减少能源消耗几乎是每一家制造工厂和工业设施的优先事项,因为没有一家公司能够用浪费能源的机器和流程来浪费资金。由于气动系统在整个制造过程中非常丰富,并且在电厂的电力成本中占很大一部分,因此高效运行非常重要。

不幸的是,许多用户都认为气动系统天生效率低下,因此忽视了节约能源的机会。此外,一些工业设备和机器人制造商倾向于确保气动系统执行其预期功能,而在过程中忽略了努力降低运行成本。幸运的是,我们可以通过一些策略来提高气动系统的能源效率,这些策略包括在设计阶段做出更好的工程决策,以及对现有系统进行调整和维护。通过优化这些系统,公司可以将压缩空气的能耗降低20%到35%。

减少泄漏

在气动系统中,泄漏是常见且昂贵的。统计数据美国能源部显示一般的制造工厂会因为泄漏损失30%到35%的压缩空气。好消息是,许多泄漏是可以预防或修复的。

亏钱在压缩机和泄漏发生的负荷之间的许多点中,阀门和密封件是两个主要改善的主要区域。劣化的密封应该是第一个检查和补救的区域。环境条件,如温度,水分含量和润滑,都有助于密封泄漏率。具有较高污染风险的地区的气动系统可以从viton,teflon或聚氨酯等弹性密封的投资中受益匪浅。

另一个考虑泄漏的因素是正确选择阀门。选择最佳的阀门可以防止不必要的泄漏和不必要的成本。某些阀门设计,如带有金属密封的叠接滑阀,具有内在的内部泄漏,当空气供应到阀门时,内部泄漏是恒定的。尽管如此,重要的是要注意,叠接阀芯和金属套筒阀的空气消耗量在操作过程中不会发生变化。另一方面,安装具有软密封的阀门可以显著降低阀门前端的泄漏量,但在阀门切换时的开启交叉过程中,软密封产生的泄漏量是重叠阀芯套的泄漏量的数百倍。在这种情况下,重要的是要查看整个操作过程中的总漏气量,以确定哪种类型的阀门将优化能源使用。

压缩机增强

在修复泄漏之后,压缩机是下一个需要改进的最大领域。美国能源部报告称,制造商每年在压缩空气系统的能源上花费超过50亿美元。这并不奇怪,因为它们是气动系统的支柱。优化压缩空气供应系统的制造商已经看到了能源消耗的显著降低。详细介绍提高压缩机效率的方法超出了本章的范围。然而,能源部提供了确定工厂压缩空气成本的指导方针,以及如何减少压缩机能源使用的提示。

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优化的压力

当压缩空气流经典型的电路时,由于需求的变化、管路和阀门的流量阻力以及其他因素,空气压力会下降。但许多这些损失只是因为压缩机或供应点和执行器之间的距离比必要的更长。使用最短油管的设计可以减少能源消耗和循环时间。通常,控制阀和钢瓶之间的油管长度应该小于10英尺。更长的长度需要更大的压力,这样力量、速度和定位能力就不会受到影响。

另一种消除不必要消耗的方法是确保执行器只使用执行任务所需的压力。有时,工厂车间的操作人员会增加供应压力,因为他们相信这会提高性能。然而,所有这些都是浪费能源和金钱。安装监测压力的传感器和保持正确设置的压力调节器,可以将压力保持在最小和最大参数内。许多工程师还设计了能够提供比执行器需要的更多压力的系统。控制单个气动气缸压力的调节器将提高能源效率,在许多情况下可节省高达40%的成本。

规范返回冲程

另一种节省能量的方法是为执行器的返回行程提供正确的压力。大多数应用万博官网手机登陆程序仅在一个方向上移动负载。然而,许多机器对工作和返回行程的相同压力效率低下。

例如,将盒子从一个传送带推到另一个传送带的物料处理系统只需要在一个方向上施加高的圆筒力。工作冲程可能需要100 psi来移动一个盒子,但低压力返回冲程只需要10 psi。在两个方向使用相同的压力浪费了能量。减少返回行程上的压力可节省90%的压缩空气体积。因为这节约了压缩空气,很多能量在上千次循环中被节省下来。调节气压不仅能节约能源,还能最大限度地减少对气动及相关部件的磨损。通过降低提取冲程的压力到只需要什么,机器不会受到不必要的振动和冲击。

另一个提高效率的选择是使用一个弹簧复位执行器在更短的冲程过程中。弹簧复位执行器中的控制阀将压力(使用压缩空气)引入行程的工作部分,然后将空气排出。对于返回行程,弹簧——有时仅仅是机械的重量——将气缸带回起始位置。

一个典型的情况,单作用,弹簧返回气缸可以减少能源需求涉及到压力机。在这种类型的应用中,气缸将两个项万博官网手机登陆目(如轴承)推入壳体,或将插头推入孔中。这项工作需要相当大的力来把零件压在一起,但只需要很小的力来缩回。由于弹簧复位可以提供回缩所需的力,因此完全消除了回缩行程的空气消耗,从而使其成为一个很好的节能方案。

适当的大小

鸡蛋提前花时间正确确定气动系统组件的尺寸是很重要的,因为每个组件的尺寸会影响系统的其他部分。购买较小的控制阀可能在购买价格上省钱,但随着时间的推移,它们将变得更加昂贵。更小的控制阀将需要空气压缩机更努力地工作,只为给执行器提供适当的压力,从而产生对更多能源的长期需求。
另一个常见问题来自超大汽缸超过必要的。需要进行一些超大,以补偿压力波动和空气损失;但是,对于气动系统中最大的能量损失之一来说,远远太大的组件。

例如,3英寸的气瓶需要的空气体积是2英寸气瓶的两倍多。然而,可能不需要这么多额外的容量。为了避免过于庞大,重要的是要记住,大多数负载和速度只需要25%的额外容量,以确保正确的操作。通过选择合适的超量,气缸效率可提高15%以上。当考虑到在其生命周期内将运行数千次的气瓶数量时,通过正确的尺寸节省的成本就变得非常重要。

为了帮助进行适当调整组件大小的许多计算和考虑事项(例如,如果负载被滚动或提升),有软件包、在线计算器,甚至有一个iPhone应用程序可以帮助调整组件大小。通过多花一点时间了解系统的真实需求,可以节省大量的时间。

转变按“关闭”开关

当机器不工作时关掉它似乎是一种显而易见的节约能源的方法。虽然系统的某些部件,如空气轴承,即使在机器关闭时也需要压力,但所需的压缩气流通常比正常运行时所需的要少得多。然而,许多装置没有自动的方法来减少或停止空转机器的气流。裁员通常意味着制造商不能再派维修人员手动关闭特定机器的空气。或者有时工人们不明白,一台需要压力的闲置机器只需要操作过程中所需压力的一小部分。这些设施可以受益于一个自动空气减少控制包,以降低空气压力到必要的水平,当机器不工作。通常,这些设备的成本可以在几个月内收回。

节约能源,省钱

在过去,企业主要涉及他们的气动系统正确地执行他们的工作。很少思考被施加正确尺寸的组件,并确保只使用所需的压力。然而,今天的企业不能浪费在植物的任何地区的能量。好消息是,有一段时间致力于确定气动系统的实际要求并选择合适的组件,植物可以期望能源效率和生产率的改进。

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