Lengviausiai nepastebimas gedimų šaltinis pjovimo lazeriu oro tiekimo sistemose: sraigtinis oro kompresorius.

Pjovimo lazeriu dirbtuvėse daugiau nei pusė nenormalių prastovų atsiranda ne dėl lazerio ar pjovimo galvutės, o dėl suspausto oro sistemos.

Turime daugybę bendradarbiavimo lazeriu pjovimo atvejų, įskaitant gamyklas Pietryčių Azijoje, Viduriniuose Rytuose ir Afrikoje, ir matėme įvairių konfigūracijų lazerinio pjovimo dirbtuves. Nepriklausomai nuo vietos, suslėgto oro sukeliamos problemos yra beveik identiškos. Šiandien nekalbėsime apie tai, ką gali padaryti oro kompresoriai, ar susirūpinimą keliančios gamyklos; vietoj to pakalbėsime apie problemas, kurios jums sukelia didžiausią galvos skausmą, kai jums skambina vidury nakties.

1 problema: nupjauto paviršiaus atplaišos ir šlakas, atlikus tyrimą nustatyta, kad priežastis – nestabilus dujų slėgis.

Tai lengviausiai klaidingai diagnozuojama klaida. Pjovimo paviršius pagelsta ir padidėja įbrėžimų; pirmas instinktas – sureguliuoti židinį, pakeisti purkštuką ir patikrinti objektyvą. Tačiau po ilgo darbo paaiškėja, kad tai nenaudinga – tikroji priežastis ta, kad tiekiamų dujų slėgio svyravimai sukelia nestabilų pagalbinių dujų srautą.

Pjovimui lazeriu reikia stabilių, sausų ir nuolatinių pagalbinių dujų.

Tailando automobilių dalių gamykloje atlikome lauko bandymą: standartinis pramoninis dažnissraigtinis oro kompresorius, kai dujų bako išleidimo angos slėgis buvo nustatytas ties 0,8 MPa, pakrovimo ir iškrovimo ciklo metu faktiniai slėgio svyravimai buvo 0,72–0,85 MPa. Esant tiems patiems pjovimo parametrams, žemo slėgio laikotarpiais nupjautų dalių šerdies aukštis buvo 0,15 mm didesnis nei aukšto slėgio periodais. Iš viso lapo išpjautų dalių kokybė buvo nenuosekli, todėl vėlesnio šlifavimo proceso darbo krūvis padvigubėjo.

Vėliau jį pakeitėme nuolatinio magneto kintamo dažnio modeliu, kontroliuojančiu slėgio svyravimus ±0,01 MPa ribose, o pjaunamo paviršiaus konsistencija žymiai pagerėjo. Šis slėgio kontrolės lygis yra svarbus rodiklis, leidžiantis atskirti pradinį ir pramoninįsraigtiniai oro kompresoriai.

2 problema: dažnas lęšių pažeidimas vasarą drėgnomis sąlygomis kyla dėl suspausto oro drėgmės.

Ši problema ypač ryški tropiniuose ir subtropiniuose pasaulio regionuose. Indonezijos klientai patiria, kad lęšių keitimo dažnis sumažėja nuo karto per dvi savaites iki vieno kas dvi dienas lietaus sezono metu, kartais net reikia keisti du ar tris lęšius per dieną.

Priežastis aiški: suspaustas oras nėra visiškai sausas. Tačiau problema slypi tame, kad soties drėgmės kiekis padvigubėja kas 10°C oro temperatūros padidėjimą. Ta pati džiovinimo įranga žiemą ir vasarą veikia labai skirtingai.

Kitas lengvai nepastebimas veiksnys yra išmetamųjų dujų temperatūrasraigtinis oro kompresoriuspati. Artimųjų Rytų klientas pranešė apie rūdis pjovimo galvutės viduje; išardžius ant objektyvo laikiklio buvo rasta akivaizdžių vandens dėmių. Problema galiausiai kilo dėl oro kompresoriaus – senesni modeliai nuolat palaikė aukštesnę nei 110 °C išmetamųjų dujų temperatūrą, o pasroviui esanti aušinimo sistema negalėjo susidoroti.

Šiuo atžvilgiu sraigtiniai kompresoriai turi struktūrinį pranašumą, nes jų išmetamųjų dujų temperatūra yra santykinai žemesnė. Tačiau ilgalaikis žemo dažnio veikimas taip pat gali sukelti problemų. PMS serija yra specialiai sukurta atsižvelgiant į šias veikimo sąlygas, naudojant vektorinio dažnio keitimo valdymą, kad būtų palaikoma pagrįsta rotoriaus temperatūra ir išvengta kondensato nusodinimo alyvos-dujų bake.

3 problema: neplanuotos prastovos, oro kompresoriaus perkrovos išjungimas, priverstinis gamybos linijos išjungimas

Varginaniausia situacija: užsakymai iš išorės skuba laikytis terminų, o naktinės pamainos metu įpusėjus pjovimui staiga suveikia sraigtinis oro kompresorius. Paleidęs iš naujo, nupjauna keletą lentų, tada vėl suveikia.

Tokio tipo problemos yra paplitusios gamyklose visame pasaulyje, o priežastys iš esmės yra dvi:

Pasirinkus negabaritinį kompresorių, jis ilgai dirbo esant nedidelei apkrovai. Daugelis žmonių mano, kad kuo didesnis oro kompresorius, tuo geriau, ir renkasi modelius, gerokai viršijančius faktines oro sąnaudas. Dėl to kompresorius didžiąją laiko dalį praleidžia neapkrautas, dažnai apkraunant ir iškraunant variklį, dėl to smarkiai kaupiasi karštis ir suveikia perkrovos apsauga.

Transmisijos sistemos gedimas. Diržais varomuose modeliuose diržo senėjimas sumažina trintį ir sukelia slydimą. Dėl to valdymo sistema klaidingai interpretuoja padidėjusį apkrovą, suaktyvindama apsaugą nuo perkrovos. Mes susidūrėme su situacija gamybos linijoje Lenkijoje, kai sistema suveikė penkis kartus per tris mėnesius; galiausiai buvo nustatyta, kad priežastis – drastiškas skriemulio griovelių susidėvėjimas, dėl kurio smarkiai sumažėjo transmisijos efektyvumas.

Techninės priežiūros įrašai rodo, kad tiesioginės pavaros modelių gedimų dažnis šiuo atžvilgiu yra žymiai mažesnis. Štai kodėl pramoniniai sraigtiniai oro kompresoriai paprastai naudoja tiesioginės pavaros struktūrą – sumažina transmisijos komponentų skaičių ir sumažina galimų gedimų vietas. PMS serijoje naudojamas nuolatinio magneto variklis, tiesiogiai prijungtas prie rotoriaus, pašalinant diržus ir pavarų dėžes; ši supaprastinta struktūra užtikrina didesnį patikimumą.

4 problema: pernelyg didelės elektros sąnaudos, oro kompresoriai tampa didžiausiu energijos suvartojančiu įrenginiu gamybos linijoje

Tai ne nauja tema. Daugelyje gamyklų suslėgto oro sistemos sudaro 15–25 % visų elektros sąnaudų. Pjovimo lazeriu dirbtuvėse dėl ilgesnių darbo laiko ir didesnių oro kiekių šis procentas dar didesnis.

Tačiau daugelio žmonių skaičiavimai yra klaidingi. Jie žiūri tik į įrangos vardinėje lentelėje nurodytą galią, neatsižvelgdami į faktinį veikimo efektyvumą.

37 kW vardinis pramoninis dažnissraigtinis oro kompresorius, veikiantis nepertraukiamai 8000 valandų per metus, kai pasaulinė vidutinė pramoninės elektros energijos kaina yra 0,12 USD/kWh, metinės elektros sąnaudos būtų maždaug: 37 × 0,12 × 8000 = 35 520 USD.

1 laipsnio energiją taupantis nuolatinio magneto inverterinis kompresorius tomis pačiomis eksploatavimo sąlygomis kasmet sutaupo maždaug 30–35 % elektros energijos, o tai reiškia, kad per metus sutaupoma nuo 10 000 iki 12 000 USD. Per dvejus metus sutaupytos elektros energijos pakaktų naujai mašinai įsigyti.

Lengviausiai nepastebimos išlaidos yra iškrovimo nuostoliai. Kai linijos dažnio dujų turbina pakraunama ir iškraunama, variklis toliau sukasi iškrovimo metu, sunaudodamas maždaug 30–40 % tuščiosios eigos srovės, palyginti su visa apkrova; ši energija yra visiškai išeikvota. Tačiau nuolatinio magneto kintamo dažnio modeliai reguliuoja greitį realiu laiku pagal dujų suvartojimą, todėl iškrovimo nuostoliai yra beveik nuliniai.

5 problema: dažni nedideli gedimai ir techninės priežiūros darbų užsakymų neįvykdymas turi įtakos bendram įrangos efektyvumui.

Tai sudėtingas klausimas. Suspausto oro sistemą sudaro sraigtinis oro kompresorius, džiovintuvas, filtras, oro bakas ir vamzdynai; bet kurio iš šių komponentų problema turės įtakos pjovimo kokybei.

Išanalizavome duomenis iš 32 lazerinio pjovimo naudotojų visame pasaulyje, kurie buvo aptarnauti 2023–2024 m. Dažniausios su sraigtiniais oro kompresoriais susijusios problemos, suskirstytos pagal pasireiškimo dažnumą, yra šios:

■ Diržas paslydo arba nutrūksta (29 %)

■ Alyvos separatoriaus užsikimšimas, dėl kurio susidaro per didelis slėgio skirtumas (24 %)

■ Temperatūros reguliavimo vožtuvo gedimas, dėl kurio išsijungia aukšta temperatūra (16 %)

■ Įsiurbimo vožtuvo gedimas (13 %)

■ Variklio guolių susidėvėjimas ir neįprastas triukšmas (10 %)

■ Su valdikliu susijusios problemos (8 %)

Daugiau nei pusę jų sudaro diržų ir vožtuvų problemos. Šių problemų iš esmės nėra paprastesniuose nuolatinio magneto tiesioginės pavaros modeliuose.

Aukščiau paminėtos problemos ne kartą iškilo gamybos linijose įvairiose šalyse ir regionuose. Šiuo metu pats brandžiausias sprendimas pramonėje yra seno tipo fiksuoto dažnio arba traukos pavaros korpusus pakeisti energiją taupančiais nuolatinio magneto kintamo dažnio tiesiogine pavara.sraigtiniai oro kompresoriai.

Tai nereiškia, kad šios serijos korpusai yra visiškai be defektų, o tai, kad jos konstrukcija leidžia išvengti kelių didelių gedimo taškų: pašalinama traukos pavara, pašalinamas iškrovimas naudojant kintamo dažnio valdymą ir naudojant išmaniąją techninės priežiūros kontrolę, kad būtų išlaikytas išmetamųjų dujų stabilumas. IE5 energijos vartojimo efektyvumo laipsnio nuolatinių magnetų varikliai patys generuoja mažai šilumos, tačiau jų gedimų dažnis yra gana didelis.

Atlikome trijų lazerinio pjovimo gamybos linijų Vietname, Meksikoje ir Turkijoje lyginamąjį tyrimą identiškomis eksploatavimo sąlygomis: panaudojus nuolatinio magneto kintamo dažnio korpusus, neplanuotų suslėgto oro incidentų sumažėjo mažiausiai 76%, metinės elektros sąnaudos sumažėjo 30%-34%, o nusiskundimų dėl pjovimo kokybės sumažėjo daugiau nei 60%.

Šiame straipsnyje pateikti duomenys gaunami iš kelių vietoje atliktų matavimų ir naudotojų atsiliepimų statistikos rinkinių; rezultatai gali skirtis esant skirtingoms eksploatavimo ir aplinkos sąlygoms.

Jei šiuo metu susiduriate su suslėgto oro problemomis, atsiųskite mums savo esamus veikimo parametrus – oro suvartojimą, slėgio reikalavimus, esamus įrangos modelius ir pjovimo staklių skaičių. Mūsų techninė komanda gali pateikti nemokamą energijos suvartojimo analizę ir trikčių šalinimą. Kontaktinė informacija pateikiama šio puslapio formoje; sprendimas bus pateiktas per 24 valandas.