Get Adobe Flash player
PLASTIKS on line. Home
English version
новости журнал конференция каталог магазин объявления выставки листалка
2017
№ 9 (171), 2017
№ 8 (170), 2017
№ 7 (169), 2017
№ 6 (168), 2017
№ 5 (167), 2017
№ 4 (166), 2017
№ 3 (165), 2017
№ 1-2 (164), 2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2000
Медиаплан (темы номеров)
Прайс
Подписка
Купить
Мобильная версия
Медиакит








НОВЫЙ РАЗДЕЛ "ПЛАСТИКСА"
Самая свежая информация для участников и посетителей международных полимерных выставок




Подходы к повышению энергоэффективности  № 9(103), 2011

Эффективное использование энергии в литьевом производстве — задача, которая с каждым годом становится для переработчиков все актуальнее, поскольку рост ценна энергоносители является общемировой тенденцией. О том, как реализуются энергосберегающие технологии в современных ТПА, в эксклюзивном интервью журналу«Пластикс» рассказал вице-президент по стратегическому развитию компании Haitian International Holding Ltd. профессор Хельмар Франц

Снижение энергопотребления

— Господин Франц, почему энергосбережение так важно в литьевом производстве?
— Литье под давлением — это процесс переработки полимеров в готовую деталь, который характеризуется весьма высокими энергозатратами, так что стоимость электроэнергии составляет весомую долю в структуре затрат переработчиков. Кроме того, компании, занимающиеся переработкой пластмасс, озабочены ростом цен на энергию, что, соответственно, увеличивает себестоимость производства конечной продукции. Часто возникают сложности с получением дополнительных мощностей, строительством трансформаторных подстанций, что также стоит недешево.
Именно поэтому все переработчики пластмасс, стремясь повысить эффективность своих литьевых производств, обращают столь пристальное внимание на потребление электроэнергии установленным оборудованием.
Существует возможность сэкономить значительное количество энергии путем использования ТПА с небольшими приводами, что также позволяет сократить затраты на приобретение оборудования (за счет меньшей стоимости электродвигателей малой мощности) и организацию электроснабжения на производстве.
Однако не стоит забывать, что большая часть энергии, потребляемой в процессе литья под давлением, идет не на движение приводов, а на пластикацию. Максимальная доля энергозатрат на пластикацию приходится на начальный этап литья, однако затем с ходом процесса она может быть сведена к минимуму при правильном подборе шнека пластикации, изоляции цилиндра и системы охлаждения масла (в случае использования гидравлического ТПА).
— Каковы основные принципы реализации энергосберегающих технологий в современных ТПА?
— Во-первых, необходимо свести к минимуму все потери энергии. Например, это относится к огромным энергопотерям в гидравлических ТПА с насосами постоянной или переменной производительности, которые продолжают работать, даже когда основные элементы машины не двигаются.
Современные гидравлические ТПА, оснащенные серводвигателями, останавливают насосы во время таких периодов, что значительно повышает эффективность использования энергии, хоть это и в некоторой степени негативно сказывается на динамике работы.
Сейчас существует множество подходов к решению задач энергосбережения, но, к сожалению, все они увеличивают стоимость оборудования.
Наилучшим методом эффективного использования электроэнергии на настоящий момент является переход на полностью электрические приводы, в которых применяются серводвигатели, управляемые инверторами (частотными преобразователями). Такие системы затрачивают ровно столько энергии, сколько необходимо. В целом же, несмотря на свое название, полностью электрические ТПА потребляют электроэнергии в несколько раз меньше своих гидравлических аналогов.
С одной стороны, такие приводы увеличивают затраты на приобретение оборудования, так что главной задачей в этой сфере является проведение строгой стандартизации, которая позволит выпускать большое количество идентичных двигателей, что приведет к снижению их стоимости. С другой стороны, полностью электрические ТПА обеспечивают такие преимущества, как высочайшая точность, стабильность литья и повторяемость, сокращение производственного цикла и снижение потребления сырья.

Конструкция ТПА и энергоэффективность

— В каких узлах термопластавтоматов возможны конструктивные изменения, позволяющие повысить энергоэффективность оборудования?
— Как я говорил ранее, для достижения максимального уровня энергосбережения необходимо уделить внимание не только потреблению энергии самим ТПА, но и всем аспектам процесса литья под давлением в целом, включая эффективность охлаждения и работу вспомогательного оборудования. И лишь за счет такого комплексного подхода можно серьезно повысить эффективность использования электроэнергии.
Такой комплексный подход может быть реализован с помощью применения полностью электрических ТПА. И в этом случае необходимо обратить внимание на следующее.
Во-первых, сама электрическая машина должна быть сконструирована с учетом использования именно электрических приводов. К сожалению, чаще всего приходится видеть, как многие производители идут на компромисс, устанавливая более или менее подходящие электродвигатели на машину, разработанную для гидравлической системы. А ведь здесь необходимо думать и о другой кинематике коленно-рычажной системы, и о другой конструкции узла впрыска (например, системы прижима сопла).
Если более подробно остановиться на конструктивных изменениях, обеспечивающих эффективное использование энергии, которые были реализованы в ТПА-строении в последнее время, то предложу производителям изделий из пластмасс более подробно познакомиться с полностью электрическим ТПА серии Mercury от компании Zhafir Plastics Machinery GmbH (Германия). Данная машина является инновационной, в том числе именно с точки зрения новых инженерных решений, касающихся и коленно-рычажного механизма, и шарико-винтовой пары, и узла впрыска, и самой конструкции ТПА.
Во-вторых, электрический ТПА не требует охлаждения гидравлического масла. Это само по себе уже обеспечивает существенное снижение вероятности остановки оборудования и уменьшение количества брака в случае колебания температурных условий и, кроме того, позволяет не использовать холодильник для охлаждения машины. Отказ от холодильника позволяет не только сократить потребление электроэнергии, но и высвободить производственную площадь.
— Как можно снизить энергопотребление термопластавтоматов?
— Для различных типов инжекционно-литьевых машин — гидравлических, гибридных и полностью электрических — способы уменьшения энергопотребления, естественно, различны. Остановлюсь на основных.
Повысить эффективность использования электроэнергии в гидравлических ТПА можно путем использования серводвигателей. Такие машины остаются полностью гидравлическими, однако серводвигатель, управляющий насосом, контролируется инвертором (частотным преобразователем). Данная система при правильно подобранном типе насоса (например, шестеренчатом) позволяет организовать его работу только в те периоды, когда это действительно необходимо, а кроме того — повысить скорость отклика гидросистемы на сигналы управления, повысить точность литья (за счет конструктивного присутствия цепей обратной связи в управлении). Применение серводвигателей, в отличие от насосов переменной производительности (являющихся лишь неким компромиссом), может действительно существенно снизить потребление электроэнергии.
В случае с гибридными ТПА возможна замена некоторых приводов — например, приводов вращения шнека или открытия-закрытия формы — на полностью электрические двигатели со шпиндельным или прямым приводом. Это также обеспечивает повышение распараллеленности технологических операций, что потенциально ведет к увеличению эффективности использования оборудования (например, сокращается время цикла). Но при этом значительно возрастает сложность оборудования, которая вызывает повышение требований к квалификации персонала и снижает ремонтопригодность узлов и деталей машины.
Что же касается полностью электрических ТПА, в силу того, что по сравнению с другими типами они используют энергию наиболее эффективным образом, при их применении необходимо провести тщательный анализ всего литьевого процесса.
И здесь необходимо обратить внимание на параметры литья, которые электрические машины могут контролировать и выдерживать значительно лучше, чем гидравлические. Кроме того, как и говорилось ранее, надо проработать вопросы потребления электроэнергии дополнительным оборудованием.
С точки зрения дальнейшего развития самих полностью электрических ТПА надо думать о возможностях снижения мощности установленных приводов без ухудшения параметров оборудования, а также об оптимизации комплектации машины под конкретный литьевой процесс. К примеру, существуют ТПА, узел впрыска которых обеспечивает возможность быстрой замены плунжерной и наборной частей, что оптимизирует литьевой процесс, существенно повышая его эффективность.

Электрические ТПА лидируют

 — Во всех ли случаях при производстве изделий методом литья под давлением полностью электрические ТПА более эффективны, чем ТПА других типов?
— Если взять все типы выпускавшихся инжекционно-литьевых машин с самого начала по настоящее время, то полностью электрические ТПА во всем мире признаны несомненными лидерами по параметрам энергосбережения.
Даже в том случае, когда в конструкции пресс-формы необходимо применять гидравлику, полностью электрические ТПА оборудуются дополнительными гидравлическими установками (которые сами могут быть оборудованы энергосберегающими серводвигателями), обслуживающими соответствующие системы пресс-форм.
В целом применение полностью электрических ТПА может существенно повысить эффективность литьевого производства. И здесь речь идет не только об энергосбережении, но и о таких параметрах, как производительность, повторяемость, эксплуатационные расходы, и в итоге — о себестоимости конечной продукции.
Полностью электрические машины позволяют:
— повысить производительность производства, так как возможно снижение времени циклов литья за счет параллельности операций, выполняемых машиной, быстродействующих сервоприводов, увеличения количества годных изделий и высочайшей повторяемости литья;
— уменьшить количество брака и расход сырья благодаря высочайшей точности всех стадий процесса литья;
— снизить эксплуатационные расходы за счет применения энергоэффективных серводвигателей, отсутствия необходимости охлаждения ТПА, отсутствия гидравлического масла;
— повысить культуру производства благодаря возможности создания чистого производства, низкому уровню шума;
— получить дополнительные производственные площади за счет отказа от систем охлаждения ТПА.
В завершение хочу также отметить, что, думая об улучшении своего литьевого производства, переработчики должны приобретать оборудование, не только позволяющее эффективно выпускать продукцию, востребованную сейчас, но и способное произвести изделия, которые потребуются завтра. И это, вероятнее всего, будут изделия с более высокими допусками, со сложной геометрией, производимые из сложных материалов. Производство таких изделий потребует самых совершенных, самых точных, самых эффективных машин. Именно поэтому уже сейчас четко обозначилась общемировая тенденция перехода от гидравлических ТПА к полностью электрическим

Беседовала Оксана Ярун

Energy efficiency increase approaches
Energy effectiveness in molding activities is becoming more and more relevant year by year as energy costs accounts for severe share of processor’s cost structure and increasing prices for energy resources represent a global trend. Professor Helmar Franz, Chief Strategic Officer at Haitian International Holding Ltd., in his exclusive interview to Plastiks Magazine speaks of the way energy saving technologies are applied in modern injection molding machines.


В начало статьи Обсудить в форуме К содержанию
Полное или частичное воспроизведение материала в электронных СМИ допускается только при обязательной ссылке на сайт журнала "ПЛАСТИКС: индустрия переработки пластмасс", в печатных СМИ - только с письменного разрешения редакции.
Яндекс цитирования
"ПЛАСТИКС" стал мобильнее
x

Уважаемые посетители сайта "Пластикс"

С июня 2013 года для пользователей планшетных компьютеров на Android и iOS доступно мобильное приложение (инструкция здесь).

Вы можете бесплатно ознакомиться с одним из номеров журнала (№6, 2015) через мобильное приложение.