Helposti huomiotta jäävä vikalähde laserleikkausilman syöttöjärjestelmissä: ruuvi-ilmakompressori.

Laserleikkauspajoissa yli puolet epänormaalista seisokkiajasta ei johdu laserista tai leikkauspäästä, vaan paineilmajärjestelmästä.

Meillä on lukuisia laserleikkausyhteistyötapauksia, mukaan lukien tehtaita Kaakkois-Aasiassa, Lähi-idässä ja Afrikassa, ja olemme nähneet laserleikkauspajoja eri kokoonpanoilla. Paikasta riippumatta paineilman aiheuttamat ongelmat ovat lähes identtiset. Tänään emme keskustele siitä, mitä ilmakompressorit voivat tehdä tai mitä huolenaiheita tehtailla on; sen sijaan puhumme asioista, jotka aiheuttavat sinulle eniten päänsärkyä, kun saat puhelun keskellä yötä.

Ongelma 1: Purseet ja kuona leikatulla pinnalla, tutkimuksen jälkeen syyksi todettiin epävakaa kaasunpaine.

Tämä on helpoimmin väärin diagnosoitava vika. Leikkauspinta muuttuu keltaiseksi ja purseet lisääntyvät; ensimmäinen vaisto on säätää tarkennusta, vaihtaa suutinta ja tarkistaa linssi. Mutta pitkän työn jälkeen se osoittautuu hyödyttömäksi - todellinen syy on se, että syöttökaasun paineen vaihtelut aiheuttavat epävakaata apukaasuvirtausta.

Laserleikkaus vaatii vakaata, kuivaa ja jatkuvaa apukaasua.

Teimme kenttätestin thaimaalaisen autonosien tehtaalla: standardi teollisuustaajuusruuvi-ilmakompressori, kun kaasusäiliön ulostulopaine oli asetettu arvoon 0,8 MPa, koki todellisia paineen vaihteluita välillä 0,72–0,85 MPa lastaus- ja purkujakson aikana. Samoilla leikkausparametreilla alhaisen paineen aikana leikattujen osien pursekorkeus oli 0,15 mm korkeampi kuin korkeapainejaksojen aikana. Koko levystä leikattujen osien laatu oli epäjohdonmukaista, mikä kaksinkertaisti myöhemmän purseenpoistoprosessin työmäärän.

Myöhemmin korvasimme sen kestomagneettimallilla, joka säätelee paineen vaihtelua ±0,01 MPa:n sisällä ja leikatun pinnan konsistenssi parani merkittävästi. Tämä paineensäädön taso on tärkeä indikaattori erotettaessa lähtötason ja teollisuustason välilläruuvi-ilmakompressorit.

Ongelma 2: Toistuva linssivaurio kesän kosteissa olosuhteissa johtuu paineilman kosteuspitoisuudesta.

Tämä ongelma on erityisen voimakas trooppisilla ja subtrooppisilla alueilla maailmanlaajuisesti. Indonesialaiset asiakkaat kokevat, että linssien vaihtotiheys laskee kahden viikon välein kahteen vuorokauteen sadekauden aikana, ja joskus jopa kaksi tai kolme linssiä päivässä.

Syy on selvä: paineilma ei ole täysin kuivaa. Ongelma on kuitenkin siinä, että kyllästyskosteus kaksinkertaistuu jokaista 10°C ilman lämpötilan nousua kohden. Sama kuivauslaitteisto toimii merkittävästi eri tavalla talvella ja kesällä.

Toinen helposti huomiotta jäävä tekijä on pakokaasun lämpötilaruuvi-ilmakompressoriitse. Lähi-idän asiakas ilmoitti ruosteesta leikkuupään sisällä; purkamisen yhteydessä objektiivin kiinnikkeestä löytyi selviä vesitahroja. Ongelma johtui lopulta ilmakompressorista – vanhemmat mallit pitivät jatkuvasti pakokaasujen lämpötilaa yli 110 °C:ssa, mitä alavirran jäähdytysjärjestelmä ei pystynyt käsittelemään.

Ruuvikompressorilla on rakenteellinen etu tässä suhteessa, sillä pakokaasujen lämpötilat ovat suhteellisen alhaiset. Pitkittynyt matalataajuinen toiminta voi kuitenkin johtaa myös ongelmiin. PMS-sarja on suunniteltu erityisesti tätä käyttötilaa silmällä pitäen. Se käyttää vektoritaajuusmuunnosohjausta kohtuullisen roottorin lämpötilan ylläpitämiseksi ja kondenssiveden saostumisen estämiseksi öljy-kaasusäiliöön.

Ongelma 3: suunnittelemattomat seisokit, ilmakompressorin ylikuormituksen laukaisu, pakkotuotantolinjan sammutus

Hankalin tilanne: Ulkoistetut tilaukset ryntäävät määräaikojen mukaan ja yövuorossa ruuvi-ilmakompressori laukeaa yhtäkkiä leikkauksen puolivälissä. Uudelleenkäynnistyksen jälkeen se leikkaa muutaman laudan ja laukeaa uudelleen.

Tämän tyyppiset ongelmat ovat yleisiä tehtaissa maailmanlaajuisesti, ja syyt ovat olennaisesti kaksijakoisia:

Ylisuuren kompressorin valinta johti pitkäkestoiseen toimintaan kevyessä kuormituksessa. Monet ihmiset uskovat, että mitä suurempi ilmakompressori, sitä parempi, ja valitsevat malleja, jotka ylittävät huomattavasti todellisen ilmankulutuksensa. Tämän seurauksena kompressori viettää suurimman osan ajastaan ​​kuormittamattomassa tilassa, jolloin moottoria usein kuormitetaan ja puretaan, mikä aiheuttaa voimakasta lämmön kertymistä ja laukaisee ylikuormitussuojan.

Voimansiirtojärjestelmän toimintahäiriö. Hihnakäyttöisissä malleissa hihnan vanheneminen vähentää kitkaa aiheuttaen luistoa. Tämä johtaa siihen, että ohjausjärjestelmä tulkitsee väärin lisääntyneen kuorman, mikä laukaisee ylikuormitussuojan. Tapasimme Puolan tuotantolinjalla tilanteen, jossa järjestelmä laukesi viisi kertaa kolmen kuukauden aikana; Syyksi todettiin lopulta hihnapyörän urien raju kuluminen, mikä johti voimansiirron tehokkuuden jyrkkään laskuun.

Huoltotiedot osoittavat, että suoravetomalleilla on huomattavasti pienempi vikaprosentti tässä suhteessa. Tästä syystä teollisuustason ruuvi-ilmakompressorit käyttävät yleensä suoravetorakennetta, mikä vähentää voimansiirron komponentteja ja alentaa mahdollisia vikakohtia suunnittelun ansiosta. PMS-sarja käyttää kestomagneettimoottoria, joka on kytketty suoraan roottoriin, mikä eliminoi hihnat ja vaihteistot; tämä yksinkertaistettu rakenne parantaa luotettavuutta.

Ongelma 4: Sähkökustannukset ovat liian korkeat, ilmakompressoreista tulee tuotantolinjan suurin energiaa kuluttava yksikkö

Tämä ei ole uusi aihe. Monissa tehtaissa paineilmajärjestelmien osuus sähkön kokonaiskustannuksista on 15–25 %. Laserleikkauspajoissa tämä prosenttiosuus on vieläkin suurempi pitkien käyttöaikojen ja suuremman ilmamäärän vuoksi.

Monien ihmisten laskelmat ovat kuitenkin virheellisiä. He tarkastelevat vain laitteen tyyppikilven tehoa jättämättä huomiotta todellisen käyttötehokkuuden.

37 kW:n teollinen taajuusruuvi-ilmakompressori, joka toimii yhtäjaksoisesti 8 000 tuntia vuodessa, maailmanlaajuisella keskimääräisellä teollisuussähkön hinnalla 0,12 dollaria/kWh, vuotuinen sähkökustannus olisi noin: 37 × 0,12 × 8000 = 35 520 dollaria.

Luokan 1 energiatehokas kestomagneettiinvertterikompressori säästää samoissa käyttöolosuhteissa noin 30–35 % sähköstä vuosittain, mikä tarkoittaa 10 000–12 000 dollarin säästöjä vuodessa. Kahden vuoden sähkönsäästö riittäisi uuden koneen hankintaan.

Helpoimmin unohdettu kustannus tässä on purkuhäviöt. Kun linjataajuista kaasuturbiinia kuormitetaan ja puretaan, moottori jatkaa pyörimistä purkamisen aikana kuluttaen noin 30–40 % tyhjäkäyntivirrasta verrattuna täyteen kuormaan; tämä energia menee täysin hukkaan. Vaihtuvataajuuksiset kestomagneettimallit säätävät kuitenkin nopeutta reaaliajassa kaasun kulutuksen mukaan, mikä johtaa lähes nollaan purkamiseen.

Ongelma 5: Toistuvat pienet toimintahäiriöt ja huoltotöiden ruuhka vaikuttavat laitteiden yleiseen tehokkuuteen.

Tämä on monimutkainen kysymys. Paineilmajärjestelmä sisältää ruuvi-ilmakompressorin, kuivaimen, suodattimen, ilmasäiliön ja putket; ongelma jossakin näistä komponenteista vaikuttaa leikkauslaatuun.

Analysoimme tietoja 32 laserleikkauskäyttäjältä ympäri maailmaa vuosina 2023–2024. Yleisiä ruuvi-ilmakompressoreihin liittyviä ongelmia esiintymistiheyden mukaan ovat:

■ Hihnan luistaminen tai rikkoutuminen (29 %)

■ Öljynerottimen tukos, mikä johtaa liialliseen paine-eroon (24 %)

■ Lämpötilansäätöventtiilin toimintahäiriö, joka aiheuttaa korkean lämpötilan sammutuksen (16 %)

■ Imuventtiilin toimintahäiriö (13 %)

■ Moottorin laakerien kuluminen ja epänormaali ääni (10 %)

■ Ohjaimeen liittyvät ongelmat (8 %)

Hihna- ja venttiiliongelmat aiheuttavat yli puolet näistä. Nämä ongelmat puuttuvat suurelta osin yksinkertaisemmissa kestomagneettisuorakäyttömalleissa.

Edellä mainitut ongelmat ovat toistuvasti esiintyneet tuotantolinjoilla eri maissa ja eri alueilla. Tällä hetkellä alan kypsin ratkaisu on korvata vanhan tyyppiset kiinteätaajuiset tai vetokäyttöiset kotelot energiatehokkaalla kestomagneettisäädettävätaajuisella suorakäytölläruuvi-ilmakompressorit.

Tämä ei tarkoita, että tämä kotelosarja olisi täysin virheetön, vaan sen suunnittelussa vältetään useita suuria vikakohtia: vetovoiman eliminoiminen, kuorman purkamisen eliminointi taajuusmuuttuvalla ohjauksella ja älykäs huolto-ohjaus pakokaasun vakauden ylläpitämiseksi. IE5-energiatehokkuusluokan kestomagneettimoottorit itse tuottavat vähän lämpöä, mutta niillä on suhteellisen korkea vikasuhde.

Teimme vertailevan tutkimuksen kolmelle laserleikkauslinjalle Vietnamissa, Meksikossa ja Turkissa identtisissä käyttöolosuhteissa: kestomagneettien vaihtuvataajuisten koteloiden käytön jälkeen suunnittelemattomat paineilmaan liittyvät tapahtumat vähenivät vähintään 76 %, vuotuiset sähkökustannukset laskivat 30-34 % ja leikkauksen laatuun liittyvät valitukset vähenivät yli 60 %.

Tämän artikkelin tiedot ovat peräisin useista paikan päällä tehdyistä mittauksista ja käyttäjien palautetilastoista. tulokset voivat vaihdella eri käyttöolosuhteissa ja ympäristöolosuhteissa.

Jos sinulla on tällä hetkellä paineilmaongelmia, lähetä meille nykyiset toimintaparametrisi – ilmankulutus, painevaatimukset, olemassa olevat laitemallit ja leikkauskoneiden määrä. Tekninen tiimimme voi tarjota ilmaisen energiankulutusanalyysin ja vianetsinnän. Yhteystiedot löytyvät tämän sivun lomakkeesta; ratkaisu toimitetaan 24 tunnin kuluessa.