全自動壓鑄機生產(chǎn)過程_全自動壓鑄機操作說明

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　　能源及原料價格加劇了歐洲壓鑄業(yè)本就巨大的成本壓力。因此全自動壓鑄機生產(chǎn)過程，業(yè)內(nèi)一直在尋求解決方法，以便減少能源投入以及優(yōu)化資源利用。事實上，壓鑄機的可控性也對每個壓鑄件的能量消耗成本有著巨大的影響，而這一點常常被人們所忽視。通常來說，工序中大型設備是節(jié)省費用的關鍵，需要提升成套設備的效率和壓鑄機的可控性。

　　高企成本壓力和全球性競爭使企業(yè)倍感壓力，面對巨大的挑戰(zhàn)不得不設立完整的鑄造部門。新的零件結(jié)構及壓鑄工藝技術降低了材料投入從而節(jié)省費用。然而在生產(chǎn)過程中，努力減少能耗顯然才是重點（圖1）。這些發(fā)生在普遍高漲的能源價格背景下，但也基于政策法規(guī)，未來高能耗企業(yè)必須承擔高稅賦。

　　尋找降低能耗及費用的理想模型需要很大的投入，因為影響系統(tǒng)能源效率的參數(shù)非常多，有時參數(shù)之間也互相作用。

　　標準循環(huán)中的功率消耗

　　在設備上標記能耗，名曰“能源標簽”。瑞士烏茲維爾的布勒及其他企業(yè)在德國機械設備制造業(yè)協(xié)會（VDMA）的領導下進行聯(lián)合，在VDMA的規(guī)格表24499中描述了一個標準工序能耗，與此進行比較，壓鑄機的能耗參數(shù)就此確立。描述測量和標定是基于一個循環(huán)周期的，該循環(huán)將定義外部設備或鑄造單元附加設備功能的停工時間?？梢员容^不同生產(chǎn)商壓鑄機的能能耗差異，該標準描述了不同合模力壓鑄機執(zhí)行壓鑄過程所需的“循環(huán)時間”（圖2）。

　　VDMA的規(guī)格表遵循精確的預給定參數(shù)，并提供一個可靠的基礎，根據(jù)這個基礎得以輕松評估功率消耗和能源效率（圖3）。VDMA測試的結(jié)果包含連同一臺機器的技術參數(shù)在內(nèi)的，以及一臺壓鑄機每一標準周期的能量消耗。這一“能量－標準”給鑄造車間的投入決定提供了進一步的保障。

　　實際生產(chǎn)環(huán)境中的節(jié)能

　　除了上述關于投入機器的比較參數(shù)外，在實際制造環(huán)節(jié)中，壓鑄行業(yè)者常常會對總資源消耗和每個制造部件的費用產(chǎn)生疑問。這才是鑄造的競爭中真正的評估標準。在節(jié)能的整體優(yōu)化中，不僅要減少機器的必要電能，而且熔化金屬還有其它例如壓縮空氣或冷卻水都是一筆可觀的支出。各項研究都特別指出，由于大量消耗壓縮空氣能源，在總能量消耗中，噴涂工序占據(jù)了超大比例份額（圖4及表格1）。這在鑄造單元的電力能耗測試中往往還被低估了。

　　能耗測試記錄表明潛力

　　由能耗測試報告得出的具體結(jié)論傳達了，描述實際生產(chǎn)環(huán)境中包含的數(shù)據(jù)和與數(shù)據(jù)相結(jié)合的特定生產(chǎn)部件。例如布勒，具有必要的技術能力和相應的測量技術，將作為服務供應給壓鑄廠。

　　然而所需的電能通過電能測試儀器記錄相對簡單，壓縮空氣消耗和冷卻水制備的測試則對測試裝置結(jié)構有極高的要求。熱量測試儀器尤其適合用于精確測定壓縮空氣消耗量，高速氣流在較高的動力下能夠通過大量程反映出來。與此同時，在考慮到阻尼距離的情況下，測量儀器的正確安置將是測試結(jié)果質(zhì)量的決定性因素。沒有中斷的熱能測量，根據(jù)情況可能會需要使用溫度傳感器和流量測量儀進行額外的移動距離測量。

　　描述總能量消耗時，需要將所得到的單值換算成等效的電能消耗。壓鑄用的的壓縮空氣和冷卻水的換算系數(shù)可以根據(jù)地區(qū)性實際情況計算得到。這些系數(shù)描述了各千瓦時熱能下制備額定立方米壓縮空氣所需的電能。油底殼壓鑄件壓鑄單元的測試結(jié)果報告（圖5）表明了該壓鑄件所需能源消耗的總和。

　　借助這一結(jié)果有可能實現(xiàn)針對性的優(yōu)化機器設置，同時涉及噴涂技術或機器設計，因此生產(chǎn)該壓鑄件的能耗投入和費用得以降低。

　　可控性影響能源效率

　　除了上述的考慮之外，壓鑄從業(yè)者值得把目光投入在壓鑄單元總設備效率（GAE）上，因為這直接關系到設備的經(jīng)濟性。它是壓鑄單元可控性，產(chǎn)量比和鑄件質(zhì)量計算出的結(jié)果。在這個計算中，機器停工狀態(tài)的損失，通過的較長循環(huán)周期時間以及次品都要考慮。

　　在這個關系中，特別有趣的是使用到的單元部件的停工時間。為了指明理想的與實際的生產(chǎn)時間之間的區(qū)別，需要一份有可靠基礎的評估報告。計算停工狀態(tài)的時間，除了由無計劃的保養(yǎng)，維護或者修理出現(xiàn)的中斷之外，還有生產(chǎn)組織原因的空轉(zhuǎn)，例如由于操作故障以及缺少材料或工作人員引起的。使用專業(yè)的軟件包，比如布勒運行分析器，能夠提供相應的壓鑄機狀態(tài)報告，使其得到評估。

　　停工時間提高了每個部件的能源消耗

　　就算機器處于短暫的停止狀態(tài)，熔料也必須保持熱度以及其它所有機組設備都要保持“待命狀態(tài)”。盡管機器沒有在生產(chǎn)，功率消耗也能達到例行生產(chǎn)時的60%。這樣的結(jié)果就是，所有制成的合格零件必須適度分擔“待命狀態(tài)損失”造成的價格?；蛘邠Q句話說全自動壓鑄機生產(chǎn)過程：較高的總設備效率能減少每個部件的能源消耗。

　　很顯然，改善后的總設備效率作用在計件成本上比僅僅優(yōu)化生產(chǎn)壓鑄單元的能源價格效果要好得多。通過一個簡化的計算模式可以看出，改善后的總設備效率對每項生產(chǎn)成本能源消耗的影響，計算按百分比（圖6a）。為了比較，將使用一個改進過的能效作相同的計算。

　　建立模型提供決定基礎

　　在機器小時率的基礎上開發(fā)，需要考慮期望的固定成本和實際能源成本，模型指出，例如，某項由于提高設備可控性生產(chǎn)零件的總費用減少：改善大約15%的總設備效率，使得當前的生產(chǎn)費用比僅僅減少其15%能源價格要高出十倍影響。通過改變模型參數(shù)能夠模擬出“待命狀態(tài)－能源消耗” 的影響顯著減弱了（圖6b）。較高的設備可支配性對降低能源消耗的影響因此是減少的。然而節(jié)省費用保留持平。

　　利用這個模型可以回答，是否應該秉持節(jié)省費用的目的去研究新型的，低能耗設備部件，或是選擇另一種方法去提高現(xiàn)有裝備的可控性。

　　可支配性和能源效率

　　一直在增長的價格壓力要求各行各業(yè)不斷創(chuàng)新，壓鑄也不例外。投入使用能效型生產(chǎn)設備在降低價格方面帶來了重要的貢獻。壓鑄機使用德國機械設備制造業(yè)協(xié)會的標準循環(huán)也能與此相比較?？傇O備效率的改善對每個已制成合格零件的總價格平衡仍有決定性的影響。使用正確的、協(xié)調(diào)過的、預防性的、有效的分析系統(tǒng)即可以較低的價格獲得生產(chǎn)力決定性地提高。

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