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油压机节电节能改造方案

  • 日期:2018-06-25  点击:
  • 第一章 油压机现状介绍
    1.1 原机台配置情况
    贵司现有油压机47台,进行配置,改造前机台具体配置如下: 品牌 吨位
    T 数量
    台 电机功率 电机转速 油泵排量 系统流
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油压机节电<a href=/ target=_blank class=infotextkey>节能改造</a>方案

第一章 油压机现状介绍


1.1 原机台配置情况
贵司现有油压机47台,进行配置,改造前机台具体配置如下:
品牌 吨位
T
数量
电机功率 电机转速 油泵排量 系统流量
(单台)
L/min
油泵
类型
系统压力
Mpa
(kW) (rpm/min) (cm3/rev)
太和 100 四柱 4 22 1470 63YCY14-1B 100/40

25.0
南锻 100 四柱 14 18.5 1470 63YCY14-1B 100/35
150 四柱 1 22 1470 63YCY14-1B 100/40
200 四柱 1 22 1470 63YCY14-1B 100/40
315 四柱 27 22 1470 63YCY14-1B 100/40
1.2油压机变量泵系统工作原理
液压机的工作流程基本是相同,大致可分为十套工序:启动、滑块快速下行、滑块慢速下行、滑块保压延时、滑块泄压延时、滑块回程、顶出活塞顶出、顶出活塞退出、缓冲缸顶出、停止,依次每一道工序都需要用不同的工作压力和流量,除快速下行和顶缸顶出用高压外,其它工序都工作在很小压力下,其压力和流量是靠压力比例阀和流量比例阀来调节,通过调节压力比例阀和流量比例阀的开启度来控制压力和流量大小。

第二章 油压机节能改造方案

油压机主要能源消耗在液压部分。我们的改造立足于这个耗能点,给出节能解决方案:使用伺服系统替换原来的变量泵系统。
2.1改造示意图:2.2 伺服控制系统的节能原理:
液压油泵的用电量占整个液压机用电量的90%以上,所以降低其耗电量是液压机节能的关键。液压机在快速下行、慢时下行、保压、泄压回程、活塞顶出、活塞退回、缓冲缸顶出等阶段所需压力和流量都是变化的,当液压机的油量需求发生变化时,由设在油泵出口的溢流阀来调节负载压力和流量,而电机的输出功率不变,因而造成能量浪费。
压机伺服控制系统,是用伺服电机取代原异步电机,用齿轮泵取代原柱塞泵,另外增加伺服驱动器,构成液压伺服控制系统,油压机伺服控制系统取代了传统的PQ阀控制,对生产所需的压力和流量采用闭环控制,油压机伺服控制系统的结构如下图所示:
如上图:使用电液伺服系统后,伺服驱动器与伺服电机一起,对油压机压力信号形成一个闭环控制,同时由于伺服电机具有快速启停的特点,可以在30毫秒之内启动或停止,因此在压制,冷却等阶段,伺服电机几乎没有电耗。由于伺服节能系统所输出的压力、流量可以闭环控制,所以它的压力重复精度好,而且在低压力下也可以可靠的工作。伺服节能系统所输出的流量是靠数字信号来控制的,有很好的线性和低速可控性,其流量的重复精度也较高。

 

第三章 油压机伺服系统的特点

3.1节能
与传统的定量泵和变量泵系统相比,伺服系统采用了压力、流量双闭环控制,结合了伺服电机快速的无级调速特性和液压油泵的自主调节油压特性,带来巨大的节能潜力,节能率可达20%-80%。而相对于矢量变频系统(自称异步伺服系统)节能20%以上,伺服系统采用的是永磁同步伺服电机,电机本身的效率高达95%,而异步电机的效率只有75%左右。
3.2 高效率
伺服响应速度快,压力上升时间和流量上升时间快至20ms,比异步电机快了将近50倍。提高了液压系统的响应速度,减少了动作的转换时间,加快了整机的运行速度。
采用变相位弱磁控制技术,提高电机转速大至2500RPM,增加油泵的输出量,从而提高了开合模等动作的速度。
3.3 高精度
3.3.1压力控制精度:
高精度,高响应的PID算法模块使系统压力非常稳定,压力波动低于±1bar,提高了产品的成型质量。
3.3.2位置重复精度:
快速的响应速度保证了开、合模精度,闭环速度控制保证了射台位置重复精度高,生产出的产品精度搞,一致性好;克服了普通异步电机定量泵系统由于电网电压、频率等变化带来的转速变化,进而引起流量变化,使产品成品率降低的缺点。
3.4 降耗
3.4.1 降低液压油温:减少冷却水的用量30%以上,某种场合甚至完全不需水冷。
3.4.2 延长设备使用寿命:减轻开、锁模冲击,延长液压油泵、机械和模具使用寿命。
3.4.3 改善工作环境:降低噪音,一般情况下,动作时声音不超过68db。
3.5系统性能之比较
 
全电式
恒速定
量泵式
变频调速
(异步伺服)
变量泵式
同步伺服式
耗能
很低
较低
制品精度
很高
动态响应
很快
较慢
维护成本
售价
很高
略高

第四章 改造部件选型与配置

伺服驱动器选用徕卡塑机专用驱动器,伺服电机选用徕卡同步电机,泵选用SUNNY高压齿轮泵 。
4.1伺服驱动器的特点 :
 
4.1.1采用CANBUS通讯可靠性高,响应速度快,实时性强,操作调试更方便、易用,设计更人性化,设备维护简单方便。4.1.2通过CANBUS通讯,可方便实现单机多泵并联、合流分流控制。
1)、同一机组可同时实现“多泵合流/同步”控制→智能控制。
2)、通讯参数调试简便→只需设定主/从泵。
3)、油压响应调试简便→只需调整主机油压响应参数。
4)、连锁报警→主机显示报警基站。
5)、保压控制智能切断从机动作。
4.1.3 内置高精度、高响应PID算法模块,实现泵压力精确控制。
1)、压力控制更稳定,波动更小。
2)、降低油泵、电机以及液压油温升,延长整机使用寿命。
3)、进一步降低能耗。
4.1.4温度过热检测,具备传感器电源短路保护功能,保证机器的安全运行。
4.1.5高可靠性,故障率小于千分之五。
4.1.6内置直流电抗器,有效保证整机稳定运行。
4.2伺服电机特点:4.2.1 采用ANSOFT软件进行仿真设计,电磁性能优越;
4.2.2采用高性能的钕铁硼励磁,铁损铜损小,效率高,发热更小;
4.2.3在很宽的速度和负载范围内都能保持较高的输出效率;
4.2.4丰富的容量规格以及额定转速可选;
4.2.5采用坚固耐用的旋转变压器做为速度反馈元件,适应注塑机、压铸机高温、震动、油污环境下长期使用;
4.2.6内置电机过热保护使用热敏电阻,可对电机进行有效的过热保护。
4.3伺服油泵:
油泵选择海特克高压双联齿轮泵,其高压伺服专用齿轮泵泵具有如下特点:
4.3.1显著的齿轮泵性能可靠,正运行于数万台机器上。
4.3.2高压力:额定压力大排量连续压力23.0Mpa,小排量连续压力30.0 Mpa。4.3.3高转速:大排量转速0~2700转,小排量转速0~3000转。
4.3.4适用介子范围广:石油基抗磨液压油、石油基液压油 (非抗磨)
4.3.5使用寿命长、总效率高 、整体效率高 、流量及压力波动极小 、噪音低 、结构紧凑 、重量轻 、速度范围广 、吸油特性佳 、粘度范围广 、维护简单。
4.4伺服改造系统元件配置表:
品牌 吨位 数量
(台)
电机型号
(KW)
驱动型号
(KW)
油泵型号
(CC)
流量
L/min
伺服系统
型号
太和 100 四柱 4 ISMG1-30D15CD-R1A1FA/30kw IS580T050-R1-Y/30kw HG11-40-20-01R-VPC 100/40 LK-YY25120*47
南段 100 四柱 14
150 四柱 1
200 四柱 1
315 四柱 27
备注 徕卡专用伺服电机和专用伺服驱动器。
 

第五章 改造工程的时间

在双方签定改造合同的60个工作日内徕卡节能开始进厂实施改造,单台伺服系统改造及维修保养在4天内可完成。或在签定改造合同后由双方协商具体进厂与完成时间。

第六章 服务条款

6.1苏州徕卡节能电气技术有限公司方在接到买方传真的报修通知单后2小时之内提供解决方案;如确认需要派员时,必须在24小时到达现场。
6.2改造后,改造方对设备提供终身有偿技术和维修服务和以优惠价格提供备品备件。(对系统、软件等终身免费维护)
6.3徕卡方提供易损备件(散热风扇、继电器)于贵司,以备急需更换。
6.4以上不包括人为损坏,自然灾害、战争及不可抗力因素。

第七章 设备的安全性

针对设备的安全性,徕卡承诺达到如下细则标准:
7.1设备改造应具有高度安全、不能存在安全漏洞;要求在设备的危险位置(机械啮合处、旋转处、运动处等可能涉及人身安全的位置)安装可靠的防护装置,贴有明显的警示标识,同时要求在说明书上标识;如由于改造方改造等缺陷所造成的安全事故,由徕卡负责由此所产生的相关费用及责任。
7.2设备应具有防错、防呆设计,防止误操作所引起的生产、质量、安全事故。
7.3设备电机转向应标识清楚,在裸露的传动部位须加上防护罩等保护装置。
7.4管道走向应规范、合理,色彩须符合国家的相关标准,并有清晰的文字标识及流向标识,禁止杂乱交叉。
7.5设备仪表盘符合相关行业标准、国家标准,盘面应有区域颜色区别危险、正常、异常(红色代表危险区域、黄色代表异常区域、绿色代表正常区域)。
7.6噪音排放应符合相关的行业标准及国家标准。

工业节能,致力于打造专业的工业节能产品平台,不断提升产品范围与技术能力,有效降低企业能耗,节电率30%-80%,促进国家节能环保事业发展。

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