Automatización industrial
Cómo los sistemas servohidráulicos ahorran hasta un 80 % de energía en las máquinas de moldeo por inyección.
En el competitivo panorama manufacturero actual, los costos de energía representan uno de los mayores gastos operativos para las instalaciones de moldeo por inyección de plástico. Un sistema convencional Máquina de moldeo por inyección hidráulica hace funcionar su motor de velocidad fija a plena potencia independientemente de la demanda de carga real, un diseño fundamentalmente derrochador. La aparición deSistema hidráulico servos, también conocido como Sistema servoelectrohidráulicos (EHSS), ha cambiado fundamentalmente esta ecuación, permitiendo a los fabricantes de todo el mundo reducir el consumo de energía enDel 40% al 80% al tiempo que se mejora la precisión y se reducen los tiempos de ciclo.
Esta guía explica exactamente cómo funciona la tecnología servohidráulica, qué componentes conforman un conjunto de bomba servo de alto rendimiento y cómo calcular el retorno de la inversión real al actualizar su sistema hidráulico. Máquina de moldeo por inyección hidráulica.
⚙1. ¿Por qué los sistemas hidráulicos convencionales desperdician energía?
Un tradicional Moldeo por inyección hidráulica La máquina utiliza unmotor de inducción funcionando a velocidad constante (normalmente entre 1450 y 1500 RPM) acoplado a una bomba de paletas de desplazamiento fijo o variable. Durante la fase de enfriamiento, que puede representar entre el 40 % y el 60 % del tiempo total del ciclo, la máquina sigue consumiendo casi toda la potencia porque el motor nunca se detiene. Este funcionamiento continuo genera un calor excesivo, aumenta la degradación del aceite y desperdicia electricidad a gran escala.
En un turno de producción típico de 8 horas, una prensa hidráulica convencional de 110 kW puede funcionar a plena carga solo entre el 30 % y el 40 % del tiempo. El 60 % al 70 % restante de la energía se desperdicia durante las fases de inactividad, mantenimiento de presión y enfriamiento, energía que un sistema servohidráulico recupera casi por completo.
Una moderna máquina de moldeo por inyección servohidráulica electrohidráulica. El sistema de servobomba reemplaza al motor convencional de velocidad fija y al conjunto de bomba de paletas, suministrando potencia solo cuando y donde se necesita.
⚙2. Cómo funciona un sistema servohidráulico
Un sistema servohidráulico reemplaza el motor de inducción de velocidad fija con un servomotor síncrono de imán permanente (PMSM) controlado por un dedicado servoaccionamiento (inversor)El servoaccionamiento lee continuamente las señales de demanda de presión y caudal del sistema de control de la máquina y ajusta la velocidad del motor en tiempo real, desde RPM casi cero durante el enfriamiento hasta la velocidad máxima durante la inyección. La bomba hidráulica (normalmente de alta eficiencia) bomba de engranajes interna o bomba de paletas servoaccionada) está acoplada directamente al eje del servomotor.
🔧Los tres componentes principales de un conjunto de bomba servoaccionada
| Componente | Función | Especificaciones clave (Serie NVICKS ABT) |
|---|---|---|
| Servoaccionamiento (ABT580) | Convierte la corriente alterna en una salida de frecuencia variable; controla la velocidad y el par del motor con una respuesta en milisegundos. | Capacidad de sobrecarga 2,2 veces mayor; control de debilitamiento de campo profundo; compatible con algoritmos de motor SPM e IPM. |
| Servomotor (ABT1007E) | Motor síncrono de imanes permanentes (PMSM) de alto par que convierte la energía eléctrica en energía mecánica rotacional con una eficiencia superior al 95%. | Motor síncrono de imanes permanentes; rango de funcionamiento de 1000 a 3000 RPM; protección IP65. |
| Bomba de engranajes internos (serie VG) | Convierte la energía rotacional en flujo hidráulico; ruido ultrabajo y pulsación mínima. | Cilindrada de 8 a 160 cc/rev; presión de funcionamiento de hasta 25 MPa; nivel de ruido |
El conjunto de servobomba NVICKS ABT integra tres componentes de ingeniería de precisión en un único paquete optimizado para máquinas de moldeo por inyección hidráulicas.
⚡3. Ahorro energético: Las cifras que respaldan la tecnología.
El ahorro energético de un sistema servohidráulico no es teórico, sino medible y verificable. El mecanismo principal es suministro de energía en respuesta a la demandaEl servomotor solo consume la energía eléctrica necesaria para satisfacer la demanda hidráulica instantánea. Durante la fase de enfriamiento, la velocidad del motor se reduce prácticamente a cero, consumiendo solo entre el 2 % y el 5 % de la potencia nominal, en lugar del 60 % al 80 % que consume un sistema convencional.
La siguiente tabla ilustra el perfil de consumo de energía a lo largo de un ciclo típico de moldeo por inyección:
| Fase del ciclo | Duración (típica) | Sistema de potencia convencional | Sistema de servocontrol | Ahorro de energía |
|---|---|---|---|---|
| Cierre de moho | 2–4 s | 100% | 85–95% | 5–15% |
| Inyección | 1–3 s | 100% | 90–100% | 0–10% |
| Mantenimiento de la presión | 3–8 s | 70–80% | 20–35% | 45–60% |
| Enfriamiento | 8–25 s | 60–70% | 2–5% | 65–68% |
| Apertura y expulsión del molde | 2–5 s | 100% | 80–90% | 10–20% |
Una máquina de moldeo por inyección hidráulica de 160 toneladas que funciona 20 horas al día, 300 días al año con una tarifa eléctrica de 0,12 $/kWh puede ahorrar aproximadamente Entre 8.000 y 15.000 dólares estadounidenses al año. después de instalar un conjunto de servobomba, con una recuperación total que normalmente se logra en 18–30 meses.
💡4. Beneficios adicionales más allá del ahorro energético
✔4.1 Mejora de la precisión y la calidad de las piezas
Los servomotores proporcionan control de presión y caudal en circuito cerrado Con tiempos de respuesta inferiores a 10 milisegundos, este nivel de precisión elimina las fluctuaciones de presión habituales en los sistemas convencionales, lo que se traduce en dimensiones de piezas más uniformes, menor rebaba y menores tasas de desperdicio, algo especialmente importante para componentes ópticos de precisión y de paredes delgadas.
🔇4.2 Reducción del ruido y la generación de calor
Debido a que el servomotor disminuye su velocidad o se detiene durante las fases no productivas, los niveles de ruido bajan drásticamente, normalmente en 10–15 dB(A) En comparación con un sistema de velocidad constante, las velocidades más bajas del motor también implican un menor calentamiento por cizallamiento del aceite hidráulico, lo que reduce la temperatura del aceite entre 10 y 20 °C y prolonga los intervalos de cambio de aceite entre un 30 % y un 50 %.
⏳4.3 Mayor vida útil de la máquina y del molde
Las rampas de presión suaves y controladas durante el cierre y la apertura del molde eliminan el choque hidráulico, una de las principales causas de desgaste del molde y fatiga de la máquina. Los fabricantes informan que Reducción del 20 al 40 % en los costos de mantenimiento contra el moho. tras cambiar al control servohidráulico.
🔄4.4 Compatibilidad de reacondicionamiento directo
Una gran ventaja de los conjuntos de servobombas es su compatibilidad de reequipamiento directoEl servomotor, el variador y el conjunto de bomba se montan directamente en el depósito hidráulico y las tuberías existentes sin necesidad de modificar la estructura de la máquina. La mayoría de los proyectos de modernización se completan en un día laborable, lo que minimiza el tiempo de inactividad de la producción.
🛠5. Cómo seleccionar el servomotor adecuado Bomba Colocar
Para seleccionar el conjunto de servobomba correcto, es necesario que cuatro parámetros clave coincidan con las especificaciones hidráulicas de su máquina:
- Caudal máximo (L/min): Determinar el caudal máximo requerido durante la fase de inyección. Esto define el desplazamiento mínimo de la bomba y la velocidad mínima del motor. Una bomba de tamaño insuficiente provocará una caída de presión durante la inyección.
- Presión máxima del sistema (MPa): Asegúrese de que la presión nominal de la bomba coincida con el ajuste de la válvula de alivio de su máquina. Las bombas de la serie NVICKS VG tienen una presión nominal de hasta 25 MPa para aplicaciones estándar y de hasta 40 MPa para la serie de alta presión VGH0.
- Potencia del motor (kW): Calcule la potencia del motor requerida mediante la fórmula: P (kW) = [Q (L/min) × P (MPa)] ÷ 60. Añada un margen de seguridad del 15-20 %. Los servomotores NVICKS ABT están disponibles desde 7,5 kW hasta 200 kW para cubrir todo el rango de tonelajes de moldeo por inyección.
- Protocolo de comunicación: Asegúrese de que el servomotor sea compatible con el bus de comunicación del controlador de su máquina (CANopen, Modbus RTU, EtherCAT o analógico ±10V). Los variadores NVICKS ABT580 son compatibles con los principales protocolos industriales.
🌍6. NVICKS Conjunto de bomba servoaccionada: rendimiento comprobado en más de 35 países.
NVICKS (Ningbo Vicks Intelligent Equipment Co., Ltd.) lleva más de 18 años desarrollando soluciones servohidráulicas, con productos implementados en más de 35 países. Conjunto de bomba servoaccionada ALBERT ABT — que integra el servocontrolador ABT580, el servomotor ABT1007E y la bomba de engranajes internos VG — representa la culminación de esta experiencia, desarrollada en colaboración con el Instituto de Investigación de Ingeniería de Control Mecánico de la Universidad de Zhejiang y certificada según las normas de calidad ISO.
La serie ABT está diseñada específicamente para los exigentes ciclos de trabajo de las aplicaciones de moldeo por inyección, vulcanización de caucho, prensas hidráulicas y máquinas dobladoras, con un historial de más de 200 000 unidades entregadas anualmente. Como Empresa Nacional de Alta Tecnología y empresa "Pequeño Gigante" reconocida por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información de China, NVICKS respalda cada conjunto de servobombas con una garantía global integral y soporte técnico las 24 horas.
¿Preparado para reducir tus costes energéticos hasta en un 80%? Contacta con el equipo de ingeniería de NVICKS Para obtener una auditoría energética gratuita y una recomendación de un conjunto de servobombas adaptada al modelo específico de su máquina de moldeo por inyección y a sus requisitos de producción.