De meest gemakkelijk over het hoofd geziene oorzaak van storingen in luchttoevoersystemen voor lasersnijden: een schroefluchtcompressor.

In lasersnijateliers wordt meer dan de helft van de abnormale stilstandtijd niet veroorzaakt door de laser of de snijkop, maar door het persluchtsysteem.

We hebben talloze samenwerkingsprojecten op het gebied van lasersnijden, waaronder fabrieken in Zuidoost-Azië, het Midden-Oosten en Afrika, en we hebben lasersnijwerkplaatsen met verschillende configuraties gezien. Ongeacht de locatie zijn de problemen veroorzaakt door perslucht vrijwel identiek. Vandaag zullen we niet bespreken wat luchtcompressoren kunnen doen of welke zorgen fabrieken hebben; in plaats daarvan zullen we het hebben over de problemen die u de grootste kopzorgen bezorgen als u midden in de nacht wordt gebeld.

Probleem 1: Bramen en slak op het snijvlak, na onderzoek bleek de oorzaak een instabiele gasdruk te zijn.

Dit is de gemakkelijkst verkeerd gediagnosticeerde fout. Het snijvlak wordt geel en de bramen nemen toe; het eerste instinct is om de focus aan te passen, het mondstuk te vervangen en de lens te controleren. Maar na veel werk blijkt het nutteloos te zijn: de echte reden is dat schommelingen in de toevoergasdruk een onstabiele hulpgasstroom veroorzaken.

Lasersnijden vereist stabiel, droog en continu hulpgas.

We hebben een veldtest uitgevoerd bij een auto-onderdelenfabriek in Thailand: een standaard industriële frequentieschroef luchtcompressor, met een uitlaatdruk van de gastank ingesteld op 0,8 MPa, ondervond werkelijke drukschommelingen tussen 0,72 en 0,85 MPa tijdens de laad- en loscyclus. Onder dezelfde snijparameters was de braamhoogte van de gesneden onderdelen tijdens lagedrukperioden 0,15 mm hoger dan tijdens hogedrukperioden. De kwaliteit van de uit een hele plaat gesneden onderdelen was inconsistent, waardoor de werklast van het daaropvolgende ontbraamproces verdubbelde.

Later hebben we het vervangen door een model met variabele frequentie met permanente magneet, waardoor de drukfluctuatie binnen ± 0,01 MPa kon worden geregeld, en de consistentie van het snijoppervlak verbeterde aanzienlijk. Dit niveau van drukcontrole is een belangrijke indicator om onderscheid te maken tussen instapniveau en industriële kwaliteitschroefluchtcompressoren.

Probleem 2: Frequente lensschade tijdens vochtige zomeromstandigheden wordt veroorzaakt door het vochtgehalte van perslucht.

Dit probleem is vooral uitgesproken in tropische en subtropische gebieden over de hele wereld. Indonesische klanten ervaren dat de frequentie van het vervangen van lenzen daalt van eens in de twee weken naar eens in de twee dagen tijdens het regenseizoen, waarbij ze soms zelfs twee of drie lenzen per dag moeten vervangen.

De reden is duidelijk: de perslucht is niet helemaal droog. Het probleem ligt echter in het feit dat het verzadigingsvochtgehalte verdubbelt bij elke stijging van de luchttemperatuur met 10°C. Dezelfde droogapparatuur presteert aanzienlijk anders in de winter en de zomer.

Een andere factor die gemakkelijk over het hoofd wordt gezien, is de uitlaattemperatuur van deschroef luchtcompressorzelf. Een klant uit het Midden-Oosten meldde roest in de snijkop; bij demontage werden duidelijke watervlekken gevonden op de lensvatting. Het probleem kwam uiteindelijk voort uit de luchtcompressor; oudere modellen hielden de uitlaatgastemperatuur consequent boven de 110 °C, wat het stroomafwaartse koelsysteem niet aankon.

Schroefcompressoren hebben in dit opzicht een structureel voordeel, met relatief lagere uitlaattemperaturen. Langdurig laagfrequent gebruik kan echter ook tot problemen leiden. De PMS-serie is speciaal ontworpen met deze bedrijfsomstandigheden in gedachten, waarbij gebruik wordt gemaakt van vectorfrequentieconversiecontrole om een ​​redelijke rotortemperatuur te handhaven en te voorkomen dat condensaat neerslaat in de olie-gastank.

Probleem 3: Ongeplande stilstand, overbelasting van de luchtcompressor, gedwongen stillegging van de productielijn

De meest lastige situatie: uitbestede orders haasten zich om de deadlines te halen, en tijdens de nachtploeg schakelt de schroefluchtcompressor halverwege het snijden plotseling uit. Na het opnieuw opstarten snijdt hij een paar planken af ​​en struikelt dan weer.

Dit soort problemen komen veel voor in fabrieken over de hele wereld, en de redenen zijn in essentie tweeledig:

De keuze voor een extra grote compressor leidde tot langdurig gebruik onder lichte belasting. Veel mensen zijn van mening dat hoe groter de luchtcompressor is, hoe beter, en kiezen modellen die hun werkelijke luchtverbruik ver overtreffen. Als gevolg hiervan brengt de compressor het grootste deel van zijn tijd in onbelaste toestand door, waarbij veelvuldig laden en lossen van de motor ernstige hitteopbouw veroorzaakt en de overbelastingsbeveiliging activeert.

Storing in het transmissiesysteem. Bij modellen met riemaandrijving vermindert riemveroudering de wrijving, waardoor slippen ontstaat. Dit leidt ertoe dat het besturingssysteem de verhoogde belasting verkeerd interpreteert, waardoor de overbelastingsbeveiliging wordt geactiveerd. We kwamen een situatie tegen op een productielijn in Polen waarbij het systeem binnen drie maanden vijf keer uitviel; De oorzaak bleek uiteindelijk een drastische slijtage van de poeliegroeven te zijn, wat leidde tot een scherpe daling van de transmissie-efficiëntie.

Uit onderhoudsgegevens blijkt dat modellen met directe aandrijving in dit opzicht een aanzienlijk lager uitvalpercentage hebben. Dit is de reden dat schroefluchtcompressoren van industriële kwaliteit over het algemeen een structuur met directe aandrijving aannemen, waardoor de transmissiecomponenten worden verminderd en potentiële faalpunten worden verlaagd door het ontwerp. De PMS-serie maakt gebruik van een permanentmagneetmotor die rechtstreeks op de rotor is aangesloten, waardoor riemen en tandwielkasten overbodig zijn; deze vereenvoudigde structuur vertaalt zich in verbeterde betrouwbaarheid.

Probleem 4: Elektriciteitskosten buitensporig hoog, luchtcompressoren worden de grootste energieverbruikende eenheid op de productielijn

Dit is geen nieuw onderwerp. In veel fabrieken zijn persluchtsystemen verantwoordelijk voor 15%-25% van de totale elektriciteitskosten. In lasersnijateliers ligt dit percentage door langere bedrijfstijden en grotere luchtvolumes zelfs nog hoger.

De berekeningen van veel mensen zijn echter gebrekkig. Ze kijken alleen naar het nominale vermogen van de apparatuur en negeren de feitelijke bedrijfsefficiëntie.

Een industriële frequentie van 37 kWschroef luchtcompressor, die 8000 uur per jaar continu draait, bij de mondiale gemiddelde industriële elektriciteitsprijs van $0,12/kWh, zou jaarlijkse elektriciteitskosten hebben van ongeveer: 37 × 0,12 × 8000 = $35.520.

Een energie-efficiënte invertercompressor met permanente magneet van klasse 1 bespaart onder dezelfde bedrijfsomstandigheden jaarlijks ongeveer 30%-35% aan elektriciteit, wat zich vertaalt in een besparing van $10.000 tot $12.000 per jaar. De elektriciteitsbesparing over twee jaar zou voldoende zijn om een ​​nieuwe machine te kopen.

De gemakkelijkst over het hoofd geziene kosten hier zijn lossingsverliezen. Wanneer een gasturbine met lijnfrequentie wordt belast en ontlast, blijft de motor draaien tijdens het lossen, waarbij ongeveer 30% -40% van de nullaststroom wordt verbruikt in vergelijking met volledige belasting; deze energie gaat volledig verloren. Modellen met variabele frequentie met permanente magneten passen de snelheid echter in realtime aan op basis van het gasverbruik, wat resulteert in vrijwel nul losverliezen.

Probleem 5: Frequente kleine storingen en een achterstand in onderhoudswerkzaamheden hebben invloed op de algehele efficiëntie van de apparatuur.

Dit is een complexe kwestie. Het persluchtsysteem omvat de schroefluchtcompressor, droger, filter, luchttank en leidingen; een probleem in een van deze componenten zal de snijkwaliteit beïnvloeden.

We hebben gegevens geanalyseerd van 32 lasersnijgebruikers wereldwijd die tussen 2023 en 2024 werden bediend. Veelvoorkomende problemen met schroefluchtcompressoren, gerangschikt naar frequentie van voorkomen, zijn:

■ Slippen of breken van de riem (29%)

■ Verstopping van de olieafscheider leidt tot een te hoog drukverschil (24%)

■ Storing in temperatuurregelklep waardoor uitschakeling bij hoge temperatuur ontstaat (16%)

■ Storing inlaatklep (13%)

■ Slijtage van motorlagers en abnormaal geluid (10%)

■ Controllergerelateerde problemen (8%)

Riem- en klepproblemen zijn verantwoordelijk voor meer dan de helft hiervan. Deze problemen ontbreken grotendeels in de eenvoudigere modellen met directe aandrijving met permanente magneet.

De hierboven genoemde problemen hebben zich herhaaldelijk voorgedaan op productielijnen in verschillende landen en regio's. Momenteel is de meest volwassen oplossing in de sector het vervangen van de ouderwetse behuizingen met vaste frequentie of tractieaandrijving door energiezuinige directe aandrijving met permanente magneet en variabele frequentie.schroefluchtcompressoren.

Dit betekent niet dat deze serie behuizingen volledig storingsvrij is, maar eerder dat het ontwerp een aantal grote faalpunten vermijdt: het elimineren van tractieaandrijving, het elimineren van lossen met variabele frequentieregeling en het gebruik van intelligente onderhoudscontrole om de uitlaatstabiliteit te behouden. IE5-motoren met permanente magneet op energie-efficiëntieniveau genereren zelf weinig warmte, maar hebben een relatief hoog uitvalpercentage.

We hebben een vergelijkend onderzoek uitgevoerd op drie lasersnijproductielijnen in Vietnam, Mexico en Turkije onder identieke bedrijfsomstandigheden: na gebruik van behuizingen met variabele frequentie met permanente magneten daalden het aantal ongeplande persluchtgerelateerde incidenten met minstens 76%, daalden de jaarlijkse elektriciteitskosten met 30% -34% en daalden de klachten over de snijkwaliteit met meer dan 60%.

De gegevens in dit artikel zijn afkomstig van meerdere sets metingen ter plaatse en statistieken van gebruikersfeedback; de resultaten kunnen variëren onder verschillende bedrijfsomstandigheden en omgevingsomstandigheden.

Als u momenteel problemen met perslucht ondervindt, stuur ons dan uw huidige bedrijfsparameters: luchtverbruik, drukvereisten, bestaande apparatuurmodellen en aantal snijmachines. Ons technische team kan een gratis analyse van het energieverbruik en probleemoplossing verzorgen. Contactgegevens zijn beschikbaar in het formulier op deze pagina; er wordt binnen 24 uur een oplossing geboden.