ABT servo mentiniai siurbliai, palyginti su įprastais fiksuoto tūrio siurbliais – energijos taupymas liejimo ir sunkiosios pramonės srityse

Hidraulinė energija sudaro 30–70 % viso energijos suvartojimo liejimo mašinose, hidrauliniuose presuose ir sunkiojoje pramonės įrangoje. Pasirinkimas tarp servo varomų kintamo tūrio mentinių siurblių ir įprastų fiksuoto tūrio mentinių siurblių yra pats svarbiausias sprendimas siekiant sumažinti energijos sąnaudas ir pagerinti mašinų efektyvumą. ABT servo mentinių siurblių sistemos yra naujausios kartos energiją taupanti hidraulinė technologija, kurioje servo variklis sujungtas su didelio efektyvumo mentiniu siurbliu, kad bet kuriuo metu būtų tiekiamas tik toks srautas ir slėgis, kokio reikalaujama taikymo srityje. Įprasti fiksuoto tūrio siurbliai, priešingai, tiekia pastovų srautą, nepriklausomai nuo poreikio, eikvodami energiją per apeinamąjį ir apsauginį sluoksnį. Šiame straipsnyje pateikiamas techninis ir komercinis ABT servo mentinių siurblių ir įprastų fiksuoto tūrio siurblių, skirtų liejimo įpurškimui ir sunkiosios pramonės reikmėms, palyginimas.

1. Kaip veikia ABT servo mentelinių siurblių sistemos

Nuolatinio magneto sinchroninis servo variklis (PMSM), esantis ABT sistemos centre, turi keletą pranašumų, palyginti su asinchroniniais varikliais. PMSM efektyvumas visame veikimo diapazone siekia 92–96 %, palyginti su 85–90 % asinchroninių variklių. Jie taip pat pasižymi didesniu sukimo momento tankiu, o tai reiškia, kad mažesnis variklis gali pasiekti tokį patį sukimo momentą kaip ir didesnis asinchroninis variklis – tai vietos taupymo pranašumas mašinų konstrukcijoje.

Servo pavara naudoja uždaros grandinės valdymą su enkoderio grįžtamuoju ryšiu, kad palaikytų tikslų variklio greitį ir padėtį. Pavara gauna tikslinio slėgio arba srauto signalą iš mašinos valdiklio, apskaičiuoja reikiamą variklio greitį ir atitinkamai sureguliuoja PWM išvestį į variklio apvijas. Reakcijos laikas nuo signalo iki pilno srauto paprastai yra mažesnis nei 50 milisekundžių, tai yra žymiai greičiau nei proporcinio vožtuvo atsakas įprastose hidraulinėse sistemose.

ABT servo mentinio siurblio sistemą sudaro trys komponentai: nuolatinio magneto sinchroninis servovariklis, servo pavara (valdiklis) ir didelio efektyvumo subalansuotas mentinis siurblys. Servo pavara realiuoju laiku reguliuoja variklio greitį pagal hidraulinės sistemos slėgio ir srauto poreikio signalus.

Kai liejimo mašinos hidraulinė sistema yra budėjimo režime (tarp ciklų), servovariklis sulėtina apsukas beveik iki nulio, sunaudodamas mažiau nei 1 % nominalios galios. Įpurškimo fazės metu variklis greitėja, kad būtų užtikrintas visas srautas. Toks pagal poreikį pritaikytas veikimas pašalina nuolatinį energijos švaistymą, būdingą fiksuoto tūrio siurblių sistemoms.

„Vicks Hydraulic“ ABT servo sistematipinėse liejimo formose sutaupo 30–70 % energijos, palyginti su įprastomis fiksuoto tūrio sistemomis.

2. Įprasti fiksuoto tūrio siurbliai: paprasti, bet neefektyvūs

Fiksuoto tūrio siurblių sistemų efektyvumo nuostoliai apskaičiuojami pagal naudingos hidraulinės galios ir įeinančios elektros energijos santykį. Tipinės liejimo mašinos su 30 kW fiksuoto tūrio siurbliu vidutinės energijos sąnaudos per visą liejimo ciklą yra maždaug 75–85 % vardinės variklio galios, nors faktinis hidraulinės galios poreikis vidutiniškai sudaro tik 30–50 % siurblio vardinės galios.

Perteklinė energija išsklaidoma kaip šiluma hidraulinėje alyvoje, todėl alyvos temperatūra pakyla 15–25 °C aukščiau aplinkos temperatūros. Ši šiluminė apkrova reikalauja alyvos aušintuvo, kurio dydis leidžia 50–70 % siurblio vardinės galios atiduoti kaip šilumą. Šilumokaičio, aušinimo vandens arba oro cirkuliacijos ir elektros energijos, reikalingos aušinimo ventiliatoriams arba siurbliams valdyti, kaina žymiai padidina bendras sistemos eksploatavimo išlaidas.

Įprasti fiksuoto tūrio mentiniai siurbliai (arba krumpliaratiniai siurbliai) tiekia pastovų hidraulinio skysčio kiekį per apsisukimą, nepriklausomai nuo sistemos poreikio. Kai mašinai reikia mažesnio srauto nei tiekia siurblys, skysčio perteklius nukreipiamas per slėgio mažinimo vožtuvą ir grąžinamas į baką kaip šiluma.

Šis neefektyvumas turi keletą pasekmių: (1) didesnis elektros energijos suvartojimas (siurblys nuolat veikia visu greičiu), (2) padidėjusi alyvos temperatūra, dėl kurios reikia didesnių šilumokaičių, (3) pagreitėjęs alyvos degradavimas dėl terminio įtempio ir (4) trumpesnis sandariklio bei komponentų tarnavimo laikas.

Nepaisant šių trūkumų, fiksuoto tūrio siurbliai išlieka populiarūs dėl mažos pradinės kainos, paprastos konstrukcijos ir lengvos priežiūros.

3. Energijos taupymo palyginimas: kiekybiniai rezultatai

3.1 Realaus pasaulio energijos taupymo duomenys

2024 m. atliktame 15 liejimo mašinų (30–450 tonų prispaudimo jėga), kuriose fiksuoto tūrio siurbliai buvo pakeisti ABT servo mentelinių siurblių sistemomis, lauko tyrime užfiksuotas vidutinis 52 % energijos sutaupymas. Sutaupymas svyravo nuo 35 % mašinoms su trumpu ciklo laiku ir dideliu hidrauliniu poreikiu iki 68 % mašinoms su ilgu aušinimo laiku ir mažu energijos suvartojimu budėjimo režimu.

Tyrime taip pat užfiksuota antrinė nauda: alyvos temperatūra sumažėjo vidutiniškai 12 °C, alyvos keitimo intervalai pailgėjo 60 % (nuo 4 000 iki 6 400 darbo valandų), o aušinimo vandens suvartojimas sumažėjo 55 %. Šios antrinės santaupos, be tiesioginio energijos taupymo, prie bendro sąnaudų sumažėjimo pridėjo dar 15–20 %. Vidutinis visų 15 mašinų atsipirkimo laikotarpis buvo 14 mėnesių.

Parametras	ABT servo mentinis siurblys	Fiksuoto tūrio siurblys
Energijos suvartojimas (tipinis įpurškimo ciklas)	30–50 % nominalios vertės	100 % nepertraukiamas
Budėjimo režimo maitinimas	<1 % nominalios vertės	100 % nominalios vertės
Alyvos temperatūros kilimas	Žema (5–10 °C)	Aukšta (15–25 °C)
Triukšmo lygis	60–75 dB(A)	75–85 dB(A)
Sistemos atsako laikas	<50 ms	100–200 ms
Metinės energijos sąnaudos (40 t mašina, 6 000 val.)	3 000–5 000 USD	8 000–15 000 USD

 

4. Konkrečios taikymo sritys, susijusios su liejimu liejant

Liejimo procese hidraulinės sistemos poreikis labai skiriasi viso liejimo ciklo metu: didelis srautas įpurškimo metu, vidutinis srautas sulaikymo metu, mažas srautas aušinimo metu ir beveik nulinis srautas atidarant formą ir išmetant detales. Tai idealus atvejis, kai naudojama servo siurblių technologija.

Papildomi liejimo mašinų privalumai:

• Sumažintas aušinimo vandens suvartojimas (reikia mažiau šilumos).

• Pagerintas šūvio svorio pastovumas (greitesnė slėgio reakcija).

• Mažesnis hidraulinės alyvos tūris (mažesnis bakas, mažesnės alyvos sąnaudos).

Liejimo staklėms, veikiančioms visą parą, fiksuoto tūrio siurblių grąžos laikotarpis paprastai yra 12–18 mėnesių.

5. Sunkiosios pramonės pritaikymas: daugiau nei liejimas įpurškimu

5.1 Taikymo vadovas skirtingiems pramonės sektoriams

Hidraulinio preso atveju servo siurblys tiekia srautą pagal poreikį greitojo priartėjimo fazėje, sumažina jį iki palaikomojo srauto presavimo fazėje ir sumažina jį iki budėjimo režimo detalės išėmimo metu. Šis pagal poreikį pritaikytas veikimas sumažina energijos suvartojimą 50–70 %, palyginti su fiksuoto tūrio sistemomis, ir pagerina proceso valdymą dėl greitesnio slėgio atsako.

Liejimo staklėse hidraulinė sistema įpurškimo metu veikia trumpais, didelio intensyvumo pliūpsniais, po kurių aušinimo ir ištraukimo metu seka ilgi mažo intensyvumo laikotarpiai. Servo siurblio technologija užtikrina didelį įpurškimui reikalingą srautą, tuo pačiu sumažindama budėjimo režimo suvartojimą beveik iki nulio tarp ciklų. Pūtimo formavimo mašinose servo siurblys užtikrina tikslų slėgio valdymą ruošinių programavimui, pagerindamas sienelių storio nuoseklumą ir sumažindamas medžiagų sunaudojimą 5–10 %.

Nors pagrindinė taikymo sritis yra liejimas įpurškimu, ABT servo mentelinių siurblių technologija suteikia didelę naudą ir kitose sunkiosiose pramonės šakose: hidrauliniuose presuose (lakštinio metalo formavimas, kalimas), liejimo mašinose, pūtimo formavimo mašinose ir pramoniniuose bandymų stenduose.

Šioms reikmėms pagrindinis privalumas yra tikslus slėgio ir srauto valdymas bet kuriame darbo ciklo taške. „Vicks Hydraulic“mentelinių siurblių asortimentasApima iki 35 MPa slėgį ir srautą nuo 10 iki 200 l/min. su integruotu servovarikliu.

„Vicks“ servo sistemų sprendimaiįtraukti individualų pritaikymą konkretiems mašinų tipams ir valdymo reikalavimams.

6. ABT servo siurblių sistemų tiekimas iš Kinijos

Kinijos gamintojai, kaip ir„Vicks Hydraulic“ (vickshydraulic.com)sukūrė konkurencingus servo siurblių sistemų sprendimus, turinčius tarptautinius sertifikatus (CE, CCS, DNV, ABS, BV). Įkurta 2007 m., o metinis metinis pajėgumas viršija 80 000 mentinių siurblių, „Vicks“ yra vadovaujantis padalinys, atliekantis mentinių siurblių technologijų pramonės standartų peržiūras Kinijoje.

Tiesioginės gamyklinės kainos paprastai siūlo 30–50 % nuolaidą, palyginti su Europos ar Japonijos atitikmenimis, o standartinių konfigūracijų įvykdymo laikas yra 30–60 dienų, o techninė pagalba teikiama viso integravimo proceso metu.

Naršykite „Vicks“ hidraulinius gaminiusNorėdami gauti išsamias produkto specifikacijas ir techninius duomenų lapus, žr.

Perėjimas nuo įprastų fiksuoto tūrio siurblių prie ABT servo mentelinių siurblių sistemų yra viena iš didžiausią investicijų grąžą užtikrinančių investicijų, prieinamų liejimo įpurškimo ir sunkiosios pramonės operatoriams. Įprastas atsipirkimo laikotarpis yra 12–18 mėnesių, o hidraulinių komponentų tarnavimo laikas pailgėja 60 % ar daugiau, todėl servo siurblių konversijos verslo planas yra įtikinamas įvairiems mašinų dydžiams ir pritaikymams.

„Vicks Hydraulic“ ABT servo sistemagalima naudoti su staklėmis, kurių prispaudimo jėga yra nuo 30 iki 800 tonų. Norėdami gauti energijos taupymo įvertinimą ir konversijos kainos pasiūlymą savo liejimo ar pramoninei hidraulinei įrangai, susisiekite su „Demi Ge“ komanda.

7. Servo siurblių konversijos įgyvendinimo planas

Įrenginiams, svarstantiems galimybę pereiti nuo fiksuoto tūrio prie ABT servo mentelinių siurblių sistemų, rekomenduojamas diegimo metodas yra etapinis diegimas: (1) visos hidraulinės įrangos energetinis auditas, siekiant nustatyti geriausius konversijos variantus pagal darbo valandas ir energijos suvartojimą, (2) vienos ar dviejų mašinų bandomasis konversija atliekant išsamius matavimus prieš ir po, (3) bandomųjų rezultatų įvertinimas ir konversijos plano koregavimas ir (4) visiškas diegimas visoje įmonėje su prioritetiniu planavimu.

Kiekvienas konversijos etapas paprastai trunka 2–3 dienas, nes reikia išmontuoti seną įrangą, sumontuoti servo variklį ir pavarą, integruoti su mašinos valdikliu, paleisti ir suderinti. Bendra vienos mašinos kaina svyruoja nuo 3 000 iki 8 000 USD mažoms ir vidutinėms mašinoms (30–150 tonų) iki 8 000–20 000 USD didelėms mašinoms (200–800 tonų).

„Vicks Hydraulic“teikia išsamius konversijos paketus, įskaitant servo variklį, pavarą, hidraulinį siurblį ir integravimo paslaugas. Susisiekite su „Demi Ge“ komanda, kad suplanuotumėte energijos auditą ir konversijos kainos pasiūlymą savo objektui.

Tarptautinių pirkėjų pirkimų kontrolinis sąrašas

Kurdami šios produktų kategorijos tiekimo strategiją, tarptautiniai pirkėjai turėtų laikytis struktūrizuoto vertinimo proceso. Pradėkite nuo techninių specifikacijų, atitinkančių jūsų tikslinės rinkos reikalavimus, apibrėžimo, įskaitant matmenų tolerancijas, medžiagų rūšis, paviršiaus apdailos reikalavimus ir sertifikavimo standartus. Pradinis specifikacijų dokumentas yra tiekėjų bendravimo ir kainų palyginimo pagrindas.

Tiekėjų kvalifikacijos procesas turėtų apimti: (1) gamintojo kokybės vadybos sistemos sertifikavimo peržiūrą (bent ISO 9001:2015), (2) jūsų tikslinei rinkai taikomų konkretaus produkto sertifikatų patikrinimą, (3) klientų rekomendacijų ir eksporto į jūsų regioną istorijos peržiūrą, (4) komunikacijos reagavimo ir techninės pagalbos galimybių vertinimą ir (5) pavyzdžių užklausą bei matmenų ir medžiagų patikrinimą.

Derantis dėl kainos, reikėtų atsižvelgti į bendras eksploatavimo išlaidas, o ne tik į vieneto kainą. Įtraukite: siuntimo išlaidas (jūrų arba oro transportu), importo muitus ir mokesčius paskirties šalyje, sertifikavimo ir bandymų išlaidas, kokybės patikros išlaidas, atsarginių dalių ir garantinio aptarnavimo išlaidas. Tiekėjas, kurio vieneto kaina yra didesnė, bet kokybė yra pastovesnė ir pristatymas vyksta laiku, gali pasiūlyti mažesnes bendras eksploatavimo išlaidas nei pigesnė alternatyva, pasižyminti didesniu defektų skaičiumi ir pristatymo kintamumu.

Sudarykite kokybės sutartį, kurioje būtų apibrėžta: (1) priimtinas kokybės lygis (AQL) kritiniams, dideliems ir nedideliems defektams, (2) kiekvienos gamybos partijos tikrinimo ir bandymo reikalavimai, (3) mėginių ėmimo planas ir dažnumas, (4) neatitikčių tvarkymo procedūros ir taisomųjų veiksmų terminai bei (5) garantijos sąlygos. Rašytinė kokybės sutartis, suderinta su ISO 9001 principais, sumažina kokybės ginčų riziką gamybos ir pristatymo metu.

Pirkėjams, kurie dar tik pradeda tiekti produkciją iš Kinijos, rekomenduojama pradėti nuo bandomojo užsakymo, kuris sudarytų 10–20 % metinio planuojamo kiekio. Bandomasis užsakymas suteikia praktinės patirties su tiekėjo komunikacijos, gamybos ir logistikos procesais, nepatiriant pirkėjui per didelės atsargų rizikos. Naudokite bandomąjį užsakymą, kad užmegztumėte darbinius santykius ir nustatytumėte visus reikalingus proceso patobulinimus prieš pereinant prie pilno gamybos kiekio užsakymų.

„Vicks Hydraulic“ techninės pagalbos paslaugos apima energijos auditus vietoje, sistemos projektavimo peržiūrą, montavimo priežiūrą ir paleidimo palaikymą. Liejimo mašinų gamintojams, konvertuojantiems kelias mašinas į servo siurblių technologiją, „Vicks“ siūlo didmenines kainas ir prioritetinį gamybos planavimą. Susisiekite su „Demi Ge“ komanda, kad suplanuotumėte patalpų įvertinimą ir aptartumėte savo konversijos programos reikalavimus.

Regioniniai energijos vartojimo efektyvumo standartai ir hidraulinių sistemų reglamentai

Tarptautiniai pirkėjai, ieškantys produktų iš Kinijos, turi atsižvelgti į konkrečius savo tikslinio regiono reguliavimo ir rinkos reikalavimus. Kiekviena pagrindinė rinka turi skirtingus standartus, sertifikavimo reikalavimus ir atitikties lūkesčius, kurie turi įtakos produkto specifikacijai ir tiekėjų kvalifikacijos procesams.

Šiaurės Amerikos rinkoje (Jungtinėse Amerikos Valstijose ir Kanadoje) reikalaujama atitikti konkrečius UL, CSA ir ANSI administruojamus saugos standartus. Šioje rinkoje parduodami produktai turi turėti nacionaliniu mastu pripažintų bandymų laboratorijų (NRTL), tokių kaip UL, Intertek (ETL) arba CSA, sertifikavimo ženklus. Sertifikavimo procesas apima produktų bandymus, gamyklos patikrinimus ir tolesnes patikros paslaugas, siekiant patikrinti nuolatinę atitiktį reikalavimams.

Europos rinka veikia pagal CE ženklinimo reikalavimus, apimančius kiekvienai gaminių kategorijai taikomas ES direktyvas ir standartus. Gamintojas arba importuotojas privalo išduoti atitikties deklaraciją ir tvarkyti techninius dokumentus, įrodančius atitiktį reikalavimams. Tam tikroms gaminių kategorijoms ir aukštesnės rizikos klasifikacijoms reikalingas notifikuotosios įstaigos dalyvavimas.

Azijos ir Ramiojo vandenyno regiono rinkai būdingas suskaidytas reguliavimo kraštovaizdis su konkrečioms šalims skirtais reikalavimais. Kinija tam tikriems gaminiams reikalauja CCC (Kinijos privalomojo sertifikavimo), Japonija – PSE ženklinimo elektros gaminiams, Korėja – KC sertifikavimo, o Australija – RCM ženklinimo, kad būtų užtikrinta atitiktis elektros ir EMC reikalavimams.

Pirkėjams, perkantiems produktus iš Kinijos gamintojų, bendradarbiavimas su tiekėju, turinčiu patirties kelių rinkų sertifikavimo srityje, suteikia didelių pranašumų. Gamintojas, kuris jau yra įvaldęs sertifikavimo procesus pagrindinėse rinkose, gali pritaikyti šią patirtį kurdamas naujus produktus, sutrumpindamas sertifikavimo laiką ir išvengdamas įprastų atitikties spąstų. Paprašykite tiekėjo pateikti dokumentus apie esamus panašių produktų sertifikatus, įrodančius jų atitikties reikalavimams galimybes.

Be atitikties reglamentams, regioninės rinkos reikalavimai taip pat apima: (1) kiekvienai rinkai būdingus pakavimo ir ženklinimo reikalavimus, (2) muitinės formalumų ir rinkos priežiūros dokumentų reikalavimus, (3) naudojimo vadovų ir saugos instrukcijų kalbos reikalavimus ir (4) garantinio aptarnavimo bei atsarginių dalių prieinamumo reikalavimus. Įtraukite visus šiuos elementus į savo tiekimo strategiją ir tiekėjų atrankos kriterijus.

Pramoninės hidraulikos rinka ryžtingai juda link energiją taupančių sprendimų, kuriuos skatina didėjančios elektros energijos kainos ir įmonių įsipareigojimai tvarumui. ABT servo mentelinių siurblių technologija atspindi dabartinį energijos taupymo hidraulinių sistemų lygį, o nuolatiniai variklių ir pavarų technologijų tobulinimai ir toliau gerins efektyvumą ir mažins sąnaudas.

Prognozuojama, kad pasaulinė pramoninės hidraulikos rinka iki 2030 m. augs 3,5 % metiniu sudėtiniu augimo tempu, o energiją taupančios hidraulinės sistemos bus sparčiausiai augantis segmentas. ABT servo mentelinių siurblių technologija yra šios augimo tendencijos priešakyje, siūlydama išmatuojamą energijos taupymą ir greitą atsipirkimo laikotarpį, atitinkantį įmonės tvarumo tikslus.