01. Breve introducción a la industria de la fundición a presión
En la actualidad, la gran mayoría de las máquinas de fundición a presión son máquinas de fundición a presión con transmisión hidráulica, cuya potencia es suministrada por una bomba de aceite accionada por motor. En el proceso de cambio de ciclo de fundición a presión, la máquina de fundición a presión en diferentes procesos necesita diferentes caudales y presiones, por lo que debe depender de válvulas de caudal y de presión para ajustar los diferentes caudales y presiones requeridos por los diferentes procesos. Y cuando el cambio de carga es relativamente grande, debido a que la potencia de salida de la bomba cuantitativa no se puede ajustar, el exceso de energía solo se puede consumir en el deflector, fugas de aceite, aumento de la temperatura del aceite, lo que también agrava el desgaste de varias válvulas y causa alta temperatura del aceite, ruido excesivo del motor y acortamiento de la vida útil mecánica, entre otros fenómenos. Y normalmente, en el diseño, la capacidad del motor es mucho mayor que la necesidad real, lo que genera un fenómeno de "motor de gran potencia", resultando en un gran desperdicio de energía eléctrica. Por lo tanto, es de gran importancia promover la aplicación de convertidores de frecuencia en máquinas de fundición a presión para reducir el desperdicio de energía.
02. Descripción general del principio de funcionamiento del sistema hidráulico de la máquina de fundición a presión
(1) Descripción general del principio de funcionamiento de la máquina de fundición a presión
La máquina de inyección hidráulica es un tipo de equipo típico de servicio periódico, en un ciclo de trabajo completo (procesos) se puede dividir aproximadamente en varias etapas de sujeción, para la inyección, disparo, extracción del núcleo, modo de apertura, dedal, enfriamiento, acumulador, etc., cada etapa es a través de la bomba de aceite que bombea el aceite hidráulico hacia cada mecanismo de transmisión de accionamiento de cilindro a través de una serie de acciones, Cada etapa requiere presiones y caudales diferentes. Para el sistema hidráulico, cada etapa requiere presión, caudal diferente, y la potencia del motor de la bomba de aceite se basa en la asignación de carga máxima en el proceso de operación, y la máquina de fundición a presión de un ciclo de trabajo, solo la carga de trabajo de la etapa de sujeción de alta presión y luego de la etapa de inyección es mayor, las otras etapas de trabajo generalmente son pequeñas, durante el proceso de enfriamiento la carga es casi cero. Para el motor de la bomba de aceite, el proceso de la máquina de fundición a presión es impulsado por cambios en el estado de carga, bomba cuantitativa en el sistema hidráulico, el motor de la bomba de aceite a velocidad constante para proporcionar un flujo constante, y el tamaño requerido de presión y flujo de trabajo depende de la válvula proporcional de presión y la válvula proporcional de flujo para regular, ajustando la apertura de la válvula proporcional de presión o flujo para controlar la presión o el caudal. El exceso de aceite hidráulico regresa a través de la válvula de alivio. Este proceso se denomina cierre por alta presión, y la pérdida de energía que produce suele rondar el 50%.
(2) Descripción general del principio de reforma para el ahorro de energía de la máquina de fundición a presión
Según el principio de funcionamiento de la máquina de fundición a presión, el corte por alta presión supone un desperdicio de energía consumida por el motor de la bomba de aceite. La producción de máquinas de fundición a presión de mi empresa utiliza especialmente esta característica: el convertidor vectorial de corriente, según la demanda del proceso de producción de la máquina de fundición a presión, utiliza un inversor para ajustar la velocidad del motor de la bomba de aceite, de acuerdo con los parámetros de presión o flujo requeridos y el control de sincronización de la señal de retroalimentación de la máquina de fundición a presión, la válvula de flujo proporcional de la máquina de fundición a presión, la válvula de presión proporcional realiza el ajuste automático de la presión y el caudal. El efecto equivale a transformar la bomba cuantitativa en una bomba variable, lo que minimiza el reflujo a través de la válvula de alivio. La salida de la bomba de aceite se ajusta a la presión y el caudal requeridos por toda la máquina, y no se produce pérdida de energía por desbordamiento a alta presión. El convertidor de frecuencia monitoriza la presión y el caudal en cada etapa de funcionamiento mediante señales de retroalimentación y ajusta automáticamente la velocidad del motor de la bomba de aceite. De esta forma, el consumo de energía del motor de la bomba de aceite variará en función de la carga de salida, con el fin de maximizar el ahorro energético, lo que resulta económico y práctico. Muchas fábricas han logrado notables beneficios económicos a través de la transformación.
(3) Consumo de energía de la máquina de fundición a presión
El consumo de energía de la máquina de fundición a presión se muestra principalmente en las siguientes partes:
- Consumo energético de la bomba de aceite del sistema hidráulico
- Consumo de energía eléctrica del calentador
- Consumo de energía de la bomba de agua de refrigeración circulante
En el taller de fundición a presión, suele haber una bomba de agua de refrigeración compartida por varias máquinas de fundición a presión, y el consumo de energía del motor de la bomba de aceite hidráulico representa más del 80% del consumo de energía de toda la máquina de fundición a presión, por lo que reducir su consumo de energía es clave para ahorrar energía en la máquina de fundición a presión.
03. Descripción del proceso de fundición a presión
El sistema de apertura y cierre de moldes de la máquina de fundición a presión requiere menor presión de aceite y el tiempo es menor; Si bien la inyección, la retención de presión y el sistema de refrigeración requerían una mayor presión de aceite y un tiempo más prolongado, generalmente entre el 40% y el 60% de un ciclo de trabajo. La duración de cada etapa está relacionada con la pieza de trabajo; La duración del período intermitente también está relacionada con el procesamiento de la pieza de trabajo, y a veces no puede haber un período intermitente. Si el tornillo de inyección es accionado por un motor de aceite líquido, la presión del aceite del sistema de inyección será mayor. El peso de la pieza procesada por la máquina de fundición a presión varía desde decenas de gramos hasta decenas de miles de gramos. Por lo tanto, las máquinas de fundición a presión tienen tamaños pequeño, mediano y grande, y el tiempo de ciclo para procesar piezas pequeñas de decenas de gramos y piezas grandes de unos pocos kilogramos no es el mismo; es decir, para la misma máquina de fundición a presión, la materia prima de la pieza de trabajo es diferente, y la presión y el tiempo requeridos en cada sección del proceso también deben cambiar.
04. Estimación del beneficio del ahorro energético
(1)Base de evaluación:
Se estima que la eficiencia de uso del motor es del 70%, y la tasa de ahorro eléctrico del motor se estima entre el 35% y el 45%. La potencia total de la transformación es de 22 kW × 5 = 110 kW. El precio unitario de la electricidad es de 0,7 yuanes/kWh. Funciona las 24 horas del día, 30 días al mes, 12 meses al año, y la probabilidad es del 85%. Tasa de ahorro de energía ideal = {1 - (30/50)³} * 100 % = (1 - 0,216) * 100 % = 78,4 %
Según nuestros cálculos, la tasa de ahorro conservadora debería rondar el 45%.
(2) Evaluación de beneficios:
Ahorro de energía diario = potencia del motor × eficiencia del motor × tasa de ahorro de energía × 24 horas × tasa de conmutación = 110 kW × 70 % × 40 % × 24 h × 85 % = 628,3 grados
Ahorro mensual de electricidad = 628,3 × 30 × 0,7 = 13194,7 yuanes
Ahorro anual = 13194,7 × 12 = 158336,4 yuanes
(3) Costo total de la inversión:
Costo total de inversión = potencia del motor × 1,2 veces × precio unitario = 110 kW × 1,2 × 1000 yuanes/KW = 132.000 yuanes
(4) Período de recuperación de la inversión:
Período de recuperación = costo de inversión ÷ ahorro mensual de electricidad = 132000 yuanes ÷ 13194,7 yuanes = octubre
05. Selección de equipos y mantenimiento diario
Se selecciona la serie ABB590PR de convertidores de frecuencia vectorial de corriente de alto rendimiento para que coincida con la potencia del motor de la bomba de aceite principal de la máquina de fundición a presión.
Los componentes internos del inversor son importados, para garantizar la calidad del inversor y su vida útil en condiciones de uso normal.
(1)La vida útil promedio del ventilador de refrigeración del convertidor de frecuencia y del ventilador de refrigeración del gabinete es de 2 años. Preste atención a la limpieza diaria para evitar la obstrucción por polvo.
(2) La vida útil del condensador electrolítico de filtro del convertidor de frecuencia es de 3 a 5 años en condiciones normales de uso. Tenga en cuenta que debe reemplazarse.
(3)El lugar de instalación debe estar lo más alejado posible de la humedad y el polvo, y el polvo de metal está estrictamente prohibido.
06. Efecto después de la transformación
Alto índice de ahorro energético: tras la transformación, la bomba cuantitativa se convierte en una bomba variable de bajo consumo. El sistema hidráulico de la máquina de fundición a presión se ajusta prácticamente a la potencia requerida por toda la máquina. No se produce estrangulamiento por alta presión ni pérdida de energía por desbordamiento, y el índice de ahorro energético puede alcanzar entre el 20 % y el 60 %.
Alta eficiencia: antes de la transformación, el factor de potencia suele ser de 0,5 a 0,8, y después de la transformación puede alcanzar más de 0,96, por lo que puede mejorar significativamente el factor de potencia de la red, reducir la corriente reactiva y, por lo tanto, reducir las pérdidas en la línea. En el caso de los equipos de suministro eléctrico, desempeña un papel importante en el aumento de la capacidad.
Alta fiabilidad: mantiene sin cambios el modo de control original y el circuito de aceite de la máquina de fundición a presión en modo de espera, con alarma oportuna cuando se produce un fallo, con protección contra sobrepresión, sobrecorriente, sobrecarga, sobrecalentamiento, baja presión y cortocircuito a tierra, entre otras, y también protege eficazmente el motor de la bomba de aceite. Adopte el modo de control de funcionamiento con alimentación de red/ahorro de energía; en caso de fallo, la producción no se verá afectada.
Prolonga la vida útil de los componentes mecánicos y mejora el medio ambiente: el arranque suave reduce la vibración durante el arranque y el bloqueo del molde, prolonga la vida útil del equipo y del molde, y reduce el ruido. Mejora el entorno de trabajo, reduce significativamente el calentamiento del sistema, estabiliza la temperatura del aceite y permite ahorrar más del 30% del consumo de agua de refrigeración. Prolongue la vida útil de los componentes de sellado, reduzca el tiempo de inactividad y ahorre muchos costes de mantenimiento.
07. conclusión
El ahorro de electricidad consiste en generar beneficios; la transformación de todo el sistema de ahorro de electricidad busca lograr una inversión con beneficios a largo plazo. La transformación para el ahorro de electricidad, al reducir el consumo eléctrico, también proporciona una excelente protección de seguridad para la máquina de fundición a presión, lo que será beneficioso para proteger el motor y la vida útil de equipos como componentes electrónicos y componentes de conmutación. Además, puede tener el efecto de arranque suave del motor, reducir el costo de inversión en equipos y el costo de mantenimiento, mejorar la eficiencia de la producción empresarial y aumentar los beneficios para la empresa. Mejorar la competitividad de los productos de la empresa en el mercado.
