隨著沖壓加工在汽車、電子信息、電器機械、儀器儀表、船舶、航空航天、國防等行業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛,以及能源與環(huán)境的問題日益嚴(yán)重和緊迫,其生產(chǎn)過程的節(jié)能工作也提上日程,而壓力機能耗則是主要能耗。據(jù)悉,目前全國壓力機擁有量已經(jīng)超過100萬臺,大部分為普通機械壓力機,其計算能量效率僅為20%左右。按照平均20kW/臺計算,浪費的電功率超過1.600×107kW,每年浪費的電能近800億度。
制造業(yè)節(jié)能是降低單位GDP能耗的重點,沖壓加工是制造過程的重要部分,傳統(tǒng)壓力機效率低,能耗高,具有巨大的節(jié)能潛力。不可調(diào)節(jié)的“剛性”驅(qū)動方式是傳統(tǒng)成形裝備效率低下的主要原因。節(jié)能的根本途徑在于變剛性動力為可控的“柔性”動力,快慢可控,大小可調(diào)、該停則停、能量回收。
利用伺服壓力機柔性提高SPH值普通壓力機中,電動機負(fù)荷相對比較穩(wěn)定,即使是工作周期非工作時段,飛輪也要消耗能量以恢復(fù)飛輪轉(zhuǎn)速,全周期均消耗能量,電動機額定功率基本上等于周期平均能耗。對于交流伺服驅(qū)動而言,沒有飛輪,實際消耗的功率是變動的。就電動機的額定功率而言,伺服壓力機將大于普通機械壓力機。但由于兩種驅(qū)動方式功率消耗情況大不相同,伺服壓力機實際能耗仍低于普通壓力機。
通過運用伺服壓力機工藝可優(yōu)化技術(shù),對于一些模具和零件尺寸,合理調(diào)整零件裝模高度,通過調(diào)整零件行程使每小時的產(chǎn)值都能有一定的提高,按照產(chǎn)量目標(biāo)沖壓伺服線年總產(chǎn)量需達(dá)到90萬件,加工時間由原來5000h降為4285h,可以節(jié)省750h勞務(wù)及電力成本,每年提高收益104.05萬元
同時利用伺服壓力機柔性提高零件質(zhì)量伺服機械壓力機具有復(fù)合性、高效性、高精度、高柔性、低噪環(huán)保性等特點,使得其在成形工藝中的應(yīng)用愈發(fā)重要。運用伺服壓力機的工藝可優(yōu)化技術(shù),具有很大工藝柔性。有多種多樣的滑塊運動曲線,通過調(diào)整模墊不同位置的壓邊力,提高了零件成形性(見圖5、圖6)與外委相比降低了零件的報廢率,提高了零件的表面質(zhì)量,降低了返修率,提高了零件的一次下線合格率,每年節(jié)約零件返修費20.2848萬元(見圖7)。
交流伺服驅(qū)動不僅能提高工作性能和自動化、智能化程度,而且可以實現(xiàn)壓力機大幅度節(jié)能,是成形裝備的發(fā)展方向。伺服壓力機的柔性化應(yīng)用同時也提高了原料的利用率,以及擴展了新材料應(yīng)用的可能。
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