Зарегистрированных посетителей: 10368

"EUROMAP 60: новые возможности для объективной оценки и классификации энергосберегающих литьевых машин"

С полными текстами всех статей вы можете ознакомиться на страницах журнала
Подготовил к. т. н. В. Н. Мымрин с использованием
материалов EUROMAP и компании ENGEL Austria GmbH

Последние 10–15 лет производители литьевых машин активно занимаются разработкой энергосберегающих технологий и оборудования для переработки пластмасс и каучуков. Однако до последнего времени отсутствовала общепринятая нормативная база для оценки и сравнения характеристик, определяющих уровень энергоэффективности такого оборудования, и каждый производитель мог по-своему трактовать достигнутые результаты своей работы в данном направлении. В январе 2013 г. была опубликована обновленная версия стандарта EUROMAP 60, разработанная Европейской ассоциацией производителей оборудования для переработки пластмасс и каучуков (EUROMAP). Данный документ содержит общую методическую основу для объективного определения энергоэффективности литьевого оборудования и отнесения его к определенному классу, что имеет важное значение как для производителей литьевого оборудования, так и для переработчиков пластмасс и каучуков. Предполагается, что практическое использование стандарта найдет свое непосредственное отражение в соответствующей технической документации и программно-методическом обеспечении, в том числе для отработки, испытаний, приемки и эксплуатации энергосберегающих литьевых машин.

Создание обновленной версии  – версии  3.0  – стандарта EUROMAP 60 [1, 2], с одной стороны, было обусловлено тем, что большинство производителей литьевых машин вынуждены систематически проводить необходимые испытания на своих машинах в целях получения надежной оценки их энергоэффективности. Эти испытания, по единодушным высказываниям представителей ведущих машиностроительных компаний, связаны со значительными затратами времени и средств, тем более что для повышения надежности получаемых результатов в ряде случаев приходится привлекать специализирующиеся в этой области сторонние организации [3, 4].

При разработке каждой новой модели или при модернизации существующих литьевых машин всю эту работу приходится выполнять заново. Если учесть большое количество модификаций литьевых машин, предлагаемых каждым крупным производителем, то можно себе представить, какие расходы им приходится нести, чтобы провести необходимые испытания для всего предлагаемого и постоянно расширяющегося спектра оборудования. Естественно, производители литьевого оборудования были совсем не против того, чтобы сократить связанные с многочисленными измерениями расходы, и потому приняли самое активное участие в разработке стандарта EUROMAP 60. С другой стороны, разработчики оборудования не скрывают, что многие компании в последнее время злоупотребляют заявлениями, что их литьевые машины – эффективные и энергосберегающие. При этом зачастую совсем не просто определить, в какой степени подобные заверения соответствуют действительности.

Именно поэтому производственникам во всех странах мира очень полезно иметь основной нормативный документ, позволяющий объективно оценить энергопотребление литьевых машин. Предшествующий вариант стандарта EUROMAP 60 (версия 2.0), принятый в июне 2009 г., позволил сделать большой шаг в направлении решения этих проблем по сравнению с предыдущим вариантом (версия 1.0, апрель 1995 г.), однако его редакция не смогла исключить необходимость больших затрат на проведение испытаний и обеспечить возможности достоверного и объективного сравнения энергоэффективности литьевых машин различных типов.

В переработанной версии стандарта EUROMAP 60 эти недостатки устранены. В целях получения сопоставимых результатов испытаний для всего многообразия существующих на рынке и вновь разрабатываемых литьевых машин, а также разнообразных условий их практического применения стандарт разделен на две части.

Первая (машино-техническая) часть стандарта  – EUROMAP  60.1  – предусматривает возможность оценки и сравнения энергоэффективности различных машин с учетом особенностей их конструкции и принципа работы [1]. Используя эту часть стандарта, заинтересованные специалисты могут осуществлять сравнительную оценку литьевых машин различных производителей, используя унифицированные параметры.

В этих целях вводится классификация машин по удельному энергопотреблению Wуд, которое представляет собой количество энергии, затрачиваемой на переработку единицы массы материала. Согласно этой классификации литьевые машины с диаметром шнеков 25 мм и более подразделяются на 10 классов (табл. 1) [1], а особо малые литьевые машины с диаметром шнеков от 4 до 24 мм – на 9 классов (со 2-го по 10-й). Причем в последнем случае отнесение машины к тому или иному классу энергоэффективности осуществляется для каждого конкретного диаметра шнека узла пластикации, для чего в  стандарте  [1] имеется подробная таблица, сопровождаемая для наглядности номограммой (см. рисунок).

Класс машины определяется по результатам проведения одного из двух контрольных циклов. Условия проведения контрольных циклов – для стандартных машин (Cycle I) и для быстроходных машин (Cycle II) – также подробно описаны в стандарте [1].

В  числе заинтересованных машиностроительных компаний активное участие в разработке новой версии стандарта EUROMAP 60 приняла компания ENGEL Austria GmbH (г.  Швертберг, Австрия), накопившая многолетний опыт в плане повышения энергоэффективности выпускаемого литьевого оборудования. Подтверждая необходимость разделения литьевых машин на две группы, Михаэль Бауэр (Michael Bauer), руководитель отдела стандартизации ENGEL, отметил [4], что «прямое сравнение литьевых машин всех типоразмеров не представляется возможным. Такой подход был бы объективен только при сопоставлении машин с одинаковыми технологическими узлами, т. е. со шнеками одинакового диаметра, так как лишь при этом условии машины могут иметь равную производительность, которая является одной из важнейших их характеристик». Важное значение при разработке новой версии стандарта было уделено уменьшению затрат на проведение испытаний до приемлемого для машиностроительных компаний уровня, но без ущерба для достоверности и убедительности получаемых результатов. Определяемые классы энергоэффективности могут служить основой для создания новой исходной базы и позволяют заказчикам  – переработчикам пластмасс и каучуков сделать предварительный выбор оборудования. Единая классификация может сыграть не последнюю роль и при обоснованной оценке возможностей дальнейшего повышения эффективности использования энергии.

В качестве примера практического применения стандарта EUROMAP 60.1 в табл. 2 приведены результаты определения класса энергопотребления для двух вариантов исполнения полностью электрической литьевой машины ENGEL e-motion 2440/380T, выпущенной в 2014 г. и оснащенной 70-миллиметровым барьерным шнеком и сервоприводом. Из табл. 2 видно, что использование теплоизоляции материального цилиндра позволяет заметно снизить удельное потребление энергии литьевой машиной и перевести ее в более высокий класс (см. фото).

В принципе известны различные способы сокращения энергопотребления литьевой машиной, и не только за счет теплоизоляции ее материального цилиндра и сокращения тем самым потерь тепла от него в окружающую среду. В частности, в приведенном примере машина и без подобной теплоизоляции уже имела достаточно высокий – 8-й – класс энергоэффективности (см. табл. 2), в том числе благодаря системе частичного сохранения энергии движений машины и ее возвращения в сеть электропитания.

Другое дело, что известный (и не самый высокий) класс литьевого оборудования может свидетельствоать о  еще не реализованных возможностях и  стимулировать его производителя к дополнительным конструкторско-технологическим мероприятиям по дальнейшему повышению энергоэффективности производимых литьевых машин и переводу их на более высокую ступень по этому показателю.

На основе результатов испытаний, выполненных по изложенной в первой части стандарта (EUROMAP 60.1) методике, заказчики могут объективно сравнить литьевые машины различных фирм-производителей, однако им едва ли удастся получить при этом информацию о фактическом потреблении энергии в условиях какого-либо специфического процесса, т. е. сравнить различные технологии. Количество потребляемой энергии при прочих равных условиях существенно зависит от параметров технологического процесса, например от продолжительности периода охлаждения отливок.

Это означает, что необходимость тестирования литьевой машины и  последующего расчета энергопотребления для конкретных технологических процессов исключить нельзя. Для решения этой задачи была разработана вторая (прикладная) часть стандарта (EUROMAP 60.2), в которой конкретизированы рекомендации по определению количества электроэнергии, потребляемой конкретными литьевыми машинами при изготовлении определенных видов продукции в конкретных условиях работы [2].

Стандарт предусматривает разделение всех узлов и систем каждой литьевой машины на пять групп, каждая из которых оценивается отдельно. Кроме того, в стандарте приведены: перечень потребителей энергии (учитываемых в обязательном порядке, учитываемых при необходимости и исключаемых из расчета), ссылки на необходимые нормативные документы, указания по определению удельного расхода энергии на машинах различных типов, перечень регистрируемых параметров технологического процесса.

Таким образом, вторая часть стандарта позволяет более точно оценить затраты энергии на единицу изготавливаемой продукции в соответствии с пожеланиями заказчиков с учетом особенностей конкретного технологического процесса, литьевых форм и периферийного оборудования машины. Главным определяемым параметром при этом остается потребление энергии (кВт·ч) на 1 кг перерабатываемого полимерного материала. Используя вторую часть стандарта, заказчики могут еще на стадии разработки коммерческого предложения учесть долю энергозатрат в затратах на жизненный цикл машины.

Наиболее важным моментом нового стандарта является то, что с его помощью практически любой специалист сможет сравнить энергопотребление машин различных производителей и работающих на основе разных вариантов технологии литья под давлением. При этом совершенно не важно, о каких типах литьевых машин идет речь – гидравлических, электрических или гибридных.

Многие производители литьевых машин уже успели на практике воспользоваться всеми преимуществами и возможностями, которые открывает использование стандарта EUROMAP 60. В частности, Герхард Диммлер (Gerhard Dimmler), руководитель отдела исследований и разработок компании ENGEL, сообщил: «Мы накопили большой объем результатов испытаний, которые легли в основу обширной базы данных. Эффективное использование этой базы данных обеспечивается с помощью специально разработанных расчетных программ. В течение текущего года мы полностью завершим создание своей матрицы данных по энергопотреблению. Имеющиеся данные мы уже давно предоставляем нашим партнерам в ответ на соответствующие запросы».

Одним из наиболее важных аспектов работы в этом направлении компания ENGEL считает наличие доступа к литьевым машинам различных типов для проведения соответствующих испытаний. В этом отношении большую пользу приносит собственная производственно-исследовательская лаборатория компании, в которой представлено большинство типов машин.

Появление новой, переработанной версии стандарта EUROMAP 60, по мнению компании ENGEL, должно обеспечить существенное сокращение затрат на проведение испытаний. Это объясняется среди прочего тем, что вместо трех циклов испытаний, заложенных в предыдущую версию стандарта, теперь для оценки энергопотребления машины будет достаточно выполнить только один испытательный цикл.

Как отметил Герхард Диммлер, компания ENGEL за последние годы разработала целый ряд ноу-хау и благодаря им получила возможность вычисления показателей энергопотребления новых машин с достаточно высокой точностью на основе результатов отдельных измерений. Возможность переноса результатов испытаний подтверждена специальной серией верификационных замеров. Все это способствует дальнейшему уменьшению затрат времени и материалов на получение достоверной оценки энергоэффективности литьевых машин.

Некоторые производители литьевого оборудова ния, активно пользующиеся новым стандартом, получают неожиданные результаты, отмечая, в частности, очень хорошие показатели гидравлических литьевых машин. По словам Герхарда Диммлера, «благодаря непрерывному совершенствованию приводных систем и использованию инновационных концепций энерго сбережения современные электрические и гидравлические литьевые машины очень незначительно отличаются друг от друга по энергоэффективности».

Озабоченность ряда машиностроительных компаний вызывает тот факт, что лишь немногие заказчики связывают свои запросы с возможностями нового стандарта EUROMAP 60. Вместе с тем Герхард Диммлер не разделяет этих опасений: «В обсуждении и внедрении прогрессивных разработок должны принимать активное участие все компании и ассоциации отрасли. В настоящее время лишь немногие переработчики пластмасс хорошо представляют себе реальные преимущества, которые может им принести использование результатов оценки оборудования, получаемых с применением изложенной в стандарте EUROMAP методики. В этом направлении еще предстоит провести большую разъяснительную работу. Мы действительно получаем мало запросов, касающихся этого стандарта, и даже в приватных разговорах наши партнеры редко касаются этой темы. Многие из них исходят из того, что получаемые согласно новому стандарту результаты оценки оборудования являются недостаточно содержательными и выразительными».

Наряду с этим нельзя впадать и в другую крайность: при оценке преимуществ и недостатков литьевых машин не следует ограничиваться только показателями энергоэффективности. В связи с этим Михаэль Бауэр отмечает: «Определяемый класс энергопотребления может служить лишь одним из многих критериев, необходимых для обоснованного выбора той или иной машины переработчиком полимерных материалов. Чем в большей степени реальные параметры работы и желаемая оснастка соответствуют специфическим особенностям машины, тем более точными оказываются указываемые данные по энергопотреблению». При разработке индивидуальных и сложных технических решений для конкретных заказчиков на первом плане остаются в большей или меньшей степени коммерческие аспекты. В этих случаях, по мнению Михаэля Бауэра, и впредь надежную помощь заказчикам в принятии правильного решения могут принести только сравнительные испытания с соблюдением правил игры, устанавливаемых стандартом EUROMAP 60.2.

Литература

1. EUROMAP 60.1. Injection Moulding Machines. Determination of Machine Related Energy Efficiency Class. Version 3.0. January 2013. 12 р.
2. EUROMAP 60.2. Injection Moulding Machines. Determination of Product Related Energy Consumption. Version
3. 0. January 2013. 7 р.
4.  EUROMAP 60  – Transparenz mit Nebelfeldern  // K-Berater. 2013. Nr 10. S. 20–24.
5. Energielabel mit kleinen Einschraenkungen // K-Zeitung. 2013. Nr. 6. S. 10–l1.

EUROMAP 60 and Energy Efficiency of Injection Moulding Machines
V. N. Mymrin The updated version of the EUROMAP 60 standard developed by Europe’s
Association for plastics and rubber machinery (EUROMAP) was published
in January 2013. There had long been a need for such kind of a document
before. Its publishing created preconditions for cost-cutting and unbiased
measurement of energy efficiency and rating of injection moulding equipment, which is of importance both
for equipment manufacturers and its users – processors of plastics and rubber.

Источник: журнал "Полимерные материалы" 2014 г. № 7




Журнал

В следующем номере

    Тема номера: ДОБАВКИ
  • Инновационные добавки Dow Corning для повышения характеристик полимеров и оптимизации процессов их переработки
  • Возможности химической и физической модификации полимерных материалов
  • Исследование влияния насыщенных пластификаторов на свойства вулканизованных смесей EPDM/PVC
  • Читать полностью

Популярные запросы

Нанесение клеевых композиций
Промышленный шредер
Производство полимерных труб
Литье изделий из пластмасс
Литье полиуретана
Производители стрейч пленки
Гранулированный полистирол
Литья под давлением
Полимерные трубопроводы
Экструдер пнд

Контакты

Адрес редакции:
105066, Москва, Токмаков пер., д. 16, стр. 2

Редакция:
Главный редактор:
Гончаренко Виктор Алексеевич, д.т.н.
E-mail: victor-gonchar@mail.ru
Редактор:
Сергеенков Алексей Петрович, к.т.н.
E-mail: alexeyserg@mail.ru

Отдел подписки:
Прямая линия: 8 (800) 200-11-12
бесплатный звонок из любого региона России
E-mail: podpiska@vedomost.ru

Отдел рекламы:
Прямая линия:
+7 (499) 267-40-10
E-mail: reklama@vedomost.ru

Вопросы работы портала:
E-mail: support@polymerbranch.com

Рейтинг@Mail.ru
Rambler's Top100
Логин или E-mail
Пароль (Забыли пароль?)
Запомнить
Если Вы ещё не зарегистрированы в системе, Вам необходимо зарегистрироваться
Введите E-mail:
Sun, 25 Jun 2017 17:02:10