減少機床待機時間以改善設(shè)備能源效益
由于能源成本日益加大宪郑,因此機床的能源消耗越來越引起人們的注意梧部。但是沒有人能意識到如何通過采用現(xiàn)有的工藝技術(shù)庆牵,來挖掘出節(jié)省能源的潛力橡收。實際上,只要在設(shè)備上使用測量技術(shù)遏填,即可實現(xiàn)這種改觀配评。諸如通過加設(shè)和關(guān)閉防護門,能源效益即可得到顯著的改善氛赞。
迄今為止再拴,設(shè)備的外圍裝備和輔助設(shè)施一直是工業(yè)領(lǐng)域在提高能源效益方面所采取的最優(yōu)化改造措施的主要對象。屬于此方面的諸如廠房的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備赔癌、照明設(shè)施和電機驅(qū)動系統(tǒng)(如空壓機诞外、壓縮機、泵和通風(fēng)設(shè)備等)届榄。雖然人們非常清楚高效節(jié)能措施可以極大降低設(shè)備的運行費用浅乔,但是,高效的節(jié)能措施的普及工作還是步履蹣跚铝条。
目前靖苇,生產(chǎn)設(shè)備尤其是切削機床,其能源消耗在對節(jié)能潛力的探究上仍得不到足夠的重視班缰。近期贤壁,切削機床的用戶發(fā)現(xiàn)其加工設(shè)備的耗電量在持續(xù)增加,并開始通過效率測定的方式來對電耗進行評定埠忘。機床制造廠家在近幾年里也意識到了這個問題的緊迫性脾拆,經(jīng)常會從客戶那里了解這方面的意見。
能源消耗與加工節(jié)奏緊密相關(guān)
對于德國范圍內(nèi)安裝使用的所有機床設(shè)備的整體能耗來說莹妒,由于目前還缺少完整的數(shù)據(jù)資料名船,因此尚無法得出可靠的論述。但是從中可以看出,無論是一個企業(yè)的單臺設(shè)備的能耗返乏,還是全部設(shè)備在不同加工方式上的能耗框抽,都顯得非常重要。對使用壽命周期的分析結(jié)果表明香诽,一臺中等規(guī)格的加工中心依據(jù)不同的使用條件绵扇,其電能開支每年可以達到8800歐元,占到整個運行費用的20%庐丁。在現(xiàn)代化的加工中心和自動車床以及后續(xù)項目的年耗電量的基礎(chǔ)上仓煌,不同加工場合的能耗可以高達45000kW·h。
根據(jù)不同的加工方式榨凭,能源消耗量可以被分配到各個加工時間段和設(shè)備的待機時間里熔徊。在三班作業(yè)的模式下,批量加工作業(yè)的耗電量明顯地占到97%以上郑迅;而在單件加工作業(yè)中穷抹,待機時間的電耗最多可以占到年能耗的43%。從所示的結(jié)果上梳附,可以推導(dǎo)出采取有效優(yōu)化措施的策略获印。
針對批量加工作業(yè),提高單個工件的能源效率街州,這種做法是富有成效的兼丰;而單件加工的節(jié)能潛力,則可以通過選擇性地連續(xù)切斷設(shè)備相關(guān)部件電源的做法來實現(xiàn)唆缴。對于兩班作業(yè)鳍征,可以采取諸如在空班時關(guān)閉工作門的措施,由此可以節(jié)省高達14%的能源費用面徽。例如在檢查設(shè)備時艳丛,有些部件如液壓、照明或液壓與主軸的通風(fēng)裝置即可自動關(guān)閉一段時間趟紊,這也是上述的一種情況氮双。
關(guān)閉工作門可以節(jié)省14%的能耗
哪些部件會導(dǎo)致哪部分能耗,這又要取決于加工類型霎匈、設(shè)備配置戴差、加工任務(wù)和做選擇的元件等因素。各元件的節(jié)能潛力各不相同铛嘱。
在現(xiàn)代化自動車床上所做的能源測量的例子中暖释,所示為較小切削力加工時的三班批量加工作業(yè)的情況。此時15000kW·h液壓馬達所占的比例最大波烘。其主要原因在于所制造的液壓泵直接由電網(wǎng)驅(qū)動在摔,因此可以獲得穩(wěn)定的4kW功耗骏疆。工藝流程所需的實際功率由一個機械節(jié)流閥進行控制,過多和未被利用的油品會以循環(huán)的方式唤吐,返回到油箱里魁嚼。假設(shè)液壓系統(tǒng)只占用30%的加工時間,那么通過采用轉(zhuǎn)速可調(diào)的液壓機組肮顾,最多可達到10000kW·h /年的節(jié)能目標。在此例中渗骆,居于第二位的才是由兩個主軸電機和為數(shù)眾多的進給及旋轉(zhuǎn)電機組成的(包括工作電子裝置在內(nèi))整體驅(qū)動系統(tǒng)针蜀,其功耗將近達到13000kW·h。這些元件的效率很高硝逐,因此節(jié)能的關(guān)鍵是在于一個與流程相匹配的尺寸定義上捷仓。在所觀察的例子中,驅(qū)動裝置的負荷處于一個不理想的耗能載荷范圍足蹋。通過最佳的尺寸設(shè)定图云,可以在較低的購置成本的基礎(chǔ)上,也使電機和電子裝置達到較好的效率邻邮。當然竣况,如果部件的范圍很寬,設(shè)備的加工靈活性自然會受到制約筒严。在整體能耗中占有重要分量的另一個因素便是KSS(冷卻潤滑劑)泵和主軸與電控柜的風(fēng)扇丹泉。這里也可以通過采用實際需要的元件,來實現(xiàn)未被利用的節(jié)約潛能鸭蛙。
上述結(jié)論表明摹恨,通過對各個元件能耗的測試,可以得出對整體設(shè)備的效率和節(jié)約潛力的有說服力的證明娶视。持續(xù)使用現(xiàn)有的高效技術(shù)晒哄,也可以實現(xiàn)顯著降低機床運行費用的目的。對此肪获,在新設(shè)備的采購決策過程中寝凌,需要解決節(jié)能意識不強和對設(shè)備壽命循環(huán)費用認識不足的問題。
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