Potenciál úspory energie pro nepřetržitý provoz stroje

Na naší stránce s tématy jsme již probírali nejrůznější způsoby úspory energie. Od začátku energetické krize se potřeba optimalizovat výrobní procesy za účelem snížení nákladů ukazuje jako stále důležitější.

V tomto článku se blíže podíváme na to, co způsobuje zbytečnou spotřebu energie strojů, přičemž se zaměříme zejména na dobu chodů strojů. Aby bylo zajištěno, že budeme moci pracovat s platnými daty, pověřila společnost Hoffmann Group univerzitu RWTH v Cáchách provedením série testů v jejich laboratoři určené k testování obráběcích strojů. Sestavili jsme pro vás nejdůležitější zjištění vyplývající z těchto testů. Kliknutím sem (PDF) můžete stáhnout celou vědeckou studii.

Při identifikaci prostoru, který má společnost pro úsporu nákladů, je třeba vzít v úvahu zejména fixní náklady, které společnost není schopna ovlivnit. Konkrétní zkušební měření z obráběcího centra ukázala, že více než polovina nákladů na energii spotřebovanou obráběcími stroji představuje nezbytný předpoklad pro správné fungování procesu obrábění – jinými slovy jde o fixní náklady.

Jak moc je užitečné snížení rychlosti úběru kovu?

První otázkou, kterou je třeba zvážit, je, zda snížení potenciálních hnacích faktorů nákladů může vést k očekávané nižší spotřebě energie a zda se efekt úspor případně ještě zvýší dalším snížením těchto hnacích faktorů.

Následující příklad zrychlení os z testovací série jasně ukazuje, že ne vždy tento předpoklad platí. Analýza dat s různými hodnotami snížení zrychlení osy ukázala, že pozitivní účinek byl omezený a po určité hodnotě snížení se pozitivní účinek ve skutečnosti obrátil.

Jak vyplývá z dat ze série testů, teprve při snížení zrychlení osy na 75 % klesl počet kWh v energetickém procesu – i když jen nepatrně. Snížení zrychlení osy o dalších 25 % naopak opět zvýšilo spotřebu energie. Důvodem je delší doba provozu pomocných jednotek v důsledku delší doby výroby.
Výsledkem tedy je, že relativně malé množství energie, které bylo původně ušetřeno, bylo opět ztraceno v důsledku delších výrobních procesů.

Příležitosti prezentované prostřednictvím strategie vysoce výkonného obrábění

Naše analýza ukazuje, že snížení rychlosti úběru kovu není vždy nejlepší volbou pro úsporu energie, protože od určitého rozsahu se může začít prodlužovat doba chodu pomocných jednotek. Kromě toho je maximální potenciál úspory energie snížení rychlosti odstraňování kovu relativně omezený. Pozornost se proto přesouvá ke zlepšení strategie obrábění s cílem snížení výrobních nákladů.

Ušetřete energii během prostojů díky moderním upínacím zařízením

Data z vědecké studie jasně ukazují, že nástrojové stroje spotřebovávají obrovské množství energie nejen při obrábění, ale také během prostojů. To pak logicky vyvolává otázku, jak ušetřit energii zkrácením doby přípravy a tím zajistit zvýšení produktivity.

Typickým způsobem, jak toho dosáhnout, by byla investice do moderních upínacích zařízení, jako jsou upínací systémy přes nulový bod, které umožňují velmi rychlé vystředění a vyrovnání součásti. S těmito systémy lze proces nastavení provádět také mimo stroj, tj. bez zásahu do samotného procesu výroby. Dalším příkladem jsou 5osé svěráky, které umožňují obrábění součásti s pouze jedním sevřením.

Úsporný potenciál chladicích médií

Jednu kapitolu na naší stránce s tématy jsme již věnovali úspornému potenciálu chladicích médií. Jen pro rychlé připomenutí – v procesu obrábění představuje dodávka chladicího média a příprava chladicí kapaliny přibližně 37,3 % celkové spotřeby energie. Jedná se tedy o jeden z hlavních faktorů spotřeby energie, který lze přímo ovlivnit.

Následující příklad ze studie ukazuje, jak vysoké jsou roční náklady na energii spojené s chladicími médii:

Tam, kde je to možné, může obrábění za sucha pomoci šetřit energii a v závislosti na prostředí může současně zvyšovat výkon. Přibližně 8 až 16 % výrobních nákladů lze připsat procesu dodávání chladicí kapaliny do nástroje. I když jen částečně přejdete na obrábění za sucha, již to může vést ke značným úsporám energie a znatelně pozitivně ovlivnit vaši finanční situaci.

Nejdůležitější je, abyste se vyhnuli nepřetržitému dodávání chladicích médií a maziv do vašich strojů. Chcete-li získat řešení na míru, poraďte se s odborníkem. Ideálně si domluvte konzultaci se společnostmi specializovanými v této oblasti. V této souvislosti vám společnost Hoffmann Group poradí výhradně z hlediska výběru nejvhodnějších nástrojů.

Zvyšte svou obráběcí kapacitu namísto vypínání strojů

Proč jednoduše nevypínat stroje během prostojů? Nezdá se to jako samozřejmost?
Každý, kdo vyrábí součásti vyžadující přesnou výrobu, zná na tuto otázku odpověď: vypnutí strojů by mělo za následek ochlazení lože stroje. Jde tedy o něco, čemu byste se měli u obráběcích strojů, které mají zvláštní požadavky na přesnost, jednoznačně vyhnout, protože jinak nemůžete zaručit výslednou kvalitu.
Pokud vás zajímají podrobnější data, odpovídající tepelné křivky najdete ve vědecké studii. Tyto kontrastní aplikace mají zvláštní požadavky na přesnost v porovnání s aplikacemi, kde jsou účinky pravidelného vypínání stroje v rozumných mezích.
Je také důležité mít na paměti, že časté zapínání a vypínání strojů může zkrátit životnost elektronických součástek, jako jsou polovodiče nebo kondenzátory.
Pokud tedy stroj pracuje nepřetržitě, jak ušetříte energii na součástech? Na tomto místě musíte začít zkoumat roli, kterou hraje špičkové zatížení.

Chcete znát všechny základní informace?

Stáhněte si vědeckou studii z Univerzity RWTH v Cáchách a zjistěte více!