Серво-гибридная пресс-тормозная машина: как она работает, что экономит и кому она нужна
AСерво-гибридный пресс-тормозной машинаСочетает сервомотор с гидравлической силовой системой для обеспечения точного изгиба при значительно меньших энергозатратах по сравнению с традиционной гидравлической машиной. Концепция проста: вместо непрерывной работы гидравлического насоса на полной мощности сервомотор активирует насос только тогда, когда тарану действительно нужно двигаться. Это единственное различие меняет энергетический профиль, уровень шума, температуру масла и требования к обслуживанию машины — всё одновременно.
Это руководство подробно объясняет, как работает технология серво-гибридов, что она экономит в реальных количествах и какие производственные среды получают от неё наибольшую пользу.
Чем отличается серво-гибридный пресс-тормозной станок?
Стандартный гидравлический пресс-тормоз постоянно приводит в действие насосный мотор — с момента запуска машины и до его отключения оператором. Во время простоя, ожидания и перестановки манометра насос продолжает работать на полной нагрузке. Это непрерывное затягивание составляет значительную часть общего энергопотребления без выполнения продуктивных работ по изгибу.
AСерво-гибридный пресс-тормозной машиназаменяет асинхронный двигатель с фиксированной скоростью на сервомотор, напрямую связанный с гидравлическим насосом. Сервомотор вращается только тогда, когда система управления требует движения барабана — и именно с той скоростью, необходимой для конкретной фазы цикла изгиба.
В результате получается машина, которая:
- Потребляет энергию только при активном движении оперативной памяти
- Вырабатывает меньше тепла, что продлевает срок службы гидравлического масла и герметичность
- Работает при значительно более низком уровне шума, чем обычная гидравлическая машина
- Достигает более плотной повторяемости позиционирования благодаря замкнутой обратной связи сервопривода
На практике серво-гибридная пресс-тормозная машина не является полностью электрической машиной — она всё равно использует гидравлическую жидкость и цилиндры для создания изгибающей силы. Сервомотор контролирует момент и скорость этой силы. Это различие имеет значение при выборе подходящего типа машины под ваши производственные нужды.
Как на самом деле работает гибридная система сервопривода
Ядром серво-гибридного пресстормозного станка являетсяЭлектрогидравлическая сервоприводная система— либо с насосным управлением, либо с клапанным управлением, в зависимости от производителя.
Системы с насосным управлением (Rexroth DSVP)
В конфигурации с насосным управлением — используемой в системе Rexroth DSVP, установленной в гибридных машинах JS RAGOS — сервомотор приводит в движение осевой поршневой насос, который подаёт гидравлическую жидкость точно по требованию. Система использует замкнутую обратную связь с магнитной решеткой для отслеживания положения оперативной памяти в реальном времени и регулировки выхода насоса.
Система Rexroth DSVP поддерживает конфигурации прессов массой до 2 500–3 200 тонн, что делает её подходящим выбором для средних и тяжёлых промышленных применений, где гидравлическая сила не подлежит обсуждению. The JS RAGOSгибридная система пресс-тормозов DSVPохватывает полную техническую спецификацию как для вариантов привода с насосом Rexroth, так и с клапанным управлением в различных тоннажных классах.
Гибридная сервосистема Hawe ePrAX®
Система Hawe ePrAX® использует тот же принцип по требованию и усовершенствует его с помощью бесщеткового сервомотора, непосредственно связанного с гидравлическим насосом. Бесщеточная конструкция снижает механическое трение, что способствует шумоподавлению системы всего 50 дБ — сравнимо с тихой офисной атмосферой, значительно ниже 75 дБ обычной гидравлической машины.
Для производственных цехов в городских районах, общих промышленных зданиях или местах, где комфорт оператора и соблюдение требований защиты слуха имеют значение, само снижение шума оправдывает премию по сравнению со стандартной гидравлической машиной.
Реальная экономия энергии: что на самом деле показывают цифры
Заявление о сбережении энергии на рынке серво-гибридных пресс-тормозных машин варьируется от 28% до 73% в зависимости от системы и способа проведения теста. Вот что на самом деле означают эти данные с точки зрения производства.
JS RAGOS публикует конкретные данные по системе Hawe ePrAX®, установленной в их гибридных пресс-тормозах с ЧПУ:
- A 130-тонный серво-гибридный пресс-тормозной машина с основным двигателем мощностью 13,5 кВт, работающим 8 часов в сутки, 300 дней в году, расходует примерно 32 400 кВт·ч в год при полной гидравлической работе
- С гибридной сервосистемой ePrAX® экономия энергии достигается примерно 65%, снижая годовое потребление примерно 21 000 кВт·ч
- При стоимости электроэнергии $0,12 USD за кВт·ч, что примерно равно 2500 долларов на каждый автомат в год
- При таком темпе экономии гибридная система окупается в течение 1–2 лет Только за счёт снижения энергии
Для мастерских, использующих две или три серво-гибридных пресс-тормозных машины на двух сменах, суммарная годовая экономия превышает $10,000 в год — цифра, существенно меняющая расчёт ROI.
При нагрузке 90% при длительной эксплуатации данные серии WDK Shenchong показывают повышение эффективности на 30–50% и энергоэкономию 28–54% в зависимости от производственного цикла. Улучшение точности позиционирования по оси Y до 5 раз по сравнению со стандартными гидравлическими системами были зафиксированы при тех же условиях испытаний.
Серво-гибрид, полностью электрический и стандартный гидравлический — что подходит вашему мастерскому?
Выбор подходящей системы привода зависит от ассортимента материалов, требований к тоннажу и производственных условий. Вот практическое сравнение:
| Технические характеристики | Стандартная гидравлика | Серво-гибридный пресс-тормоз | Полный электрический пресс-тормоз |
|---|---|---|---|
| Повторяемость | ±0,01 мм | ±0,005 мм | ±0,001 мм |
| Энергия против базового уровня | 100% | 50–70% | 20–30% |
| Уровень шума | 75 дБ | ~50 дБ | ~20 дБ |
| Время разминки | 15–30 мин | Менее 5 минут | Мгновенно |
| Максимальный тоннаж | 600T | 600T | ~150Т |
| Требуется гидравлическое масло | Да | Да (уменьшенная объёмность) | Нет |
| Лучшее для | Интенсивное производство, толстая пластина | Смешанное производство, энергозатраты | Высокоточные работы с тонкоколейкой |
TheСерво-гибридный пресс-тормозной машинанаходится между двумя крайностями. Он справляется с тяжёлыми тоннажами, которых полностью электрические машины не могут достичь, при этом обеспечивая экономию энергии и точность, недостижимой стандартными гидравлическими машинами.
Для мастерских, которым необходимо изгибать мягкую сталь или нержавейку диаметром 4–12 мм, работать с микс-типами материалов в течение смены или работать на станке в две смены в день, серво-гибридная пресс-тормозная машина обычно обеспечивает лучшую общую стоимость владения, чем любой из вариантов.
Для мастерских, специализирующихся исключительно на тонкокалибровочной точной работе — толщина листов менее 3 мм, сложные мелкие детали, плотные допуски —Полный электрический пресс-тормоз JS RAGOSобеспечивает более быстрое время циклов и максимальную точность позиционирования. Для полного бокового разбора обеих системРуководство по сравнению электрических и гидравлических пресс-тормозовохватывает данные о производительности, обслуживании и стоимости для всех трёх типов дисков.
Применения, где серво-гибридная пресс-тормозная машина работает лучше всего
Не всем производственным цехам нужна технология серво-гибридов. Производственные среды, где оно обеспечивает наибольшее преимущество:
Производство с высоким сроком эксплуатации.Магазины, работающие от одной до трёх смен в день, демонстрируют наибольшую экономию энергии. Чем больше часов работает машина, тем больше экономит система питания по требованию по сравнению с обычным гидравлическим насосом, работающим непрерывно.
Производство смешанных материалов и калибровок.Когда в мастерской утром гнут тонкую нержавейку и 8-мм мягкие стальные пластины днём, серво-гибридная пресс-тормозная машина адаптируется без необходимости прогрева или регулировки гидравлического давления между работами.
Городские и совместные производственные мощности.Уровень шума в 50 дБ системы Hawe ePrAX® по сравнению с 75 дБ обычной гидравлической машины существенно влияет на комфорт оператора, уровень шума и условия аренды здания.
Мастерские, заменяющие устаревшие гидравлические машины.Серво-гибридная пресс-тормозная машина, установленная в мастерской, где сейчас работает стандартная гидравлическая машина, которой уже 15 лет, обычно восстанавливает свою дополнительную премию за счёт экономии энергии в течение 18–24 месяцев — до учёта сниженных затрат на обслуживание гидравлических уплотнений, фильтров и связанных с перегревом компонентов.
Для стандартных гидравлических конфигураций ЧПУ с высоким качеством сборкиРуководство по лучшим решениям по ЧПУ по гидравлическим пресс-тормозамОхватывает технические характеристики и рекомендации покупателей для магазинов, где обновление серво-гибрид пока не оправдано объёмом.
Основные характеристики для проверки при покупке серво-гибридного пресс-тормозного станка
Не все сервогибридные машины построены одинаково. Вот те пункты, которые отличают подлинное качество от изменения этикетки на стандартной гидравлической машине:
Марка Servo Motor.Yaskawa, Siemens и Mitsubishi — признанные бренды качества сервомоторов в пресс-тормозах. Универсальные или безымянные сервомоторы не обеспечивают значимой прослеживаемости и могут не поддерживать спецификацию со временем.
Происхождение гидравлических компонентов.Rexroth и Hawe являются эталоном для гидравлических компонентов в серво-гибридных системах. Обе выпускают насосы и клапаны, специально разработанные для динамики давления в серво-управляемых пресс-тормозах. Подтвердите название бренда на физических гидравлических компонентах — а не только в технических характеристиках.
Тип и разрешение линейки.Магнитная решетчатая линейка с разрешением 0,001 мм является текущим эталоном для замкнутого контура обратной связи положения. Спросите производителя линейки и номер модели — это проверяемая спецификация.
Объём масляного бака.Меньшие масляные резервуары уменьшают тепловую массу, что снижает температуру масла и продлевает срок службы уплотнения. Система Hawe ePrAX® использует резервуар с уменьшенным объёмом масла именно для этой цели.
Совместимость контроллеров.Контроллеры Delem DA-66T и DA-69T поддерживают полный замкнутый цикл сервообратной связи, необходимый для серво-гибридных систем. Базовые контроллеры E21 или TP10 этого не делают. Убедитесь, что контроллер, указанный на вашем устройстве, нативно поддерживает программирование управления сервонасосом.
Для полного ассортимента пресс-тормозов JS RAGOS CNC — охватывающего стандартные гидравлические, серво-гибридные и электрические конфигурации от 40T до 600T —Линейка продукции с пресс-тормозами JS RAGOS CNCпредоставляет спецификации, настройки и рекомендации по применению каждой системы привода.
Серво-гибридные пресс-тормозные машины для высокотоннажных и тандемных применений
Одним из недооценённых преимуществ технологии серво-гибридов является её масштабируемость до очень больших тоннажей. Полностью электрические пресс-тормоза обычно ограничиваются 150T из-за ограничений шарикового винта и сервомотора. Серво-гибридная пресс-тормозная машина чисто масштабируется до 600 тонн и выше, используя ту же гидравлическую архитектуру с управляемым сервоприводом, поскольку гидравлические цилиндры отвечают за генерацию силы, а сервомотор управляет точностью и потреблением энергии.
Для конструкционной стали, производства сосудов под давлением или крупного производства компонентов, требующих изгибания при 300–600 тонн, оптимальным выбором обычно является серво-гибридная пресс-тормозная машина — сочетающая силовую мощность гидравлической системы с точностью и энергетическим профилем управления сервоприводом.
Для производственных условий, требующих сгибания на очень широких участках — от 6 000 мм до 12 000 мм — две сервогибридные машины, работающие синхронно, представляют собой практическую альтернативу одной специально созданной машине с широкой платформой. TheТандемная пресс-тормозная система JS RAGOSРассматривается, как работает синхронизация с двумя машинами между стандартными и сервоприводными конфигурациями.
Для самых тяжёлых одномашинных применений — класс от 400T до 600T —Линейка мощных пресс-тормозовохватывает спецификации рамы, соотношения тоннажа к длине и конфигурации гидравлических систем для крупных конструкционных работ.
Часто задаваемые вопросы о пресс-тормозах Servo Hybrid
Что такое серво-гибридный пресс-тормозной станок?
Серво-гибридная пресс-тормозная машина использует сервомотор для привода гидравлического насоса по требованию — она создаёт гидравлическую изгибающую силу только при движении тарана, а не при непрерывной работе насоса. В результате на 28–73% меньше энергопотребления по сравнению со стандартным пресс-тормозом, более плотная точность позиционирования тарана, низкий уровень шума и более длительный срок службы гидравлических компонентов — при этом сохраняется высокая грузоподъёмность гидравлической системы.
Сколько энергии экономит серво-гибридный пресс-тормозной станок?
При задокументированных условиях производственных испытаний серво-гибридные системы экономят от 28% до 73% по сравнению с обычными гидравлическими машинами в зависимости от срока эксплуатации и профиля нагрузки. Для машины водоизмещением 130 тонн, работающей 8 часов в сутки, 300 дней в году, система Hawe ePrAX® экономит примерно 21 000 кВт·ч в год — примерно $2 500 по стандартным промышленным тарифам на электроэнергию. Система обычно погашает свою премию за 1–2 года только за счёт энергосбережения.
Является ли серво-гибридный пресс-тормозной машиной тем же, что и полностью электрический пресс-тормоз?
Нет. Серво-гибридная пресс-тормозная машина по-прежнему использует гидравлическое масло и цилиндры для создания изгибающей силы. Сервомотор управляет скоростью и выходом насоса по требованию, но передача силы — гидравлика. Полностью электрический пресс-тормоз использует сервомоторы и шариковые винты для прямой генерации изгибающей силы, без какой-либо гидравлической системы. Электрические машины достигают более высокой точности позиционирования, но ограничены примерно 150 тоннами, тогда как серво-гибридные машины масштабируются до 600 тонн и выше.
Какое обслуживание требуется для серво-гибридного пресс-тормозного станка?
Значительно меньше, чем у обычной гидравлической машины. Более низкая температура масла означает более длительные интервалы обслуживания масла и продлённый срок службы уплотнения. Уменьшенный объём масла означает меньшие и чистые замены. Сам сервомотор требует минимального обслуживания — периодической смазки подшипников двигателя в большинстве конструкций. Ожидайте интервалы замены гидравлических уплотнений на 30–50% длиннее, чем у стандартной гидравлической машины при аналогичных производственных нагрузках.
Какой диапазон тоннажа лучше всего подходит для серво-гибридного пресс-тормоза?
Серво-гибридные пресс-тормозные машины работают в полном тоннаже от 40T до 600T и выше. Экономия энергии пропорционально наивысшая в классе производства 80T–250T, где машины работают долгие суточные часы и где разрыв между непрерывным потреблением гидравлического насоса и потреблением сервоприводов по требованию наибольший. Свыше 300 тонн конфигурация серво-гибрид обычно является единственным практичным выбором, сочетающим высокий тоннаж с конкурентоспособным энергопотреблением.
