Siemens VFD metāla kalšanā un štancēšanai: spararata piedziņas, sajūga/bremžu koordinācija un enerģijas uzglabāšana

Metāla kalšana un štancēšana ir grūts darbs, kam nepieciešama precīza kontrole un liela jauda. Gadiem ilgi rūpnīcas ir meklējušas veidus, kā padarīt šos procesus efektīvākus, uzticamākus un rentablākus{1}}. Ievadiet Siemens VFD (mainīgas frekvences piedziņas) — spēļu-mainītāju rūpniecisko motoru vadīšanā. Šīs Siemens viedierīces pārveido metāla formēšanas darbības visā pasaulē, optimizējot spararata piedziņu, uzlabojot sajūga/bremžu koordināciju un nodrošinot progresīvus enerģijas uzkrāšanas risinājumus. Šajā emuārā mēs izpētīsim, kā Siemens VFD tehnoloģija sniedz izmērāmus ieguvumus metāla kalšanas un štancēšanas darbībās, izmantojot reālus -pasaules datus un praktiskus lietojumus.

Kāpēc Siemens VFD ir svarīgi metāla kalšanā un štancēšanā

Metāla kalšanas un štancēšanas mašīnām ir jāiztur ārkārtēji spēki, -bieži vien tūkstošiem tonnu-, vienlaikus saglabājot precīzu ātruma un pozīcijas kontroli. Tradicionālās fiksētā -ātruma sistēmas tērē enerģiju, rada mehānisku spriegumu un ierobežo darbības elastību. Siemens VFD tehnoloģija atrisina šīs problēmas, izmantojot:

• Motora ātruma pielāgošana, lai tas atbilstu precīzām procesa prasībām
• Enerģijas patēriņa samazināšana līdz pat 70%, salīdzinot ar fiksēta ātruma sistēmām
• Iekārtas kalpošanas laika pagarināšana, samazinot mehānisko spriegumu palaišanas laikā
• Nodrošina precīzu koordināciju starp mašīnas sastāvdaļām, piemēram, spararatiem, sajūgiem un bremzēm

Siemens VFD modeļi, piemēram, SINAMICS S150 un SINAMICS PERFECT HARMONY, ir īpaši izstrādāti smagas{1} slodzes lietojumiem, nodrošinot uzticamu veiktspēju pat visskarbākajās rūpniecības vidēs. Šīs piedziņas spēj apstrādāt jaudas no maziem 0,05 kW motoriem līdz masīvām 85 MW sistēmām, padarot tās piemērotas visam, sākot no mazām štancēšanas presēm līdz lieliem kalšanas āmuriem.

Siemens VFD spararatu piedziņām metāla formēšanā

Spararati ir būtiski metāla kalšanai un štancēšanai, uzglabājot kinētisko enerģiju, lai nodrošinātu formēšanas operācijām nepieciešamo lielu jaudu. Tomēr tradicionālajām spararata sistēmām ir ierobežojumi: tās ir neefektīvas, grūti vadāmas un rada maksimālās jaudas pieprasījuma pieaugumu. Siemens VFD tehnoloģija revolucionizē spararata piedziņas sistēmas, pievienojot viedas vadības un enerģijas optimizācijas iespējas.

Kā Siemens VFD optimizē spararata veiktspēju

Siemens VFD, kas savienots ar spararata piedziņas sistēmu, ne tikai kontrolē ātrumu,{0}}tas pārveido enerģijas uzglabāšanu un izmantošanu:

1. Dinamiskā ātruma regulēšana:Atšķirībā no fiksētā{0}ātruma sistēmām, Siemens VFD ļauj operatoriem pielāgot spararata ātrumu reāllaikā, pamatojoties uz materiāla veidu, biezumu un formēšanas prasībām. Piemēram, 300 tonnu štancēšanas prese, kurā izmanto Siemens VFD, var samazināt spararata ātrumu par 20%, strādājot ar plānākiem materiāliem (1,2 mm 304 nerūsējošais tērauds), samazinot enerģijas patēriņu par 35%, vienlaikus saglabājot kvalitāti.
2. Vienmērīga enerģijas pārnešana:Piedziņa nodrošina pakāpenisku spararata paātrinājumu un palēninājumu, samazinot mehānisko slodzi uz zobratu un gultņiem līdz pat 40%, salīdzinot ar tiešu iedarbināšanu tiešsaistē. Tas pagarina aprīkojuma kalpošanas laiku un samazina uzturēšanas izmaksas par aptuveni 25% gadā.
3. Precīza griezes momenta kontrole:Siemens VFD nodrošina precīzu griezes momentu, ļaujot spararatiem nodrošināt konsekventu formēšanas jaudu pat slodzes svārstību laikā. Nesen veiktā testā Eiropas kalšanas rūpnīcā Siemens VFD-vadāmā spararata sistēma uzturēja griezes momentu ±2% robežās no uzdotās vērtības, uzlabojot detaļu kvalitātes konsekvenci par 30%.

Reāls-Pasaules tests: Siemens VFD spararata piedziņa automobiļu kalšanā

Apskatīsim detalizētu testu, ko veica viens no lielākajiem automobiļu detaļu ražotājiem Vācijā, koncentrējoties uz 500 -tonnu kalšanas preses jaunināšanu no tradicionālās fiksētā ātruma sistēmas uz Siemens VFD kontrolētu spararata piedziņu (modelis SINAMICS S150):

Testa iestatīšana:

• Mašīna: 500 tonnu karstā kalšanas prese kloķvārpstas ražošanai
• Materiāls: 4140 leģētā tērauda sagataves (diametrs 120 mm, garums 300 mm)
• Vecā sistēma: tiešais{0}}ieslēgts-starteris ar mehānisku ātruma kontroli
• Jaunā sistēma: Siemens VFD SINAMICS S150 (400 kW) ar SimaPress lietojumprogrammu paketi
• Testa ilgums: 8 nedēļas (4 nedēļas ar veco sistēmu, 4 nedēļas ar jauno sistēmu)

Pārbaudes process:

1. Sākotnējie mērījumi: elektroenerģijas patēriņš, cikla laiks, detaļu kvalitāte un apkopes problēmas tika reģistrētas 4 nedēļas ar veco sistēmu.
2. Uzstādīšana: Siemens VFD tika integrēts ar esošo spararata motoru, savienots ar SIMATIC S7-1500 kontrolieri un ieprogrammēts ar pielāgotiem kalšanas parametriem.
3. Optimizācija: piedziņa tika precīzi{0}}noregulēta, lai atbilstu konkrētajam kalšanas procesam, tostarp paātrinājuma/palēninājuma rampu un griezes momenta ierobežojumu iestatīšanai.
4. Datu vākšana: ar jauno Siemens VFD sistēmu 4 nedēļas tika reģistrēti tie paši rādītāji.

Pārbaudes rezultāti:

Sajūga/bremžu saskaņošana ar Siemens VFD

Metāla štancēšanas un kalšanas mašīnās sajūga un bremžu sistēmas kontrolē cilindra (daļa, kas nospiež metālu) kustību. Slikta koordinācija starp šiem komponentiem rada šādas problēmas:

• Daļu kvalitātes problēmas no nekonsekventām apstāšanās pozīcijām
• Palielināts mehāniskais nodilums "bremžu vilkšanas" dēļ
• Drošības riski neparedzētu kustību dēļ
• Enerģijas atkritumi no neefektīvas darbības

Siemens VFD tehnoloģija atrisina šīs problēmas, nodrošinot precīzu, sinhronizētu sajūga un bremžu sistēmu vadību, radot nevainojamu darbību, kas uzlabo veiktspēju un drošību.

Galvenās Siemens VFD sajūga/bremžu koordinācijas priekšrocības

1. Perfekta sinhronizācija:Siemens VFD koordinē sajūga ieslēgšanu un bremžu atlaišanu ar milisekundes precizitāti (reakcijas laiks < 10 ms), novēršot "bremžu pretestību" un samazinot ar berzi saistīto nodilumu par 45%. Tas ir ļoti svarīgi darbībām, kurām nepieciešams augsts cikla ātrums (vairāk nekā 100 sitieni minūtē).
2. Gluda aunu kustība:Regulējot motora ātrumu sajūga ieslēgšanas laikā, piedziņa samazina mehānisko triecienu par 60%, pagarinot presēšanas rāmju un presformu komplektu kalpošanas laiku. Apzīmogošanas rūpnīca Ohaio štatā ziņoja, ka pēc Siemens VFD sajūga/bremžu vadības ierīces uzstādīšanas par 30% ir samazinājušās presformas nomaiņas izmaksas.
3. Regulējamas apstāšanās pozīcijas:Operatori var ieprogrammēt precīzus apstāšanās punktus dažādām detaļām, uzlabojot detaļu precizitāti par ±0,05 mm salīdzinājumā ar tradicionālajām sistēmām. Tas ir īpaši vērtīgi sarežģītiem spiedojumiem, piemēram, automašīnu virsbūves paneļiem.
4. Enerģijas ietaupījums:Koordinēta sajūga/bremžu darbība samazina enerģijas izšķērdēšanu virziena maiņas laikā, samazinot kopējo presēšanas enerģijas patēriņu par papildu 15-20%, nekā tiek panākts ar ātruma kontroli vien.

Gadījuma izpēte: Siemens VFD sajūga/bremžu sistēma automobiļu štancēšanai

Liels ASV automobiļu ražotājs ar rūpnīcu Mičiganā modernizēja 12 štancēšanas preses uz Siemens VFD{1}}vadāmām sajūga/bremžu sistēmām (SINAMICS G120 modelis). Lūk, ko viņi atrada:

1. Iestatīšana:1200 tonnu pārvietošanas preses durvju paneļu un spārnu ražošanai
2. Izaicinājums:Nekonsekventa detaļu kvalitāte sliktas sajūga/bremžu sinhronizācijas dēļ, kas noved pie 8% metāllūžņu skaita
3. Risinājums:Uzstādiet Siemens VFD ar integrētu sajūga/bremžu vadības moduli, kas savienots ar SIMATIC S7-1200 PLC
4. Rezultāti:

Metāllūžņu līmenis samazinājās no 8% līdz 1,2% (uzlabojums par 85%)

Cikla laiks palielinājās par 12% (no 8 līdz 9 sitieniem minūtē) bez papildu enerģijas patēriņa

Sajūgu un bremžu uzturēšanas izmaksas tiek samazinātas par 40% gadā

Operatora drošība uzlabojās, samazinoties "neparedzētas kustības" gadījumiem

Enerģijas uzglabāšanas risinājumi ar Siemens VFD metāla formēšanā

Metāla kalšana un štancēšana ir energoietilpīgas{0}}operācijas ar augstu maksimālās jaudas pieprasījumu, kas var izraisīt:

• Augstākas elektroenerģijas izmaksas (sakarā ar pieprasījuma maksu)
• Noslogot vietējos elektrotīklus
• Ražošanas pārtraukumi jaudas svārstību laikā
• Izšķērdēta enerģija bremzēšanas un ātruma samazināšanas laikā

Siemens VFD tehnoloģija risina šīs problēmas, nodrošinot progresīvus enerģijas uzglabāšanas risinājumus, kas uztver, uzglabā un atkārtoti izmanto enerģiju sistēmā, samazinot atkarību no tīkla jaudas un samazinot izmaksas.

Kā Siemens VFD nodrošina enerģijas uzglabāšanu metālapstrādē

1. Reģeneratīvā bremzēšana:Siemens VFD uztver enerģiju, kas rodas nospiežot bremzēšanas laikā (kas pretējā gadījumā tiktu iztērēta kā siltums) un ievada to atpakaļ enerģijas uzglabāšanas sistēmā (akumulatoros vai ultrakondensatoros). Šo atgūto enerģiju var atkārtoti izmantot nākamajā ciklā, samazinot tīkla enerģijas patēriņu par 25-35%.
2. Maksimālās slodzes pārvaldība:Disks darbojas ar enerģijas uzglabāšanu, lai ierobežotu maksimālo enerģijas pieprasījumu, izvairoties no dārgām pieprasījuma maksām, kas smagajā rūpniecībā var veidot 30% no elektrības rēķiniem. Siemens VFD ar enerģijas uzglabāšanu augstas intensitātes darbību laikā var samazināt maksimālo pieprasījumu par līdz pat 50%.
3. Aizsardzība pret strāvas padevi:Īsu strāvas padeves pārtraukumu gadījumā uzkrātā enerģija nodrošina kritisko sistēmu darbību, novēršot ražošanas zudumus un dārgas dīkstāves. Siemens VFD var uzturēt darbību 10-60 sekundes pārtraukumu laikā atkarībā no enerģijas uzglabāšanas jaudas.

Siemens VFD un UltraCap enerģijas uzglabāšana Japānas štancēšanas rūpnīcā

Štancēšanas rūpnīca Osakā, Japānā, kas specializējas elektroierīču komponentos, uzstādīja Siemens VFD (SINAMICS S120) ar Siemens UltraCap enerģijas uzglabāšanas moduļiem, lai risinātu augstās enerģijas izmaksas un elektroenerģijas kvalitātes problēmas. Šeit ir detalizēta ieviešana:

Sistēmas konfigurācija:

• 4 štancēšanas preses (katra 200-300 tonnas)
• Siemens VFD SINAMICS S120 ar līdzstrāvas posma savienojumu enerģijas sadalei starp presēm
• 3 UltraCap DLC moduļi (kopējā jauda: 150 kWh) enerģijas uzkrāšanai
• SIMATIC S7-1500 PLC centralizētai vadībai un uzraudzībai

Veiktspējas dati:

• Enerģijas ietaupījums: tīkla enerģijas patēriņa samazinājums par 32% (no 1200 MWh/mēnesī līdz 816 MWh/mēnesī)
• Maksimālā pieprasījuma samazināšana: par 48% mazāka maksimālā jauda (no 650 kW līdz 338 kW)
• Ieguldījumu atdeve: 18 mēnešu atmaksāšanās periods, pateicoties enerģijas un pieprasījuma maksas ietaupījumiem
• Ražošanas uzticamība: 99,9% darbības laiks tiek uzturēts pat 3 strāvas padeves pārtraukumu laikā (katrs 5-12 sekundes)

Kāpēc izvēlēties Siemens VFD savām metāla kalšanas un štancēšanas vajadzībām

Runājot par metāla formēšanas operācijām, Siemens VFD izceļas vairāku galveno iemeslu dēļ:

• Pierādīta veiktspēja:Ar vairāk nekā 100 gadu pieredzi piedziņas tehnoloģiju jomā Siemens ir pierādījis savu uzticamību vissmagākajās industriālajās vidēs.
• Visaptverošs portfelis:No maziem SINAMICS G120 diskdziņiem vieglai štancēšanai līdz masīviem PERFECT HARMONY vidēja sprieguma diskdziņiem smagai kalšanai, Siemens piedāvā VFD katram lietojumam.
• Papildu funkcijas:Iebūvētās-drošības funkcijas, enerģijas optimizācijas rīki un vienkārša integrācija ar Siemens PLC sistēmām padara ieviešanu vienkāršu un efektīvu.
• Globālais atbalsts:Siemens nodrošina 24/7 tehnisko atbalstu un apmācību, nodrošinot, ka jūsu VFD sistēma nodrošina maksimālu vērtību visā tās dzīves ciklā.

Secinājums

Siemens VFD tehnoloģija pārveido metāla kalšanas un štancēšanas darbības, optimizējot spararata piedziņu, uzlabojot sajūga/bremžu koordināciju un nodrošinot progresīvus enerģijas uzkrāšanas risinājumus. Ar tādiem izmērāmiem ieguvumiem kā 30–40% enerģijas ietaupījums, 30–50% samazinātas apkopes izmaksas un uzlabota detaļu kvalitāte, šie diskdziņi nodrošina ātru ieguldījumu atdevi, vienlaikus padarot darbību ilgtspējīgāku.

Ja strādājat metāla formēšanas nozarē, tagad ir laiks apsvērt jaunināšanu uz Siemens VFD tehnoloģiju. Neatkarīgi no tā, vai vēlaties optimizēt esošu spararata sistēmu, uzlabot sajūga/bremžu koordināciju vai ieviest enerģijas uzglabāšanu, lai ietaupītu izmaksas, Siemens piedāvā risinājumu, kas atbilst jūsu vajadzībām. Atcerieties, ka mūsdienu konkurētspējīgā ražošanas vidē precīza kontrole un energoefektivitāte nav tikai patīkami-no{3}{3}{4}būtiski, lai gūtu panākumus. Un Siemens VFD ir jūsu atslēga, lai sasniegtu abus.