Najlažje spregledan vir okvare v sistemih za dovod zraka za lasersko rezanje: vijačni zračni kompresor.

V delavnicah za lasersko rezanje več kot polovica neobičajnih izpadov ni posledica laserja ali rezalne glave, temveč sistema stisnjenega zraka.

Imamo številne primere sodelovanja pri laserskem rezanju, vključno s tovarnami v jugovzhodni Aziji, na Bližnjem vzhodu in v Afriki, in videli smo delavnice laserskega rezanja z različnimi konfiguracijami. Ne glede na lokacijo so težave, ki jih povzroča stisnjen zrak, skoraj enake. Danes ne bomo razpravljali o tem, kaj zmorejo zračni kompresorji, ali o pomislekih tovarn; namesto tega se bomo pogovarjali o težavah, ki vam povzročajo največje preglavice, ko vas pokličejo sredi noči.

Težava 1: Neravnine in žlindra na površini reza, po preiskavi je bilo ugotovljeno, da je vzrok nestabilen tlak plina.

To je najlažje napačno diagnosticirana napaka. Površina reza porumeni in brazde se povečajo; prvi instinkt je prilagoditi ostrenje, zamenjati šobo in preveriti objektiv. Toda po veliko dela se izkaže, da je neuporaben - pravi razlog je, da nihanje tlaka dovodnega plina povzroča nestabilen pretok pomožnega plina.

Lasersko rezanje zahteva stabilen, suh in neprekinjen pomožni plin.

Izvedli smo terenski test v tovarni avtomobilskih delov na Tajskem: standardna industrijska frekvencavijačni zračni kompresor, z izhodnim tlakom rezervoarja za plin, nastavljenim na 0,8 MPa, je med ciklom nakladanja in razkladanja prišlo do dejanskih nihanj tlaka med 0,72–0,85 MPa. Pri enakih rezalnih parametrih je bila višina bruha delov, odrezanih v obdobjih nizkega tlaka, za 0,15 mm višja kot v obdobjih visokega tlaka. Kakovost delov, izrezanih iz celotne pločevine, je bila nedosledna, kar je podvojilo delovno obremenitev kasnejšega postopka odstranjevanja robov.

Kasneje smo ga nadomestili z modelom s spremenljivo frekvenco trajnega magneta, ki nadzoruje nihanje tlaka znotraj ±0,01 MPa, in konsistenca rezane površine se je bistveno izboljšala. Ta raven nadzora tlaka je pomemben pokazatelj za razlikovanje med začetnim in industrijskimvijačni zračni kompresorji.

2. težava: Pogoste poškodbe leč v poletnih vlažnih razmerah izhajajo iz vsebnosti vlage v stisnjenem zraku.

Ta problem je še posebej izrazit v tropskih in subtropskih regijah po vsem svetu. Indonezijske stranke doživljajo, da se pogostost menjave leč zmanjša z enkrat na dva tedna na enkrat na dva dni v deževnem obdobju, včasih pa je treba zamenjati celo dve ali tri leče na dan.

Razlog je jasen: stisnjen zrak ni popolnoma suh. Vendar pa je težava v dejstvu, da se vsebnost nasičene vlage podvoji za vsakih 10 °C dviga temperature zraka. Ista sušilna oprema pozimi in poleti deluje bistveno drugače.

Drug dejavnik, ki ga zlahka spregledamo, je temperatura izpušnih plinovvijačni zračni kompresorsama. Stranka z Bližnjega vzhoda je poročala o rji v notranjosti rezalne glave; pri razstavljanju so bili na bajonetu za objektiv najdeni očitni vodni madeži. Težava je nazadnje izvirala iz zračnega kompresorja - starejši modeli so dosledno vzdrževali temperaturo izpušnih plinov nad 110 °C, česar spodnji hladilni sistem ni mogel obvladati.

Vijačni kompresorji imajo v tem pogledu konstrukcijsko prednost z relativno nižjimi temperaturami izpušnih plinov. Dolgotrajno nizkofrekvenčno delovanje pa lahko povzroči tudi težave. Serija PMS je posebej zasnovana z upoštevanjem teh delovnih pogojev, z uporabo nadzora vektorske pretvorbe frekvence za vzdrževanje razumne temperature rotorja in preprečevanje izločanja kondenzata v rezervoarju za olje in plin.

Težava 3: Nenačrtovani izpadi, sprožitev preobremenitve zračnega kompresorja, prisilna zaustavitev proizvodne linije

Najbolj težavna situacija: Zunanja naročila hitijo, da izpolnjujejo roke, med nočno izmeno pa se vijačni zračni kompresor nenadoma spotakne na polovici rezanja. Po ponovnem zagonu prereže nekaj desk, nato pa spet spotakne.

Ta vrsta težave je pogosta v tovarnah po vsem svetu, razlogi pa so v bistvu dvojen:

Izbira prevelikega kompresorja je privedla do dolgotrajnega delovanja pod majhno obremenitvijo. Mnogi verjamejo, da večji kot je zračni kompresor, tem boljši, in izbirajo modele, ki močno presegajo njihovo dejansko porabo zraka. Posledica tega je, da kompresor večino časa preživi v neobremenjenem stanju, pri čemer pogoste obremenitve in razbremenitve motorja povzročijo močno kopičenje toplote in sprožijo zaščito pred preobremenitvijo.

Okvara prenosnega sistema. Pri modelih z jermenskim pogonom staranje jermena zmanjša trenje, kar povzroča zdrs. To povzroči, da nadzorni sistem napačno interpretira povečano obremenitev in sproži zaščito pred preobremenitvijo. Naleteli smo na situacijo na proizvodni liniji na Poljskem, kjer se je sistem v treh mesecih petkrat izklopil; Na koncu je bilo ugotovljeno, da je vzrok drastična obraba utorov jermenice, kar je povzročilo močan padec učinkovitosti prenosa.

Zapisi o vzdrževanju kažejo, da imajo modeli z neposrednim pogonom bistveno nižjo stopnjo napak v zvezi s tem. To je razlog, zakaj industrijski vijačni zračni kompresorji na splošno sprejmejo strukturo neposrednega pogona – z zasnovo zmanjšajo sestavne dele prenosa in zmanjšajo potencialne točke okvar. Serija PMS uporablja motor s trajnimi magneti, ki je neposredno povezan z rotorjem, odpravlja jermene in menjalnike; ta poenostavljena struktura pomeni večjo zanesljivost.

Težava 4: Previsoki stroški električne energije, zračni kompresorji postanejo največja energetsko potratna enota na proizvodni liniji

To ni nova tema. V mnogih tovarnah sistemi na stisnjen zrak predstavljajo 15-25 % skupnih stroškov električne energije. V delavnicah laserskega razreza je zaradi daljšega časa delovanja in večjih količin zraka ta odstotek še višji.

Vendar so izračuni mnogih ljudi napačni. Gledajo le nazivno moč opreme na ploščici z imenom, ne upoštevajo pa dejanske učinkovitosti delovanja.

Nazivna industrijska frekvenca 37kWvijačni zračni kompresor, ki neprekinjeno deluje 8000 ur na leto, pri svetovni povprečni industrijski ceni električne energije 0,12 $/kWh, bi imel letni strošek električne energije približno: 37 × 0,12 × 8000 = 35.520 $.

Energijsko učinkovit inverterski kompresor s trajnim magnetom stopnje 1 pri enakih pogojih delovanja prihrani približno 30–35 % električne energije letno, kar pomeni prihranek od 10.000 do 12.000 USD na leto. Prihranek električne energije v dveh letih bi zadostoval za nakup novega stroja.

Najlažje spregledan strošek pri tem so izgube pri razkladanju. Ko je plinska turbina z omrežno frekvenco pod obremenitvijo in razbremenitvijo, se motor še naprej vrti med razbremenitvijo in porabi približno 30%-40% toka brez obremenitve v primerjavi s polno obremenitvijo; ta energija je popolnoma izgubljena. Modeli s spremenljivo frekvenco s trajnim magnetom pa prilagodijo hitrost v realnem času glede na porabo plina, kar povzroči skoraj ničelne izgube pri razbremenitvi.

Težava 5: Pogoste manjše okvare in zaostanki nalogov vzdrževanja vplivajo na splošno učinkovitost opreme.

To je kompleksno vprašanje. Sistem stisnjenega zraka vključuje vijačni zračni kompresor, sušilnik, filter, rezervoar za zrak in cevovod; težava v kateri koli od teh komponent bo vplivala na kakovost rezanja.

Analizirali smo podatke 32 uporabnikov laserskega rezanja po vsem svetu med letoma 2023 in 2024. Pogoste težave, povezane z vijačnim zračnim kompresorjem, razvrščene po pogostosti pojavljanja, so:

■ Zdrs ali zlom pasu (29 %)

■ Blokada separatorja olja, ki vodi do prevelike razlike v tlaku (24 %)

■ Okvara ventila za regulacijo temperature, ki povzroča zaustavitev zaradi visoke temperature (16 %)

■ Okvara sesalnega ventila (13 %)

■ Obraba ležajev motorja in neobičajni hrup (10 %)

■ Težave, povezane s krmilnikom (8 %)

Težave z jermeni in ventili predstavljajo več kot polovico teh. Pri enostavnejših modelih z neposrednim pogonom s trajnim magnetom teh težav večinoma ni.

Zgoraj omenjene težave so se večkrat pojavile na proizvodnih linijah v različnih državah in regijah. Trenutno je najbolj zrela rešitev v panogi zamenjava starih ohišij s fiksno frekvenco ali vlečnim pogonom z energetsko učinkovitim stalnim magnetom s spremenljivo frekvenco in direktnim pogonom.vijačni zračni kompresorji.

To ne pomeni, da je ta serija ohišij popolnoma brezhibna, temveč da se njena zasnova izogne ​​številnim glavnim točkam okvare: odpravi vlečni pogon, odpravi razbremenitev s spremenljivo frekvenčno regulacijo in uporabi inteligentnega nadzora vzdrževanja za ohranjanje stabilnosti izpušnih plinov. Motorji s trajnimi magneti razreda energetske učinkovitosti IE5 sami proizvajajo malo toplote, vendar imajo razmeroma visoko stopnjo napak.

Izvedli smo primerjalno študijo na treh proizvodnih linijah za lasersko rezanje v Vietnamu, Mehiki in Turčiji pod enakimi delovnimi pogoji: po uporabi ohišij s spremenljivo frekvenco s trajnim magnetom so se nenačrtovani incidenti, povezani s stisnjenim zrakom, zmanjšali za najmanj 76 %, letni stroški električne energije so se zmanjšali za 30 %-34 %, pritožbe glede kakovosti rezanja pa so se zmanjšale za več kot 60 %.

Podatki v tem članku izvirajo iz več nizov meritev na kraju samem in statistike povratnih informacij uporabnikov; rezultati se lahko razlikujejo glede na različne pogoje delovanja in okoljske okoliščine.

Če imate trenutno težave s stisnjenim zrakom, nam pošljite trenutne parametre delovanja – porabo zraka, zahteve glede tlaka, obstoječe modele opreme in število rezalnih strojev. Naša tehnična ekipa lahko zagotovi brezplačno analizo porabe energije in odpravljanje težav. Kontaktni podatki so na voljo v obrazcu na tej strani; rešitev bo zagotovljena v 24 urah.