Πώς να μειώσετε την κατανάλωση ενέργειας στην πλαστική διέλαση

Η χρήση ενέργειας πλαστικής διέλασης είναι ένα από εκείνα τα κόστη που πραγματικά παρατηρείτε μόνο όταν εμφανιστεί ο λογαριασμός. Εάν η γραμμή τρέχει μέρα με τη μέρα, ο αντίκτυπος γίνεται μεγαλύτερος. Επομένως, το πραγματικό ερώτημα δεν είναι να κόψετε κάπου μερικά τοις εκατό. είναι να καταλάβει πού πηγαίνει πραγματικά η ενέργεια. Μόλις τεθεί αυτή η εικόνα, οι τρόποι μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας του εξωθητή αρχίζουν να φαίνονται συγκεκριμένοι και εφικτός.

Σε έναν τυπικό εξωθητήρα με κοχλία, περίπου το 60-70% της ισχύος πηγαίνει στον κινητήρα και το σύστημα μετάδοσης κίνησης, το 20-30% στη θέρμανση του κυλίνδρου (πολλές γραμμές το υπολογίζουν με το χέρι) και το υπόλοιπο στην ψύξη, τα βοηθητικά και τις απώλειες (Εικ.. 1). Αυτοί οι αριθμοί είναι χρήσιμοι ως πρόχειρο σημείο εκκίνησης - και, αναμφίβολα, διαφέρουν από γραμμή σε γραμμή - αλλά δεν είναι κανόνες. Ακόμη και εντός της ίδιας γραμμής, τα σχετικά μερίδια θα μετατοπιστούν με τη σχεδίαση της βίδας, το υλικό, την απόδοση, τα σημεία ρύθμισης θερμοκρασίας και τον τρόπο λειτουργίας της γραμμής.

Ο κινητήρας μερικές φορές περιγράφεται ως απλή περιστροφή της βίδας. Αυτή η περιγραφή χάνει το μεγαλύτερο μέρος της δουλειάς. Στην πραγματικότητα, ο κινητήρας πρέπει να μεταφέρει στερεά μέσα από την κάννη, να τα μαλακώσει και να τα λιώσει, να αναμείξει το τήγμα, να δημιουργήσει πίεση και να υπερνικήσει την αντίσταση διάτμησης. Η ενέργεια καταναλώνεται σε όλα αυτά τα βήματα. Μερικά από αυτά γίνονται χρήσιμα όταν τήκονται και αναμειγνύονται. κάποια γίνεται θερμότητα που πρέπει να αφαιρεθεί με ψύξη. Έτσι, η απόδοση του κινητήρα και η συμπεριφορά της διαδικασίας δεν μπορούν να αξιολογηθούν ξεχωριστά.

Τα παλαιότερα μηχανήματα μπορεί να εξακολουθούν να χρησιμοποιούν κινητήρες συνεχούς ρεύματος ή τυπικούς κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος με ηλεκτρομαγνητικό έλεγχο ταχύτητας (που μπορεί να λειτουργήσει, αλλά είναι συχνά λιγότερο αποδοτικοί από τους πιο σύγχρονους δίσκους). Η μονάδα μεταβλητής συχνότητας είναι πλέον μια κοινή γραμμή βάσης - σας επιτρέπει να βάζετε τη βίδα με τη σωστή ταχύτητα για το φορτίο αντί να τη χρησιμοποιείτε με σταθερή υψηλή ταχύτητα και στραγγαλισμό αλλού. Αλλά το πρακτικό όφελος υπερβαίνει την ηλεκτρική ενέργεια: ο καλύτερος έλεγχος της ταχύτητας βελτιώνει τη σταθερότητα της διαδικασίας και μειώνει την περιττή εισροή μηχανικής ενέργειας.

Μια μονάδα μεταβλητής συχνότητας είναι πλέον μια κοινή γραμμή βάσης. Επιτρέπει την ταχύτητα της βίδας να ταιριάζει με το πραγματικό φορτίο αντί να τρέχει με σταθερή υψηλή ταχύτητα και να στραγγαλίζει αλλού. Το πρακτικό όφελος δεν είναι μόνο ηλεκτρικό. Ο καλύτερος έλεγχος της ταχύτητας μπορεί επίσης να βελτιώσει τη σταθερότητα της διαδικασίας και να μειώσει την περιττή εισροή μηχανικής ενέργειας.

Οι σύγχρονοι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη είναι μια άλλη επιλογή. Ένα PMSM μπορεί να είναι πιο αποδοτικό από έναν τυπικό τριφασικό επαγωγικό κινητήρα και η διαφορά είναι συχνά πιο αισθητή σε χαμηλή ταχύτητα και ελαφρύ φορτίο. Το ακριβές κέρδος εξαρτάται από το μέγεθος του κινητήρα, το προφίλ φορτίου, τη μέθοδο ελέγχου και το υπόλοιπο σύστημα μετάδοσης κίνησης. Στην πράξη, ένας καλά συνδυασμένος κινητήρας και μετάδοση κίνησης είναι πιο πολύτιμοι από έναν μεγαλύτερο κινητήρα που λειτουργεί πολύ κάτω από την αποδοτική του εμβέλεια. Υψηλότερη εγκατεστημένη ισχύς δεν σημαίνει αυτόματα καλύτερη απόδοση. Μπορεί να σημαίνει υψηλότερες απώλειες χωρίς φορτίο, χαμηλότερο συντελεστή ισχύος και περισσότερη ενέργεια που καταναλώνεται ανά κιλό προϊόντος.

Η θέρμανση με βαρέλι είναι το δεύτερο μεγάλο φορτίο. Οι συμβατικές θερμαντικές ταινίες από χυτό αλουμίνιο είναι κοινές, αλλά δεν είναι ιδιαίτερα αποδοτικές. Ένα σημαντικό μέρος της θερμότητας μπορεί να χαθεί στον περιβάλλοντα αέρα. Σε ένα ζεστό συνεργείο, αυτή η απώλεια προσθέτει επίσης το φορτίο ψύξης, το οποίο είναι διπλή ποινή.

Η μόνωση βοηθάει. Το ίδιο και οι εναλλακτικές μέθοδοι θέρμανσης όπως η ηλεκτρομαγνητική θέρμανση και τα πηνία θέρμανσης με υπέρυθρες ή νανο-υπέρυθρες. Αυτά τα σχέδια συχνά προωθούνται για υψηλότερη θερμική απόδοση, ταχύτερη απόκριση και χαμηλότερη θερμοκρασία επιφάνειας. Σε ορισμένες συγκρίσεις εξοπλισμού, η μετάβαση από μη μονωμένες ταινίες από χυτό αλουμίνιο σε μονωμένους θερμαντήρες υψηλής απόδοσης έχει αναφερθεί ότι μειώνει την ενέργεια θέρμανσης κατά περίπου 30-50%. Αυτός ο αριθμός θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως κατευθυντικό παράδειγμα, όχι ως εγγυημένο αποτέλεσμα. Η πραγματική εξοικονόμηση εξαρτάται από τον σχεδιασμό της κάννης, τα σημεία ρύθμισης θερμοκρασίας, την κατάσταση μόνωσης, τις συνθήκες περιβάλλοντος και την ίδια τη διαδικασία.

Η απόδοση θέρμανσης είναι επίσης ένα θέμα διαδικασίας. Εάν μια ζώνη ψύχεται συνεχώς ενώ ο θερμαντήρας εξακολουθεί να προσθέτει ενέργεια, το πρόβλημα μπορεί να μην είναι μόνο ο θερμαντήρας. Μπορεί να είναι υπερβολική διάτμηση σε αυτή τη ζώνη, κακός έλεγχος θερμοκρασίας ή σχέδιο βίδας που παράγει περισσότερη θερμότητα από αυτή που χρειάζεται η διαδικασία. Η αντικατάσταση των θερμαντήρων χωρίς την αντιμετώπιση αυτών των συνθηκών μπορεί να αφήσει μεγάλο μέρος της πιθανής εξοικονόμησης στο τραπέζι.

Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που λιώνει το πολυμερές δεν προέρχεται από τις ζώνες θέρμανσης. Προέρχεται από τη βίδα. Ο κινητήρας κινεί τη βίδα και η βίδα κόβει το υλικό. Αυτή η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η διαμόρφωση των βιδών έχει τόσο άμεση επίδραση στην κατανάλωση ενέργειας του εξωθητήρα.

Το ζύμωμα των τεμαχίων, η γωνία τους, το μήκος τους και η θέση τους επηρεάζουν την ένταση διάτμησης και τον χρόνο παραμονής. Η περισσότερη διάτμηση μπορεί να βελτιώσει την ανάμειξη διασποράς, αλλά επίσης αυξάνει τη θερμοκρασία τήγματος και μπορεί να αυξήσει το φορτίο του κινητήρα. Εάν μια ζώνη απαιτεί τακτικά βαρύ νερό ψύξης, αυτό είναι ένα σημάδι ότι η βίδα παράγει περισσότερη θερμότητα από αυτή που μπορεί να χρησιμοποιήσει η διαδικασία. Ο κινητήρας κάνει δουλειά, το υλικό θερμαίνεται και το σύστημα ψύξης αφαιρεί την επιπλέον θερμότητα. Από ενεργειακή άποψη, αυτός είναι ένας βρόχος που αξίζει να εξεταστεί.

Ο σχεδιασμός της βίδας πρέπει να είναι ισορροπημένος με το υλικό, την απόδοση, τις απαιτήσεις ανάμειξης και το τελικό προϊόν. Δεν απαιτείται κάθε εφαρμογή εξώθησης μέγιστη διάτμηση. Μερικές φορές ένα πιο ήπιο προφίλ βίδας, σε συνδυασμό με κατάλληλα στοιχεία ανάμειξης, δίνει καλύτερη συνολική απόδοση. Σημασία έχει και η σύνθεση. Η προσθήκη ενός αποτελεσματικού λιπαντικού ή αλλιώς η μείωση του ιξώδους του τήγματος μπορεί να μειώσει το ρεύμα του κινητήρα και να μειώσει τη θερμότητα διάτμησης. Το αποτέλεσμα είναι λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια που μετατρέπεται σε θερμότητα που αργότερα πρέπει να αφαιρεθεί.

Η κατανάλωση ενέργειας ανά τόνο είναι πιο χρήσιμο μέτρο από την ισχύ της πινακίδας του κινητήρα. Ένας μεγάλος εξωθητήρας που λειτουργεί με χαμηλή απόδοση μπορεί να καταναλώσει περισσότερη ενέργεια ανά κιλό από ένα μικρότερο μηχάνημα που λειτουργεί κοντά στο εύρος απόδοσης του. Η ίδια αρχή ισχύει σε ένα μηχάνημα.

Ένας εξωθητής 75 mm που λειτουργεί σε ένα μικρό κλάσμα της χωρητικότητάς του, για παράδειγμα, θα έχει συνήθως φτωχό ενεργειακό προφίλ σε σύγκριση με το ίδιο μηχάνημα που λειτουργεί πιο κοντά στο σχεδιασμένο εύρος εξόδου του. Οι ακριβείς αριθμοί εξαρτώνται από το υλικό, τη βίδα, τον κινητήρα και το προφίλ θερμοκρασίας, αλλά η κατεύθυνση είναι σαφής. Η αξιοποίηση έχει σημασία. Το ίδιο ισχύει για την εκκίνηση, τον τερματισμό λειτουργίας, τον καθαρισμό και τις αλλαγές υλικού. Κάθε λεπτό λειτουργίας στο ρελαντί εξακολουθεί να καταναλώνει ισχύ και οι συχνές αναποτελεσματικές αλλαγές προστίθενται στο σύνολο.

Η διαχείριση παραγωγής είναι επομένως μέρος της διαχείρισης ενέργειας. Ο προγραμματισμός μεγαλύτερων εκτελέσεων, η μείωση του χρόνου αδράνειας, η αντιστοίχιση του μηχανήματος με την εργασία και η διατήρηση των παραμέτρων της διαδικασίας σε ένα αποδοτικό παράθυρο μπορεί να είναι εξίσου σημαντικά με οποιαδήποτε αλλαγή υλικού.

Η αποτελεσματική μείωση της ενέργειας στην εξώθηση πλαστικού είναι σπάνια μια λύση ενός συστατικού. Συνήθως προέρχεται από έναν συνδυασμό επιλογής κινητήρα και μετάδοσης κίνησης, απόδοση θέρμανσης κάννης, διαμόρφωση βιδών, σύνθεση υλικού, παραμέτρους διαδικασίας, απόδοση και διαχείριση παραγωγής. Η βελτίωση ενός τομέα ενώ αγνοεί τους άλλους μπορεί να μετατοπίσει το πρόβλημα αντί να το λύσει. Για παράδειγμα, ένας κινητήρας υψηλής απόδοσης μπορεί να μην προσφέρει αναμενόμενες εξοικονομήσεις εάν η βίδα δημιουργεί υπερβολική διάτμηση και το σύστημα ψύξης εργάζεται σκληρά για να την αφαιρέσει. Ένα καλύτερο σύστημα θέρμανσης μπορεί να μην βοηθήσει πολύ εάν ο έλεγχος της θερμοκρασίας είναι ασταθής ή η κάννη δεν είναι καλά μονωμένη.

Για τους κατασκευαστές εξοπλισμού διέλασης, η ενεργειακή απόδοση σχετίζεται στενά με το σχεδιασμό του μηχανήματος, τη διαμόρφωση των βιδών, την επιλογή μετάδοσης κίνησης και τον έλεγχο της διαδικασίας. Η JWELL αναπτύσσει εξοπλισμό διέλασης για διαφορετικά υλικά και εφαρμογές, με διαμόρφωση συστήματος προσαρμοσμένη στις συγκεκριμένες απαιτήσεις παραγωγής. Η πρακτική προσέγγιση είναι να αξιολογηθεί ολόκληρη η σειρά: τι χρειάζεται το υλικό, τι απαιτεί το προϊόν και πώς λειτουργεί πραγματικά το μηχάνημα. Αυτό συνήθως παράγει πιο διαρκή εξοικονόμηση πόρων από το να κυνηγήσετε έναν μόνο ισχυρισμό απόδοσης.

Το ερώτημα για το πού πηγαίνει η ηλεκτρική ενέργεια έχει μια τεχνική απάντηση: στον κινητήρα, στους θερμαντήρες βαρελιού, στη διάτμηση και στις πολλές απώλειες που εμφανίζονται όταν μια γραμμή τρέχει κάτω από την αποτελεσματική της εμβέλεια. Το καλύτερο ερώτημα είναι πόση ενέργεια χρειάζεται κάθε τόνος προϊόντος και τι μπορεί να αλλάξει για να τη μειώσει. Αυτό μετατοπίζει την προσοχή από τις ετικέτες εξαρτημάτων στην απόδοση του συστήματος. Στην εξώθηση, η πιο αξιόπιστη εξοικονόμηση ενέργειας τείνουν να προέρχονται από την αντιστοίχιση του κινητήρα και της κίνησης με το φορτίο, τη βελτίωση της θερμικής απόδοσης, τον σχεδιασμό της βίδας για την πραγματική διαδικασία και τη λειτουργία της γραμμής σε λογική απόδοση με πειθαρχημένη διαχείριση παραγωγής.