حالة تطبيق | استخدام العاكس في إعادة بناء آلة الصب بالقالب الموفرة للطاقة

1. مقدمة موجزة عن صناعة صب القوالب

في الوقت الحاضر، تنتمي الغالبية العظمى من آلات صب القوالب إلى آلات صب القوالب ذات النقل الهيدروليكي، ويتم توفير طاقة نظام النقل الهيدروليكي بواسطة مضخة الزيت التي تعمل بمحرك. في عملية تغيير دورة صب القوالب، تحتاج آلة صب القوالب في العمليات المختلفة إلى تدفق وضغط مختلفين، ويجب الاعتماد على صمام التدفق وصمام الضغط لضبط التدفق والضغط المختلفين المطلوبين من قبل العمليات المختلفة. وعندما يكون تغير الحمل كبيرًا نسبيًا، ولأن طاقة خرج المضخة الكمية لا يمكن تعديلها، فإن الطاقة الزائدة لا يمكن استهلاكها إلا في الحاجز، وتسرب الزيت، وارتفاع درجة حرارة الزيت، مما يؤدي أيضًا إلى تفاقم تآكل الصمامات المختلفة، ويسبب ارتفاع درجة حرارة الزيت، والضوضاء المفرطة للمحرك، وتقصير العمر الميكانيكي، وغيرها من الظواهر. وعادةً ما تكون سعة المحرك في التصميم أعلى بكثير من الحاجة الفعلية، مما يؤدي إلى ظاهرة "العربة ذات الحصان الكبير"، وبالتالي إلى هدر الكثير من الطاقة الكهربائية. لذلك، من الأهمية بمكان تعزيز استخدام محول التردد في آلة صب القوالب لتقليل هدر الطاقة.

02. نظرة عامة على مبدأ عمل النظام الهيدروليكي لآلة صب القوالب

(1) نظرة عامة على مبدأ عمل آلة صب القوالب

تُعد آلة الحقن الهيدروليكية نوعًا من المعدات النموذجية التي تعمل بشكل دوري، ويمكن تقسيم دورة عملها الكاملة (العمليات) تقريبًا إلى عدة مراحل: التثبيت، والحقن، والضخ، وسحب اللب، والفتح، والحقن، والتبريد، والتجميع، وما إلى ذلك. في كل مرحلة، يقوم محرك مضخة الزيت بضخ الزيت الهيدروليكي إلى كل أسطوانة من خلال آلية نقل الحركة عبر سلسلة من الإجراءات. تتطلب كل مرحلة ضغوطًا وتدفقات مختلفة. بالنسبة للنظام الهيدروليكي، تختلف متطلبات الضغط ومعدل التدفق لكل مرحلة، وتعتمد قدرة محرك مضخة الزيت على أقصى تخصيص للحمل في عملية التشغيل، وفي آلة صب القوالب، تكون دورة العمل أكبر في مرحلة التثبيت بالضغط العالي ثم مرحلة القذف، بينما تكون مراحل العمل الأخرى صغيرة بشكل عام، ويكون الحمل أثناء عملية التبريد شبه معدوم. بالنسبة لمحرك مضخة الزيت، فإن عملية آلة صب القوالب مدفوعة بالتغيرات في حالة الحمل، والمضخة الكمية في النظام الهيدروليكي، ومحرك مضخة الزيت بسرعة ثابتة لتوفير تدفق ثابت، ويعتمد ضغط التشغيل وحجم التدفق المطلوب على صمام تناسب الضغط وصمام تناسب التدفق للتنظيم، عن طريق ضبط فتح صمام تناسب الضغط أو التدفق للتحكم في الضغط أو معدل التدفق. يتدفق الزيت الهيدروليكي الزائد عائدًا عبر صمام التنفيس. تُسمى هذه العملية إغلاق الضغط العالي، وعادةً ما يكون فقد الطاقة الناتج عنها حوالي 50%.

(2) نظرة عامة على مبدأ إصلاح توفير الطاقة في آلة صب القوالب

وفقًا لمبدأ عمل آلة صب القوالب، فإن قطع الضغط العالي هو إهدار لاستهلاك الطاقة لمحرك مضخة الزيت. تتميز آلة صب القوالب التي تنتجها شركتي باستخدام خاص لهذه الخاصية، حيث يقوم محول متجه التيار، وفقًا لمتطلبات عملية إنتاج آلة صب القوالب، بضبط سرعة محرك مضخة الزيت باستخدام العاكس، وبناءً على معايير الضغط أو التدفق المطلوبة أثناء تشغيل آلة صب القوالب، يتم التحكم في آلة صب القوالب بشكل متزامن بواسطة صمام التدفق النسبي، الذي يحقق الضبط التلقائي للضغط ومعدل التدفق. يُعادل هذا التأثير تحويل المضخة الكمية إلى مضخة متغيرة، مما يقلل من تدفق الارتداد عبر صمام التنفيس. ويتوافق خرج مضخة الزيت مع الضغط والتدفق المطلوبين للآلة بأكملها، دون أي فقد في طاقة التدفق الزائد عند الضغط العالي. يقوم محول التردد بتتبع الضغط والتدفق في كل مرحلة من مراحل العمل من خلال إشارات التغذية الراجعة، ويقوم تلقائيًا بضبط سرعة محرك مضخة الزيت. وبهذه الطريقة، سيتغير استهلاك الطاقة لمحرك مضخة الزيت مع الحمل الناتج، وذلك لتحقيق أقصى قدر من توفير الطاقة، أي أن يكون ذلك اقتصاديًا وعمليًا. حققت العديد من المصانع فوائد اقتصادية ملحوظة من خلال التحول.

(3) استهلاك الطاقة لآلة صب القوالب

يُوضح استهلاك الطاقة لآلة صب القوالب بشكل أساسي في الأجزاء التالية:

• استهلاك الطاقة لمضخة زيت النظام الهيدروليكي
• استهلاك الطاقة الكهربائية للسخان
• استهلاك الطاقة لمضخة مياه التبريد المتداولة

في ورشة صب القوالب، عادة ما تكون هناك مضخة مياه تبريد مشتركة بين عدة آلات صب القوالب، ويمثل استهلاك الطاقة لمحرك مضخة الزيت الهيدروليكي أكثر من 80٪ من استهلاك الطاقة لآلة صب القوالب بأكملها، لذا فإن تقليل استهلاك الطاقة هو المفتاح لتوفير طاقة آلة صب القوالب.

03. وصف عملية صب القوالب

إغلاق قالب آلة الصب بالقوالب وفكه، ونظام فتح القالب يحتاج إلى ضغط زيت أقل، والوقت أقصر؛ بينما يتطلب نظام الحقن، والحفاظ على الضغط، والتبريد ضغط زيت أعلى، ووقتًا أطول، بشكل عام من 40٪ إلى 60٪ من دورة العمل. يرتبط طول كل مرحلة بقطعة العمل؛ يرتبط طول الفترة المتقطعة أيضًا بمعالجة قطعة العمل، وفي بعض الأحيان لا يمكن أن تكون هناك فترة متقطعة. إذا تم تشغيل برغي الحقن بواسطة محرك يعمل بالزيت السائل، فسيكون ضغط الزيت في نظام الحقن أعلى. يتراوح وزن قطعة العمل التي تتم معالجتها بواسطة آلة صب القوالب من عشرات الغرامات إلى عشرات الآلاف من الغرامات. لذلك، فإن آلة صب القوالب لها أحجام صغيرة ومتوسطة وكبيرة، ومعالجة عشرات الغرامات من قطع العمل الصغيرة ومعالجة بضعة كيلوغرامات من الأجزاء الكبيرة في وقت دورة واحد ليس هو نفسه، أي أنه بالنسبة لنفس آلة صب القوالب، فإن المادة الخام لقطعة العمل تختلف، والضغط والوقت المطلوبين في كل قسم من أقسام عملية المعالجة يحتاجان أيضًا إلى التغيير.

04. تقدير فوائد توفير الطاقة

(1) أساس التقييم:

تُقدّر كفاءة استخدام المحرك بنسبة 70%، ومعدل توفير الطاقة الكهربائية بنسبة تتراوح بين 35% و45%. تبلغ القدرة الإجمالية للتحويل 22 كيلوواط × 5 = 110 كيلوواط. يبلغ سعر وحدة الكهرباء 0.7 يوان/كيلوواط ساعة. وتعمل على مدار 24 ساعة في اليوم، 30 يومًا في الشهر، 12 شهرًا في السنة، واحتمالية ذلك 85%. معدل توفير الطاقة الأمثل = {1-(30/50)3}*100% = (1-0.216)*100% = 78.4%

وفقًا لتقديراتنا، يجب أن يكون معدل الادخار المتحفظ حوالي 45٪.

(2) تقييم الفوائد:

توفير الطاقة اليومي = قدرة المحرك × كفاءة المحرك × معدل توفير الطاقة × 24 ساعة × معدل التبديل = 110 كيلوواط × 70% × 40% × 24 ساعة × 85% = 628.3 درجة

التوفير الشهري في استهلاك الكهرباء = 628.3 × 30 × 0.7 = 13194.7 يوان

التوفير السنوي = 13194.7 × 12 = 158336.4 يوان

(3) إجمالي تكلفة الاستثمار:

إجمالي تكلفة الاستثمار = قدرة المحرك × 1.2 × سعر الوحدة = 110 كيلوواط × 1.2 × 1000 يوان/كيلوواط = 132,000 يوان

(4) فترة استرداد الاستثمار:

فترة الاسترداد = تكلفة الاستثمار ÷ التوفير الشهري في الكهرباء = 132000 يوان ÷ 13194.7 يوان = أكتوبر

5. اختيار المعدات والصيانة اليومية

تم اختيار سلسلة ABB590PR من محولات تردد التيار المتجه عالية الأداء لتتوافق مع نفس الطاقة وفقًا لطاقة محرك مضخة الزيت الرئيسي لآلة صب القوالب.

المكونات الأساسية الداخلية للعكس هي مكونات مستوردة، لضمان جودة العاكس وعمر الخدمة في ظل الاستخدام العادي.

(1) يبلغ متوسط عمر مروحة تبريد محول التردد ومروحة تبريد الخزانة سنتين. يُرجى الحرص على التنظيف اليومي لمنع تراكم الغبار.

(2) يبلغ عمر مكثف الترشيح الإلكتروليتي لمحول التردد من 3 إلى 5 سنوات في ظل الاستخدام العادي. يرجى ملاحظة أنه يجب استبداله.

(3) يجب أن يكون موقع التركيب بعيدًا عن الرطوبة والغبار قدر الإمكان، ويُحظر غبار المعادن منعًا باتًا.

6. التأثير بعد التحويل

معدل توفير طاقة عالٍ: بعد التعديل، يتم استبدال المضخة الكمية بمضخة متغيرة موفرة للطاقة. يتوافق النظام الهيدروليكي لآلة صب القوالب بشكل أساسي مع الطاقة المطلوبة للآلة بأكملها. لا يوجد اختناق عند الضغط العالي ولا فقد في الطاقة بسبب الفائض، ويمكن أن يصل معدل توفير الطاقة إلى 20% إلى 60%.

كفاءة عالية: قبل التحويل، يكون معامل القدرة بشكل عام 0.5 ~ 0.8، وبعد التحويل، يمكن أن يصل إلى أكثر من 0.96، لذلك يمكن أن يحسن بشكل كبير معامل القدرة للشبكة، ويقلل التيار التفاعلي، وبالتالي يقلل من فقد الخط. بالنسبة لمعدات إمداد الطاقة، فإنها تلعب دورًا في زيادة القدرة.

موثوقية عالية: الحفاظ على وضع التحكم الأصلي ودائرة الزيت لآلة صب القوالب دون تغيير في وضع الاستعداد، مع إنذار في الوقت المناسب عند حدوث عطل، مع حماية من الضغط الزائد والتيار الزائد والحمل الزائد وارتفاع درجة الحرارة وانخفاض الضغط وقصر الدائرة إلى الأرض وغيرها من وسائل الحماية، ولكن أيضًا حماية محرك مضخة الزيت بشكل فعال. اعتمد وضع التحكم في التشغيل الموفر للطاقة/الكهرباء الرئيسية، بحيث لا يؤثر العطل على الإنتاج.

إطالة العمر الميكانيكي وتحسين البيئة: بدء تشغيل ناعم لتقليل اهتزاز بدء التشغيل وقفل القالب، وإطالة عمر خدمة المعدات والقالب، وتقليل الضوضاء. تحسين بيئة العمل، وانخفاض كبير في تسخين النظام، وثبات درجة حرارة الزيت، وتوفير أكثر من 30% من استهلاك مياه التبريد. إطالة عمر خدمة مكونات منع التسرب، وتقليل وقت التوقف عن العمل، وتوفير الكثير من تكاليف الصيانة.

7. الخاتمة

يهدف ترشيد استهلاك الكهرباء إلى خلق فوائد، ونظام تحويل ترشيد استهلاك الكهرباء بأكمله يهدف إلى تحقيق فوائد استثمارية طويلة الأجل. يُساهم التحول الموفر للطاقة في تقليل استهلاك الكهرباء، كما يوفر حماية أمنية ممتازة لآلة صب القوالب، مما يُفيد في حماية المحرك، وإطالة عمر المعدات مثل المكونات الإلكترونية ومكونات المفاتيح، كما يُمكن أن يُحقق بدء تشغيل سلس للمحرك، ويُقلل من تكلفة الاستثمار في المعدات وتكلفة الصيانة، ويُحسّن كفاءة إنتاج المؤسسة، ويُفيد المؤسسة في تطبيق اللوائح التنظيمية. تعزيز القدرة التنافسية لمنتجات الشركة في السوق.