前言
對于壓鑄(zhu)制(zhi)品(pin)行業來說，電耗是其(qi)生(sheng)產成本構成的主要部分，而壓鑄(zhu)機是制(zhi)品(pin)廠的主要能(neng)耗設(she)備之(zhi)一，人稱電老虎。因而降低壓鑄(zhu)機的能耗成為(wei)壓鑄行(xing)業(ye)降低(di)成本，提高產品競爭力(li)的(de)有效途徑。
一、壓(ya)鑄行業簡述(shu)目(mu)前(qian)絕大多(duo)數(shu)的壓鑄機都屬于液壓傳動壓鑄機，液壓傳動系統中的動力由電機帶動油泵(beng)提供。在(zai)壓鑄周(zhou)期過程中的變化，壓鑄機在(zai)不(bu)同工序(xu)(xu)下需要的流(liu)(liu)量和(he)壓力不(bu)同，必須(xu)(xu)依(yi)靠(kao)流(liu)(liu)量閥(fa)和(he)壓力閥(fa)來調(diao)節不(bu)同工序(xu)(xu)所須(xu)(xu)的不(bu)同流(liu)(liu)量和(he)壓力。并且當(dang)負(fu)荷變化比(bi)較(jiao)大時(shi)，由(you)于定量(liang)泵不可調節(jie)輸(shu)出功率，因(yin)此(ci)多余的(de)能量(liang)只(zhi)能消(xiao)耗在(zai)擋板、油(you)路泄(xie)漏、油(you)溫的(de)升高中(zhong)，也(ye)加劇(ju)了各種閥的(de)磨損、又(you)造(zao)成油(you)溫過高、電(dian)機噪(zao)音過大、以及機械壽命縮短等現象。并(bing)且通(tong)常在設計電(dian)機的容量時比實際需要高出很多，存在“大馬拉小車”的現象，造成電(dian)能的(de)大量浪(lang)費(fei)。因此推廣變(bian)頻(pin)器(qi)在壓鑄機上的(de)應(ying)用，對于(yu)減(jian)少能源浪(lang)費(fei)具有重要意義(yi)。
二、壓鑄機液壓系統原理(li)概(gai)述(shu)
1、壓鑄(zhu)機工作(zuo)原理概述
全(quan)液壓式壓鑄機是一種典型的(de)周期性工(gong)作(zuo)制設備，在一個完整的(de)工(gong)作(zuo)周期(工(gong)序(xu)過程)大致可分為(wei)鎖(suo)模，給湯，押射，抽芯，開(kai)模，頂針、冷卻，蓄壓(ya)等幾個階(jie)(jie)段(duan)，各(ge)個階(jie)(jie)段(duan)都是(shi)通過油(you)泵(beng)馬達泵(beng)出液壓(ya)油(you)到各(ge)個油(you)缸(gang)推動(dong)傳動(dong)機構完成一(yi)系列動(dong)作，各(ge)個階(jie)(jie)段(duan)需要不同的壓(ya)力和流量(liang)。對于液(ye)壓系(xi)統來說，每個階段對壓力、流量(liang)的要求各不一(yi)樣(yang)，而油泵馬達的功率是根據其運行(xing)過程中最大負載(zai)配置的，而壓鑄機一(yi)(yi)個工作(zuo)周期中只有高壓鎖模和押(ya)射工作(zuo)階段(duan)負(fu)(fu)載(zai)較大，其他工作(zuo)階段(duan)一(yi)(yi)般較小，在冷卻過程的負(fu)(fu)載(zai)幾乎為零。對(dui)于油泵馬(ma)達而(er)言，壓鑄(zhu)機過程是出于變(bian)化的(de)負載(zai)狀態，在定量泵(beng)的(de)液壓系統中，油泵(beng)馬達以恒定的(de)轉速提供恒定的(de)流量，而工(gong)作所需壓力和流量大(da)小(xiao)是靠壓力(li)(li)比例閥和流(liu)量比例閥來調(diao)節的(de)，通(tong)過(guo)(guo)(guo)調(diao)整(zheng)壓(ya)力(li)(li)或流(liu)量比例閥的(de)開度(du)來控制壓(ya)力(li)(li)或流(liu)量大小。多(duo)余(yu)的(de)液壓(ya)油通(tong)過(guo)(guo)(guo)溢流(liu)閥回流(liu)，此過(guo)(guo)(guo)程稱為(wei)高壓(ya)截流(liu)，由它造(zao)成的能量損失(shi)一般在50%左(zuo)右。
2、壓鑄機節(jie)能(neng)改造原理概述
由壓(ya)鑄機工作原(yuan)理得知，高壓(ya)截流是油泵(beng)馬達耗(hao)能的浪費之處。我公司生產的壓(ya)鑄機專用(yong)電(dian)流矢量(liang)變頻器利用(yong)這(zhe)一(yi)特點，根(gen)據壓(ya)鑄機生產工藝的(de)需求，采用變頻(pin)器調節油泵馬達(da)的(de)轉速，根據壓(ya)(ya)鑄機工作時所(suo)需的(de)壓(ya)(ya)力或流量參數(shu)及壓(ya)(ya)鑄機的(de)動作反饋信(xin)號同步控(kong)制壓(ya)(ya)鑄機的(de)比例流(liu)量閥、比例壓力(li)閥實現(xian)壓力(li)和(he)流(liu)量的自動調節，其效果相當于將(jiang)定量泵(beng)(beng)改(gai)造成變(bian)量泵(beng)(beng)，使通(tong)過溢流(liu)閥的回流(liu)流(liu)量降(jiang)到最低，油泵(beng)(beng)輸出與整機(ji)運行所需壓(ya)力(li)和流量相(xiang)匹(pi)配，而且無(wu)高(gao)壓(ya)溢流能量損失。變頻器通過反饋信號跟(gen)蹤各個工作階段的壓(ya)力(li)和流量變化，并自動調節油(you)泵電(dian)機的(de)(de)(de)轉(zhuan)速。這樣，油(you)泵電(dian)機的(de)(de)(de)電(dian)耗將跟(gen)隨輸出負載(zai)的(de)(de)(de)變化而(er)變化，從而(er)可最大(da)限度的(de)(de)(de)節電(dian)，即經(jing)濟又實用。很多工廠通過改造，已取得了(le)顯著的經濟效(xiao)益。
3、壓(ya)鑄機的電能消(xiao)耗
壓鑄機的(de)電(dian)能(neng)消耗主要表現(xian)在以下幾個部分：
1）液壓(ya)系統油泵(beng)的電能消耗
2）加熱器的電能(neng)消耗
3）循環冷卻水泵的電(dian)能消耗
在(zai)壓鑄車(che)間內(nei)，一(yi)般(ban)多臺壓鑄機(ji)共用一(yi)臺冷卻水泵，其(qi)中液(ye)壓油(you)泵電機(ji)的用電量(liang)(liang)占整個壓鑄機(ji)用電量(liang)(liang)的80%以上，所以降低其(qi)耗電量(liang)(liang)是壓鑄(zhu)機節能的關鍵。
三、壓(ya)鑄(zhu)工藝說明
壓鑄(zhu)機合(he)模和脫模，開模系(xi)統所(suo)需(xu)油壓較(jiao)(jiao)低，且(qie)時間較(jiao)(jiao)短；而注射，保壓，冷卻系(xi)統所(suo)需(xu)油壓較(jiao)(jiao)高，且(qie)時間較(jiao)(jiao)長，一般為(wei)一個工作周期的40%~60%。每個階段時間(jian)的長短(duan)與加(jia)工(gong)工(gong)件(jian)有關(guan)；間(jian)歇期(qi)長短(duan)也與加(jia)工(gong)工(gong)件(jian)的情況有關(guan)，有時可以不要間(jian)歇期(qi)。如果注射的螺桿(gan)用(yong)液油馬達驅動(dong)，注(zhu)射(she)時的(de)系統油壓會高一些。壓鑄機加(jia)工(gong)工(gong)件的(de)重量，從數十克到數萬(wan)克不等。因此，壓鑄機就(jiu)有(you)中小型和大型之分，加(jia)工(gong)數十(shi)克的(de)小工(gong)件(jian)和(he)加(jia)工(gong)數千(qian)克的(de)大工(gong)件(jian)一(yi)個周期的(de)時間也是不相(xiang)同的(de)，就是對同一(yi)臺壓鑄機(ji)，加(jia)工(gong)工(gong)件(jian)的(de)原料不同，各段工(gong)藝流程中所(suo)需的壓力和(he)時間也是需要改變的。
四、節能效(xiao)益(yi)預估
1、評估(gu)依據(ju)：
電(dian)機(ji)使用效(xiao)率預估(gu)70%，電(dian)機(ji)節(jie)電(dian)率預估(gu)35%-45%，改造總(zong)功率22KW×5臺=110KW；電(dian)費單價(jia)0.7元/度，每天(tian)工作24小時，每月(yue)工作30天，每(mei)年工作12 個月，開(kai)機率85%。理想節電率={1-(30/50)3}*100%=(1-0.216)*100%=78.4%
據我(wo)們估(gu)計(ji)保守節(jie)電率應該在45%左(zuo)右。
2、效益評估：
每天(tian)節(jie)(jie)約電(dian)量=電(dian)機功率(lv)×電(dian)機使用(yong)效率(lv)×節(jie)(jie)電(dian)率(lv)×24 小時(shi)×開機率(lv)=110KW×70%×40%×24H×85%=628.3度
每月節約電費=628.3×30×0.7=13194.7元
每年節約電費=13194.7×12=158336.4元
3、投(tou)資總成(cheng)本(ben)：
投資總(zong)成本=電(dian)機功率×1.2 倍×單價=110KW×1.2×1000 元/KW=132000元
4、投資回收(shou)期：
投(tou)(tou)資回收期=投(tou)(tou)資成本÷月(yue)節省電費=132000元(yuan)÷13194.7元(yuan)=10月(yue)
五、設(she)備選型及日常(chang)維護
選用普(pu)傳PI9000系列(lie)高(gao)性能(neng)電流矢量變頻(pin)器，根(gen)據壓鑄機主油(you)泵電機的功率匹配同功率的即可。
變頻器(qi)內部核心器(qi)件均(jun)采用(yong)進口元件，保(bao)證變頻器(qi)的質量及(ji)在正(zheng)常使用(yong)情況(kuang)下的使用(yong)壽(shou)命。
1、變頻器散(san)(san)熱風扇(shan)及柜體的(de)散(san)(san)熱風扇(shan)平(ping)均壽命(ming)為2 年，請注意日常(chang)清潔、防止積(ji)塵堵塞。
2、變頻(pin)器濾波電解(jie)電容正常使用情況下壽命為(wei)3—5 年，請注意到期聯系更換。
3、安裝地點要(yao)盡(jin)量(liang)遠離潮(chao)濕、粉(fen)塵，嚴禁有金(jin)屬粉(fen)塵。
六、改造后效(xiao)果
高節(jie)電率(lv)：改造后，使定量泵(beng)(beng)變為節(jie)能型變量泵(beng)(beng)，壓(ya)(ya)鑄機液壓(ya)(ya)系統與(yu)整機運行所需功率(lv)基本匹配，無高壓(ya)(ya)節(jie)流(liu)、溢流(liu)能量損失，節(jie)電率可達20%～60%。
高(gao)效率：改造前功(gong)率因數一般為0.5～0.8，改造后可達(da)0.96 以上，故能顯著(zhu)提高(gao)電網(wang)功(gong)率因數，降(jiang)低(di)無功電(dian)流，從而(er)降(jiang)低(di)線路損耗(hao)。對供電(dian)設備(bei)而(er)言(yan)，則起到(dao)了增容(rong)的作(zuo)用。
高(gao)可靠性：保留壓鑄機(ji)原有(you)控制方式(shi)及油路不變(bian)做(zuo)備用，出現故障及時報警，具有(you)過(guo)壓、過(guo)流、過(guo)載、過(guo)熱、欠(qian)壓及對(dui)地短路等多種(zhong)保護(hu)，還可有(you)效地保護(hu)油(you)泵電機。采用市電/節能運行(xing)控(kong)制方式，一旦故障(zhang)時不影響生(sheng)產。
延長機械壽(shou)命(ming)、改善環(huan)境：軟起動(dong)減輕開機鎖模震動(dong)，延長設備和模具的使用壽(shou)命(ming)、減輕噪音。改善工作環(huan)境，系(xi)統發熱(re)明顯減少，油溫穩定，冷(leng)卻用水量(liang)可節省(sheng)30%以上(shang)。延長(chang)密(mi)封組件的使用壽命，降低(di)停機維修(xiu)機會，節省(sheng)大量(liang)維護費用。
七(qi)、結論(lun)
節電(dian)(dian)就是創(chuang)造效益，整個用電(dian)(dian)系統節電(dian)(dian)改造后達(da)到一(yi)次投資，長(chang)期受益。這(zhe)項(xiang)節電(dian)(dian)改造在(zai)減(jian)少電(dian)(dian)費的(de)同時，也為壓鑄機提(ti)供優良的(de)安全保護作用(yong)，將有利于(yu)保護電機、電子元件、開關(guan)元件等設(she)備的使用(yong)壽命，還可起到電機軟啟(qi)動(dong)的作用(yong)，減少(shao)設(she)備投資成(cheng)本、維護成(cheng)本，提高企(qi)業生產效率，增創企(qi)業效益。提升企(qi)業產品市場競爭力(li)。
