Servohidraulikoa vs. Ohiko Hidrauliko Injekzio Moldeoa: 5 Urteko Kostuen Konparaketa

Zergatik makina merkeagoak gehiago kosta daitekeen

Dongguango moldeaketa lantegiko zuzendari batek 250 tonako prentsa hidrauliko konbentzional zahar bat ordezkatu berri zuen, espezifikazio bereko beste batekin. Ordezko prentsak makina servo-hidrauliko baliokide baten erdia baino gutxiago kostatu zen. Hemezortzi hilabete geroago, moldeaketa solairuko lantegiaren elektrizitate faktura % 6 handiagoa zen aurreko urtea baino — prentsa konbentzionalak nabarmen energia gehiago kontsumitzen zuen ordezkatu zuen zaharrak baino. Hirugarren urtearen amaieran, prentsaren elektrizitate kostu metatuak servo-makina baliokidearen prezio prima gainditu zuen, zarata, hozte-eskaera eta olio-aldaketa tartea kontuan hartu gabe. Lantegiak, azkenean, servo-sistema bat egokitu zion prentsan, ordezkatu beharrean — eta energia-kontsumoa erdira jaitsi zen lehen hilabete osoan.

Moldeaketa hidrauliko injekziozko sistema servo-hidraulikoaren eta konbentzionalaren arteko aukera ez da "berriagoa hobea" erabaki soil bat. Bost urteko jabetza-kostu osoaren kalkulua da, makinaren tonajearen, ziklo-profilaren, funtzionamendu-orduen eta tokiko elektrizitate-kostuaren araberakoa. Artikulu honek kalkulu hori zehatz-mehatz azaltzen du: nolakoa den energia-arrakala benetan, nolakoa den mantentze-arrakala, non irabazten duen oraindik makina konbentzionalak prima, eta nola lotu zenbakiak instalazio espezifiko baterako.

Nola erabiltzen duen prentsa hidrauliko konbentzional batek potentzia

Ohiko ponpa finko hidrauliko injekzio bidezko moldeatzeko makina batek abiadura konstantean motor elektriko bat martxan jartzen du, normalean sare elektrikora zuzenean konektatuta maiztasun aldakorrik gabe. Motorrak desplazamendu finkoko ponpa hidrauliko bat gidatzen du —normalean paletako ponpa bat edo pistoi axialeko ponpa bat—, eta honek fluido hidraulikoaren fluxu konstantea ematen du kargarekiko proportzionala den presioan. Makinaren norabide-kontrol balbulek, balbula proportzionalek eta servo balbulek fluxua eta presioa modulatzen dituzte moldearen itxiera, injekzio, euste, plastifikazio eta moldearen irekiera faseekin bat etortzeko.

Motorra abiadura osoan dabil ziklo osoan, eskaera hidraulikoa txikia denean ere. Mantentze-fasean — piezak barrunbearen presioa mantentzeko gailur-fluxuaren zati txiki bat baino ez duenean behar — gehiegizko fluxua balbula baten bidez saihestu egiten da depositura itzultzeko, energia bero gisa xahutuz. Hozte-fasean — tona kopuru txiki bat izan ezik, ez da batere fluxu hidraulikorik behar — ponpa abiadura osoan biratzen ari da oraindik, potentzia osoa kontsumitzen ari da, eta saihesbide-balbulak gehiegizko fluxua isurtzen ari da oraindik. Hau da ponpa finkoko sistema baten eraginkortasun eza estrukturala: motorra eta ponpa funtzionamendu-puntu berean dabiltza, eta puntu horren eta benetako eskaera hidraulikoaren arteko edozein desadostasun bero gisa galtzen da.

Beroa bera ez da doakoa. Olio hidraulikoa hoztu egin behar da biskositatea mantentzeko eta oxidazioa saihesteko, eta horrek esan nahi du olio-hozkailu bereizi bat (ur bidez hoztua edo airez hoztua) etengabe funtzionatzen duela, potentzia gehigarria erabiliz. 250 tonako prentsa konbentzional baten hozte-eskaera 30 °C-ko giro-tenperaturan handia da, normalean makinaren sarrera elektrikoaren % 15-25ekoa hiru txandako funtzionamendu batean.

Nola erabiltzen duen sistema servo-hidrauliko batek potentzia

Sistema servo-hidrauliko batek abiadura konstanteko motorra abiadura aldakorreko servo motor batekin ordezkatzen du —normalean iman iraunkorreko motor sinkrono bat (PMSM)—, maiztasun aldakorreko unitate batek (VFD) bultzatuta. Serbo unitateak motorraren abiadura kontrolatzen du denbora errealeko eskaera hidraulikora egokitzeko. Zikloa fluxu handiko fasean dagoenean (moldearen itxiera, injekzioa, plastifikazioa), motorra abiadura handira igotzen da. Zikloa fluxu txikiko fasean dagoenean (mantentzea, hoztea), motorra abiadura txiki batera jaisten da, benetako eskaera hidraulikoari egokitzen zaion abiadurara. Zikloa geldirik dagoenean (mugimendurik gabe), motorra erabat gelditu edo ia zero abiaduran funtziona dezake.

Emaitza da makina servo-hidraulikoak zikloaren fase bakoitzerako behar duen potentzia bakarrik hartzen duela. Motorra ez da abiadura konstantean dabil, ponpak ez du gehiegizko fluxua saihestu, eta ohiko prentsaren eraginkortasun eza definitzen duen bypass balbularen bero-xahutzea neurri handi batean ezabatzen da.Bosch Rexroth, Yuken, eta beste sistema hidraulikoen fabrikatzaile batzuek aplikazio-oharrak argitaratzen dituzte servoaren eta ponpa finkoen energia-kontsumoaren neurketako konparazioekin; argitaratutako datuen ohiko tartea % 40-80ko energia-murrizketa da euste- eta hozte-fase garrantzitsuak dituzten piezetan, eta % 20-40ko murrizketa euste- eta hozte-fase laburragoak dituzten piezetan.

Aurrezpenak ez dira uniformeak ziklo osoan zehar. Aurrezpen handienak hozte-fasean dira (ziklo gehienetan eskaera txikiko fase luzeena), bigarren handiena euste-fasean, eta txikiena injekzio-fasean (non fluxu maximoa behar den eta servo-sistema ere puntan funtzionatzen ari den). 250 tonako prentsa tipiko batean, 200 g-ko ABS pieza bat 25 segundoko ziklo batekin moldatzen denean, hozte-fasea zikloaren % 50 inguru da, euste-fasea % 15, injekzio- eta plastifikazio-faseak % 25, ​​eta ireki/itxi faseak % 10. Hozte-fasean aurrezten da servo-makinak gehien.

Servo Premium: Kapital Kostua vs. Funtzionamendu Kostua

Servo-hidrauliko injekzio bidezko moldeo-makina batek normalean % 30-60 garestiagoa da tona eta jaurtiketa-tamaina bereko makina konbentzional baliokide batek baino. Zehatza den prima makinaren eraikitzailearen, servo sistemaren hornitzailearen eta makinaren zehaztapenen araberakoa da. 250 tonako prentsa adierazgarri baterako, egungo merkatuko servo prima bost zifrako igoera da; esanguratsua, baina ez eraldatzailea erosketa ebaluatzen ari den lantegiko kudeatzaile batentzat.

Prima energia aurrezkiaren bidez berreskuratzen da. Ordainketari zenbaki bat emateko, hiru sarrera behar dira: ziklo bakoitzeko energia aurrezkia, txanda bakoitzeko zikloak eta elektrizitatearen kostua. Vicksservo sistema produktu lerroainjekzio bidezko moldeo aplikazioetan pale-ponpa oinarritutako servo sistemetarako konfiguratuta dago, argitaratutako tartean dauden sistema mailako energia aurrezpenekin. 250 tonako makina batentzat, urtean 6.000 orduz 25 segundoko zikloan (gutxi gorabehera bi txanda jarraian), urteko elektrizitate aurrezpena tarte esanguratsu batean dago — nahikoa handia servo prima itzultzeko funtzionamenduko lehen 18-36 hilabeteetan, tokiko elektrizitate tarifaren arabera.

Plastikoen BerriaketaPlastikoen TeknologiaUrte anitzeko inkesta-datuak argitaratu dituzte, eta erakusten dute servo-hidrauliko makinak direla nagusi Ipar Amerikan, Europan eta Ekialdeko Asian 50 eta 800 tona arteko prentsa-salmentetan, eta ohiko prentsa gero eta gehiago mugatzen direla tona handiko eta aplikazio espezifiko espezifikoetara. Merkatuaren aldaketa bera da itzulera-kalkuluen adierazle: servo-prima 3 urteko epean berreskuratu ez balitz, merkatua ez litzateke mugituko.

Mantentze-lanak: Bi sistemak banatzen diren lekua

Sistema servo-hidrauliko baten mantentze-profila hiru arlotan desberdina da prentsa konbentzional batekin alderatuta.

Lehenik eta behin, servo motorrak berak mantentze-lan gutxiago behar ditu potentzia baliokideko indukzio motor batek baino — ez du eskuilarik, ez irristatze-eraztunik, eta iman iraunkorreko errotoreak ez du kitzikapen-korronterik behar. VFD-ak bere mantentze-profila du (hozte-haizagailuak, 8-12 urteko iraupena duten kondentsadore elektrolitikoak), baina motorraren osagai aktiboak beraren mantentze-lan programaturik gabe iraupen luzerako diseinatuta daude.

Bigarrenik, servo-sistema bateko ponpa hidraulikoak abiadura aldakorrean funtzionatzen du eta normalean prentsa konbentzional bateko ponpa finko batek baino batez besteko RPM txikiagoan. Batez besteko RPM txikiagoak errodamenduen higadura txikiagoa, ziklo termiko txikiagoa eta zigiluaren bizitza luzeagoa esan nahi du. Eremu-datuak argitaratuakMoldeak Egiteko Teknologiaeta ponpa hidraulikoen hornitzaile askok etengabe erakusten dute abiadura aldakorreko zerbitzuko paleta-ponpek zerbitzu-bizitza nabarmen luzeagoa dutela prentsa konparagarri batean abiadura finkoko zerbitzuko paleta-ponpa berberak baino.

Hirugarrenik, prentsa servo-hidrauliko bateko olio-hozkailua etengabe gutxiago dabil, bypass balbularen bero-xahutzea murriztu egiten delako. Hozkailuaren haizagailua edo hozte-uraren ponpa piztu eta itzaltzen da benetako olio-tenperaturaren arabera, etengabe funtzionatu beharrean. Hozkailuaren funtzionamendu-denbora txikiagoak hozkailuaren mantentze-lan txikiagoa eta hozte-sistemaren kontsumo elektriko parasito txikiagoa esan nahi du.

Prentsa konbentzionalak, aldiz, errodamenduen higadura handiagoa du motorrean eta ponpan, zigiluak maizago ordezkatzen ditu eta tentsio termiko handiagoa du olioan, eta horrek olioaren oxidazioa bizkortzen du eta olioa aldatzeko tartea laburtzen du. Hiru txandako prentsa konbentzional batean, olioa aldatzeko tartea normalean 4.000 ordukoa da; lan-ziklo berean dagoen prentsa servo-hidrauliko batean, tartea 6.000-8.000 ordura luzatzen da. 5 urteko leihoan olioaren kostua esanguratsua da: 250 tonako prentsa batek 400-600 litro olio hidrauliko ditu, eta olioa gehi aldaketa bakoitzaren botatzeko kostua lau zifrako elementua da merkatu askotan.

Zarata eta lan-ingurunea

Prentsa konbentzionalak motorra eta ponpa abiadura osoan funtzionatzen ditu etengabe, 78-85 dB(A) tarteko sinadura akustiko egonkorra sortuz operadorearen postuan. Prentsa servo-hidraulikoak motorraren eta ponparen abiadura jaisten du eutsi eta hozte faseetan, sistema hidraulikoaren zarata-ekarpena nabarmen murriztuz. Makinaren zarata osoa 65-72 dB(A) tarteraino jaisten da, hau da, txanda osoko esposiziorako entzumen-babesa behar duen zarata-maila baten eta arauzko mugaren atalasean dagoen baten arteko aldea.

Zarata murriztea ez da kostuen aurrezpen zuzena, baina benetako onura da laneko zaratari buruzko araudi zorrotzak dituzten merkatuetan (EBko 2003/10/EE OSH Zuzentaraua, US OSHA 29 CFR 1910.95, Txina GBZ 2.2), non ohiko prentsa-zerbitzuak entzumen-babesa behar duen operadoreentzat. Entzumen-babesaren, audiometria-probak eta fabrikako zarata-kontrolerako azpiegituren kostua ez da normalean energia-itzulera kalkulatzeko kontuan hartzen, baina 5 urteko horizontean kostu erreala da.

Zehaztasuna eta errepikagarritasuna

Sistema servo-hidraulikoak zehaztasun-abantaila bat du, eta hori ez da beti energia-itzulketaren kalkuluan agertzen, baina bai hondakin-tasan. Presio-sentsore eta abiadura aldakorreko ponpa batekin egindako presio-kontrol itxiak barrunbearen presioa banda estuago batean mantentzen du balbula proportzionalak dituen ponpa finkoko sistema batek baino. Tolerantzia estua duten piezetan —optikoa, medikoa, ontziak— hondakin-tasaren hobekuntzak bakarrik ordaindu dezake servo-prima 5 urteko horizontean, energia-aurrezpenetatik independenteki.

Plastikoen Ingeniarien Elkarteainjekzio bidezko moldeo serbo-hidraulikoaren zehaztasunari buruzko artikulu teknikoak argitaratzen ditu, jaurtiketa arteko pisuaren aldakuntza eta errepikakortasun dimentsiodunaren datuak barne. Argitaratutako zehaztasun abantaila txikia da tolerantzia lasaiak dituzten piezetan (normalean % 10-20ko murrizketa jaurtiketa arteko aldakuntzan) eta esanguratsua tolerantzia estuak dituzten piezetan (% 30-50eko murrizketa).

Non hidrauliko konbentzionalak oraindik irabazten duen

Ohiko ponpa finkodun prentsa hidraulikoa ez dago zaharkituta. Hiru aplikazio-kategoria daude oraindik haren alde.

• Tonaje oso handiko makinak (1.500 tona baino gehiago).Serbo-sistemaren prima motorraren potentziarekin gutxi gorabehera linealki igotzen da; tona oso altuetan, servo-prima absolutua nahikoa handia da itzultze-epea luzatzeko. Tona handiko aplikazio espezializatu batzuek erantzun dinamikoaren ezaugarri espezifikoak ere eskatzen dituzte, abiadura aldakorreko sistema batek ez dituenak metagailu handi bat duen ponpa finkoko sistema batek bezain garbi ematen.
• Ziklo luzeko eta etengabeko aplikazioak.Prentsak 90 segundoko ziklo bat egiten badu horma lodiko pieza batean, eutsi-fase luze batekin eta hiru txandako funtzionamendu jarraituarekin, servo-makinak energia aurrezten jarraitzen du, baina aurrezkia urtean ziklo kopuru txikiagoan amortizatzen da. Itzultze-epea luzatzen da, eta makina konbentzionala lehiakorragoa bihurtzen da.
• Kapital mugatuko instalazioak.Kapital-aurrekontu mugatua eta inbertsio-eremu laburra duen lantegi batek arrazionalki aukeratu dezake prentsa konbentzionala kapital-kostuan bakarrik, batez ere tokiko elektrizitate-kostua baxua bada.

Hiru kategoria horietatik kanpo, sistema servo-hidraulikoa da aukera nagusia 5 urteko jabetza-kostu osoaren arabera. Merkatu-datuek hau berresten dute: prentsa-instalazio berrien servo-kuota da gehiengoa eskualde gehienetan eta tona-klase gehienetan, goian aipatutako tona-maila handiko aplikazio espezializatuak izan ezik.

5 Urteko TCO Lan-orria Eraikitzea

Prentsa servohidrauliko baten eta prentsa konbentzional baten arteko 5 urteko jabetza-kostu osoaren konparaketak lau kostu-osagai ditu: kapitala, energia, mantentze-lanak eta txatarra/geldialdi-denbora. Bakoitza modu ezberdinean kalkulatzen da.

Kapital-kostua makinaren erosketa-prezioa gehi instalazioa, garraioa, prestakuntza eta martxan jartzea da. Servo-prima bi makinen kapital-kostuaren arteko aldea da.

Energiaren kostua 5 urtetan metatutako kWh-a da, tokiko elektrizitate-tarifarekin biderkatuta. Servo-makinaren energia-aurrezkia prentsa konbentzionalaren energiaren eta servo-prentsaren energiaren arteko aldea da aldi berean.

Mantentze-kostua 5 urtetan zehar metatutako piezen eta lanaren zenbatekoa da. Serbo-makinak normalean ponparekin lotutako mantentze-lan txikiagoa, olio-aldaketa maiztasun txikiagoa eta hozkailuaren mantentze-lan txikiagoa izaten ditu. Ohiko makinak motorrean eta ponpan errodamenduen higadura handiagoa eta olio-kontsumo handiagoa izaten ditu.

Txatarra eta geldialdiaren kostua baztertutako piezen balioa eta aurreikusi gabeko geldialdietan galdutako ekoizpenaren balioa da. Serbo-makinak presio-kontrol zorrotzagoa eta txatarra-tasa txikiagoa du; ohiko makinak txatarra-tasa handiagoa du tolerantzia estua duten piezetan, baina ez du desabantailarik tolerantzia lasaia duten piezetan.

Servo-makinaren 5 urteko aurrezpen garbia energia-aurrezkien gehi mantentze-aurrezkien gehi txatarraren/geldialdiaren aurrezkien batura da, servo-prima kenduta. Emaitza positiboa bada, servo-makinak irabazten du. Negatiboa bada, makina konbentzionalak irabazten du 5 urteko horizontean.

Erabaki-esparrua: Zehaztu aurretik egin beharreko bost galdera

Instalazio zehatz baterako, servoaren eta konbentzionalaren arteko erabakia bost galderatara murriztu daiteke.

1. Zein da zikloaren profila?Euste- eta hozte-fase luzeek servoaren alde egiten dute. Ziklo laburrek, fluxu-eskaera handia dutenek, ohiko edo servoaren alde egiten dute, alde txikiarekin.
2. Zein da funtzionamendu-egutegia?Hiru txandako funtzionamendu jarraituak energia aurrezpena areagotzen du. Txanda bakarreko funtzionamenduak, geldialdi luzeekin, aurrezpena gutxitzen du, prentsa egun gehienean itzalita baitago.
3. Zenbat kostatzen da tokiko elektrizitatea?Tarifa altuko merkatuek (Europa, Japonia, Ekialdeko Asiako zati handi bat) bizkortzen dute itzulera. Tarifa baxuko merkatuek (Ekialde Hurbileko eta Ipar Amerikako zenbait tokitan gas natural ugari dagoenean) itzulera moteltzen dute.
4. Zein da piezaren tolerantzia?Tolerantzia estua duten piezek (medikuntza, optika, ontzi jakin batzuk) servo abantaila areagotzen dute hondakin gutxiagorekin. Tolerantzia lasaia duten piezek aurrezkiaren osagai hau neutralizatzen dute.
5. Zein da kapital-murrizketa?Kapital-prima ezin bada arrazoizko tasa batean finantzatu, itzultzeko epea garrantzitsua da, nahiz eta proiektu mailako ekonomia positiboa izan.

250 tonako prentsa tipiko batentzat, 25 segundoko zikloan eta bi txandatan jarraian exekutatzen dena, tarifa moderatuko merkatu batean, amortizazioa 18-36 hilabetekoa da. 100 tonako prentsa batentzat, 12 segundoko zikloan eta txanda bakarrean exekutatzen dena, tarifa baxuko merkatu batean, amortizazioa 4 urte edo gehiagora luzatu daiteke. Vicksproiektuaren itzulketa-orriabost aldagai guztiak barneratzen ditu eta proiektu espezifikoetarako gomendio bat sortzen du.

Maiz egiten diren galderak: Servo vs. injekzio hidrauliko konbentzionala