это означает, что даже когда машина простаивает в ожидании загрузки материала или смены инструмента, она по-прежнему потребляет значительную мощность для поддержания системы в рабочем состоянии.

Ключевое отличие: 8-осевой сервопривод, приводимый в движение серводвигателями переменного тока, работает строго «по требованию». Двигатель потребляет электрический ток только тогда, когда плунжер действительно движется для выполнения операций штамповки, формовки или нарезания резьбы.

Такое различие дает существенную экономию. Во время «необрабатывающих» частей цикла, таких как вращение револьверной головки, позиционирование материала или время ожидания, серводвигатель либо простаивает, либо потребляет незначительное количество энергии, необходимой для удержания крутящего момента, что часто снижает потребление в режиме ожидания более чем на 40% по сравнению с постоянно работающим гидравлическим насосом.

Отсутствие потерь энергии на холостом ходу

В гидравлических системах двигатель насоса работает постоянно для поддержания давления. В 8-осном станке сервопривод полностью останавливается, когда станок останавливается. Отсутствие «потери на холостом ходу» вносит наибольший вклад в низкие эксплуатационные расходы машины, что делает ее аналогом гибридного автомобиля, который выключает двигатель внутреннего сгорания на красный свет, в то время как гидравлический пресс сродни традиционному автомобилю, постоянно работающему на холостом ходу.

Эффективность прямого привода и гидравлическое трение

Значительная часть потерь энергии в традиционных системах происходит из-за паразитных потерь — энергии, потребляемой вспомогательными компонентами. Конструкция 8-осевого сервопуансона полностью исключает эти проблемы.

Коэффициент энергопотребления Гидравлический пробойник 8-осевой пробивной пресс с сервоприводом
Первичный насос Работает непрерывно Нет (Прямой привод)
Системы охлаждения Требуется для охлаждения гидравлического масла. Минимальный или нет
Резервное питание Высокий (поддержание давления) Незначительно (двигатель выключен)
Потери на трение Высокий (маслонасос, клапаны) Низкий (прямая механическая связь)

Демонтировав гидравлический насос, клапаны и системы охлаждения, машина снижает затраты энергии, необходимые только для поддержания работоспособности системы. Это также снижает выбросы тепла в цехе, снижая нагрузку на системы кондиционирования воздуха — вторичная экономия энергии, которую часто упускают из виду.

Регенеративное торможение и рекуперация энергии

Интеллектуальное управление движением в 8-осевой штамповочный станок с сервоприводом выходит за рамки простой функции старт-стоп. Одной из наиболее передовых функций, способствующих низкому энергопотреблению, является рекуперативное торможение.

Когда серводвигатель замедляет плунжер или другие оси (например, столы позиционирования листов), он действует как генератор. Кинетическая энергия, выделяющаяся при торможении, преобразуется обратно в электрическую энергию. Вместо того, чтобы рассеивать эту энергию в виде тепла (через резистор), машина отправляет ее обратно в основной источник питания через общую шину постоянного тока для повторного использования другими осями.

Как работает рекуперация энергии

Например, во время высокоскоростной последовательности ударов шток должен быстро ускоряться и замедляться. Фаза замедления генерирует избыточную энергию. На 8-осном станке:

  • Разделение энергии: Регенерированная энергия оси плунжера может быть немедленно использована для питания двигателей осей X или Y, перемещающих лист в следующую позицию штамповки.
  • Регенерация энергии: Если имеется избыточная энергия, которая не может быть немедленно использована другими осями, она возвращается в электросеть объекта, что эффективно снижает полезную энергию, потребляемую из сети.

Гидравлические прессы не могут обеспечить эту функцию. Они преобразуют избыточную энергию в тепло, требуя дополнительную энергию (и воду) для охлаждения системы.

Оптимизированные профили движения и сокращение времени без резки

Потребление энергии – это не только количество энергии, потребляемой во время удара; это также время, необходимое для выполнения удара. Сервосистема обеспечивает превосходный контроль над профилем движения.

Скорость против времени: сервопривод против гидравлического хода Скорость Время Гидравлический: постоянный Энергетический поток Сервопривод: Пик По требованию Фаза регенерации

Используя сложные алгоритмы, 8-осевой сервопривод может изменять ускорение и скорость в разных точках хода. Эта возможность позволяет двигателю работать с максимальной эффективностью во время перфорации, а также обеспечивает быстрый втягивание и позиционирование. Возможность «маятникового движения», при которой плунжер непрерывно перемещается вверх и вниз, не останавливаясь в верхней мертвой точке, экономит время и энергию во время необработки ходов, сокращая ненужные движения и, следовательно, потерю энергии.

Измеримая экономия: данные и преимущества

Эксплуатационные преимущества 8-осевой штамповочный станок с сервоприводом напрямую приведет к снижению счетов за электроэнергию и снижению затрат на охлаждение.

  • Снижение энергии: Исследования и данные производителей показывают, что технология сервоэлектрической штамповки может снизить потребление энергии на 40–50 % по сравнению с гидравлическими системами аналогичной мощности.
  • Увеличенный срок службы матрицы: Точный контроль снижает удары и вибрацию, что приводит к снижению нагрузки на инструменты. Это снижает необходимость частой замены инструмента, экономя энергию (и затраты), связанные с производством инструмента.
  • Снижение затрат на охлаждение: Гидравлическим системам обычно требуются большие маслоохладители для отвода тепла. Поскольку 8-осевой сервопривод выделяет значительно меньше тепла, он сводит к минимуму или устраняет необходимость в этих охладителях, которые сами по себе являются большой электрической нагрузкой.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1. Потребляет ли 8-осевой сервопуансон какую-либо энергию в режиме ожидания?

Да, он потребляет минимальное количество, в первую очередь для питания управляющей электроники и датчиков. Однако главный серводвигатель не потребляет ток, в отличие от гидравлического насоса, который продолжает работать. Это значительно снижает энергопотребление в режиме ожидания.

Вопрос 2. Достаточно ли значительна экономия энергии, чтобы оправдать первоначальные инвестиции?

Для большинства крупносерийных операций по изготовлению листового металла экономия энергии в размере 40–50 % в сочетании со снижением затрат на техническое обслуживание (без замены масла) и сокращением времени безотказной работы обычно приводит к быстрому возврату инвестиций, часто менее чем за три года.

Вопрос 3. Работает ли рекуперативное торможение на всех осях машины?

В первую очередь на главном плунжере и высокоскоростных сервоосях (X и Y). Эти оси являются самыми тяжелыми и подвергаются наиболее частому ускорению и замедлению, что делает их идеальными для рекуперации энергии через общую систему шин постоянного тока.