- Konu Yazar
- #1
🛠️ Ağır Metal Şekillendirmede Mühendislik Zorlukları
Endüstriyel metal şekillendirme süreçleri, hassas kontrol, yüksek kuvvet yoğunluğu ve tekrarlanabilirlik gerektirirken, aynı zamanda şebeke kısıtlamaları ve dalgalı enerji maliyetleri altında çalışmak zorundadır. Geleneksel mekanik ve hidrolik preslerde, sürekli rölanti, tamponlanmamış tepe güç talepleri ve kontrolsüz kinetik yavaşlama, yüksek elektrik kurulum maliyetlerine ve önemli enerji kayıplarına yol açar. Tahrik sistemi üreticisi Baumüller, otomotiv, havacılık ve genel metal imalat endüstrilerindeki vidalı presler ve hidrolik şekillendirme makineleri için özel elektrikli servo tahrikler ve hibrit servo-hidrolik mimariler geliştirerek bu operasyonel zorlukları ele almaktadır.
⚙️ Vidalı Presler İçin Paylaşımlı DC Bağlantı Mimarisi
Baumüller, synchropress ile iş birliği yaparak 100 kN'dan 10.000 kN'a kadar presleme kuvvetlerine sahip makinelerde kullanılan akıllı bir tahrik sistemi tasarladı. synchropress 4M sistemindeki tahrik mimarisi, geleneksel üstten tahrik konfigürasyonlarını, pres tablasına doğrudan mil bağlantılarıyla hizalı olarak monte edilmiş dört adet dişli mili ile değiştiriyor. Bu eksenel düzenleme, yardımcı dişli kademelerini ortadan kaldırır ve makinenin genel zemin alanı gereksinimlerini azaltır.
Dört bağımsız eksen arasındaki senkronizasyon, Baumüller b maXX 5100 aktif şebeke doğrultucu üniteleri ve b maXX 5500 eksen kontrolörleri tarafından yönetilir. Temel mühendislik mekanizması, rejeneratif doğrultucuları b maXX 5300 veya b maXX 5500 invertör ünitelerine bağlayan ortak bir doğru akım (DC) bağlantısına dayanır. Ortak DC bara içindeki entegre kondansatör bankaları, ram iş parçasına temas ettiğinde meydana gelen döngüsel güç ani yükselmelerini tamponlar. Sonuç olarak, tesisin bağlı elektrik hattı derecesi, tepe güç talebi yerine ortalama güç talebi için boyutlandırılabilir ve elektrik altyapı harcamalarını düşürür.
Ayrıca, DC bağlantı, ram yavaşlaması sırasında üretilen kinetik enerjiyi geri kazanır. Şekillendirme stroku sonrasında, kinetik frenleme enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülür, doğrudan DC kondansatör depolamasında tamponlanır ve sonraki çalışma döngüsünü beslemek için tahrik barasına geri döndürülür. Bu kapalı enerjik döngü, şekillendirilen parça başına genel kilovat-saat tüketimini doğrudan düşürür.
💧 Yüksek Kuvvetli Şekillendirme İçin Talebe Duyarlı Servo Hidrolik
Hidrolik şekillendirme uygulamaları için, Türk pres üreticisi Hürsan Pres, 2024 sonunda piyasaya sürülen SERVO pres serisine Baumüller tahrik teknolojisini entegre etti. Uygulanan servo-hidrolik sistem, Baumüller DSD2 dinamik servo motorları, b maXX 5500 servo dönüştürücüleri ve doğrudan tahrik mikroişlemcisinde çalışan entegre servo-hidrolik yazılım modüllerini birleştirir. Sistem, servo motor miline doğrudan bağlı sabit deplasmanlı bir hidrolik pompa aracılığıyla çalışır. Akışkan basıncı ve hacim akışı, tamamen motorun dönme hızını dinamik olarak modüle ederek kontrol edilir.
Geleneksel indüksiyon motorlu hidrolik güç ünitelerinin aksine, servo pompa hacimsel akışı kesinlikle talebe göre sağlar. Döngünün üretken olmayan aşamalarında, örneğin basınç tutma duraklamaları, parça yükleme ve duraklama aralıklarında, servo motor hızı düşürür veya tamamen durur. Bu çalışma prensibi, baypas valflerindeki kısma kayıplarını ortadan kaldırır, hidrolik yağ üzerindeki termal stresi azaltır ve daha hızlı basınç artış dinamikleri sayesinde genel çevrim sürelerini kısaltır.
📈 Enerji Verimliliği ve Hassasiyetin Geleceği
Endüstriyel pres üreticileri, ISO 50001 gibi enerji verimliliği kıyaslamalarına ve bölgesel endüstriyel karbonsuzlaştırma girişimlerine uymak için geleneksel volan kavramalarını ve asenkron valf kontrollü güç ünitelerini giderek daha fazla servo-elektrik sistemlerle değiştirmektedir. Vidalı pres uygulamalarında, geleneksel mekanik kavrama tahrikleri, sürtünme kavraması aşınması ve termal genleşme nedeniyle çevrimden çevrime %5'e varan kuvvet varyasyonları sergiler. Doğrudan çok milli elektrik senkronizasyonu, hassas dövme ve madeni para basma işlemlerinde kalıp ömrünü uzatarak ram eğimini mikro-radyan toleranslarla sınırlar.
Sürekli yağ sirkülasyonu ve ısı dağılımı nedeniyle rutin olarak %40'ın altında enerji verimliliği sergileyen standart sabit hızlı hidrolik sistemlere kıyasla, servo-pompa sistemleri %70 ila %80'i aşan hidrolik verimliliklerle çalışır. Kapasitif veya kinetik tamponlamalı ortak DC bağlantı mimarileri, döngüsel makinelerde tepe şebeke taleplerini düzeltmek için endüstri standardı bir stratejiyi temsil eder ve tamponsuz, doğrudan hat üzeri tahrik tasarımlarına kıyasla tesis transformatör boyutlandırma gereksinimlerini genellikle %30 ila %50 oranında azaltır.
