A escolha entre uma prensa dobradeira eléctrica e hidráulica pode ter um impacto significativo na eficiência e nos custos da sua empresa. As prensas dobradeiras eléctricas oferecem poupanças de energia superiores, benefícios ambientais e velocidades de operação mais rápidas, enquanto as prensas dobradeiras hidráulicas são conhecidas pela sua fiabilidade e custos iniciais ligeiramente inferiores. Este artigo ajudá-lo-á a compreender as diferenças, vantagens e potenciais desvantagens de cada tipo, orientando-o para tomar uma decisão informada que se alinhe com as suas necessidades operacionais. Descubra os factores-chave que podem transformar o seu processo de fabrico e aumentar a produtividade.
Com o crescente desenvolvimento da tecnologia, o processamento moderno de chapas metálicas, especialmente o processo de dobragem, exige padrões cada vez mais elevados. Existem diferentes requisitos técnicos para o equipamento e eficiência de processamento, e tanto as empresas como os países têm um controlo rigoroso sobre a proteção ambiental e a conservação de energia.
Por conseguinte, em comparação com as prensas dobradeiras hidráulicas, as prensas dobradeiras controladas por sistemas servoeléctricos puros estão a ser cada vez mais aceites pelos principais fabricantes.
Nos últimos anos, a maturidade e a redução de custos dos motores eléctricos de alta potência e elevado binário e das tecnologias de acionamento têm impulsionado a aplicação crescente de dispositivos de acionamento elétrico relacionados.
A prensa dobradeira CNC amplamente utilizada na indústria de chapas metálicas abriu uma nova tendência de acionamento principal servo elétrico puro substituindo o acionamento principal hidráulico, e a tonelagem e a produção de prensa dobradeira CNC servo elétrico puro estão aumentando.
Este artigo descreve as vantagens do servo elétrico puro travões de prensa em comparação com as prensas dobradeiras hidráulicas em termos de poupança de energia, proteção ambiental, eficiência de processamento, precisão de dobragem e custos de manutenção.
Uma das vantagens da tecnologia de servo-acionamento elétrico puro é que a potência de entrada do motor é proporcional à potência da carga, o que resulta num elevado consumo de energia durante a flexão, num baixo consumo de energia quando o cilindro se move para cima sem carga e praticamente sem consumo de energia quando o cilindro está parado.
No entanto, num sistema hidráulico prensa servo o motor principal e a bomba hidráulica continuam a funcionar mesmo quando o escorrega não está a funcionar, consumindo energia.
Além disso, a eficiência da transmissão mecânica principal de um servofreio de prensa elétrico puro é superior a 95%, enquanto o transmissão hidráulica A eficiência de uma servo-prensa hidráulica controlada por válvulas é inferior a 80%, e a sua eficiência diminui ainda mais após o envelhecimento e o desgaste dos componentes do sistema hidráulico.
Tomando como exemplo uma prensa dobradeira de 100 toneladas e com base num dia de trabalho de 8 horas, o consumo de energia da unidade principal de uma prensa dobradeira servoeléctrica pura é de cerca de 12 kW-h/dia, enquanto o consumo de energia do sistema hidráulico de uma prensa dobradeira prensa hidráulica O travão é de cerca de 60 kW-h/dia.
Por conseguinte, o servo elétrico puro travão de prensa pode poupar aproximadamente 80% de energia em comparação com uma prensa dobradeira hidráulica.
O servo-freio elétrico puro não utiliza óleo hidráulico, o que elimina a necessidade de substituição de óleo e de componentes. Consequentemente, não há necessidade de lidar com os incómodos associados à substituição do óleo.
Além disso, não existem óleo hidráulico fugas durante o processo de desmontagem ou no sistema hidráulico durante a utilização regular, o que significa que não há necessidade de tratamento de óleos usados e de controlo da poluição.
A velocidade de resposta do servo motor é mais rápida do que a do servo hidráulico.
Tomar a prensa servo eléctrica pura de 100t máquina de travão como exemplo, as velocidades de retorno e de descida rápida do aríete atingem os 200 mm/s e a velocidade de trabalho é de 0-20 mm/s;
A maioria das prensas dobradeiras hidráulicas com a mesma tonelagem tem velocidades de retorno e de descida rápida do cilindro inferiores a 120 mm/s e uma velocidade de trabalho de 10 mm/s.
A servo-prensa hidráulica tem de ser iniciada para pré-aquecimento ou parada para dissipação de calor devido à influência do ambiente e ao aquecimento do sistema hidráulico;
Quando existe uma falha no sistema hidráulicoA resolução de problemas é muito exigente em termos técnicos e morosa.
A máquina de prensagem servo-freia puramente eléctrica tem poucos componentes e uma baixa taxa de falhas, o que elimina fundamentalmente estes problemas.
Por conseguinte, a eficiência de processamento de uma servo-prensa eléctrica pura é quase duas vezes superior à de uma prensa hidráulica com a mesma tonelagem.
Uma servo-prensa eléctrica pura tem uma velocidade de dobragem ajustável, que pode ser definida para uma velocidade mais adequada para diferentes espessuras, materiais e comprimentos de dobragem, melhorando a precisão da dobragem e garantindo uma elevada produtividade.
O eixo de compensação de deflexão do servo-freio elétrico puro utiliza um dispositivo de compensação de estrutura VILA, resultando em maior precisão de dobragem.
O ângulo de flexão O erro de transmissão de uma prensa dobradeira hidráulica é de ±1 grau, enquanto o acionamento principal de uma prensa dobradeira servo é acionado por um servomotor através de um fuso de esferas, o que resulta numa maior precisão de transmissão.
Medindo os ângulos de flexão de vários tamanhos de folhas, o erro do ângulo de flexão pode ser controlado dentro de ±0,5 graus.
O óleo hidráulico de uma prensa dobradeira hidráulica tem de ser substituído regularmente, e a bomba, a válvula e os componentes de vedação estão sujeitos a falhas e danos.
O sistema hidráulico também é propenso à poluição e pode ser difícil encontrar e eliminar as falhas. Quando o sistema hidráulico está poluído, a sua limpeza pode ser difícil e pode levar à poluição ambiental.
Em contrapartida, o sistema de transmissão de uma servo-prensa eléctrica pura é simples e quase não tem custos de manutenção, exceto a lubrificação regular.
A conceção e o fabrico de uma servofreia eléctrica pura visam uma elevada precisão de dobragem, uma elevada eficiência operacional e uma elevada fiabilidade.
A análise de elementos finitos é realizada na cama e no escorrega, e o desempenho destes componentes é optimizado e reforçado.
Com base na análise do consumo de energia, da proteção do ambiente, da eficiência do processamento, da precisão do processamento e do custo dos servofreios eléctricos puros e dos freios de prensa hidráulicos, as conclusões são apresentadas no quadro em anexo.
Tabela de comparação entre a prensa dobradeira hidráulica e a prensa dobradeira servo eléctrica pura
| Categoria de comparação | Travão de prensa hidráulico | Servo-freio elétrico puro |
| Consumo de energia (com base numa prensa dobradeira de 100 toneladas e um dia de trabalho de 8 horas) | Consumo de energia: cerca de 60kWh/d | Consumo de energia: cerca de 12kWh/d |
| Proteção do ambiente | Possibilidade de contaminação | Sem possibilidade de poluição |
| Eficiência de processamento (com base numa prensa dobradeira de 100 toneladas) | A velocidade de retorno e a velocidade de descida rápida do aríete são inferiores a 120 mm/s e a velocidade de subida é de 10 mm/s. | A velocidade de retorno e a velocidade de descida rápida do aríete atingem os 200 mm/s, e a velocidade de trabalho varia entre 0 e 120 mm/s. |
| Precisão de dobragem | O erro do ângulo de flexão é de ± 1 ° | O erro do ângulo de flexão é de ± 0,5 ° |
| Custo | Ligeiramente inferior | Ligeiramente superior |
A melhoria da eficiência de dobragem de uma servo-prensa totalmente eléctrica reflecte-se principalmente nos seguintes aspectos:
Em primeiro lugar, a velocidade de deslocação rápida de uma servo-prensa totalmente eléctrica é geralmente mais rápida do que a de uma servo-prensa electro-hidráulica.
Em segundo lugar, a velocidade de trabalho de uma servo-prensa totalmente eléctrica é mais do dobro da velocidade de uma servo-prensa electro-hidráulica.
Em terceiro lugar, as capacidades de aceleração e desaceleração de uma servo-prensa totalmente eléctrica são muito superiores às de uma servo-prensa electro-hidráulica, poupando tempo durante as mudanças de velocidade.
Análise comparativa da eficiência de dobragem entre a servo-prensa totalmente eléctrica e a servo-prensa electro-hidráulica
Condições de processamento: Curso rápido para baixo de 80 mm, curso de trabalho de 10 mm e curso rápido de retorno para cima de 90 mm.
| Prensa dobradeira servo-hidráulica universal electro-hidráulica | Prensa servo-hidráulica de alta velocidade | Travão de prensa servo universal totalmente elétrico | Prensa servo-fresadora totalmente eléctrica de alta velocidade | |
| Velocidade de avanço rápido do eixo Y (mm/s) | 100-120 | 150-160 | 100-130 | 200 |
| Velocidade de trabalho do eixo Y (mm/s) | 10 | 10 | 20 | 20 |
| Tempo de movimento (s) | Cerca de 4 | Cerca de 3,5 | Cerca de 2,8 | Cerca de 2,2 |
| Tempo de troca de material (s) | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| Tempo de flexão simples (s) | 4.8 | 4.3 | 3.6 | 3 |
| Número de ciclos de flexão por dia | 7500 | 8372 | 10000 | 12000 |
| Melhoria da eficiência em relação às prensas servo-hidráulicas convencionais. | 100% | 112% | 133% | 160% |
| Aumento dos ciclos de dobragem diários em relação às prensas servo-hidráulicas convencionais. | 0 | 872 | 2500 | 4500 |
Número de ciclos de quinagem por dia: Assumindo um tempo total de trabalho de 10 horas por dia, ou 36.000 segundos.
O cilindro de óleo, a válvula da bomba e os vedantes das máquinas de dobragem servo hidráulicas tradicionais são propensos a falhas e danos. A resolução de problemas requer elevadas competências técnicas e demora muito tempo. Além disso, o sistema hidráulico é facilmente contaminado e, uma vez contaminado, é difícil de limpar e pode causar poluição ambiental.
Como mostrado na Figura 1, a servo-prensa totalmente eléctrica tem um sistema de transmissão simples, eliminando componentes como cilindros, válvulas de bomba, vedações e tubos de óleo. Isto resulta numa taxa de falhas muito baixa e praticamente sem custos de manutenção, necessitando apenas de lubrificação periódica. Garante uma elevada precisão de dobragem, uma elevada eficiência operacional e uma elevada fiabilidade. A Tabela 1 apresenta uma comparação de desempenho entre a mesma tonelagem de uma servo-prensa totalmente eléctrica e a servo-prensa hidráulica.
Quadro 1 Comparação de desempenho entre a servo-prensa totalmente eléctrica de mesma tonelagem e a servo-prensa hidráulica
| Item | 35 toneladas 1,3 metros | 100 toneladas 3,1 metros | ||
| Travão de prensa servo totalmente elétrico | Travão de prensa servo hidráulico | Travão de prensa servo totalmente elétrico | Travão de prensa servo hidráulico | |
| Velocidade de marcha lenta/(mm/s) | 200 | 160 | 180 | 160 |
| Velocidade de trabalho/(mm/s) | 50 | 10 | 50 | 10 |
| Velocidade de retorno/(mm/s) | 200 | 140 | 180 | 130 |
| Precisão de posicionamento do eixo Y/mm | ±0.01 | ±0.03 | ±0.01 | ±0.03 |
| Consumo de energia/(kW-h) | 0.9 | 2.2 | 1.5 | 7 |
A velocidade de resposta do servo motor do servo-freio de prensa totalmente elétrico é mais rápida do que a do servo hidráulico. Por exemplo, a prensa dobradeira servoeléctrica de 100 toneladas e 3,1 metros tem um retorno deslizante e uma velocidade de descida rápida de até 140 mm/s, e uma velocidade de trabalho de 0-50 mm/s. Em contrapartida, a maioria das servo-prensas dobradeiras hidráulicas da mesma tonelagem tem um retorno do cursor e uma velocidade de descida rápida inferior a 120 mm/s, e uma velocidade de trabalho de apenas 10 mm/s. As servo-prensas dobradeiras hidráulicas são propensas a falhas devido a problemas ambientais e de aquecimento do sistema hidráulico, exigindo pré-aquecimento ou arrefecimento, ao passo que a servo-prensa dobradeira totalmente eléctrica tem menos componentes e uma taxa de falhas muito baixa, evitando fundamentalmente estes problemas.
A eficiência de processamento da servo-prensa totalmente eléctrica é quase o dobro da servo-prensa hidráulica com a mesma tonelagem. Por exemplo, a prensa dobradeira de 100 toneladas e 3,1 metros pode dobrar até 34 vezes por minuto (com uma altura de abertura de 10 mm) e pelo menos 29 vezes por minuto (com uma altura de abertura de 140 mm), melhorando significativamente a eficiência da produção. Para um curso descendente rápido de 140 mm, a prensa dobradeira servoeléctrica pode dobrar 29 vezes por minuto, enquanto a prensa hidráulica servo só pode dobrar 12 vezes por minuto. Para um curso de descida rápido de 10 mm, a servo-freia totalmente eléctrica pode dobrar 34 vezes por minuto, enquanto a servo-freia hidráulica pode dobrar 21 vezes por minuto.
O servo-freio de prensa totalmente elétrico utiliza um servo-motor para acionar diretamente a haste do parafuso, adicionando uma escala magnética e formando um controlo de circuito totalmente fechado com o sistema, melhorando a precisão da transmissão com uma precisão de posicionamento de ±0,01mm. Em contraste, o servo-freio hidráulico utiliza um motor para acionar a bomba de óleo, que introduz óleo na válvula proporcional, e a válvula proporcional controla o volume de óleo para o funcionamento, resultando numa precisão inferior com uma precisão de posicionamento geralmente de ±0,03mm.
Uma das vantagens da tecnologia de servo-acionamento totalmente eléctrica é que a potência de entrada do motor é proporcional à potência da carga. O motor não roda em modo de espera, não consumindo quase nenhuma energia eléctrica, e o ruído durante o funcionamento é muito inferior ao das servo-prensas hidráulicas. Por exemplo, o servo-freio de prensa de 100 toneladas e 3,1 metros consome 1,5 kW-h, enquanto o servo-freio hidráulico consome 7 kW-h.
A eficiência da transmissão mecânica principal da servo-compressora totalmente eléctrica é superior a 95%, enquanto a eficiência da transmissão hidráulica da servo-compressora hidráulica é inferior a 80%, e a eficiência diminui ainda mais à medida que os componentes do sistema hidráulico envelhecem e se desgastam. Por exemplo, a prensa dobradeira de 100 toneladas e 3,1 metros consome cerca de 12 kW-h/d para a máquina principal quando trabalha 8 horas por dia, enquanto o sistema hidráulico da prensa dobradeira servo hidráulica consome cerca de 56 kW-h/d, poupando cerca de 80% de energia com a prensa dobradeira totalmente eléctrica.
O servofreio de prensa totalmente elétrico não utiliza óleo hidráulico (poupando cerca de 5000 yuan anualmente, em média), evitando o incómodo de substituir o óleo hidráulico e os componentes hidráulicos, bem como os problemas de fugas de óleo hidráulico e de eliminação e poluição de óleos usados.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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