Prasy serwoelektryczne w aplikacjach dużych sił – czystość, optymalizacja kosztów i precyzyjne sterowanie

Chociaż prasy hydrauliczne przez dziesięciolecia były standardowym wyborem w zastosowaniach przemysłowych, są one coraz częściej zastępowane przez serwoelektryczne prasy liniowe, które oferują większą precyzję, lepszą kontrolę, wyższą efektywność energetyczną i bardziej zrównoważony rozwój. Prasy serwoelektryczne były historycznie ograniczone w niektórych zastosowaniach wymagających dużych sił, w których hydraulika sprawdzała się najlepiej, jednak innowacyjne konstrukcje siłowników liniowych wyeliminowały wiele z tych ograniczeń.

W naszej dwuczęściowej serii wpisów na blogu szczegółowo omówimy prasy serwoelektryczne. Przedstawimy ich korzyści operacyjne oraz przyjrzymy się bliżej konstrukcjom serwoelektrycznych pras liniowych, które wykorzystują śruby rolkowe do obsługi zastosowań wymagających dużych sił.

Wdrożenie pras serwoelektrycznych przynosi szereg korzyści w zakresie wydajności:

✅ Kontrola. Prasy serwoelektryczne umożliwiają zaawansowaną kontrolę ruchu w czasie rzeczywistym, co pozwala na lepsze pozycjonowanie i powtarzalność w porównaniu do pras hydraulicznych.

✅ Programowalność. Dzięki zastosowaniu serwomotorów i systemów sterowania, prasy serwoelektryczne mogą wykonywać złożone profile ruchu, wspierając programowalne siły nacisku, prędkości i skoki tłoka.

✅ Koszty. Prasy serwoelektryczne osiągają swoją wysoką wydajność przy mniejszej liczbie komponentów mechanicznych, co zmniejsza koszty konserwacji i zwiększa czas pracy bez przestojów.

✅ Spójność. Profile ruchu zwiększają powtarzalność i jednolitość pracy prasy, co przekłada się na lepszą jakość produktów, wyższe uzyski i mniejsze straty materiału na hali produkcyjnej.

✅ Hałas. Ponieważ w prasie serwoelektrycznej nie ma pomp ani zaworów, jej działanie jest znacznie cichsze.

✅ Efektywność. Konstrukcja prasy serwoelektrycznej jest znacznie bardziej energooszczędna niż w przypadku pras hydraulicznych, co prowadzi do niższych kosztów eksploatacji. Niedawny artykuł branżowy wskazał, że siłowniki hydrauliczne zużywały 4,4 razy więcej energii niż siłowniki elektromechaniczne.

✅ Zrównoważony rozwój. Prasy serwoelektryczne zużywają mniej energii, co pozwala na redukcję emisji dwutlenku węgla i wspiera ekologiczne praktyki przemysłowe. Dodatkowo, dzięki braku płynów hydraulicznych, prasy elektryczne eliminują ryzyko wycieków, zanieczyszczenia materiałów i negatywnego wpływu na środowisko.

Technologie pras elektrycznych są stworzone dla nowoczesnego przemysłu.

✅ Automatyzacja przemysłowa. Prasy serwoelektryczne umożliwiają łatwą integrację z automatycznymi systemami przemysłowymi i protokołami komunikacyjnymi, zwiększając zdolność zakładów do automatyzacji.

✅ Przemysł 4.0. Aplikacje oparte na danych mogą wykorzystywać informacje zbierane przez maszyny do monitorowania, analizy, optymalizacji procesów, a nawet wdrażania strategii konserwacji predykcyjnej.

✅ Zgodność z normami bezpieczeństwa. Prasy serwoelektryczne bezproblemowo integrują się z zaawansowanymi technologiami zapewniającymi bezpieczeństwo operatorów.

Konstrukcje z napędem bezpośrednim dodatkowo zwiększają wydajność

Prasy serwoelektryczne można podzielić na dwie główne technologie: serwomechaniczne i liniowe serwo. Prasy liniowe serwo wynoszą wspomniane wcześniej korzyści na jeszcze wyższy poziom, ponieważ zamiast mechanicznych systemów, takich jak koła zamachowe czy wały korbowe, wykorzystują liniowy siłownik z napędem bezpośrednim. Takie rozwiązanie eliminuje konieczność przekształcania ruchu obrotowego na liniowy i pozwala silnikowi serwo na generowanie wyłącznie bezpośredniego ciągu liniowego.

Podejście z napędem bezpośrednim zapewnia także lepszą precyzję pozycjonowania oraz bardziej zaawansowaną kontrolę prędkości w porównaniu do konstrukcji serwomechanicznych. Eliminacja mechanicznych elementów obrotowych pozwala na bardziej kompaktowe projekty pras. Dodatkowo, dzięki wykorzystaniu mechanizmów śrub kulowych lub tocznych, prasy liniowe serwo oferują wyższe siły nacisku, większe moce i szybsze skoki tłoka.

Dzięki swojej konstrukcji prasy liniowe serwo dorównują siłą podobnej wielkości maszynom hydraulicznym, zapewniając jednocześnie większą precyzję, szybkość i elastyczność. Zarówno śruby kulowe, jak i toczne zwiększają wydajność pras liniowych serwo, jednak to śruby toczne szczególnie sprawdzają się w aplikacjach wymagających wysokich sił nacisku.

 

źródło: https://www.tolomatic.com/blog/servo-electric-presses-deliver-clean-cost-optimized-and-precise-control-in-high-force-applications/