铝型材挤压机节能改造原理、节电率及改造特点

时间:2018-02-26 浏览:
铝型材挤压加工是利用铝材塑性成形原理进行压力加工的一种重要方法,通过挤压将铝棒一次加工成管、T型、L型等型材。铝型材挤压机是实现铝型材挤压加工的最主要设备。但是因机器自身工况原因,铝型材挤压机的节电率没有像注塑机、油压机节能那么高能够达到30%-80%。铝型材挤压机是如何节能的呢?铝型材挤压机的节电效果怎么样呢?铝型材挤压机节能改造有哪些优势呢?徕卡节能小编和大家一起来探讨下。
铝型材挤压机是如何节能的?
想要做铝挤压机的节能改造,首先需要了解它的工作原理。

铝型材挤压机工作过程一般分为上料、顶进、挤压、退后、切断、 上料,周期性循环,根据挤压系数、挤压速度等工艺参数各阶段需要的压力和流量处动态变化,生产工况高压挤压过程存在溢流现象造成电能浪费。在了解到耗能部分的主要原理是在挤压过程中产生的,我们会对这个过程进行节能改造评估。我们针对铝型材挤压机进行伺服节能改造。
铝型材挤压机伺服节能改造
为什么选择伺服节能改造
1,交流伺服工作原理
伺服电动机(或称执行电动机)
是自动控制系统和计算装置中广泛应用的一种执行元件。其作用是把接收到的电压信号转换为电动机转轴的角位移或角速度(可理解为转速)。
2,伺服系统的特点
(1)、控制精度
交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以旋转编码器的传感器脉冲数1024为例,一般每周可达到1/1024。
(2)、低频特性
交流伺服电机运转非常平稳,即使在低转速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。
(3)、矩频特性
交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出,转速爬高,转矩下降。
(4)、过载能力
交流伺服电机具有较强的过载能力。其最大转矩为额定转矩的二倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。
(5)、运行性能
交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采集,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。
(6)、响应性能
交流伺服系统的加速性能较好,从静止加速到其额定转速2000RPM仅需几十毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。
正是基于伺服电机有调速范围广、过载能力强、运行稳定性好、转速控制精度高、响应速度快、适宜频繁启停、输出相同功率时较异步电机体积小、重量轻等上述优点,应用到铝型材挤压机的动力驱动及系统控制是非常适宜的。

铝型材挤压机技术方案选择
伺服电机+定量柱塞泵+伺服控制系统
铝型材挤压机技术方案选择

伺服系统原理
驱动器从上位机接收压力、流量指令,然后将一定的电流输送给电机;
电机将电流转换成转矩,将转矩传给负载;
负载根据它自己的特性进行动作或加减速;
旋转变压器测量电机的位置(注意:旋转变压器没有直接反映负载的位置,仅仅反馈的是电机轴的位置),把信号反馈给驱动器;
将给定与反馈的误差输入到驱动器,通过一系列运算再输出电机电流,重复此过程,直至误差为零。
铝型材挤压机伺服系统原理
铝型材挤压机伺服节能改造原理
用转速恒定的异步电机驱动定量泵,油泵会输出恒定的流量,但挤压周期中的各个动作对流量的要求都不同。多余的流量便在当时的设定压力下流回油箱。所需动作越慢,流回油量就越多,浪费的能量便越多。同样,设定的压力越大,流回油箱的浪费便越大。浪费了的能量都变为热能,将油温提高。冷却器带走的热量就是浪费的能量油温的升高还导致很多问题,如挤压成型工艺的不稳定,油封需要经常更换等


铝型材挤压机伺服节能改造对比
铝型材挤压机伺服节能改造对比

铝型材挤压机伺服节能改造优势
精密
由于采用了流量和压力的双闭环控制,电机转速和转矩可以快速调整,从而实现对油泵的流量和压力输出的连续精确控制,大大改善油压机的重复精度
高效
可以利用电机和油泵的瞬时过载能力,快速响应特性显著提高系统的动态响应特性,从而缩短空循环时间、储能时间、压力上升迅速,压力、流量响应时间50MS内,压力±1Bar
节能
可以根据设备产品的生产工艺的要求提供液压动力,节能效果明显,可达到15~30%的节电率,产量提高5~8%。

铝型材挤压机伺服节能改造特点
1.铝型材挤压机电机部分节电20-45%;
2.提升加工能力指标:4-10%;
3.以1000吨挤压机生产线为例,平均每吨成品电  耗下降50—70KWh(度),产量提升10--25吨。正常开机状态下,每天产生的直接经济效益达千元以上!
4.新机订制时选用本公司伺服电机配套升级,可较大幅度(20--30%)节约改造费用成本,投资回报期缩短至10个月,即可收回技改投资成本。
5.在用挤压机的设备升级改造,投资回报期约为10--12个月,节能效益见效快,数据比对明显直观。亦符合国家节能减排政策的要求,并可申报政府节能资金补助。
6.采用伺服电机,电机机壳温度保持在55°c以 下,可延长电机寿命、降低热损耗;
7.伺服电机可直接带满负载起动;变速时间低至  0.3秒即可达成;
8.伺服电机采用水冷(或油冷)设计,容量选择范围7.5----315千瓦可选。
9.液压油温降低3-5°c,更加耐用、延长液压油的使用寿命更换次数减少。
10.采用定量柱塞泵,降低购泵直接成本、维修成本、 延长使用寿命。
11.安装后整台挤压机噪音比原先低了约一半以上;明显降低生产噪音污染;
12.减少了电机启动对工厂供电系统的大电流冲击;当工厂变压器容量紧张时,多台挤压机节能改造,可以适当增加设备数量,提升加工能力。
13.每台铝型材挤压机的节能升级改造均采用量身打造的模式,尽可能的贴合实际生产需求,力求产生最大的节能效益。

铝型材挤压机节能改造效益分析


机台号

机型

数量

电机功率(kw)

年节电数

(kw/h)

年节电费用(元)

月均产品产量(吨)

月增产量(吨)

年增产收益(元)

年受益总

计(元)

1

1800T

1套

150

180180

153153

200

10

165000

318153

说明:以某公司1800T铝型材挤压机节能改造为例,原电机电耗按总功率65%,节电率按25%,单位电价0.85元/kwh日均生产24个小时,月生产28天,年生产11个月;产量增长率按5%,每吨型材加工费用为1500元。

直接效益
项目实施后,每年将给企业节电总计¥153153.00元,生产效率的提高带来的经济效益¥165000.00元。两项合计共计¥318153.00元。

间接效益
项目实施后,由于设备的性能提高,带来以下间接效益:
设备响应迅速、生产效率高。
降低环境噪音,比原有工况下的噪音降低40%左右。
由于伺服油泵性能和工况需求,降低液压油无功泄油而造成长期循环,使其液压油温度高,增加液压油使用寿命。(正常为2-3年更换一次,改伺服后为3-5年更换一次)。
减少油阀油路因油温高造成漏油问题。
控制精确、压力稳定、产品重复率高,一致性好,节省原料。
环保:环境温度降低3℃-8℃。

社会效益
本项目实施后,年节约电量约18万千瓦时,折合标煤54吨。减少二氧化碳排放145余吨,有效减少了温室气体排放

 

公司介绍

苏州徕卡节能电气技术有限公司,是一家专业从事节能产品自主研发﹑生产、销售、安装、及维护服务于一体的高新技术企业。公司拥有“徕卡电气”自主品牌和30余项国家知识产权专利,先后通过了欧洲CE及国家质量监督检验中心和各省市质检中心的认证,荣获“昆山市科技研发机构”、“江苏省民营科技企业”和“江苏省高新技术企业”称号,产品也被江苏省科学技术厅认定为“高新技术产品”。

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公司认证

高新技术企业
江苏民营科技企业昆山科技研发机构产品CE证书

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1.15年专注工业节能领域研究与应用,行业口碑

2.一站式节能,提供多类型节能解决方案,节能一步到位

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4.节电率高30%-80%,回收周期短1.2-1.5年

5.可持续发展,与政府、高校长期紧密合作

6.优质合作伙伴:富士康、上汽集团、海航集团、捷安特、好孩子等

7.顶尖的研发能力,30多项专利技术,10多项自主研发,品质保障

8.高效的运作系统:采用OA、CRM、ERP等整套信息化管理系统,保证每个环节的可控性,优化公司资源流程,提高工作效率,提升企业价值,增强企业竞争力。

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铝型材挤压机如何进行节能改造?
铝型材挤出机同步伺服节能改造
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