Siemens VFD í málmsmíði og stimplun: Svifhjóladrif, samhæfing kúplings/hemla og orkugeymsla

Málmsmíði og stimplun eru erfið störf sem þurfa nákvæma stjórn og mikið afl. Í mörg ár hafa verksmiðjur leitað leiða til að gera þessi ferli skilvirkari, áreiðanlegri og -hagkvæmari. Sláðu inn Siemens VFD (variable frequency drives), leikja-breytirinn í iðnaðar mótorstýringu. Þessi snjalltæki frá Siemens eru að umbreyta málmmyndunaraðgerðum um allan heim með því að fínstilla svifhjóladrif, bæta samhæfingu kúplingar/hemla og gera háþróaðar orkugeymslulausnir. Í þessu bloggi munum við kanna hvernig Siemens VFD tækni skilar mælanlegum ávinningi í málmsmíði og stimplunaraðgerðum, með raunverulegum-heimsgögnum og hagnýtum forritum.

Af hverju Siemens VFDs skipta máli í málmsmíði og stimplun

Málmsmíði og stimplunarvélar þurfa að takast á við mikla krafta-oft þúsundir tonna-samhliða því að halda nákvæmri stjórn á hraða og staðsetningu. Hefðbundin föst-hraðakerfi eyða orku, skapa vélrænt álag og takmarka sveigjanleika í rekstri. Siemens VFD tækni leysir þessar áskoranir með því að:

• Aðlögun mótorhraða til að passa nákvæmlega ferli kröfur
• Draga úr orkunotkun um allt að 70% samanborið við föst-hraðakerfi
• Lengja líftíma búnaðar með því að lágmarka vélrænt álag við gangsetningu
• Gerir nákvæma samhæfingu milli vélarhluta eins og svifhjóla, kúplingar og bremsur kleift

Siemens VFD módel eins og SINAMICS S150 og SINAMICS PERFECT HARMONY eru sérstaklega hönnuð fyrir þunga-þunga notkun og veita áreiðanlega afköst jafnvel í erfiðustu iðnaðarumhverfi. Þessir drif geta séð um aflmagn frá litlum 0,05 kW mótorum upp í gríðarstór 85 MW kerfi, sem gerir þau hentug fyrir allt frá litlum stimplunarpressum til stórra smíðahamra.

Siemens VFD fyrir svifhjóladrif í málmmótun

Svifhjól eru nauðsynleg í málmsmíði og stimplun, geyma hreyfiorku til að skila miklum krafti sem þarf til mótunaraðgerða. Hins vegar hafa hefðbundin svifhjólakerfi takmarkanir: þau eru óhagkvæm, erfitt að stjórna þeim og valda toppa aflþörf. Siemens VFD tækni gjörbyltir svifhjóladrifskerfum með því að bæta við snjöllri stjórn og orkuhagræðingu.

Hvernig Siemens VFD hámarkar frammistöðu svifhjóls

Siemens VFD tengdur við svifhjóladrifskerfi gerir meira en bara að stjórna hraða-það breytir því hvernig orka er geymd og notuð:

1. Dynamic hraðastilling:Ólíkt föstum-hraðakerfum gerir Siemens VFD rekstraraðilum kleift að stilla svifhjólshraða í rauntíma miðað við efnisgerð, þykkt og mótunarkröfur. Til dæmis getur 300 tonna stimplunarpressa sem notar Siemens VFD dregið úr hraða svifhjólsins um 20% þegar unnið er með þynnri efni (1,2 mm 304 ryðfríu stáli), minnkað orkunotkun um 35% á meðan gæði eru viðhaldið.
2. Sléttur orkuflutningur:Drifið tryggir hægfara hröðun og hraðaminnkun á svifhjólinu, dregur úr vélrænni álagi á gír og legur um allt að 40% miðað við bein-á-línuræsingu. Þetta lengir líftíma búnaðarins og lækkar viðhaldskostnað um u.þ.b. 25% árlega.
3. Nákvæm togstýring:Siemens VFD skilar nákvæmu togafköstum, sem gerir svifhjólum kleift að veita stöðugt mótunarafl, jafnvel við mismunandi álag. Í nýlegri prófun í evrópskri smíðaverksmiðju hélt Siemens VFD-stýrt svifhjólakerfi toginu innan ±2% af settpunkti, og bætti gæði hluta um 30%.

Raunverulegt-heimspróf: Siemens VFD svifhjóladrif í bílasmíði

Við skulum skoða ítarlega prófun sem gerð var af stórum bílavarahlutaframleiðanda í Þýskalandi, með áherslu á 500-tonna smíðapressu uppfærslu úr hefðbundnu föstum-hraðakerfi í Siemens VFD-stýrt svifhjóladrif (SINAMICS S150 gerð):

Prófuppsetning:

• Vél: 500 tonna heit smíðapressa fyrir sveifarássframleiðslu
• Efni: 4140 álfelgur (120 mm þvermál, 300 mm lengd)
• Gamalt kerfi: Beinn-á-línuræsir með vélrænni hraðastýringu
• Nýtt kerfi: Siemens VFD SINAMICS S150 (400 kW) með SimaPress forritapakka
• Lengd prófs: 8 vikur (4 vikur með gömlu kerfi, 4 vikur með nýju kerfi)

Prófunarferli:

1. Grunnmælingar: Orkunotkun, hringrásartími, gæði hluta og viðhaldsvandamál voru skráð í 4 vikur með gamla kerfinu.
2. Uppsetning: Siemens VFD var samþætt við núverandi svifhjólsmótor, tengdur við SIMATIC S7-1500 stjórnandann og forritaður með sérsniðnum mótunarbreytum.
3. Fínstilling: Drifið var fínt-stillt til að passa við tiltekið smíðaferlið, þar á meðal að stilla hröðunar-/hraðaminnkun rampa og togmörk.
4. Gagnasöfnun: Sömu mælingar voru skráðar í 4 vikur með nýja Siemens VFD kerfinu.

Niðurstöður prófs:

Kúpling/bremsusamhæfing með Siemens VFD

Í málmstimplunar- og smíðavélum stjórna kúplings- og bremsukerfi hreyfingu hrútsins (hlutinn sem þrýstir á málminn). Léleg samhæfing milli þessara þátta veldur vandamálum eins og:

• Hluti gæðavandamál frá ósamkvæmum stöðvunarstöðum
• Aukið vélrænt slit frá „bremsuþol“
• Öryggisáhætta vegna óvæntra hreyfinga
• Orkusóun frá óhagkvæmum rekstri

Siemens VFD tækni leysir þessi vandamál með því að veita nákvæma, samstillta stjórn á kúplings- og bremsukerfi, sem skapar óaðfinnanlega aðgerð sem bætir afköst og öryggi.

Helstu kostir Siemens VFD kúplingar/bremsusamhæfingar

1. Fullkomin samstilling:Siemens VFD samhæfir tengingu og losun bremsunnar með millisekúndna nákvæmni (viðbragðstími < 10 ms), kemur í veg fyrir „bremsutog“ og dregur úr núnings-tengdu sliti um 45%. Þetta er mikilvægt fyrir aðgerðir sem krefjast mikillar lotuhraða (yfir 100 högg á mínútu).
2. Slétt hrútahreyfing:Með því að stjórna hraða mótorsins meðan á kúplingunni stendur dregur drifið úr vélrænni áfalli um 60%, sem lengir endingu pressuramma og mótasetta. Stimplunarverksmiðja í Ohio tilkynnti um 30% lækkun á kostnaði við að skipta um deyja eftir að Siemens VFD kúplings-/bremsustjórnun var sett upp.
3. Stillanlegar stöðvunarstöður:Rekstraraðilar geta forritað nákvæma stöðvunarpunkta fyrir mismunandi hluta, aukið nákvæmni hluta um ±0,05 mm miðað við hefðbundin kerfi. Þetta er sérstaklega dýrmætt fyrir flóknar stimplingar eins og bifreiðar yfirbyggingar.
4. Orkusparnaður:Samræmd kúplingar/bremsuaðgerð dregur úr orkusóun við stefnubreytingar, dregur úr heildarorkunotkun pressunnar um 15-20% til viðbótar umfram það sem næst með hraðastýringu eingöngu.

Tilviksrannsókn: Siemens VFD kúplingar/hemlakerfi í stimplun fyrir bíla

Stór bandarískur bílaframleiðandi með verksmiðju í Michigan uppfærði 12 stimplunarpressur í Siemens VFD-stýrð kúplings-/hemlakerfi (SINAMICS G120 gerð). Hér er það sem þeir fundu:

1. Uppsetning:1.200 tonna flutningspressur til að framleiða hurðaplötur og skjálfta
2. Áskorun:Ósamræmi í gæðum hluta vegna lélegrar samstillingar kúplings/hemla, sem leiðir til 8% ruslhlutfalls
3. Lausn:Settu upp Siemens VFD með innbyggðri kúplingu/bremsustjórnunareiningu, tengdur við SIMATIC S7-1200 PLC
4. Niðurstöður:

Úrgangshlutfall lækkaði úr 8% í 1,2% (85% framför)

Hringrásartími jókst um 12% (úr 8 í 9 högg á mínútu) án viðbótarorkunotkunar

Viðhaldskostnaður fyrir kúplingar og bremsur lækkaður um 40% árlega

Öryggi rekstraraðila batnaði með minni „óviljandi hreyfingu“ atvikum

Orkugeymslulausnir með Siemens VFD í málmmótun

Málmsmíði og stimplun er orkufrekar-aðgerðir með mikla hámarksaflþörf, sem getur leitt til:

• Hærri rafmagnskostnaður (vegna eftirspurnargjalda)
• Álag á staðbundin raforkukerfi
• Framleiðslutruflanir við aflsveiflur
• Sóun á orku við hemlun og hraðaminnkun

Siemens VFD tækni tekur á þessum málum með því að gera háþróaðar orkugeymslulausnir sem fanga, geyma og endurnýta orku innan kerfisins, draga úr trausti á netorku og draga úr kostnaði.

Hvernig Siemens VFDs gera orkugeymslu í málmvinnslu kleift

1. Endurnýjunarhemlun:Siemens VFD fangar orku sem myndast við pressuhemlun (sem annars væri sóað sem hiti) og færir hana aftur inn í orkugeymslukerfi (rafhlöður eða ofurþéttar). Hægt er að endurnýta þessa endurheimtu orku í næstu lotu, sem dregur úr orkunotkun nets um 25-35%.
2. Hámarksálagsstjórnun:Drifið vinnur með orkugeymslu til að takmarka hámarksaflþörf og forðast dýr eftirspurnargjöld sem geta staðið undir 30% af rafmagnsreikningum í stóriðju. Siemens VFD með orkugeymslu getur dregið úr hámarkseftirspurn um allt að 50% við miklar-aðgerðir.
3. Rafmagnsleysisvörn:Ef um er að ræða stuttar rafmagnstruflanir heldur geymd orka mikilvægum kerfum gangandi og kemur í veg fyrir framleiðslutap og dýran niður í miðbæ. Siemens VFD getur haldið rekstri í 10-60 sekúndur meðan á stöðvun stendur, allt eftir orkugeymslugetu.

Siemens VFD og UltraCap orkugeymsla í japanskri stimplunarverksmiðju

Stimplunarverksmiðja í Osaka, Japan, sem sérhæfir sig í íhlutum raftækja, setti upp Siemens VFD (SINAMICS S120) með Siemens UltraCap orkugeymslueiningum til að takast á við háan orkukostnað og orkugæðavandamál. Hér er nákvæm útfærsla:

Kerfisstilling:

• 4 stimplunarpressur (200-300 tonn hver)
• Siemens VFD SINAMICS S120 með DC tengitengingu til að deila orku milli pressa
• 3 UltraCap DLC einingar (heildargeta: 150 kWh) fyrir orkugeymslu
• SIMATIC S7-1500 PLC fyrir miðstýrða stjórnun og eftirlit

Frammistöðugögn:

• Orkusparnaður: 32% lækkun á orkunotkun nets (úr 1.200 MWh/mánuði í 816 MWh/mánuði)
• Minnkun á hámarksþörf: 48% lægri hámarksafl (úr 650 kW í 338 kW)
• Arðsemi fjárfestingar: 18 mánaða endurgreiðslutími með sparnaði í orku- og eftirspurnargjaldi
• Framleiðsluáreiðanleiki: 99,9% spenntur er viðhaldið, jafnvel við 3 rafmagnsleysi (5-12 sekúndur hvert)

Af hverju að velja Siemens VFD fyrir málmsmíði og stimplunarþarfir þínar

Þegar kemur að málmmyndunaraðgerðum er Siemens VFD áberandi af nokkrum lykilástæðum:

• Sannað árangur:Með yfir 100 ára reynslu af driftækni hefur Siemens afrekaskrá hvað varðar áreiðanleika í erfiðustu iðnaðarumhverfi.
• Alhliða eignasafn:Frá litlum SINAMICS G120 drifum fyrir létta stimplun til gríðarstórra PERFECT HARMONY miðlungs-spennudrifa fyrir mikla smíða, Siemens er með VFD fyrir hverja notkun.
• Ítarlegir eiginleikar:Innbyggðar-öryggisaðgerðir, orkufínstillingarverkfæri og auðveld samþætting við Siemens PLC kerfi gera innleiðingu einfalda og skilvirka.
• Alheimsstuðningur:Siemens veitir tækniaðstoð og þjálfun allan sólarhringinn, sem tryggir að VFD kerfið þitt skili hámarksverðmætum út líftíma þess.

Niðurstaða

Siemens VFD tækni er að umbreyta málmsmíði og stimplunaraðgerðum með því að fínstilla svifhjóladrif, bæta samhæfingu kúplingar/hemla og gera háþróaðar orkugeymslulausnir kleift. Með mælanlegum ávinningi eins og 30-40% orkusparnaði, 30-50% minni viðhaldskostnaði og bættum hlutagæði, skila þessir drif skjótum arðsemi af fjárfestingu en gera reksturinn sjálfbærari.

Ef þú ert í málmmyndunariðnaðinum er kominn tími til að íhuga að uppfæra í Siemens VFD tækni. Hvort sem þú ert að leita að hagræðingu á núverandi svifhjólakerfi, bæta samhæfingu kúplingar/hemla eða innleiða orkugeymslu til að spara kostnað, þá er Siemens með lausnina til að mæta þörfum þínum. Mundu að í samkeppnishæfu framleiðslulandslagi nútímans er nákvæmnisstýring og orkunýting ekki bara góð-að-hafa-það. Og Siemens VFD er lykillinn þinn til að ná hvoru tveggja.