Sursa de defectare cea mai ușor de trecut cu vederea în sistemele de alimentare cu aer de tăiere cu laser: compresorul de aer cu șurub.

În atelierele de tăiere cu laser, peste jumătate din timpul de oprire anormal nu provine de la laser sau capul de tăiere, ci de la sistemul de aer comprimat.

Avem numeroase cazuri de cooperare de tăiere cu laser, inclusiv fabrici din Asia de Sud-Est, Orientul Mijlociu și Africa și am văzut ateliere de tăiere cu laser cu diverse configurații. Indiferent de locație, problemele cauzate de aerul comprimat sunt aproape identice. Astăzi, nu vom discuta despre ce pot face compresoarele de aer sau despre preocupările pe care le au fabricile; în schimb, vom vorbi despre problemele care îți dau cele mai mari bătăi de cap atunci când primești un apel în miezul nopții.

Problema 1: Bavuri și zgură pe suprafața tăiată, după investigații, s-a constatat că cauza este presiunea instabilă a gazului.

Aceasta este defecțiunea cel mai ușor diagnosticată greșit. Suprafața tăiată devine galbenă și bavurile cresc; primul instinct este să reglați focalizarea, să schimbați duza și să verificați lentila. Dar, după multă muncă, se dovedește a fi inutil - motivul real este că fluctuațiile presiunii gazului de alimentare provoacă un flux instabil de gaz auxiliar.

Tăierea cu laser necesită gaz auxiliar stabil, uscat și continuu.

Am efectuat un test pe teren la o fabrică de piese auto din Thailanda: o frecvență industrială standardcompresor de aer cu șurub, cu presiunea de ieșire a rezervorului de gaz setată la 0,8 MPa, a experimentat fluctuații reale de presiune între 0,72-0,85 MPa în timpul ciclului de încărcare și descărcare. Sub aceiași parametri de tăiere, înălțimea bavurilor pieselor tăiate în perioadele de joasă presiune a fost cu 0,15 mm mai mare decât în ​​perioadele de înaltă presiune. Calitatea pieselor tăiate dintr-o foaie întreagă a fost inconsecventă, dublând volumul de lucru al procesului de debavurare ulterior.

Mai târziu, l-am înlocuit cu un model de frecvență variabilă cu magnet permanent, controlând fluctuația presiunii în ± 0,01 MPa, iar consistența suprafeței tăiate s-a îmbunătățit semnificativ. Acest nivel de control al presiunii este un indicator important pentru a face distincția între entry-level și industrial-gradecompresoare de aer cu șurub.

Problema 2: Deteriorarea frecventă a lentilelor în timpul verii condițiilor umede se datorează conținutului de umiditate al aerului comprimat.

Această problemă este deosebit de pronunțată în regiunile tropicale și subtropicale la nivel global. Clienții indonezieni experimentează scăderi ale frecvenței de înlocuire a lentilelor de la o dată la două săptămâni la o dată la două zile în timpul sezonului ploios, uneori chiar fiind nevoiți să înlocuiască două sau trei lentile pe zi.

Motivul este clar: aerul comprimat nu este complet uscat. Cu toate acestea, problema constă în faptul că conținutul de umiditate de saturație se dublează pentru fiecare creștere cu 10°C a temperaturii aerului. Același echipament de uscare funcționează semnificativ diferit iarna și vara.

Un alt factor ușor de trecut cu vederea este temperatura de evacuare acompresor de aer cu șurubîn sine. Un client din Orientul Mijlociu a raportat rugina în interiorul capului de tăiere; la demontare, s-au găsit pete evidente de apă pe montura obiectivului. Problema a provenit în cele din urmă de la compresorul de aer - modelele mai vechi au menținut în mod constant temperaturile de evacuare peste 110 ° C, pe care sistemul de răcire din aval nu le putea gestiona.

Compresoarele cu șurub au un avantaj structural în acest sens, cu temperaturi de evacuare relativ mai scăzute. Cu toate acestea, funcționarea prelungită cu frecvență joasă poate duce și la probleme. Seria PMS este concepută special ținând cont de această condiție de funcționare, folosind controlul conversiei de frecvență vectorială pentru a menține o temperatură rezonabilă a rotorului și pentru a preveni precipitarea condensului în rezervorul de ulei-gaz.

Problema 3: Timp de oprire neplanificat, declanșarea supraîncărcării compresorului de aer, oprirea forțată a liniei de producție

Cea mai supărătoare situație: Comenzile externalizate se grăbesc să respecte termenele limită, iar în timpul turei de noapte, compresorul de aer cu șurub se blochează brusc la jumătatea tăierii. După repornire, taie câteva scânduri, apoi se împiedică din nou.

Acest tip de problemă este comună în fabricile din întreaga lume, iar motivele sunt în esență două:

Alegerea unui compresor supradimensionat a condus la o funcționare prelungită la sarcină ușoară. Mulți oameni cred că cu cât compresorul de aer este mai mare, cu atât mai bine și aleg modele care depășesc cu mult consumul real de aer. Ca urmare, compresorul își petrece cea mai mare parte a timpului în stare de descărcare, cu încărcarea și descărcarea frecventă a motorului care provoacă acumularea severă de căldură și declanșând protecția la suprasarcină.

Defecțiune a sistemului de transmisie. La modelele cu curea, îmbătrânirea curelei reduce frecarea, provocând alunecare. Acest lucru face ca sistemul de control să interpreteze greșit sarcina crescută, declanșând protecția la suprasarcină. Am întâlnit o situație pe o linie de producție din Polonia în care sistemul a declanșat de cinci ori în trei luni; În cele din urmă, s-a constatat că cauza este uzura drastică a canelurilor scripetelor, ceea ce duce la o scădere bruscă a eficienței transmisiei.

Înregistrările de întreținere arată că modelele cu acționare directă au o rată de eșec semnificativ mai mică în acest sens. Acesta este motivul pentru care compresoarele de aer cu șurub de calitate industrială adoptă, în general, o structură cu antrenare directă - reducând componentele transmisiei și reducând potențialele puncte de defecțiune prin proiectare. Seria PMS foloseste un motor cu magnet permanent conectat direct la rotor, eliminand curelele si cutiile de viteze; această structură simplificată se traduce printr-o fiabilitate îmbunătățită.

Problema 4: Costurile cu energia electrică sunt excesiv de mari, compresoarele de aer devin cea mai mare unitate consumatoare de energie de pe linia de producție

Acesta nu este un subiect nou. În multe fabrici, sistemele de aer comprimat reprezintă 15%-25% din costurile totale ale energiei electrice. În atelierele de tăiere cu laser, datorită timpilor de funcționare mai mari și a volumelor de aer mai mari, acest procent este și mai mare.

Cu toate acestea, calculele multor oameni sunt greșite. Ei se uită doar la puterea nominală de pe plăcuța de identificare a echipamentului, ignorând eficiența reală de funcționare.

O frecvență industrială nominală de 37 kWcompresor de aer cu șurub, care rulează continuu timp de 8000 de ore pe an, la prețul mediu global al electricității industriale de 0,12 USD/kWh, ar avea un cost anual al energiei electrice de aproximativ: 37 × 0,12 × 8000 = 35.520 USD.

Un compresor cu invertor cu magnet permanent de gradul 1 eficient din punct de vedere energetic, în aceleași condiții de funcționare, economisește aproximativ 30%-35% din energie electrică anual, ceea ce se traduce prin economii de 10.000 USD până la 12.000 USD pe an. Economiile de energie electrică de peste doi ani ar fi suficiente pentru a cumpăra o mașină nouă.

Costul cel mai ușor de trecut cu vederea aici este pierderile de descărcare. Atunci când o turbină cu gaz cu frecvență de linie este sub încărcare și descărcare, motorul continuă să se rotească în timpul descărcării, consumând aproximativ 30%-40% din curentul fără sarcină comparativ cu sarcina maximă; această energie este complet irosită. Modelele cu frecvență variabilă cu magnet permanent, totuși, ajustează viteza în timp real în funcție de consumul de gaz, rezultând pierderi de descărcare aproape de zero.

Problema 5: Defecțiuni minore frecvente și comenzile de întreținere întârziate afectează eficiența generală a echipamentului.

Aceasta este o problemă complexă. Sistemul de aer comprimat implică compresorul de aer cu șurub, uscătorul, filtrul, rezervorul de aer și conductele; o problemă la oricare dintre aceste componente va afecta calitatea tăierii.

Am analizat datele de la 32 de utilizatori de tăiere cu laser din întreaga lume deserviți între 2023 și 2024. Problemele comune legate de compresorul de aer cu șurub, clasificate în funcție de frecvența de apariție, sunt:

■ Alunecarea sau ruperea centurii (29%)

■ Blocarea separatorului de ulei care duce la o diferență de presiune excesivă (24%)

■ Defecțiune a supapei de control al temperaturii care provoacă oprire la temperatură ridicată (16%)

■ Defecțiune a supapei de admisie (13%)

■ Uzura rulmenților motorului și zgomotul anormal (10%)

■ Probleme legate de controler (8%)

Problemele curelei și supapelor reprezintă mai mult de jumătate dintre acestea. Aceste probleme sunt în mare parte absente în modelele mai simple cu acționare directă cu magnet permanent.

Problemele menționate mai sus au apărut în mod repetat pe liniile de producție din diferite țări și regiuni. În prezent, cea mai matură soluție din industrie este înlocuirea carcaselor vechi de frecvență fixă ​​sau de tracțiune cu acționare directă cu frecvență variabilă cu magnet permanent eficient din punct de vedere energetic.compresoare de aer cu șurub.

Acest lucru nu înseamnă că această serie de carcase este complet fără defecte, ci mai degrabă că designul său evită câteva puncte majore de defecțiune: eliminarea tracțiunii, eliminarea descărcarii cu control de frecvență variabilă și utilizarea controlului inteligent de întreținere pentru a menține stabilitatea evacuarii. Motoarele cu magneți permanenți cu grad de eficiență energetică IE5 generează în sine puțină căldură, dar au o rată de eșec relativ ridicată.

Am efectuat un studiu comparativ pe trei linii de producție de tăiere cu laser în Vietnam, Mexic și Turcia în condiții de operare identice: după utilizarea carcaselor cu magnet permanent cu frecvență variabilă, incidentele neplanificate legate de aer comprimat au scăzut cu cel puțin 76%, costurile anuale cu electricitatea au scăzut cu 30%-34% și reclamațiile legate de calitatea tăierii au scăzut cu peste 60%.

Datele din acest articol provin din mai multe seturi de măsurători la fața locului și statistici despre feedbackul utilizatorilor; rezultatele pot varia în diferite condiții de funcționare și circumstanțe de mediu.

Dacă întâmpinați în prezent probleme cu aerul comprimat, vă rugăm să ne trimiteți parametrii actuali de funcționare — consumul de aer, cerințele de presiune, modelele de echipamente existente și numărul de mașini de tăiat. Echipa noastră tehnică poate oferi o analiză gratuită a consumului de energie și depanare. Informațiile de contact sunt disponibile în formularul de pe această pagină; o soluție va fi furnizată în 24 de ore.