文/李瑞串,吳曉萌,陳亞寧·長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心,河北省汽車工程技術(shù)研究中心
當(dāng)前節(jié)能減排工作是國(guó)際社會(huì)關(guān)注的問(wèn)題,也是汽車行業(yè)面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。面對(duì)嚴(yán)峻的社會(huì)形勢(shì)和行業(yè)空前的競(jìng)爭(zhēng)壓力,我司積極推進(jìn)能源管理戰(zhàn)略,在承擔(dān)節(jié)能減排社會(huì)責(zé)任的同時(shí),降低制造成本、提升利潤(rùn)空間。沖壓車間從能耗最大的壓力機(jī)入手,通過(guò)抬高閉合參數(shù)的方式降低生產(chǎn)過(guò)程中壓力機(jī)主電機(jī)功率,推動(dòng)沖壓車間能源精細(xì)化管理。
當(dāng)前節(jié)能減排工作是國(guó)際社會(huì)關(guān)注的問(wèn)題 , 也是汽車行業(yè)面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。面對(duì)嚴(yán)峻的社會(huì)形勢(shì)和行業(yè)空前的競(jìng)爭(zhēng)壓力,我司積極推進(jìn)能源管理戰(zhàn)略,在承擔(dān)節(jié)能減排社會(huì)責(zé)任的同時(shí),降低制造成本、提升利潤(rùn)空間。沖壓車間從能耗最大的壓力機(jī)入手,通過(guò)抬高閉合參數(shù)的方式降低生產(chǎn)過(guò)程中壓力機(jī)主電機(jī)功率,推動(dòng)沖壓車間能源精細(xì)化管理。
分析沖壓車間能耗特點(diǎn),將其分為電、氣、水三部分。電能消耗包括照明、空調(diào)及設(shè)備用電;氣主要是壓縮空氣;水主要分為生活用水和循環(huán)水;其中電能消耗占車間能耗98.65%,因此,車間節(jié)能任務(wù)依然艱巨,如圖1 所示。
電能消耗分析中,照明和生活用電已有控制舉措,不做分析,設(shè)備用電分析中,設(shè)備主電機(jī)能耗最高,占比48.4%,因此主電機(jī)節(jié)能作為重點(diǎn)研究項(xiàng)目,如圖2 所示。
圖1 能耗構(gòu)成比例
圖2 電能消耗分析
降低主電機(jī)功率,需要降低飛輪釋放能量和滑塊行程次數(shù)。而降低滑塊的行程次數(shù)影響生產(chǎn)效率,因此只能從降低飛輪釋放能量來(lái)降低主電機(jī)功率。飛輪釋放能量除去克服摩擦和熱能損耗外,主要用于模具做功,因此將降低模具做功作為研究方向。依據(jù)滑塊與壓邊圈高度時(shí)間曲線研究模具做功,如圖3 所示。
圖3 滑塊與壓邊圈高度時(shí)間曲線
模具做功過(guò)程發(fā)生在曲線圖中顯示的第二階段,分為壓邊力做功和公稱力做功?;瑝K帶動(dòng)上模下行至位置2,上模與壓邊圈接觸,壓邊力開(kāi)始做功,繼續(xù)運(yùn)行至位置3,成形R 角接觸板料,公稱力開(kāi)始做功;運(yùn)行至位置4,模具到達(dá)最低工作位置,制件成形到位,壓邊力、公稱力做功結(jié)束。因此,降低模具做功需要減小H1 和H2。即抬高模具閉合,使位置4 抬高。得出結(jié)論,抬高模具閉合可以降低主電機(jī)功率。
針對(duì)上述結(jié)論,選取一臺(tái)生產(chǎn)中的壓力機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證,首先監(jiān)控正常閉合參數(shù)生產(chǎn)情況下,主電機(jī)的功率參數(shù),再抬高模具閉合0.5mm,監(jiān)控主電機(jī)功率參數(shù),見(jiàn)表1。得出結(jié)論:閉合高度抬高0.48mm 后,主電機(jī)功率由161kW 降低至154kW,能耗明顯降低,證明分析結(jié)果有效、可行。
上文提到,抬高閉合高度可使模具最低工作位置升高,模具無(wú)法閉合到底,可能造成制件成形不充分、回彈增大等問(wèn)題,為減小面品、精度合格率變化波動(dòng),確定閉合高度調(diào)整量0.5mm。選取兩組模具閉合高度抬高0.5mm,驗(yàn)證生產(chǎn)過(guò)程問(wèn)題、品質(zhì)問(wèn)題和精度問(wèn)題,見(jiàn)表2。
表1 閉合調(diào)整前后主電機(jī)功率監(jiān)控
表2 閉合高度試調(diào)整情況
表3 過(guò)程中問(wèn)題原因及整改對(duì)策
表2 中顯示,兩組模具抬高閉合0.5mm 后共計(jì)出現(xiàn)3 項(xiàng)問(wèn)題。針對(duì)此三項(xiàng)問(wèn)題進(jìn)行原因分析并制定整改對(duì)策。
⑴廢料切不斷問(wèn)題,造成原因是廢料刀刃入不足,抬高閉合高度后無(wú)法正常切斷,整改對(duì)策為上模廢料刀加高2mm 保證刃入量充足。
⑵精度合格率低于目標(biāo)值,造成原因是抬高閉合高度后整形回彈增大導(dǎo)致精度降低,整改對(duì)策為針對(duì)此類回彈導(dǎo)致的精度降低問(wèn)題,該工序模具閉合高度不做調(diào)整。
⑶法蘭邊不平問(wèn)題,造成原因是抬高閉合高度后法蘭邊整形間隙增大,導(dǎo)致法蘭邊整形不到位,整改對(duì)策涉及局部法蘭邊不平問(wèn)題,對(duì)上模鑲塊補(bǔ)焊研合,調(diào)整整形間隙至1 個(gè)料厚,針對(duì)范圍較大的情況,該工序模具閉合高度不做調(diào)整。
上述問(wèn)題整改成功后,逐步推行模具閉合參數(shù)調(diào)整工作,共計(jì)完成了近100 組、300 余套模具的閉合高度調(diào)整工作,過(guò)程中出現(xiàn)5 種類型109 項(xiàng)問(wèn)題,并全部整改完畢,見(jiàn)表3。
模具閉合調(diào)整完成后,對(duì)各生產(chǎn)線體用電量情況進(jìn)行監(jiān)控,監(jiān)控周期一個(gè)月,下面是某內(nèi)板線體3 月份耗電趨勢(shì),如圖4 所示,此線體3.5 日開(kāi)展抬高模具閉合工作,每小時(shí)耗電量由最高352.5 度降低至每小時(shí)最低231.6 度,效果明顯。最終經(jīng)過(guò)核算結(jié)果,平均每條線體每小時(shí)節(jié)省用電量50.6 度,年節(jié)省電費(fèi)112 萬(wàn)元。
圖4 某內(nèi)板線體3 月份耗電趨勢(shì)
針對(duì)沖壓車間設(shè)備節(jié)能的研究從未停止,雖然各整車廠管理日趨細(xì)化,然而前期的研究項(xiàng)目只停留在生產(chǎn)效率的提升、科學(xué)排產(chǎn)和設(shè)備待機(jī)管控等方面,本項(xiàng)目是首次針對(duì)設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程這一最耗電的環(huán)節(jié)進(jìn)行研究,從模具做功的角度尋找問(wèn)題答案,為沖壓行業(yè)節(jié)能減排、能源精細(xì)化管理提供了新的研究方向。
書:指書法,中華文明早期有甲骨文、金文(青銅器上的銘文),先秦時(shí)期主要是用刀刻在竹簡(jiǎn)上,有篆書、小楷等字體,漢以后主要用毛筆書寫,有隸書、魏碑、楷書、行書、草書、宋體等各類書寫形式。