01. Breve introdução à indústria de fundição sob pressão
Atualmente, a grande maioria das máquinas de fundição sob pressão são máquinas de transmissão hidráulica, cuja potência é fornecida por uma bomba de óleo acionada por motor. Durante as mudanças no ciclo de fundição sob pressão, a máquina de fundição, em diferentes processos, requer diferentes fluxos e pressões, devendo utilizar válvulas de fluxo e pressão para ajustar os fluxos e pressões exigidos por cada processo. E quando a variação de carga é relativamente grande, como a potência de saída da bomba quantitativa não pode ser ajustada, o excesso de energia só pode ser consumido no defletor, causando vazamento de óleo, aumento da temperatura do óleo, o que também agrava o desgaste de várias válvulas e causa alta temperatura do óleo, ruído excessivo do motor e redução da vida útil mecânica, entre outros problemas. E geralmente, no projeto, a capacidade do motor é muito maior do que a necessidade real, ocorrendo um fenômeno de "carro com motor potente", o que resulta em muito desperdício de energia elétrica. Portanto, é de grande importância promover a aplicação de conversores de frequência em máquinas de fundição sob pressão para reduzir o desperdício de energia.
02. Visão geral do princípio do sistema hidráulico da máquina de fundição sob pressão
(1) Visão geral do princípio de funcionamento da máquina de fundição sob pressão
A máquina de injeção hidráulica é um tipo de equipamento típico de operação periódica, cujo ciclo de trabalho completo (processos) pode ser dividido em várias etapas: fechamento, alimentação, injeção, extração do núcleo, abertura, inserção do dedal, resfriamento, acumulação e assim por diante. Cada etapa consiste em uma série de ações em que o óleo hidráulico é bombeado por um motor de bomba de óleo para cada mecanismo de transmissão de acionamento do cilindro. Cada etapa requer pressões e fluxos diferentes. Em um sistema hidráulico, os requisitos de pressão e vazão variam em cada etapa, e a potência do motor da bomba de óleo é calculada com base na alocação de carga máxima durante a operação. Já em uma máquina de fundição sob pressão, apenas as etapas de fechamento em alta pressão e injeção apresentam cargas maiores; as demais etapas geralmente têm cargas menores, sendo que durante o processo de resfriamento a carga é praticamente zero. Para o motor da bomba de óleo, o processo da máquina de fundição sob pressão é acionado por mudanças no estado de carga. A bomba, em um sistema hidráulico, opera em velocidade constante para fornecer um fluxo constante, e a pressão e o fluxo de trabalho necessários são regulados pelas válvulas proporcionais de pressão e de fluxo. Ajustando a abertura dessas válvulas, controla-se a pressão ou a vazão. O excesso de óleo hidráulico retorna através da válvula de alívio. Esse processo é chamado de fechamento de alta pressão, e a perda de energia causada por ele geralmente gira em torno de 50%.
(2) Visão geral do princípio de reforma para economia de energia em máquinas de fundição sob pressão
De acordo com o princípio de funcionamento da máquina de fundição sob pressão, o corte por alta pressão representa um desperdício de energia do motor da bomba de óleo. A produção de máquinas de fundição sob pressão da minha empresa utiliza essa característica específica: o conversor vetorial de corrente, de acordo com as demandas do processo de produção da máquina de fundição, ajusta a velocidade do motor da bomba de óleo por meio de um inversor. A máquina de fundição controla, sincronizando os parâmetros de pressão ou vazão necessários e o sinal de feedback, a válvula proporcional de vazão. A válvula proporcional de pressão realiza o ajuste automático da pressão e da vazão. O efeito é equivalente a transformar a bomba quantitativa em uma bomba variável, o que minimiza o fluxo de refluxo através da válvula de alívio. A saída da bomba de óleo corresponde à pressão e à vazão exigidas por toda a máquina, e não há perda de energia de transbordamento de alta pressão. O conversor de frequência monitora a pressão e a vazão em cada estágio de funcionamento por meio de sinais de feedback e ajusta automaticamente a velocidade do motor da bomba de óleo. Dessa forma, o consumo de energia do motor da bomba de óleo variará de acordo com a carga de saída, maximizando a economia de energia, ou seja, de forma econômica e prática. Muitas fábricas alcançaram benefícios econômicos notáveis por meio da transformação.
(3) Consumo de energia da máquina de fundição sob pressão
O consumo de energia da máquina de fundição sob pressão é demonstrado principalmente nas seguintes partes:
- Consumo de energia da bomba de óleo do sistema hidráulico
- Consumo de energia elétrica do aquecedor
- Consumo de energia da bomba de circulação de água de refrigeração
Em uma oficina de fundição sob pressão, geralmente existe uma bomba de água de refrigeração compartilhada por várias máquinas de fundição, e o consumo de energia do motor da bomba hidráulica representa mais de 80% do consumo total de energia da máquina. Portanto, reduzir seu consumo de energia é fundamental para economizar energia na máquina de fundição sob pressão.
03. Descrição do processo de fundição sob pressão
O sistema de fechamento e abertura do molde em máquinas de fundição sob pressão requer menor pressão de óleo e o tempo é reduzido; Embora a injeção, a retenção de pressão e o sistema de arrefecimento exigissem uma pressão de óleo mais elevada e um tempo mais longo, geralmente de 40% a 60% de um ciclo de trabalho. A duração de cada etapa está relacionada à peça de trabalho; A duração do período intermitente também está relacionada ao processamento da peça, e às vezes pode não haver período intermitente. Se o parafuso injetor for acionado por um motor a óleo líquido, a pressão do óleo no sistema de injeção será maior. O peso da peça processada pela máquina de fundição sob pressão varia de dezenas de gramas a dezenas de milhares de gramas. Portanto, existem máquinas de fundição sob pressão de pequeno, médio e grande porte, e o tempo de ciclo para processar peças pequenas, que pesam dezenas de gramas, e peças grandes, que pesam alguns quilogramas, não é o mesmo. Ou seja, para uma mesma máquina de fundição sob pressão, a matéria-prima da peça varia, assim como a pressão e o tempo necessários em cada etapa do processo.
04. Estimativa dos benefícios da economia de energia
(1)Base de avaliação:
A eficiência de utilização do motor é estimada em 70%, e a taxa de economia de energia elétrica do motor é estimada em 35% a 45%. A potência total da transformação é de 22 kW × 5 = 110 kW. O preço unitário da eletricidade é de 0,7 yuan/kWh. Funciona 24 horas por dia, 30 dias por mês, 12 meses por ano, e a probabilidade é de 85%. Taxa ideal de economia de energia = {1-(30/50)3}*100%=(1-0,216)*100%=78,4%
Segundo nossa estimativa, a taxa de poupança conservadora deve ser de cerca de 45%.
(2) Avaliação de benefícios:
Economia de energia diária = potência do motor × eficiência do motor × taxa de economia de energia × 24 horas × taxa de comutação = 110 kW × 70% × 40% × 24 h × 85% = 628,3 graus
Economia mensal de eletricidade = 628,3 × 30 × 0,7 = 13194,7 yuans
Economia anual = 13194,7 × 12 = 158336,4 yuans
(3) Custo total do investimento:
Custo total do investimento = potência do motor × 1,2 × preço unitário = 110 kW × 1,2 × 1000 yuans/kW = 132.000 yuans
(4) Período de retorno do investimento:
Período de retorno do investimento = custo do investimento ÷ economia mensal de eletricidade = 132.000 yuans ÷ 13.194,7 yuans = outubro
05. Seleção de equipamentos e manutenção diária
O conversor de frequência vetorial de corrente de alto desempenho da série ABB590PR foi selecionado para corresponder à potência do motor da bomba de óleo principal da máquina de fundição sob pressão.
Os componentes internos do inversor são importados, garantindo a qualidade e a vida útil do equipamento em condições normais de uso.
(1)A vida útil média do ventilador de refrigeração do conversor de frequência e do ventilador de refrigeração do gabinete é de 2 anos. Por favor, preste atenção à limpeza diária para evitar o bloqueio de poeira.
(2) A vida útil do capacitor eletrolítico do filtro do conversor de frequência é de 3 a 5 anos em uso normal. Observe que ele precisa ser substituído.
(3)O local de instalação deve estar longe de umidade e poeira, tanto quanto possível, e poeira metálica é estritamente proibida.
06. Efeito após transformação
Alta taxa de economia de energia: após a transformação, a bomba quantitativa é substituída por uma bomba variável de baixo consumo. O sistema hidráulico da máquina de fundição sob pressão atende basicamente à potência necessária para toda a máquina. Não há estrangulamento por alta pressão nem perda de energia por transbordamento, e a taxa de economia de energia pode atingir de 20% a 60%.
Alta eficiência: antes da transformação, o fator de potência geralmente fica entre 0,5 e 0,8, e após a transformação, pode atingir mais de 0,96, melhorando significativamente o fator de potência da rede, reduzindo a corrente reativa e, consequentemente, as perdas na linha. Para equipamentos de fornecimento de energia, desempenha um papel no aumento da capacidade.
Alta confiabilidade: mantém o modo de controle original e o circuito de óleo da máquina de fundição inalterados em modo de espera, com alarme imediato em caso de falha, proteção contra sobrepressão, sobrecorrente, sobrecarga, superaquecimento, subpressão e curto-circuito à massa, além de proteger eficazmente o motor da bomba de óleo. Adote o modo de controle de operação de economia de energia/rede elétrica; caso ocorra uma falha, a produção não será afetada.
Prolongar a vida útil mecânica e melhorar o ambiente: arranque suave para reduzir a vibração do início e do bloqueio do molde, prolongando a vida útil do equipamento e do molde, e reduzindo o ruído. Melhoria do ambiente de trabalho, redução significativa do aquecimento do sistema, temperatura do óleo estável e economia de mais de 30% no consumo de água de refrigeração. Prolongue a vida útil dos componentes de vedação, reduza o tempo de inatividade e economize muitos custos de manutenção.
07. Conclusão
A economia de energia elétrica visa gerar benefícios; a transformação de todo o sistema de economia de energia elétrica busca alcançar um investimento com benefícios a longo prazo. A transformação para economia de energia elétrica, ao reduzir o consumo de eletricidade, também proporciona excelente proteção de segurança para a máquina de fundição sob pressão, protegendo o motor e prolongando a vida útil de componentes eletrônicos e de comutação. Além disso, permite a partida suave do motor, reduzindo custos de investimento e manutenção, aumentando a eficiência da produção da empresa e atendendo às regulamentações. Aumentar a competitividade dos produtos da empresa no mercado.
