Elegir entre una plegadora eléctrica y una hidráulica puede tener un impacto significativo en la eficiencia y los costes de su empresa. Las plegadoras eléctricas ofrecen un mayor ahorro de energía, ventajas medioambientales y velocidades de funcionamiento más rápidas, mientras que las plegadoras hidráulicas son conocidas por su fiabilidad y sus costes iniciales ligeramente inferiores. Este artículo le ayudará a comprender las diferencias, ventajas e inconvenientes potenciales de cada tipo, guiándole para tomar una decisión informada que se ajuste a sus necesidades operativas. Descubra los factores clave que podrían transformar su proceso de fabricación y elevar la productividad.
Con el creciente desarrollo de la tecnología, la transformación moderna de la chapa, especialmente el proceso de plegado, exige normas cada vez más estrictas. Existen diferentes requisitos técnicos para los equipos y la eficiencia del procesamiento, y tanto las empresas como los países tienen un estricto control sobre la protección del medio ambiente y la conservación de la energía.
Por lo tanto, en comparación con las plegadoras hidráulicas, las plegadoras controladas por servosistemas eléctricos puros son cada vez más aceptadas por los grandes fabricantes.
En los últimos años, la madurez y la reducción de costes de los motores eléctricos y las tecnologías de accionamiento de alta potencia y par han impulsado la creciente aplicación de dispositivos de accionamiento eléctrico relacionados.
La prensa plegadora CNC ampliamente utilizada en la industria de la chapa metálica ha abierto una nueva tendencia de servo accionamiento principal eléctrico puro reemplazando el accionamiento principal hidráulico, y el tonelaje y la producción de la prensa plegadora CNC servo eléctrico puro están aumentando.
Este artículo describe las ventajas de los servomotores eléctricos puros prensas plegadoras en comparación con las plegadoras hidráulicas en términos de ahorro de energía, protección del medio ambiente, eficacia de procesamiento, precisión de plegado y costes de mantenimiento.
Una de las ventajas de la tecnología de servoaccionamiento eléctrico puro es que la potencia de entrada del motor es proporcional a la potencia de carga, lo que se traduce en un alto consumo de energía durante la flexión, un bajo consumo de energía cuando el ariete se mueve hacia arriba sin carga y un consumo de energía prácticamente nulo cuando el ariete está parado.
Sin embargo, en un servoprensa freno, el motor principal y la bomba hidráulica siguen funcionando aunque el tobogán no esté en funcionamiento, lo que consume energía.
Además, la eficiencia de la transmisión principal mecánica de una servofreno de prensa eléctrica pura es superior a 95%, mientras que el transmisión hidráulica La eficiencia de una servoprensa hidráulica controlada por válvula es inferior a 80%, y su eficiencia disminuye aún más tras el envejecimiento y el desgaste de los componentes del sistema hidráulico.
Tomando como ejemplo una prensa plegadora de 100 toneladas y basándose en una jornada laboral de 8 horas, el consumo de energía de la unidad principal de una prensa plegadora servoeléctrica pura es de unos 12 kW-h/día, mientras que el consumo de energía del sistema hidráulico de una prensa plegadora servoeléctrica de 100 toneladas es de unos 12 kW-h/día. prensa hidráulica freno es de unos 60 kW-h/día.
Por lo tanto, el servo eléctrico puro prensa plegadora puede ahorrar aproximadamente 80% de energía en comparación con una prensa plegadora hidráulica.
La servoprensa eléctrica pura no utiliza aceite hidráulico, lo que elimina la necesidad de sustituir el aceite y los componentes. Como resultado, no hay necesidad de lidiar con las molestias asociadas con el reemplazo de aceite.
Además, no hay aceite hidráulico fugas durante el proceso de desmontaje o en el sistema hidráulico durante el uso regular, lo que significa que no hay necesidad de tratamiento de aceites residuales y control de la contaminación.
La velocidad de respuesta del servomotor es más rápida que la del servo hidráulico.
Toma de la servoprensa eléctrica pura de 100 t máquina de frenado como ejemplo, las velocidades de retorno del carnero y de descenso rápido alcanzan los 200 mm/s, y la velocidad de trabajo es de 0-20 mm/s;
La mayoría de las prensas plegadoras hidráulicas con el mismo tonelaje tienen velocidades de retorno del carnero y de bajada rápida inferiores a 120 mm/s, y una velocidad de trabajo de 10 mm/s.
La servoprensa hidráulica necesita arrancarse para precalentarse o pararse para disipar el calor debido a la influencia del entorno y al calentamiento del sistema hidráulico;
Una vez que se produce un fallo en el sistema hidráulicolos requisitos técnicos para la resolución de problemas son elevados y el tiempo es largo.
La máquina plegadora servoeléctrica pura tiene pocos componentes y una baja tasa de fallos, lo que elimina fundamentalmente estos problemas.
Por lo tanto, la eficacia de procesamiento de una servoprensa eléctrica pura es casi el doble que la de una prensa plegadora hidráulica del mismo tonelaje.
Una servo prensa plegadora eléctrica pura tiene una velocidad de plegado ajustable, que se puede ajustar a una velocidad más adecuada para diferentes espesores, materiales y longitudes de plegado, mejorando la precisión de plegado y garantizando una alta productividad.
El eje de compensación de deflexión de la servo prensa plegadora eléctrica pura utiliza un dispositivo de compensación de estructura VILA, lo que resulta en una mayor precisión de plegado.
En ángulo de flexión error de una prensa plegadora hidráulica está dentro de ± 1 grado, mientras que el accionamiento principal de una prensa plegadora servo es impulsado por un servomotor a través de un husillo de bolas, lo que resulta en una mayor precisión de transmisión.
Mediante la medición de los ángulos de flexión de varios tamaños de chapas, el error del ángulo de flexión puede controlarse dentro de ±0,5 grados.
El aceite hidráulico de una prensa plegadora hidráulica debe sustituirse periódicamente, y la bomba, la válvula y los componentes de sellado son propensos a averiarse y sufrir daños.
El sistema hidráulico también es propenso a la contaminación, y encontrar y eliminar los fallos puede resultar difícil. Una vez que el sistema hidráulico está contaminado, limpiarlo puede resultar complicado y provocar contaminación ambiental.
En cambio, el sistema de transmisión de una servoprensa eléctrica pura es sencilla y apenas tiene costes de mantenimiento, salvo la lubricación periódica.
El diseño y la fabricación de una servoprensa eléctrica pura tienen como objetivo una alta precisión de plegado, una alta eficiencia operativa y una alta fiabilidad.
Se realiza un análisis de elementos finitos de la bancada y la corredera, y se optimiza y refuerza el rendimiento de estos componentes.
Sobre la base del análisis del consumo de energía, la protección del medio ambiente, la eficiencia de procesamiento, la precisión de procesamiento y el coste de las servofrenos eléctricas puras y las prensas hidráulicas, las conclusiones se muestran en la tabla adjunta.
Tabla comparativa de plegadora hidráulica y servoprensa eléctrica pura
| Categoría de comparación | Prensa plegadora hidráulica | Servofreno eléctrico puro |
| Consumo de energía (basado en una plegadora de 100 toneladas y una jornada laboral de 8 horas) | Consumo: unos 60 kWh/día | Consumo: unos 12 kWh/día |
| Protección del medio ambiente | Posibilidad de contaminación | Sin posibilidad de contaminación |
| Eficiencia de procesamiento (basada en una plegadora de 100 toneladas) | La velocidad de retorno y la velocidad de descenso rápido del ariete son inferiores a 120 mm/s, y la velocidad de ascenso es de 10 mm/s. | La velocidad de retorno y la velocidad de descenso rápido del cilindro alcanzan los 200 mm/s, y la velocidad de trabajo oscila entre 0 y 120 mm/s. |
| Precisión de plegado | El error del ángulo de curvatura es de ± 1 °. | El error del ángulo de flexión es de ± 0,5 °. |
| Coste | Ligeramente inferior | Ligeramente superior |
La mejora de la eficacia de plegado de una servoprensa totalmente eléctrica se refleja principalmente en los siguientes aspectos:
En primer lugar, la velocidad de desplazamiento rápido de una servoprensa totalmente eléctrica suele ser mayor que la de una servoprensa electrohidráulica.
En segundo lugar, la velocidad de trabajo de una servoprensa totalmente eléctrica es más del doble que la de una servoprensa electrohidráulica.
En tercer lugar, las capacidades de aceleración y deceleración de una servoprensa totalmente eléctrica son muy superiores a las de una servoprensa electrohidráulica, lo que ahorra tiempo durante los cambios de velocidad.
Análisis comparativo de la eficiencia de plegado entre servofreno eléctrico y servofreno electrohidráulico
Condiciones de procesamiento: Carrera rápida hacia abajo de 80 mm, carrera de trabajo de 10 mm y carrera rápida de retorno hacia arriba de 90 mm.
| Prensa plegadora servohidráulica universal | Prensa plegadora servohidráulica de alta velocidad | Plegadora servoeléctrica universal | Prensa plegadora servoeléctrica de alta velocidad | |
| Velocidad de avance rápido del eje Y (mm/s) | 100-120 | 150-160 | 100-130 | 200 |
| Velocidad de trabajo del eje Y (mm/s) | 10 | 10 | 20 | 20 |
| Tiempo de movimiento (s) | Alrededor de 4 | Alrededor del 3,5 | Alrededor del 2,8 | Alrededor del 2,2 |
| Tiempo de cambio de material (s) | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| Tiempo de flexión simple (s) | 4.8 | 4.3 | 3.6 | 3 |
| Número de ciclos de plegado por día | 7500 | 8372 | 10000 | 12000 |
| Mejora de la eficacia con respecto a las plegadoras servohidráulicas convencionales. | 100% | 112% | 133% | 160% |
| Aumento de los ciclos de plegado diarios en comparación con las plegadoras servo electrohidráulicas convencionales. | 0 | 872 | 2500 | 4500 |
Número de ciclos de plegado por día: Suponiendo un tiempo de trabajo total de 10 horas al día, o 36.000 segundos.
El cilindro de aceite, la válvula de la bomba y las juntas de las servo dobladoras hidráulicas tradicionales son propensos a fallar y dañarse. La solución de problemas requiere grandes conocimientos técnicos y lleva mucho tiempo. Además, el sistema hidráulico se contamina fácilmente y, una vez contaminado, es difícil de limpiar y puede causar contaminación ambiental.
Como se muestra en la figura 1, la servoprensa totalmente eléctrica tiene un sistema de transmisión sencillo, que elimina componentes como cilindros, válvulas de bomba, juntas y tuberías de aceite. El resultado es una tasa de fallos muy baja y unos costes de mantenimiento prácticamente nulos, que sólo requieren lubricación periódica. Garantiza una alta precisión de plegado, una gran eficacia operativa y una gran fiabilidad. En la Tabla 1 se muestra una comparación de rendimiento entre la servoprensa totalmente eléctrica del mismo tonelaje y la servoprensa hidráulica.
Tabla 1 Comparación de rendimiento entre la servoprensa totalmente eléctrica del mismo tonelaje y la servoprensa hidráulica
| Artículo | 35 toneladas 1,3 metros | 100 toneladas 3,1 metros | ||
| Prensas plegadoras servoeléctricas | Servofreno hidráulico | Prensas plegadoras servoeléctricas | Servofreno hidráulico | |
| Velocidad en vacío/(mm/s) | 200 | 160 | 180 | 160 |
| Velocidad de trabajo/(mm/s) | 50 | 10 | 50 | 10 |
| Velocidad de retorno/(mm/s) | 200 | 140 | 180 | 130 |
| Precisión de posicionamiento del eje Y/mm | ±0.01 | ±0.03 | ±0.01 | ±0.03 |
| Consumo de energía/(kW-h) | 0.9 | 2.2 | 1.5 | 7 |
La velocidad de respuesta del servo motor de la servo prensa plegadora totalmente eléctrica es más rápida que la del servo hidráulico. Por ejemplo, la servo prensa plegadora totalmente eléctrica de 100 toneladas y 3.1 metros tiene una velocidad de retorno del deslizador y de descenso rápido de hasta 140mm/s, y una velocidad de trabajo de 0-50mm/s. Por el contrario, la mayoría de las servoprensas hidráulicas del mismo tonelaje tienen una velocidad de retorno de la corredera y de descenso rápido inferior a 120 mm/s, y una velocidad de trabajo de sólo 10 mm/s. Las servoprensas hidráulicas son propensas a fallos debidos a problemas ambientales y de calentamiento del sistema hidráulico, que requieren precalentamiento o refrigeración, mientras que la servoprensa totalmente eléctrica tiene menos componentes y una tasa de fallos muy baja, evitando fundamentalmente estos problemas.
La eficiencia de procesamiento de la servoprensa totalmente eléctrica es casi el doble que la de la servoprensa hidráulica del mismo tonelaje. Por ejemplo, la plegadora de 100 toneladas y 3,1 metros puede plegar hasta 34 veces por minuto (con una altura de apertura de 10 mm) y al menos 29 veces por minuto (con una altura de apertura de 140 mm), lo que mejora significativamente la eficiencia de la producción. Para una carrera descendente rápida de 140 mm, la servoprensa totalmente eléctrica puede doblar 29 veces por minuto, mientras que la servoprensa hidráulica sólo puede doblar 12 veces por minuto. Para una carrera descendente rápida de 10 mm, la servoprensa totalmente eléctrica puede doblar 34 veces por minuto, mientras que la servoprensa hidráulica puede doblar 21 veces por minuto.
La servo prensa plegadora totalmente eléctrica utiliza un servo motor para accionar directamente la varilla del tornillo, añadiendo una escala magnética y formando un control de bucle completamente cerrado con el sistema, mejorando la precisión de transmisión con una precisión de posicionamiento de ±0,01 mm. Por el contrario, el servofreno de prensa hidráulico utiliza un motor para accionar la bomba de aceite, que introduce aceite a la válvula proporcional, y la válvula proporcional controla el volumen de aceite para la operación, lo que resulta en una menor precisión con una precisión de posicionamiento generalmente de ±0.03mm.
Una de las ventajas de la tecnología de servoaccionamiento totalmente eléctrico es que la potencia de entrada del motor es proporcional a la potencia de carga. El motor no gira en modo de espera, por lo que apenas consume energía eléctrica, y el ruido durante el funcionamiento es mucho menor que el de las servoprensas hidráulicas. Por ejemplo, la servoprensa de 100 toneladas y 3,1 metros consume 1,5kW-h, mientras que la servoprensa hidráulica consume 7kW-h.
La eficiencia de la transmisión mecánica principal de la servoprensa totalmente eléctrica es superior a 95%, mientras que la eficiencia de la transmisión hidráulica de la servoprensa hidráulica es inferior a 80%, y la eficiencia disminuye aún más a medida que los componentes del sistema hidráulico envejecen y se desgastan. Por ejemplo, la prensa plegadora de 100 toneladas y 3,1 metros consume unos 12kW-h/d para la máquina principal cuando trabaja 8 horas al día, mientras que el sistema hidráulico de la servo prensa plegadora hidráulica consume unos 56kW-h/d, ahorrando unos 80% de energía con la servo prensa plegadora totalmente eléctrica.
La servo prensa plegadora totalmente eléctrica no utiliza aceite hidráulico (ahorrando unos 5000 yuanes anuales de media), evitando la molestia de reemplazar el aceite hidráulico y los componentes hidráulicos, así como los problemas de fugas de aceite hidráulico y la eliminación de residuos de aceite y la contaminación.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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