Technologia oszczędzająca energię w maszynach do formowania rotacyjnego (EBM) przechodzi z punktu promocyjnego do serca wymagań komercyjnych. W przypadku większości zakładów produkujących butelki z zlewozmywanym stopem, energia jest teraz drugim największym kontrolowanym kosztem po przetwórczym, a w regionach z wysokimi tariffami lub obowiązkami raportowania emisji dwutlenku węgla jest to linia kosztów, która rośnie najszybciej. Jedna maszyna do formowania zlicy rektyfikującej, działająca trzy turnusy na butelki HDPE, może zużywać rocznie więcej energii niż całe biuro o podobnej powierzchni. Jednak ta sama maszyna, właściwie specyfikowana, może dostarczać identyczny wyniki przy znacznie mniejszej ilości energii.
Apollo, fabryka Wanplas z siedzibą w Zhangjiagang w pobliżu Szanghaju, spędziła ponad dwadzieścia lat na budowie automatycznych maszyn do formowania i wycinania, z których działa ponad 4000 zestawów w ponad 90 krajach. W całej instalowanej bazie trend jest stałą: różnica między efektywną a nieefektywną maszyną rzadko opiera się na jednym przełomowym komponentie. Obecna jest akumulacja dziesięciu świadomych decyzji projektowych, z których każda ograniczają o kilka procent poszczególne podsystemy.
W tym artykule dokładnie przedstawiono, gdzie energia się zużywa w maszynie do formowania i wyciskania, a następnie omówiono każdy subsystem w porządku: napęd ekstrudera, jednostkę mocy hydraulicznej, nagrzewanie ciała tłocznego i matrycy, powietrze sprężone i ochłanie formy. Opisano mierzoną różnicę między pompami o stałym natężeniu, pompami zmiennymi z czujnikiem obciążenia, jednostkami servohydraulicznymi i kompletnie elektrycznymi napędami. Przeanalizowano ogrzewanie mica, ceramiczne, halogenowe w technologii inframierowej i indukcyjne, na podobnych zasadach. Określono, ile prawdziwie można odzyskać z powietrza sprężonego. Artykuł kończy się zestawem priorytetowych planów modernizacji, które każdy zakład może zastosować do maszyn już działających, niezależnie od tego, czy mają placówkę produkowaną przez firmę Apollo, czy jej czerpcie – Kautex Maschinenbau, Uniloy lub Graham Engineering.
W całym zakresie wydajność energetyczna jest wyrażana tak, jak powinno to robić zespół projektowy: jako specyficzne zużycie energii w kilowatogodzinach na kilogram produktu oraz kilowatogodziny na tysiąc sztuk, mierzone przy granicy maszyny. Relatywne koszty i czas zwrotu z inwestycji są wyrażane w kategoriach odnośnych i zamierzonych, a nie w konkretnych wartościach, ponieważ tarife, podatki i lokalne stawki pracownicze bardzo się różnią, co sprawia, że jedyne numerek nie są przydatne.
Dlaczego zużycie energii jest teraz podstawowym parametrem specyfikacji EBM
Sprawność energetyczna nie jest już wizytówką drugoplanową w technologii formowania za pomocą przepuszczania i ucisku; to pierwszy kryterium wyboru, determinujący, czy linia wytwarzania pojemników pozostanie konkurencyjna w ciągu dziesięcioletniej eksploatacji. Trzy czynniki spójnie działają, aby to zweryfikować, i mamy do czynienia z sytuacją, w której żaden z nich prawdopodobnie nie odwróci tego.
Na pierwszym miejscu stawia się wahania cen. Ceny energii elektrycznej w wielu regionach eksportowych stały się zdecydowanie mniej przewidywalne niż dziesięć lat wcześniej, a wtrysk w postaci butli jest cechą wytwarzania energii elektrycznej. W przeciwieństwie do kosztów używie epoksydów, które w wielu przypadkach mogą być przekazywane klientowi w ramach umów o indeksacji, koszt energii elektrycznej jest zazwyczaj w całości absorbowany przez konwertor. Maszyna określona wyłącznie przez cenę zakupu i zdolności produkcyjne może w ciągu swojego okresu eksploatacji przeciągnąć wiele razy swoją własną wartość kapitałową, w postaci wydatków na energię elektryczną.
Druga to siła to regulowanie i potrzeby klientów w przypadku ewidencji emisji CO2. Przedsiębiorstwa zajmujące się m.in. produkcją produktów spożywczych, żywność mięsną, chemii codziennej oraz farmaceutyką stają coraz bardziej w zgrozy przez wymagania dotyczące dostarczania danych dotyczących emisji gazów cieplarnianych w zakresie II w ramach zrównoważonego rozwoju (Scope 3). Te dane nie mogą być generowane bez mierzenia zużycia energii w poszczególnych urządzeniach. Przewoźnik, który nie jest w stanie udzielić informacji o ilości kWh na tysiąc sztuk dla danego pojemnika, ma konkurencyjne niewyzwolenia, niezależnie od tego, jak dobrze wyglądają części.
Trzecią siłą jest doskonalenie samej technologii umożliwiającej to rozwiązanie. Silniki servo-hydrauliczne, silniki synchronne ze stałymi magnety i systemy nagrzewania na bazie indukcji były dość nowością piętnaście lat temu. Dziś stanowią standard, są dobrze poddane kontrolom i dostępne od wielu dostawców komponentów, co zredukowało zarówno wyższą cenę, jak i ryzyko techniczne. Te, co dotąd było opcją eksperymentalną, dziś jest standardowym elementem projektowania.
Ekonomika ogólnego zużycia energii
Najbardziej użyteczna metryka w tej dyskusji to zużycie energii w odniesieniu do specyficznej ilości produktu gotowego, wyrażone w kWh na kilogram gotowego produktu. Pozwala to normalizować rozmiar maszyny, geometrię pojemników i rozkład zmian pracy, dzięki czemu można porównywać procesy na rurze 200 ml i w barce 220 l na tej samej pełni. W przypadku dobrze skonfigurowanej maszyny wydechowej do formowania z polietylenu o masie czystej (HDPE) zużycie energii specyficzne w granicach maszyny zazwyczaj wynosi od 0,55 do 0,95 kWh/kg. Maszyny zbudowane przed powszechnym zastosowaniem silników ekstrudera o stałej częstotliwości, kurtyn izolacyjnych i systemów zamkniętych cyklicznie często przekraczają 1,2 kWh/kg dla tych samych komponentów.
Ten rozstaw powyżej 0,4 kWh/kg nie wydaje się dramatyczny, dopóki nie zostanie pomnożony przez roczny obrót. Maszyna przetwarzająca 400 ton HDPE rocznie i ulegająca 0,4 kWh/kg drobniej wiele nie wyprodukuje, ale zużywa dodatkowo 160 000 kilowatogodzin rocznie. Wyrazona jako indeks, w którym nowoczesna efektywna maszyna stanowi punkt odniesienia na poziomie 100 punktów, słabo skonfigurowana tradycyjna maszyna stoi przy indeksie w przedziale 140–165 punktów przy tej samej programie produkcji.
Efektywność energetyczna w procesie formowania wspinaczanym promieniowo nie zależy od jednego składnika. Dzieje się tak, gdy systematycznie atakujemy sześć subsystemów, każdy z których przyczynia się z 3 do 60 procent do łącznego obciążenia maszyny, i mierzymy rezultat, a nie tylko stawiamy się przekonani, że taki jest.
Gdzie naprawdę idzie energia: podział energii w maszynie z technologią EBM
W standardowej maszynie do wyrobienia butelek polietylenu ołowitego (HDPE) o pojemności 5 litrów największą część mocy zużywa silnik ekstrudera, na co przeznaczane jest zazwyczaj 45–60% mocy, a następnie jednostka mocy hydraulicznych, ogrzewanie komory i głowy formy, powietrze sprężone i chłodzenie formy. Zrozumienie tego rozkładu jest warunkiem niezbędnym do wdrożenia dowolnego racjonalnego programu energetycznego, ponieważ wysiłek wahający się między 4% i 10% energii zużytej na zmianę jednej subsystemu nigdy nie będzie konkurencyjny z niewielkim usprawnieniem innych subsystemów, które reprezentują 50%.
W poniższym rozkładzie opisano reprezentacyjną konfigurację: jednoosobową maszynę wyposażoną w ekstruder z pojedynczym wałem o średnicy 90 mm, relacji L/D 25:1, ciągłą ekstrusję z zespołu noża o pojedynczym warstwie, hydrauliczną jednostką zacisku i systemem odgniatania mechanicznego. Produktowość wynosi około 60 do 80 kg/h HDPE o takim stopniu przepływu metali, który wynosi około 0,3 g na 10 min przy temperaturze 190°C i 2,16 kg, pomiaru zgodnie z ASTM D1238. Waga opakowania wynosi około 180 do 220 g. Temperatura otoczenia uważa się za 25°C.
Tablica 1: Podział energii w urządzeniu produkcyjnym 5-litrowych beczek EBM wykonanych z HDPE
| Podsystem | Część całkowitej mocy maszyny | Model obciążenia | Główne instrumenty oszczędzania |
|---|---|---|---|
| Silnik ekstrudera (mocowanie, skrzynka biegów, śruba) | 45–60% | Ciągła operacja, prawie stała | Klasa silnika IE4/IE5, hamulce barierowe, szlamoźni (groove feed barrels), kontrola temperatury masy |
| Jednostka hydrauliczna (zaczep, przewoźnik, wzdłużnik, eliminowanie osadowania) | 10–20% | Wysoko intermitentne, długie fazy w oczekiwaniu i zatrzymywania pracy | Pompa servo-hydrauliczna, sterowanie wyczuwalne ciężaru, rozmiar akumulatora, pełne sterowanie elektryczne. |
| ogrzewanie cylindra, adaptera i głowy noża | 8–15% | Wysoka w momencie uruchomienia, niska stopa obciążenia w stanie stałym | Komplety izolacyjne, grzewanie indukcyjne lub inframierkowe, samodzielne dopasowywanie PID, konsolidacja obszarów |
| Powietrze sprężone (powietrze do wtrysku oraz pneumatyka) | 8–15% | Pulsed, high instantaneous demand | Recykling powietrza rozpraszanego, wykrywanie nieszczelności, pocieranie w fazie przygotowującej i pocieranie główne, odpowiednie dostosowanie ciśnienia |
| Oświetlanie formy i układ chłodzenia formy | 6–12% | Nieprzerwane z sezonowymi wariantami | Podwyższona temperatura okładu wody, wolne chłodzenie, sterownik ciepła płytowego, pompy z regulacją prędkości |
| Wyrzutnie (brodacz, transporter, ładowarka, suwnica). | 3–6% | Przerwana, często pozostaje włączona | Zapobieganie uczenia się na popyt, ostrzenie żarnika do kruszenia, dostosowanie wielkości transportu |
Z naszej tabeli wywnioskuje się bezpośrednio trzy praktyczne wyniki. Po pierwsze, jakiekolwiek program oszczędzania energii, który nie bierze pod uwagę urządzenia extrudera, obejmuje mniej niż połowę problemu. Po drugie, jednostka mocy hydraulicznej jest podsystemem o największej różnicy między średnim i szczytowym poborem, w związku z czym reaguje tak silnie na sterowanie serwo. Po trzecie, powietrze kompresowane i ogrzewanie reprezentują część równa podziale z hydrauliką, a obydwa są zazwyczaj znacznie tańsze w utrzymaniu i poprawie.
Warto także zauważyć, co oznacza zatem brak tego podziału. Waga maszyn, takie jak komora centralnego kompresora, wentylatory wieży chłodniczej, oświetlenie i system klimatyzacji, nie wchodzą w ramach pomiarów. Konwerter porównujący maszyny od różnych producentów musi potwierdzić, czy ceny zużycia energii podawane przez sprzedawców są mierzone na wyjściu z maszyny, czy obejmują również część tych usług, ponieważ różnica może przekraczać 20 proc. EUROMAP 60.1 oraz 60.2 zostały opracowane specjalnie, aby zwalniać tego rodzaju ambigozności, określając granicę pomiarową i cykl odniesienia.
Technologia napędu servo-hydraulicznego i ograniczenia efektywności pompy
Układ hydrauliczny jest subsysttem, w którym różnica między dostarczoną mocą a rzeczywistym pracą jest najbardziej wyraźna, co czyni go najbardziej efektywnym punktem w ramach zadania inżynieryjnego. W procesie formowania zmasowanego powietrzem zamkniętym wszelkie elementy systemu dosiadające, korpusy przewożące, ruchomości kladki dociskowej i cylindry deflaszujące wymagają krótkich impulsów o dużym przepływie, oddzielonych od siebie długich okresów z niewielką potrzebą. Pompa konwencjonalna o stałym przepływie nie potrafi odróżnić tych stanów.
Dlaczego pompa o stałym przepływie zużywa dużo energii
Pompa o stałym przepływie obrotomierza, napędzana silnikiem indukcyjnym o stałej prędkości, zapewnia ten sam przepływ w każdej sekundzie, w której działa silnik, niezależnie od tego, co wymaga z maszyną. Gdy jednostka zamykania jest zamknięta i obciążona, lub gdy maszyna czeka na to, aby szparka osiągnęła dany poziom długości, ten przepływ nie ma żadnego użytecznego miejsca wlotu. Odrywa się przez wałek zwrotny, a cała energia hydrauliczna jest przekształcana w ciepło w oleju. To ciepło następnie musi być usunięte przez chłodnicę olejowej, która sama zużywa energię morską i energię pompy. Tym samym przedsiębiorstwo płaci dwa razy: raz za generowanie marnotrawnego przepływu, a drugie - za odprowadzenie ciepła, które produkuje.
W typowym cyklu EBM praca hydrauliczna stanowi tylko część czasu cyklu. Reszta czasu to stan niskiej mocy, utrata lub niepotrzebne opóźnienie. To strukturalne nieskuteczności, które technologia servo eliminuje.
Pompy o zmiennym przejściu pracującej powierzchni, regulowanej na podstawie sygnału informującego o obciążeniu
Pompa o zmiennym przepływie z sterowaniem wyczuwalnym ciężaru reguluje kąt płyty swayf, tak by dostarczony przepływ odpowiadał zapotrzebowaniu, a ciśnienie w systemie pokrywało obciążenie oraz mały margines. Dzięki temu eliminuje się większość odciągania z zaworu zabezpieczającego, a jest to istotne usprawnienie w porównaniu do ustalonego przepływu. Jednak napęd nadal działa ciągłą prędkością pełną, dlatego nacisk rozprężny, tarcia w obwodach, uciekanie wewnętrzne pompy i margines ciśnienia w trybie gotowości nadal zużywają energię, gdy maszyna nie wykonuje żadnej pracy. Systemy sterujące wyczuwalnie ciężaru również reagują wolniej na nagłe zapotrzebowanie na przepływ niż dobre systemy servo, ponieważ płyta swayf ma masę mechaniczną.
silnik servoowy plus pompa
Skład servo-hydrauliczny łączący silnik servo z magnetem stałym i pompę z nieruchomym skokiem przesuwu zamyka łyk na ciśnienia i przepływ proszku za pośrednictwem urządzenia napędowego. Gdy maszyna potrzebuje przepływu, silnik przyspiesza; gdy nie, silnik hamuje się, obracając na małą prędkość lub zajeżdża do całkowitej wytężenia natężenia przepływu. Podczas faz mających trwać, napęd servo dostarcza tylko niewielkie obciążenie, konieczne do kompensowania ucieków wewnętrznych, dlatego mierzone pobór prądu podczas ustabilizowania spadnie do niewielkiej części wartości bieżącej, a nie pozostanie na pełnej obciążeniu pompy.
Podczas całego cyklu EBM wynikowe zmniejszenie zużycia jednostki napowietrzającej zwykle waha się od 15 do 40 procent w porównaniu do określonej bazy o stałym przepływie. Kiedy maszyna znajduje się w tym zakresie, zależy to w znacznej mierze od czasu pracy. Maszyna o krótki cykle pracy z małymi pojemnikami i krótkim czasem czekania znajduje się blisko dolnej granicy, ponieważ pumpa jest faktycznie zajęta większość czasu. Maszyna o dużym zbiorniku produkująca 200-litrowe kule, gdzie jednostka do elastycznego zamocowania trzyma się przez długi okres chłodzenia w każdym cyklu, znajduje się blisko górnej granicy.
Systemy serwohydrauliczne przynoszą trzy następne korzyści, które często są równie istotne jak oszczędności energii elektrycznej. Temperatura oleju jest znacznie niższa, co wydłuża żywotność uszczelek i przewodów, a także zmniejsza obciążenie obiegu chłodzenia oleju. Szum w maszynie ulega znacznemu zmniejszeniu, co ma ogromne znaczenie dla przestrzegania przepisów bezpieczeństwa. Nieco lepsza jest także powtarzalność ciśnienia i przepływu, co stabilizuje programowanie temperatury nakładów i rozmieszczenia grubości ścian.
Całkowicie elektryczne formowanie rur prasowanymi metodą
Maszyny w pełni elektryczne całkowicie zastępują silnik hydrauliczny baterią servoosiadaczy i mechanizmami korbowe służących do obsłużania, transportu i przemieszczenia wałków gołębic. Bez oleju, nieszkodliwych przelewowych walców i chłodnicy olejowej, straty w stanie gotowości zbliżają się do zera, a układ napędowy przekłada wpuszczoną energię elektryczną na pracę mechaniczną z najwyższą efektywnością spośród wszystkich budowanych tutaj zasad wzajemnej odpowiadającej. Seria w pełni elektryczna firmy Apollo obejmuje pojemniki od 200 do 20 ml i najczęściej specyficzo jest dostarczana do aplikacji farmaceutycznych, medycznych i chemicznych o najwyższej czystości, gdzie nieakceptowalne jest ryzyko zanieczyszczenia olejem.
Oznaczenie ról jest kluczowe. Ustawienie do działania wyłącznie elektryczne jest najbardziej efektywne w sytuacjach, w których cykl chłodzenia jest krótki i częsty, roczne godziny pracy są wysokie, rozmiary pojemników są małe lub średnie, a wymagania dotyczące czystości są rygorystyczne. Jest coraz mniej praktyczne w przypadku dużych pojemników, ponieważ siła blokowania i długość trasy wymagane do dużych baraków przemysłowych sprawiają, że rozmiary śrub kamieniowych i podosiek spadają w obszar, w którym układ hamulcowy hydrauliczny pozostaje bardziej kompaktowy, bardziej odporny i ekonomiczny. Jeśli chodzi o model ABLD firmy Apollo, dla pojemników o średnicy od 20 l do 1500 l, preferowaną konstrukcją jest układ servo-hydrauliczny.
Tabela 2: Porównanie układów hydraulicznych i napędowych dla maszyn EBM
| konstrukcja silnika | Klasa zużycia energii | Prędkość reagowania | Poprzednie wymagania konserwacyjne. | obciążenie chłodzenia oleju | Relatywne koszty kapitale |
|---|---|---|---|---|---|
| Pumpa o stałym przepływie, silnik o stałej prędkości | Najwyższy poziom zużycia (bazowy indeks 100) | Medium | High | High | Niski |
| Pumpa o zmiennej pojemności z sensorem obciążenia | Moderate (index 78–88) | Medium | Styl średni i wysoki | Medium | Medium |
| Serwomotor z pompą o stałym trybie (serworzutne-hydrauliczne). Standardowe ograniczenia są najbardziej istotne w przypadku krótkich i częstych cyklów pracy, dużych godzin rocznej eksploatacji, małych i średnich rozmiarów kontenerów oraz ścisłych wymaganych standardów czystości. Staje się coraz mniej praktyczne z biegiem upływu czasu, ponieważ siła zamykania i długość ruchu wymagane przy dużych naczepach przemysłowych powodują, że rozmiar kół śrubowych i żółtek robi się niemożliwym, a układ hydropneumatyczny staje się coraz bardziej kompaktowy, mocny i ekonomiczny. Dla serii ABLD Apollo, która pokrywa zakres od 20 do 1500 l, układ serworzutno-hydrauliczny pozostaje architekturą zalecaną. | Low (index 60–85) | szybkie | Medium | Niski | High |
| Dwie pompy servo z niezależnymi układami parowania i zamykania | Bardzo niska (indeks 55–75) | Siła działania jest bardzo duża. | Medium | Niski | Wysoki do bardzo wysokiego |
| całkowicie elektryczne (głowica serwomotora i równiacz) | Najniższy (indeks 50–70) | Siła działania jest bardzo duża. | Niski | Nie jest to możliwe. | Premium |
Wartości indeksów powyżej odnoszą się tylko do energii hydraulicznej i energii aktywacji, porównywanej z bazowym poziomem przepływu o wartości 100 punktów indeksowych w reprezentacyjnym cyklu 5-litrowego blistry. Nie należy ich czytać jako całkowitych parametrów całości maszyny. Ponieważ jednostka napędowa hydrauliczna odpowiada za 10-20 procent całkowitej mocy maszyny, zmiana z ustawnego przepływu na serwohydrauliczny zazwyczaj prowadzi do zmniejszenia zużycia energii maszyny o 3-8%, co jest istotne, ale należy je zrozumieć w proporcjonalnej mierze.
Efektywność energetyczna ekstrużera: klasa silnika, geometria śrub i kWh/kg.
Ekstruder jest głównym poborowalnikiem energii w każdym urządzeniu do ciągłego formowania wstrzyknięcia. Z tego względu każdy procentowy wzrost wydajności tutaj jest warte więcej niż dziesięciokrotny wzrost wydajności w obiegu rozbijającego. Wydajność ekstrudera zależy od trzech czynników wpływających na siebie: wydajności elektrycznej silnika i napędu, mechanicznej wydajności skrzyni zawieszenia oraz termodynamicznej wydajności, z której gwarantowana jest konwersja pracy osi na ciepło w kształcie gotowego produktu, przy zachowaniu odpowiedniej temperatury i homogenowości.
Motor efficiency classes under IEC 60034-30-1
IEC 60034-30-1 definiuje klasy efektywności IE1-5 dla silników trójfazowych napędzanych liniowo, a ta klasyfikacja jest jednym z najjasniejszych parametrów dostępnych dla kupującego maszyny. Różnica między silnikiem IE2 a silnikami IE4 lub IE5 o tej samej mocy to kilka punktów procentowych efektywności, ale te punkty działają ciągło przy maksymalnym obciążeniu maszyny, przez dwadzieścia cztery godziny dziennie.
Standaryjny AC indukcyjny motor napędzany sterownikiem zmiennej częstotliwości pozostaje najczęściej stosowanym silnikiem do napędzania ekstruderów i, gdy jest skonfigurowany w klasie IE3, jest doskonałym wyborem. Ważny jest fakt, że efektywność sterownika indukcyjnego spada w przypadku obciążenia częściowego i zmniejszonej prędkości. Ekstrudery bardzo często pracują przy prędkości od 50 do 75% prędkości nominalnej, właśnie w obszarze, w którym krzywa efektywności sterownika indukcyjnego zaczyna spadać, a współczynnik mocy indukcyjnego zmniejsza się.
Przemysłowy silnik synchroniczny magnetyczny (PMSM) zachowuje się inaczej. Ponieważ pole obrotowe jest zasilane magnetyami, a nie indukowanym prądem, straty z częstotliwości rotora są znacznie niższe, a krzywa efektywności pozostaje płaska w znacznie szerszej obszarze prędkości. Urządzenia napędowe do ekstruderów PMSM zazwyczaj osiągają klasę IE4, a w większych rozmiarach ramy – klasę IE5. Oprócz tego pracują chłodniej, dzięki czemu zmniejsza się straty generowane przez wentyla silnika i wydłuża się żywotność osag i izolacji. W konfiguracji napędu bezpośredniego silnik PMSM czasem zdolny jest do usunięcia skrzyni biegów, dzięki czemu obniża się jeszcze dwa do czterech procent strat transmisji.
Gęstość skrętów i rzeźbne dzwigowe cylindry
Struktura śruby określa, jak dużo pracy osi wiąże się z zużyciem użytecznej mieszanki i jak dużo związuje się z niepotrzebnym ciepłem ścinania, które musi być potem zdjąty przez wentylatory chłodzenia tworzywa. Klasyczna śruba pomiarowa o pojedynczej linii działa na zasadzie przepływu oporu i ścinania, które zmelcują tworzywo. Śruba z barierą na zasadzie fizycznego oddzielenia materiału stałego od gotowego płynu, a dodatkowa linia zmelcuje rozpuszczalnik bardziej równomiernie przy niższych przędkoch ścinania. W przypadku HDPE i PP, dobrze zaprojektowana śruba barierowa z częścią mieszania zwykle zmniejsza zużycie energii na jednostkę masy, przy jednoczesnym poprawieniu homogenejności mieszanki i obniżeniu temperatury do kilku stopni.
Groove na przewodniku zmienia fizykę na drugim końcu wale. Osie szpiegowate w wysokiej temperaturze części przewodnika znacznie zwiększają wydajność transportu twardych materiałów, co sprawia, że wydajność staje się znacznie mniej podatna na ciśnienie głowy i wał może dostarczać ten sam wydatek przy niższym obrotowym momencie. Niższy moment obrotowy wału oznacza mniejszą produkcję ciepła tarcia, niższą temperaturę roztworu, mniejszy popyt na chłodzenie w linii i niższe zużycie energii na jednostkę masy. Groove na przewodniku jest szczególnie istotna w przypadku przetwarzania polietylenu o wysokim masowym rozkładowymMW, o niskim przepływie roztworu, charakterystycznym dla materiałów stosowanych do biadek, tryskówek chemicznych i kanałów na paliwo.
stosunek L/D: 24:1 w porównaniu z 30:1
Odnosi się często, że proporcja długości do średnicy jest automatycznie lepsza. Po stronie energetycznej relacja nie jest monotoniczna. Cylindry 24:1 są krótsze, mają mniejszą powierzchnię do ogrzania i powodują mniej całkowitego oporu wizkoelastycznego, dlatego przy umiarkowanym przepływie mogą stanowić bardziej efektywną opcję. Cylindry 30:1 zapewniają dłuższy czas pobytu i lepszą możliwość ich rozpuszczenia oraz mieszania, co umożliwia wyższe przepływy prądu obrotu i lepszą obsługę materiału wtórnego i masterbatch. Jednak dodatkowa długość zwiększa również straty powierzchniowego ciepła, dodatni wymaganie momentu obrotowego i dłuższy ścieżkę termiczną.
Praktyczny sposób wykonywania usług przez Apollo jest klarowny. W przypadku pojemników z jedną tkanką HDPE i PP, w których zawartość resztków jest niewielka, stosowanie proporcji od 24:1 do 25:1 zapewnia najniższą ilość zużytej energii. Jeśli receptura obejmuje duże ilości resztków, kolorowych masterbatchów, lub gdy wykorzystuje się maszynę ze współodbijaniem na wiele warstw, proporcja od 28:1 do 30:1 jest obok zasadna, ponieważ alternatywny sposób - zwiększenie obrotu krótkiego śrubki - prowadzi do zwiększenia temperatury tarcia, o ile nie przeważa przełożenie dodatkowej długości cylindru.
Tabela 3: Konfiguracja ekstrudera i zużycie energii na HDPE
| Konfiguracja ekstrudera | Typowy zużycie energii na kilogram (kWh/kg) | Tendencja temperatury topnienia | Najlepiej nadaje się do |
|---|---|---|---|
| cewka płaska, tradycyjny klucz dozujący, silnik indukcyjny o wydajności IE2 | 0,40–0,48 | Wysoka, spowodowana ścinaniem | Stare maszyny, operacje o niskiej wydajności |
| cylindr o smukłej przegródce, śruba barierowa z częścią do mieszania, napęd z sprzężeniem typu IE3 | 0,33–0,40 | Umiernie. | Pojemniki HDPE i PP szeroko stosowane |
| Żyrardowy piasek zmieniający, środek barierowy, napęd inwerterowy IE3 | 0.29–0.36 | Niska do umiarkowanej | HDPE o wysokiej masie cząsteczkowej, niskich gradów MFR |
| cewka o rowkach, klucz barierowy, silnik indukcyjny o wydajności IE4/Ie5 | 0,25–0,32 | Niski | Operacja w trzech zmianach o wysokim obciążeniu, projekty priorytetowe w zakresie energii |
| Tak jak powyżej z napędem bezpośrednim (usprawa zmiennego momentu obroty została zlikwidowana) | 0,24–0,30 | Niski | Wybrany rozmiar urządzenia, w którym moment obrotowy i prędkość obrotu są bezpośrednio związane |
Te dane dotyczą zużycia energii przez ekstrudera tylko w przypadku HDPE, wyłączając hydraulikę, powietrze naciśnięte i chłodzenie. Przyjmuje się że działa w stałym biegu, będąc 70-85% od określonych prędkości wału wraz z poprawnie dobranymi profilami temperatury roztopu. Różne tworzywa zmieniają te dane znacznie: PP zazwyczaj leży trochę poniżej HDPE, a twardy PVC wykazuje potrzebę niskiego tarcia i odpowiedniego zarządzania ciepłem, PC i PA wymagają wyższych temperatur roztopu i zatem większego zużycia energii, a PETG leży pomiędzy poliolefinami a tworzywami technicznymi.
Ciągłe przeoczane narzędzie to kontrola temperatury roztopu. Każda dodatkowa 10°C niepotrzebnej temperatury roztopu musi najpierw być wytworzona przez moment obrotowy silnika i moc grzejnika, a następnie usunięta ponownie poprzez chłodzenie formy, wydłużając czas cyklu w procesie. Nadmierna temperatura roztopu jest zatem karana trzy razy. Inżynierowie projektu Apollo zazwyczaj znajdują sprzęt z przeszłości, który pracuje o 15 do 25°C cieplej niż to wymaga żywica, a to wyłącznie dlatego, że profil temperatury został skopiowany z zbytecznej pracy lata temu i nigdy nie był ponownie przeanalizowany.
Wymagania związane z ogrzewaniem cylindra i części narzędziowej: technologia grzałki, izolacja i kontrola stref.
Podgrzewanie trąbki i głowy formy zazwyczaj stanowi od 8 do 15 procent całkowitej mocy maszyny, a jest to subsystém, w którym najszybciej można osiągnąć oszczędności energii w całym zakładzie produkcyjnym. W stanach stałych większość ciepła, która utrzymuje spiek produktu w temperaturze, faktycznie wytwarza tarcia wiązania przez ślimak, a nie grzejniki. Skutecznym zadaniem grzejników w stanach stałych jest zastąpienie ciepła utratowanego w otoczeniu, a znaczna część tej straty można uniknąć.
Heater technologies compared
Grzejniki szerokibandzowe na podstawie micy stanowią klasyczny wybór: pastoka z odpornością wiótkową w oscylowaniu na izolacji micy, w folii stalowej z boku. Są niedrogie i dostępne w ogólności, ale ich kontakt z wnętrzem kanistru jest niedokładny, emitują ciepło z powierzchni zewnętrznej i ich możliwości maksymalnego obciążenia powierzchni są ograniczone. Grzejniki szerokibandzowe kerańskie układają obwód odpornościowy w gromadkach kerańskich z izolatorem za nim, co kieruje ciepło w głąb i zapewnia możliwość używania wyższych temperatur pracy oraz podłużniejszej trwałości. Grzejniki aluminiowe i brązowe wykonane metodą litowania doskonale ujmują ciepło kontaktem, umieszczając je wokół elementu, i mogą posiadać kanały chłodzenia, co czyni je atrakcyjnymi w rejonach, w których wymagane jest jednoczesne ogrzewanie i szybkie chłodzenie.
Grzejnik halogenowy inframiernys transfer energy primarily by radiation at short wavelengths rather than by conduction. They reach operating temperature very quickly and respond fast to control signals, which reduces overshoot and shortens start-up. Their limitation is that radiant transfer depends on the emissivity and cleanliness of the target surface, so performance can drift as the barrel surface oxidises.
Grywalnice indukcyjne stosują zupełnie inne podejście. Zamiast grzać element zewnętrzny i przenosić ciepło w kierunku środka, węż z ciągu indukcyjnego generuje prądy tuleniowe bezpośrednio w ścianie doniczkowego pokrycia stalowego. Ponieważ same doniczki stają się źródłem ciepła, nie występuje straty przepływu ciepła między komponentem a doniczką, a zewnętrzna powierzchnia grywalnicy indukcyjnej pozostaje stosunkowo chłodna. Zastosowanie grywalnic indukcyjnych obniża zużycie energii w ogrzewaniu w znaczny sposób w porównaniu do nieizolowanych elementów grzejnych na bazie mikroczarnej. Grywalnice indukcyjne działają również jako izolator. Dzięki wykorzystaniu tych technologii, łatwo jest ograniczyć przede wszystkim klasyczny rodzaj awarii, podczas której bateria grzewcza upłynęła, lecz została zauważona w strefie środkowej, podczas gdy sąsiednie strefy działały jako kompensator.
Tabela 4: Porównanie technologii ogrzewania cylindrów i głowicy wkręcania
| Metoda ogrzewania | Klasa efektywności przekazywania ciepła | Prędkość uruchamiania | Strata powierzchni bez izolacji | Czas użytkowania | Relatywna cena |
|---|---|---|---|---|---|
| Przewodnik grzewczy dla miękkiej blachy | Niski | Medium | High | Short to medium | Niski |
| Grzejnik szerokibandzowy kerański | Medium | Medium | Medium | Long | Medium |
| Grywalnik aluminiowy z przejazdami chłodniczymi | Styl średni i wysoki | Medium | Medium | Long | High |
| Grzejnik halogenowy inframierny | High | Siła działania jest bardzo duża. | Medium | Medium | High |
| Panał grzewczy indukcyjny | Bardzo wysokie (śr[1]) | szybkie | niski (zeszyt jest izolowany projektowo) | Wiele razy dłuższy | Wysoki do bardzo wysokiego |
Odmianniki izolacyjne: najbardziej opłacalne rozwiązanie na maszynie
Zamontowanie pojemników z izolacją na grzałkach piersiowych na ziemiarce, adaptatorze i główce matrycy zmniejsza straty cieplne radiacyjne i konwekcję o około 20 do 40 procent. Dokładny wyliczony współczynnik zależy od temperatury roztworu, prędkości powietrza wokół maszyny i proporcji powierzchni, którą można zakryć. Wyższe temperatury roztworu i zagnieżdżone planowanie zakładu zwiększają oszczędności do górnej granicy.
Trzy praktyczne czynniki decydują o tym, czy wskaźnik jest korzystny. Po pierwsze, kurtki muszą być zdalne i poprawnie dostrojonych, aby nie ograniczały dostępu do termometrów, końcówek grzejnych oraz wymienników ekranu; kurtki, które utrudniają serwisowanie, są usunięte i nie wstępuje do nich ponowny dostęp. Po drugie, głowa matrycy często jest najcenniejjszym obszarem do osłonienia, ponieważ działa w dużej temperaturze z dużą powierzchnią narażoną na działanie ciepła i w przeciwieństwie do cylindra nie obdrża żadnej podziału ciepła. Później, izolacja zmniejsza obciążenie cieple na szindy elektronicznej maszyny i otaczający ją powietrze, co w klimatyzowanych zakładach daje drugą, nieindywidualną oszczędność.
Kontrola zasięgu, umieszczenia termometru i samoregulująca się kontrola PID
Jakość sterowania jest równie ważna jak sprzęt nagrzewnic. Płytka PID, która oscyluje wokół ustalonego punktu, traci energię w dwóch kierunkach: nagrzewnice przegrzewają się, a następnie instalowane na nich wentylatory chłodzące przegrzewanie, co obniża temperaturę. Każdy kilowatogodzin poświęcony w tym cyklu jest całkowicie marnowany. Nowoczesne, samooczyszczające sterowniki PID z procedurami automatycznego ustalania parametrów eliminują większość tego problemu, identyfikując indywidualne cechy termiczne każdej strefy.
Umieszczenie termometru ma większe znaczenie, niż większość operatorów uważa. Termometr w płytkiej wlocie reaguje na temperaturę powierzchni nagrzewnicy, a nie na temperaturę tłoka, z powodu czego sterownik zrestartuje nagrzewniki zbyt wcześnie, a następnie zbyt mocno reguluje. Termometry wgłębianych wloc, ustawione w taki sposób, aby zmierzać ścianę naczynia blisko tłoku, dają bardziej autentyczny sygnał i umożliwiają wykonanie gładszego, niższej energii sterowania. Apollo specyfikuje termometry dla poszczególnych zadań w serii ABLB i ABLD, umiejscowione w gwałtownych wlocach z automatycznie regulowaną kontrolą na wszystkich maszynach.
Ostatni, ale nie mniej ważny element to sekwencja uruchamiania. Wykonanie zakładanych ustawień dla wszystkich zón jednocześnie powoduje duży, jednoczesny pęk ściągłej zapotrzebowania, co może doprowadzić do naliczania opłat za zapotrzebowanie w stawkach energii elektrycznej zakładu. Rutyna stopniowego uruchamiania z okresem zatrzymania i stopniowego podnoszenia temperatury, w której poszczególne zony ogrzewają się w kontrolowanym i z góry określonym sequencji, pozwala na zredukowanie pęku zapotrzebowania i zmniejszenie ryzyka powstania napięć termicznych na cewniku i obudowie.
Cprzecięty powietrze – najbardziej niedoceniany koszt energii w procesie formowania próżniowego
Pojemne powietrze jest najdroższym urządzeniem w każdym zakładzie formowania pod ciśnieniem, a jednocześnie jedynym, który najbardziej narażony jest na marnotrawstwo. Przeprowadzanie procesu spierania powietrza odzwierciedla nieefektywność: tylko niewielką część dostarczonej energii elektrycznej zakwita się jako użyteczna praca pneumatyczna, a resztę odrzuca się jako ciepło. Każde uciekanie, każdy zbędny barma ciśnienia i każdy metr sześcienny powietrza spalin na zewnątrz to więc uwarunkowane koszty energetyczne.
Ile powietrza rzeczywiście potrzebuje maszyna EBM
Produkcja przetwórcza wymaga powietrza ciśnieniowego do dwóch celów o bardzo odmiennych wymaganiach. Powietrze używane do wymycia parionu w odległym otworze formy zazwyczaj ma ciśnienie od 6 do 10 bar, w zależności od geometrii pojemnika, grubości ścian i żywicy. Powietrze sterujące steruje wskaźnikami, napędami gwintu do wymycia, wyrzutnikami i systemami transportu i bardzo rzadko zwraca się do niego ciśnienie większe niż 6 bar.
Wszechobecna i kosztowna błąd to uruchamianie całej maszyny, a często całego zakładu, pod najwyższym ciśnieniem wymagane przez każdego, indywidualnego użytkownika. Siła kompresora wzrasta wraz z ciśnieniem wyprowadzaniem, dlatego każdy zbędny barnie przyczynia się do stały karze wszelkiej wytworzonej powietrza. Odłączenie obiegu powietrza wysokiego ciśnienia od obiegu powietrza regulowanego do celów ogólnych, zarówno za pomocą dedykowanego butla, jak i za pomocą właściwie zarezerwowanego i zgrupowanego systemu dystrybucji, jest jednym z najbardziej efektywnych rozwiązań w zakresie powietrza sprężonego.
Druga etap piłowania: pre-blow i główny strumień
Dwustopniowe mocowanie podziela proces na fazę wyżarzania o niskim ciśnieniu, która delikatnie powiększa formę i umieszcza ją w odległości od wycofanego obudowy, a następnie na fazę głównego wyżarzania o wysokim ciśnieniu, która kończy formowanie i przyspiesza materiał do powierzchni formy, zapewniając precyzję wykończenia i kontakt chłodzący. Korzyść energetyczna jest bezpośrednia: większość objętości pojemnika wypełniana jest przy niskim ciśnieniu, a kolejny etap formowania wymaga pełnego ciśnienia. Dwustopniowe wyżarzanie pozwala również na poprawę rozkładu grubości ściany i zmniejszenie ryzyka wydostania formy w cienkich częściach, dlatego argumenty o jakości i argumenty dotyczące oszczędności energii wskazują na to samo.
Systemy odzyskiwania powietrza po zamknięciu ciśnienia.
Na ostatnim etapie fazy zblasku, powietrze wewnątrz gotowego pojemnika nadal ma ciśnienie zblaskowe czy blisko do niego. W tradycyjnym sprzęcie, klapka odzyskułaby to powietrze do atmosfery, wyrzucając całą energię kompresji i generując przy tym głośny pulsujący dźwięk. System odzysku powietrza zblaskowego zamiast tego kieruje powietrze odzyskiwane za pośrednictwem klapki kontrolnej do przyjmowalnika o niższym ciśnieniu, który następnie dostarcza powietrze przedzblaskowe, urządzenia pneumatyczne lub podaje do interfejsu średniego w kompresorze.
Realistyczne stopy odzyskiwania energii spadają pomiędzy 25 a 50 procentami objętości powietrza wyżartego. Właściwy sposób działania danej instalacji zależy od kilku czynników. Duzi objętości pojemników odzyskują więcej ilości powietrza na cykl, wyższe ciśnienia wyżartu pozostawiają więcej odzyskiwalnej energii. Krótkie cykle oznaczają więcej zdarzeń odzyskiwania godzinę. Z kolei bardzo małe pojemniki, długie cykle i niskie ciśnienia wyżartu mniej korzystne dla odzyskiwania z powodu stałych kosztów reaktora, zwrotników i przewodów, które są pokrywane przez mniejszy odzyskiwany objętość. Systemy odzyskiwania energii również dostarczają przyjemny, drugi zabezpieczenie: hałas na maszynie spada znacząco, gdy wysoki ciśnienie powietrza nie jest już wypuszczane bezpośrednio do atmosfery.
Projekt detekcji i dystrybucji wycieków
Rozbieżność to taciłkowy podatnik od ceny sprężonego powietrza. W zakładach, które nigdy nie prowadziły systematycznego programu detekcji, rozbieżność często odpowiada za znaczną część całkowitego produkcji sprężonego powietrza, a ponieważ rozbieżności działają całą dobę, w weekendy i przerwach, zużywane są energii, kiedy na maszynie nie dzieje się nic. Urządzenia do detekcji rozbieżności ultradźwiękowych identyfikują rozbieżności za pomocą charakterystycznego sygnału bardzo wysokich częstotliwości, umożliwiając technikowi przetestowanie całego parku maszyn podczas normalnej pracy, bez zatrzymywania czegoś. Kwartalny otwór urządzenia do detekcji rozbieżności ultradźwiękowych z tagi do poprawienia wskazuje na jedną z najtańszych, najwyższych poziomów energii, dostępnych dla każdego przemysłowego procesu.
Proces projektowania rozdzielni jest równie istotny. Zbyt mała bryła rur powoduje spadek ciśnienia, którego operatorzy zazwyczaj kompensują zwiększeniem ciśnienia wydalnego kompresora, co przynosi plusy dla całego systemu. Poprawnie zaopatrzoną główną kolumnę, odpowiednie lokalne pojemniki na gromadzenie wody w pobliżu maszyny, które amortyzują pulsujący zapotrzebowanie na przepychanie, a także krótkie, dużej wielkości końcówki, pozwalają kompresorowi pracować przy jak najniższej obcy objętości. Lokalne pojemniki są szczególnie ważne w zamkniętym przepychaniu, w którym profil zapotrzebowania jest wyraźnie pulsujący; bez ich amortyzacji kompresor przejawia powtarzające się spadek ciśnienia i działa w niepotrzebny sposób.
Tabela 5: Mierniki powietrza kompresowanego w maszynach EBM
| Ocena | Wpływ na energię powietrza ciśnieniowego | Drugi korzyść | Relatywne inwestycje |
|---|---|---|---|
| Co kwartał badanie i naprawa ewentualnych ubytków za pomocą ultradźwięków | Duża redukcja, występująca powtarzalnie. | Stabilizuje ciśnienie w systemie. | Niski |
| Odzysk i kontrola ciśnienia powietrza | Umiarem do dużej redukcji | Dłuższa żywotność zaworów i szczelności | Niski – średni |
| Sequencje dwóch etapów przepychania przedruków oraz głównego przepychania | Średnie zmniejszenie | Lepiej rozłożona grubość ścianki | Niski |
| System odzyskiwania powietrza (25–50% odzyskiwania) | Duże obniżenie | Odpowiednia redukcja hałasu | Styl średni i wysoki |
| Lokalny odbiornik o odpowiednim rozmiarze dla ciągłego mocowania presami | Średnie zmniejszenie | Mniej cykli ładowania i rozładowania kompresora. | Niski |
| Odzyskiwanie ciepła kompresora do wody ciepłej w instalacji. | Bez zmian w energii powietrza, odzwierciedla podaż paliwa grzewczego | Zmniejszenie obciążenia silnika | Medium |
Oświetlanie form i efektywność chłodnicy
Chłodzenie formy zajmuje 6–12 procent mocy związanych z obrabiarem maszyny i jednocześnie wpływa na czas cyklu, co sprawia, że jest to jeden subsytem, w którym optymalizacja energii i wydajności może być sprzeczna. Chłodniejsze woda skraca czas chłodzenia i zwiększa produkcję, ale jej produkowanie kosztuje znacznie więcej energii chłodniczej. Odpowiedzią nie jest najchłodniejsza możliwa woda; jest to najwyższa temperatura wody, która jeszcze zapewnia wymagany czas cyklu i stabilność wymiarów.
Temperatura wody i współczynnik wydajności chłodzenia
Efektywność chłodnicy określa jej współczynnik wydajności, czyli stosunek usuwanego ciepła do zużywanej energii elektrycznej. Współczynnik wydajności znacznie wzrasta wraz z wzrostem ustawionego punktu skuteczności ciepłej wody, ponieważ cykl chłodzenia musi pokonać mniejszą różnicę temperatur. Jako wytyczne, które w szerokim zakresie stosuje się w gospodarce chłodniczej przemysłowej, należy zauważyć, że każdy stopień Celsjusza wzrostu temperatury parownika poprawia efektywność chłodnicy o kilka procent.
W większości zastosowań formowania obturowania przez wytłoczanie na plastiki HDPE i PP woda chłodząca formy ma temperaturę pomiędzy 8 a 15°C. Wielu zakładów na bazie przyzwyczajej się do minimum tej wartości. W praktyce geometria pojemnika, grubość ścianki i krystalizacja tworzywa decydują o tym, co naprawdę jest potrzebne. Duże pojemniki przemysłowe naprawdę korzystają z chłodniejszej wody. Niewysokie pojemniki często są wystarczająco chłodzone przy 12–15°C, a różnica w mocy chłodzika pomiędzy 8°C a 14°C od początku do końca roku jest istotna. Ryzyko pracy za chłodną jest bowiem nie tylko związane z energią: poniżej lokalnej wartości punktu pary wodnej na powierzchni formy i przewodów zimnych tworzy się kondensat, co powoduje defekty powierzchniowe w pojemniku i korozję formy.
Odzielenie celów bez chłodzenia i płyty reaktorów termodynamicznych
W opcji chłodzenia bezpłatnego, czasem określonej jako operacja oszczędzająca energię, korzysta się z warunków atmosferycznych do oddawania ciepła procesowego bez uruchamiania kompresora. Gdy temperatura kubeczka mokrego powietrza na zewnątrz jest wystarczająco niska, wieża chłodnicza lub chłodnica sucha może wytworzyć wodę o tak niskiej temperaturze, że można ją wykorzystać do procesu bezpośrednio poprzez wymiennik ciepła płytowego, gdy urządzenie chłodzące pracuje na niższy obciążenie lub jest nieczynne. W mniej ciepłych klimatach to może zajmować znaczący odsetek godzinowego chłodzenia w ciągu roku; w zimniejszych klimatach może zajmować większość okresu zimowego.
W tej konstrukcji niezbędny jest wymiennik ciepła w postaci płytki, między obwodem wieży chłodniczej i zamkniętym obwodem procesu. Dzięki niemu woda z otwartej wieży, zawierająca tlen gazowy, obciążenie biologiczne i niezrzeszające się zanieczyszczenia, jest odseparowana od czystego zamkniętego obwodu, który dostarcza form do wylaniania. Brak tej odseparowania prowadzi do szybkiego zanieczyszczenia kanałów chłodzenia, pogorszenia przenoszenia ciepła, dłuższych cykli oraz znacznego utraty, a nie zyskania, w efekcie korzystania z odsiadu chłodzącą.
Kanale chłodzenia i projekt termiczny formy
Projekt kanału chłodzenia wewnątrz formy zależy od tego, jak skutecznie woda usuwa ciepło. Zwykłe kanały wprost perforowane są ograniczone geometrią perforacji i często pozostawiają "strefy gorące" w miejscu uchwytów, końcówek szyjki, obszarów skrzyżujących się szlaki oraz rogów podstawy. Kanały chłodzenia zgodne z kształtem, produkowane za pomocą technologii druku 3D lub przez wytworzenie formy z warstw łączonych, śledzą kontur otworu z stałym przesunięciem. Rezultat to bardziej jednolity proces usuwania ciepła, mniejsze strefy gorące, krótszy czas chłodzenia oraz redukcja odkształcenia.
Chłodzenie konformalne wiąże się z wysokimi relativnymi kosztami narzędzi do formowania i nie jest uzasadnione dla każdego zlecenia. Ma sens ekonomiczny w przypadku form natłuszczanych w dużych ilościach przez długi czas, w których skrócenie czasu cyklu nawet o jedną frakcję sekundy ma istotny wpływ na roczny wydajność, a w sytuacjach, w których historycznie wywołują one odrzucenia, deformacje ścień lub ich wyjątki. W przypadku form w małych seriach lub często zmienianych, tradycyjne kanały, do których należy dokładnie dbać o prędkości przepływu turbulencyjnego, dostarczają większość korzyści w mniejszym stopniu kosztownych.
Pompa i sterowanie przepływem
Pompy wody chłodzącej są często pomijane. Pompa o stałej prędkości zaprojektowana na najgorsze warunki obróbki form załaduje się do pełnej mocy, niezależnie od ilości aktywnych stanowisk lub rodzaju formy. Montaż silnika z regulacją prędkości w zależności od różnicy ciśnień pozwala na dostosowanie mocy pompy do rzeczywistego zapotrzebowania, a ponieważ moc pompy zmienia się w miarę kwadratu przepływu, nawet niewielka redukcja przepływu prowadzi do znaczącej zmniejszenia mocy. Również ważne jest zapewnienie, aby przepływ w każdym obiegie pozostawał turbulentny, a nie laminary. Przerwy energetyczne w przepływie turbulencie przekładają się kilkukrotnie wydajniej, dlatego szacunkowy nieznaczny wzrost przepływu w odpowiednim obiegie może znacznie skrócić czas chłodzenia w porównaniu z znacznie większym przepływem rozprzestrzenianym przez wszystkie obiegi.
Ocenianie oszczędności: monitorowanie zużycia energii, kWh/kg i ISO 50001
Żadne rozwiązanie optymalizacji energii nie powinno być wprowadzone bez sposobu weryfikacji, ponieważ niezmierzone oszczędności mają tendencję do wygasania. Instrumenty do mierzenia energii przy maszynie stanowią podstawę każdego wiarygodnego programu energetycznego, a są stosunkowo niedrogie w porównaniu z każdym innym rozwiązaniem poruszanym w tym artykule.
Metryka energii na maszynie i odpowiednie wskaźniki
Trójfazowy licznik energii, zainstalowany w głównej odłączalce urządzenia, zapisujący aktywne moc, reaktywne moc, czynnik mocy i akumulowaną energię w krótkim interwale, przekształca energię z abstrakcyjnych art. w koszyku poziomu zakładu w operacyjny parametry, który dyżurny może wykorzystać do działań. Gdy te dane są dostępne, dwie wskaźniki wykonują większość przydatnej pracy.
Spesyfikowe zużycie energii w kWh na kilogram normalizuje wagę części i jest właściwym miernikiem do porównywania efektywności maszyn, konfiguracji śrub i zmian w żywicach. Energia na tysiąc sztuk wyrażona w kWh na 1,000 sztuk to właściwy miernik do udzielania ofert komercyjnych i raportowania o emisji węglanowej przez klientów, ponieważ klienty kupują opakowania, a nie kilogramy. Fabryka powinna śledzić oba te wskaźniki. Zmiana, która poprawia kWh/kg podczas pogarszania kWh na 1,000 sztuk, zazwyczaj oznacza, że masowa część drgana w górę, co oznacza problem kosztów żywicy skrywający się w metryce energii.
Powiązanie energii z OEE
Dane dotyczące zużycia energii są zaskakująco wiarygodne, gdy są połączone z ogólną efektywnością sprzętu. Powodem jest prosty: maszyna, która jest nagrzewana, podciśnięta i pracuje z ekstruderem, ale nie wytwarza żadnych sprzedawalnych pojemników, zużywa dużą część swojej mocy w pełnym komercyjnym obrocie, produkując jednocześnie nic. Stany nieaktywności i bezawaryjności z reguły są przyczyną dużej części zużycia energii, ponieważ grzejniki, zawory hydrauliczne i chłodzenie pozostają aktywne.
Oznacza to, że straty związane z niedostępnością generatora energii, które nigdy nie pojawiają się w tradycyjnej kalkulacji OEE, są kosztowne. Wykresując zużyte kWh w stosunku do wyprodukowanych dobrej jakości części, godzinę po godzinie, można zobaczyć, które zmiany, przejścia i tryby awarii są najdroższe. W wielu zakładach ten analiza pokazuje, że największą okazją do oszczędności energii jest nieaktualizacja technologii, ale pozbawienie się długotrwale nieużywanego czasu w trakcie przejść i zatrzymania jakości.
Standardowe ramy
ISO 50001 zapewnia ramy systemu zarządzania energetycznym: politykę, warunki podstawowe, wskaźniki wydajności energetycznej, plan działań i przegląd zarządzania. ISO 50006 dostarcza praktycznych uścisków dotyczących określenia warunków podstawowych i wskaźników, dla których wiele zakładów boryka się najtrudniej. Certyfikacja nie jest konieczna do sporządzenia korzyści; duchowanie się dyscypliny określenia warunków podstawowych i wskaźników, to przede wszystkim to, co przynosi największą wartość.
Strony maszynowe, EUROMAP 60.1 i 60.2 definiują standaryzowane procedury pomiaru i warunki odniesienia dla wydajności energetycznej urządzeń do przetwarzania plastyfikowanych materiałów, co sprawia, że porównania między różnymi dostawcami są zdolne do sformułowania. Bez wspólnego ograniczenia pomiarowego i określonego cyklu odniesienia wartości zużycia energii podawane przez różnych dostawców są nieporównywalne. IEC 60034-30-1 reguluje klasyfikację efektywności silników, i nabywcy powinni wyraźnie określić wymagany klasę IE w specyfikacji zakupu, a nie zgodzić się na konstrukcję standardową dostawcy. Sprawność zgodności z dyrektywą o maszynach, w której EN 422 zajmuje się szczególnie bezpieczeństwem maszyn do formowania przez ucisk, jest osobitnym wymogiem i nie powinno być łączone z wydajnością energetyczną.
Budowa solidnego poziomu początkowego
Badanie podłoża jest skuteczne tylko, jeśli uwzględnia zmienną, która prawidłowo wpływa na zużywanie energii. Te czynniki to: skład warstw, jakość tworzywa, prędkość przepływu cząstek, stosunek odzysku, temperatura otoczenia i liczba godzin eksploatacji. Podłoże, które zostało zbudowane na podstawie jednego tygodnia produkcji letniej, sprawia, że każdy miesiąc zimowy wygląda na poprawę. Apollo zaleca ustalanie podłoża na podstawie co najmniej jednego pełnego cyklu produkcji obejmującego normalny skład produktów, wyrażonego jako indeks, z ustawieniem okresu podłoża na 100 punktów indeksu, a następnie śledzenie miesięcznych odchyleń z uwzględnieniem normalizacji składu produktów.
Plan modernizacji oszczędzającej energię Apollo
Poprawna kolejna realizacji jest równie ważna jak same działania, ponieważ pierwsze oszczędności o niskich kosztach finansują późniejsze inwestycje o wysokich kosztach, a pomiary muszą działać przed inwestycją. Zestaw wskaźników przedstawiony poniżej to sekwencja, którą inżynierowie firmy Apollo zalecają klientom operującym już używanymi maszynami filtrowych perforującymi, bez względu na to, czy te maszyny pochodzą od firmy Apollo, czy od innego dostawcy.
Tablica 6: Akcje oszczędzania energii w EBM według priorytetu
| Ocena | Oszczędności w dotykującym podsystemie | Oszczędności w zakresie łącznej mocy maszyny | Strefa trudności implementacji | Relatywne inwestycje | Klasa zwrotu inwestycji |
|---|---|---|---|---|---|
| Program detekcji i naprawy ubytków w systemie powietrza nadrzędnego | 10–30% | 1–4% | Prostota | Niski | Krótka |
| Ostrzegi na rurze i głowicach form obudowanych | 20–40% | 2–5% | Prostota | Niski | Krótka |
| Metryka energii na maszynie i przycisk sterujący | Wdrożenie środka ochrony | 3–8% poprzez zmiany w zachowaniach | Prostota | Niski | Krótka |
| Przegląd profilu temperatury topienia i automatyzowanie ustawień PID | 5–15% | 2–6% | Prostota | Niski | Krótka |
| Poziom punktowego chłodzonego powietrza podniesiono w granicach procesu | 8–20 % | 1–3% | Prostota | Niski | Krótka |
| Zabezpieczenia otwarcia na urządzenia pomocnicze (kruszer, przenośnik, ładownica) | 20–40% | 1–2% | Prostota | Niski | Krótka |
| Przełożenie cyklu obrotowego w dwóch etapach (pre-blow, main blow) | 10–25% | 1–3% | Umiernie. | Niski – średni | Krótka |
| Osiągi o zmiennym obrotem w pompach wody chłodzącej | 25–45% | 1–3% | Umiernie. | Medium | Medium |
| System odzyskiwania powietrza | 25–50% | 2–6% | Umiernie. | Styl średni i wysoki | Medium |
| Modyfikacja układu napędowego servo-hydraulicznego | 15–40% | 3–8 % | Trudne | High | Medium |
| Chłodzenie grzałkami z płytami | 30–70% w zależności od sezonu | 2–6% annualised | Trudne | High | Medium |
| Odzienie nagrzewania indukcyjnego na podkładce i głowicy matrycy | 30–60% | 3–7% | Trudne | Wysoki do bardzo wysokiego | Od średnioterminowego do długoterminowego |
| Wyższe standardy wydajności silnika ekstrudera PMSM do IE4/IE5 | 8–18% | 4–10% | Trudne | Wysoki do bardzo wysokiego | Od średnioterminowego do długoterminowego |
| Zamiana gwintowanych śrub i osprzętu z rzeźbieniem | 10–25% | 5–14% | Trudne | Wysoki do bardzo wysokiego | Medium |
| Zamiana na maszynę całkowicie elektryczną | Zmiana architektury całej maszyny | 15–30% | Projekt | Premium | Long |
Jak czytać plan rozwoju
Chcemy podkreślić, że odsetki w drugiej i trzeciej kolumnie nie są dodajalne. Po zmniejszeniu strat ciepła za pomocą osłon izolacyjnych system indukcyjny zapewnia mniej korzyści w postaci stopniowego zwiększenia, niż wskazuje stanowisko w tabeli. Tego samego efektu można osiągnąć w przypadku kompresowanego powietrza: po naprawie ubytków i dostosowaniu wysokości ciśnienia, system rekuperacji powietrza działa na mniejszym fundamentie. Aby unikać realnych konsekwencji finansowych, proste i tanie działania należy wykonywać jak najwcześniej, zarówno bowiem, ponieważ te działania finansują kosztowne, jak i w związku z faktem, że służyją do ustalania zmniejszonej referencyjnej wartości, w obliczeniu której kosztowne działania muszą być uzasadnione.
Zauważ również, że środki o największym wpływie na cały obrabiarki, konwersji wkrętów i głowic oraz modernizacji silnika PMSM, dotyczą ekstrudera. To wynika bezpośrednio z Tabeli 1. Zakład, który zakończył wszystkie łatwe środki i nadal musi zwiększyć skok, w końcu zawita tam.
Jak inżynierowie Apollo zmniejszają zużycie energii w każdej serii
Firma Apollo, należąca do grupy Wanplas, projektuje wydajność energetyczną maszyny już na etapie specyfikacji, a nie traktuje go jako listę opcjonalnych akcesoriów, ponieważ retrofitting wydajności jest zawsze kosztowny w porównaniu z wbudowaniem jej w konstrukcję maszyny. Z oferty składającej się z 10 serii i więcej niż 80 modeli, których pojemności zmieniają się w zakresie od 200 ml do 1500 l, konkretna konfiguracja różni się w zależności od zastosowania, ale podstawowa filozofia inżynieryjna jest spójna w całym asortymencie.
Seria ABLB, 200 ml do 20 litrów
Seria ABLB obejmuje osiem rodzajów maszyn, obsługujących rozmiary pojemników, które są dominującymi w przypadku opakowań żywności i napojów, papieru toaletowego, kosmetyków, leków i środków chemicznych. Dlatego firma Apollo przywiązuje szczególną wagę do działań, które przyspieszają cykl pracy: servo-hydrauliczne jednostki mocy do układów klamry i przewodów, dwuetapowe sekwencje podchlapania i głównego pojemnościowego cyklu, izolowane głowice formujące, termoczerwone z głębokimi punktami pomiarowymi i automatycznym dostosowaniem zakresu pomiarowego. Prowadzenia extruderów są specyfikowane z kontrolą na podstawie inwertera w klasie IE3 jako standard, a klasa IE4 z silnikami bezdynamowymi dostępna tam, gdzie okres obsługi klienta tego uzasadni.
Seria ABLD, od 20 do 1500 l
Seria ABLD obejmuje pojemniki o dużym pojemnik, przemysłowe kolby, pojemniki intermedijarne o dużej pojemności oraz duże części techniczne. Te maszyny charakteryzują się z fundamentalnie odrębnymi cechami energetycznymi: cykle są długie, siły chwytowe są wysokie, a faza trzymania podczas chłodzenia dominuje w cyklu. Ta specyfikacja to właśnie tam, gdzie technologia servo-hydrauliczna przynieść największą względną korzyść, ponieważ pompa o stałym objęcie wyłapuje przepływ przez zapor odpowietrzające w większości każdego cyklu. Wybieranie rozmiaru akumulatora traktuje się jako decyzję energetyczną jak i decyzję procesową, ponieważ poprawnie dobrany akumulator pozwala na obsługę dużej wyżyny wymaganej przez mniejszą pompą.
W pełni elektryczna Series, 200ML to 20L
Seria W pełni elektryczna całkowicie eliminuje jednostkę nasiłkową hydrauliczną. Dla klientów produkujących pojemniki farmaceutyczne, opakowania medyczne lub butelki gazowe o najwyższej czystości, brak oleju hydraulicznego usuwa ścieżkę inficjowania, którą żadna dyscyplina konserwacyjna nie potrafi całkowicie zabezpieczyć. Również w argumentach ekonomicznych seria W pełni elektryczna jest rekomendowana w zakładach, gdzie za cierpliwość płacą wysokie tarify za prąd oraz na pracowniach trzyzmienne, gdzie trwałe zużycie energii w trybie stacjonarnym dotyczy tysięcy godzin rocznie. Apollo oferuje serię W pełni elektryczna jako propozycję rekomendowaną, kiedy wskaźniki objętości i częstotliwości obrotu pojemników oraz wymagania dotyczące czystości wskazują w tym samym kierunku.
Obsługa materiałów i szersza ekosystem Wanplas
Oszczędność energii nie kończy się na maszynie. Maszyny Apollo przetwarzają PE, PP, PVC, PA, PC, ABS, PS, EVA, TPU i PETG, a każdy materiał ma swój profil energetyczny. HDPE o wysokiej masie molekularnej i niskiej prędkości polimizowania wymaga większego momentu obrotowego i najlepiej odnosi się do podkładek z rowkami. PVC wymaga niskiego obciążenia i starannego kontrolowania temperatury, aby uniknąć degradacji, co oznacza, że jakość sterowania nagrzewaniem jest ważniejsza niż moc generatora ciepła. PC i PA wymagają dokładnego osuszania, a sam surowiec staje się istotnym poborowicielem energii, dlatego warto specyfikować osuszacze z kontroli punktu parowania i regenerację na podstawie potrzeb.
Gdy konwerter generuje duży zakres materiałów wtórnych, układ układu zużywany sprzętu i system transportu staje się częścią obrazu energetycznego, a konsystencja owadów bezpośrednio wpływa na wielkość zużycia energii w procesach ecrytorów. W przypadku zakładów mających wkomponować do systemu recyklingu cyklicznego w pełni zamkniętego, fabryka Wanplas Polyretec dostarcza linii myjących i granulujących, a fabryka Wanplas Kerke dostarcza ekryptory obrotowe parzyste o dwóch ściskaczach do mieszania i granulowania materiałów wtórnych, co zapewnia konsystencję i mało zmienną jakość materiału. Konsystencyjna jakość surowca jest sama w sobie miarą energii, ponieważ stabilna gęstość masowa i stężenie przepływu pozwalają na to, by ekryptor wzlotowy działał w stałym, zoptymalizowanym punkcie pracy, a nie ciągle regulował.
Weryfikacja i obsługa
Przed wysyłką maszyny Apollo testuje ją w swojej fabryce o powierzchni 8000 m² w Zhangjiagangu, gdzie jednostki zajmujące się instalacją i uruchomieniem są zawsze dostępne. Weryfikacja energetyczna podczas uruchamiania jest prosta i powinna być zapytana w ramach protokołu przyjścia. Wówczas należy wpisywać energię graniczną maszyny podczas określonego cyklu produkcji w osiągniętej prędkości, obliczyć kWh/kg i kWh na 1000 sztuk i zaliczyć otrzymane wartości jako bazowy poziom na poziomie 100 punktów. Ta baza staje się potem referencją dla całej żywotności maszyny, dzięki czemu dalszy stan degeneracji jest od razu widoczny.
W ramach marki Wanplas wspólna polityka obejmuje personalizację maszyn do odcisków oraz regulację napięcia, instalację na miejscu przez inżynierów, śledzenie stanu użytkowania, kontrolę fabryczną przed wycofaniem, roczne bezpłatne zapasy części zamiennych, gwarancję transportu, gwarancję kapacytetu produkcyjnego i gwarancję standardów jakości. Konkurencyjne dostawcy, w tym Bekum, Kautex Maschinenbau, Uniloy, Graham Engineering i Automa, oferują własne pakiety energetyczne, a nabywcy powinni je porównywać na podstawie obcego metrażu, a nie wywodów. Warunki odniesienia określone w EUROMAP 60.1 i 60.2 istnieją właśnie w tym celu.
Najczęściej zadawane pytania
Ile energii zużywa typowa maszyna do warzenia przez formowanie na kilogram produktu?
Dostosowana, jedna urządzenie produkcyjna na bazie HDPE, produkująca butele 5-litrowe, zazwyczaj zużywa między 0,55 a 0,95 kWh na kilogram produktu gotowego zamierzonego w okolicach dokrętania urządzenia, obejmującego silnik ekstrudera, hydraulikę, ogrzewanie beczek i pneumatykę zamontowaną na maszynie. Samo ekstruder zazwyczaj odpowiada za 0,25 do 0,45 kWh/kg tej sumy. Starsze maszyny z pompami stałego wolumenu, grzejniki ze szkliwą pasą i bez osłon izolacyjnych często przekraczają 1,2 kWh/kg dla identycznych części. Zawsze potwierdź, czy podana przez dostawcę liczba obejmuje usługi fabryczne, takie jak pomieszczenie kompresora i chłodnicę, ponieważ tylko to samo może zwiększyć liczbę o ponad 20%.
Czy maszyny EBM z servo-hydrauliką faktycznie oszczędzają od 15 do 40% energii?
Ten zakres dotyczy konkretnie jednostki maszyny hydraulicznej, a nie całej maszyny. Ponieważ jednostka maszynowa hydrauliczna stanowi zaledwie 10 do 20 proc. całkowitej mocy maszyny w procesie formowania utwardzania próżniowym, konwersja servo-hydrauliczna zazwyczaj prowadzi do zmniejszenia zużycia energii maszyny o 3 do 8 proc. Maszyny z długimi fazami utrzymywania, dużymi głowicami zbiorników lub powolnymi cyklami znajdują się na końcu górnym, ponieważ konwencjonalna pompa w przeciwnym przypadku sprzątałaby flow podczas większości cyklu. Maszyny z szybkimi cyklami i odpowiednimi pojemnikami znajdują się na końcu dolnym.
Kiedy maszyna całkowicie elektryczna sprawia więcej sensu niż servo-hydrauliczna?
Całkowicie elektryczne formowanie rur prasowanymi metodą jest najbardziej wydajny dla opakowań o pojemności 200 ml do około 20 l, w wyższych obrotach, w czystych pomieszczeniach lub środowisku farmaceutycznym, a także w zakładach, w których wysokość tarifu za prąd jest wysoka i okres pracy roczny bardzo długi. Wyżej od 30 l, szczególnie w przypadku maszyn z głową zbiorczą produkujących duże pojemne torby, bardziej praktyczna jest aktywacja hydrauliczna lub servo-hydrauliczna ze względu na bardzo wysoki siłę docisku i długie długości ruchu. Relatywna koszt inwestycyjny fully electric wynosi poziom Premium, dlatego oszczędność może zależnie znacznie od ilości godzin pracy rocznej.
Ile zużycia energii można zmniejszyć dzięki izolacji cylindrów?
Odkryte na artykule odgrodzeń termiczne na stałce grzałek zazwyczaj obniżają straty powierzchniowe radiacyjne i konwekcje z kolby i głowicy formy o 20 do 40 proc., w zależności od temperatury plastu, przepływu powietrza w obiekcie i pokrycia. Ponieważ ogrzewanie kolby i głowicy formy stanowi około 8 do 15 proc. całkowitej mocy maszyny, to oznacza skrócenie zużycia o 2 do 5 proc. przy niskim relatywnym inwestowaniu i krótkim okresie zwrotu. Głowica formy jest często obszarem o najwyższej wartości do izolacji, ponieważ pracuje w wysokiej temperaturze, ma dużą powierzchnię narażoną na działanie i nie otrzymuje przycięcia termicznego od śrubki.
Co to jest system odzyskiwania powietrza i ile powietrza on faktycznie odzyskiwa?
System odbierania powietrza po nasztwaniu pochłania sprawnie podciśnione powietrze wypuszczane z pojemnika na końcu fazy naszukiwania i kieruje je przez zawór zapobiegający wystawaniu do pojemnika tamperowego o mniejszych presjach, który zaopatrza w przygotowane powietrze, pneumatykę maszynową lub środek pośredni kompresora. Stopa odbioru sięgająca od 25 do 50% objętości powietrza uszukiwanego jest realna na maszynach produkujących pojemniki o większych rozmiarach w krótkich cyklach z wysokim ciśnieniem naszukiwania. System ten również znacząco redukuje hałas generowany przez maszynę, ponieważ powietrze o dużym ciśnieniu nie wydostaje się już bezpośrednio do atmosfery.
Jaki jutrwałek oszczędzający energię należy wykonać jako pierwszy na starszej maszynie BBM?
Zacznij od wykrywania nieszczelności powietrza i dostosowywania ciśnienia, przejdź potem do izolacji cylindrów i głowic formatujących, a następnie do pomiaru energii priorytetowej. Wszystkie te procesy charakteryzują się niskimi kosztami inwestycji, łatwym wdrażaniem i krótkim okresem zwrotu. Pomiary powinny być instalowane na początku, nawet jeśli nie przekładają się one bezpośrednio na oszczędności, ponieważ zamieniają każde kolejne pomiary z pretensji na weryfikowane rezultaty. Dopiero po utworzeniu tych podstaw ma sens ocenić sterownik hydropneumatyczny, silnik ekstrudera PMSM lub urządzenie do nagrzewania indukcyjnego.
Czy obrotny powtórny spaw może zmienić zużycie energii w maszynie do warzenia przez formowanie?
Tak. Poszczepy regrind mają niższy objętość masową i nieregularną geometryię cząstek porównując do świeżych granulaczy, co obniża efektywność dostarczania masy stałej w strefie załadunku i może zwiększyć zużycie energii o 3–10 procent przy tym samym przepustowości. Sam sprzęg na stopy dodaje parazytyczny obciążenie. Groove feed barrels, konsekwentne rozmiary pasków i kontrolowany stosunek regrind przywraca większość tych strat. Tam, gdzie jakość poszczepów regrind jest bardzo różna, mieszanie i granulowanie odzyskującego się materiału do jednolitej surowicy dzięki sprzętowi z dwoma wiekami z fabryki Kerke firmy Wanplas stabilizuje punkt pracy eksploatacji i często pokrywa koszty, wyłącznie za sprawą zmniejszonej wariacyjności.
Jakie standardy dotyczą pomiaru zużycia energii w maszynach cięcia termoformowanego?
EUROMAP 60.1 i 60.2 określają procedury pomiarowe i warunki odniesienia stosowane do porównania wydajności energetycznej maszyn plastykowych na podstawie równej wartości. IEC 60034-30-1 klasyfikuje efektywność silników w zakresach IE1 do IE5, a nabywcy powinni wyraźnie określić wymagany poziom w specyfikacji zakupu. ISO 50001 określona struktura systemu zarządzania energią, a ISO 50006 zawiera podstawy oraz wskaźniki wydajności energetycznej. Bezpieczeństwo maszyn regulowane jest osobno, a EN 422 dotyczy maszyn formowania dozowniczymi w systemie CE, a przepływ płynu plastyfikującego mierzony jest według ASTM D1238 lub ISO 1133.
Czy podniesienie temperatury wody chłodzonej rzeczywiście może przynieść istotne oszczędności?
Tak, a to jedna z najmniej kosztownych metod dostępnych. Kąt wydajności chłodnicy znacząco wzrasta o każdy stopień podniesienia punktu ustawionego dla parownika, ponieważ w cyklu chłodzenia mamy mniej do pokonania. Wiele zakładów pracuje z wodą chłodzącej przedform technologicznego o temperaturze 8°C wyłącznie ze względu na zwyczaj, gdy wory wykonane z cienkich tworzyw wymagają czasu cyklu 12 – 15°C. Stopem jest kondensacja: woda poniżej lokalnego punktu rosy powoduje powstanie wilgoci na powierzchni form i linii chłodzenia, co w konsekwencji powoduje uszkodzenia powierzchni i korozję. Sprawdź czas cyklu i jakość części przy wyższej ustawionej temperaturze, zanim ją trwale zmieni.
Wnioski
Technologia oszczędzania energii w maszynach EBM to nie jedna funkcja, którą można zaznaczyć na formularzu zamówienia. To złożona dziedzina inżynierii, która zaczyna się od poznania miejsca, w którym tluje energia, a kontynuuje się atakiem na każdy subsystem proporcjonalnie do jego udziału. Wszystko zależy od pomiarów, które potwierdzają, że oszczędności są realne i trwałe.
Dane dotyczące całej instalacji wyrobów Apollo wskazują na wyraźną hierarchię. Napęd wycinarki, stanowiąc od 45 do 60 proc. całkowitej mocy maszyny, to miejsce, gdzie odnajdziemy największe absolutne oszczędności, dostępne dzięki klasom silników IE4 i IE5, geometrycji filarów o zębach, rzeźbemi odlewowymi oraz dyscyplinowanej regulacji temperatury materiału plastycznego. Wypożyczalnik hydrauliczny, stanowiąc od 10 do 20 proc., reaguje bardzo dobrze na sterowanie silnikowym, zwłaszcza ze względu na tak nierównomierny cykle pracy, co w zakresie tego podsystemu prowadzi do redukcji o 15 do 40 proc. Gryzienie i suchy powietrze, które stanowi równoważną część, są znacznie tańsze do wyzwalenia, ponieważ kurtyny izolacyjne zmniejszają straty powierzchniowe o 20 do 40 proc., a proces odzyskiwania powietrza prowadzi do zwrotu od 25 do 50 proc. objętości odpowiedniego powietrza. Chłodzenie formy tworzywna wpływa na cały cykl, gdzie podniesione ustawienie temperatury wody oraz chłodzenie bez zużycia energii zapewniają oszczędności, których wdrożenie nie kosztuje praktycznie niczego.
Rekomendacja praktyczna pozostaje niezmienna niezależnie od marki urządzenia ani jego wieku. Należy najpierw zainstalować pomiar energii w czasie eksploatacji. Następnie należy naprawić nieszczelności układu powietrznego oraz ocieplić barkę i głowice do zapłonów, ponieważ są to inwestycje o małym stopniu złożoności, łatwe do wdrożenia i charakteryzujące się krótkim okresem zwrotu. Wykonaj sprawdzenie, jaka jest ilość kWh za kg oraz jaka jest ilość kWh na 1 000 sztuk jako mierniki śledzone i porównywalne z bazowym poziomem 100 punktów, umiejsc wiązane z danymi dotyczącymi OEE, dzięki czemu ujawniony zostanie czas marnotrawienia. Dopiero po tym podejmij decyzję o inwestycjach o wysokim i bardzo wysokim stopniu złożoności skierowanych w kierunku ekslutora i hydrauliki.
Apollo, fabryka Wanplas, posiadająca ponad dwudziestoletnie doświadczenie w procesie extruzji i wblazania, oraz ponad 4000 maszyn działających w ponad 90 krajach, precyzuje te metody w serii ABLB, serii ABLD i w kompletnie elektrycznej serii. Kupujący, którzy oceniają nową produkcję, powinni zaproponować dane o zużyciu energii związane z konsolą maszyny, zmierzone w warunkach odniesienia EUROMAP, wyraźnie określić klasę silnika IE oraz uwzględnić przeprowadzenie kontroli zużycia energii w protokole akceptacji. Maszyna wybrana na tych zasadach nadal będzie miała zyski nawet po tym, jak maszyna wybrana tylko pod względem ceny zakupu stanie się najdroższym obiektem na parkingu.
