Выбор электродвигателя для гидронасоса гильотинных ножниц

На гидравлических гильотинных ножницах двигатель насоса выбирают не по пиковой мощности в самый тяжёлый момент реза, а по эквивалентной (тепловой) нагрузке за весь цикл резки; пиковую мощность проверяют отдельно, чтобы убедиться, что она остаётся ниже опрокидывающего момента двигателя. Пиковая мощность определяется подачей насоса при максимальном давлении; эквивалентная нагрузка зависит от числа резов в минуту, длительности каждой фазы и времени работы двигателя вхолостую. В статье цикл гильотины разбирается по шагам, чтобы показать, как проверить мощность двигателя и на что обратить внимание при его замене.

Гидравлическая и механическая гильотина: роль двигателя различается

Гильотинные ножницы бывают с двумя типами привода, и выбор двигателя зависит от этого:

• Механическая (маховиковая) гильотина: двигатель через ремень раскручивает тяжёлый маховик; в момент реза энергия передаётся от маховика к ножу через муфту. Между резами двигатель снова разгоняет маховик. В такой конструкции решающими являются инерция маховика и условия пуска.
• Гидравлическая гильотина: двигатель вращает гидронасос; насос питает цилиндры, которые сначала прижимают прижимы к листу, а затем опускают нож. Нагрузка двигателя меняется за секунды вместе с давлением насоса.

Эта статья посвящена гидравлической гильотине. Ножевая балка, прижимы, предохранительные клапаны и защитные ограждения рук относятся к ответственности производителя машины; выбор двигателя не заменяет и не изменяет эти устройства.

Что испытывает двигатель за цикл резки?

Типичный цикл гидравлической гильотины состоит из четырёх фаз. В каждой фазе давление насоса, а значит и нагрузка двигателя, различны:

Давление резки зависит от толщины листа, прочности материала, длины реза и угла наклона ножа. На машине, режущей тонкий лист, давление может вообще не доходить до максимума. Поэтому то, как часто режется самый толстый лист из таблицы производительности, напрямую влияет на нагрузку двигателя.

Пиковая и эквивалентная мощность: две отдельные проверки

Пиковая мощность — это мощность, которую насос потребляет при максимальном давлении и подаче в этот момент. Приближённо её находят делением произведения давления на подачу на КПД насоса; значение берут из таблицы производителя насоса или из проекта машины. Асинхронный двигатель может кратковременно превышать номинальную мощность, но такая пиковая нагрузка не должна без надёжного запаса приближаться к опрокидывающему моменту двигателя. Кратность опрокидывающего момента уточняется у производителя двигателя.

Эквивалентная мощность — это величина, определяющая нагрев двигателя. Для прерывистых нагрузок широко применяют среднеквадратичный метод: квадрат мощности каждой фазы умножают на её длительность, делят на общее время цикла и извлекают квадратный корень. Номинальная мощность двигателя не должна быть ниже этого эквивалентного значения. Метод приближённый; при длительных фазах высокого давления или очень частых резах его оценивают совместно с производителем двигателя.

Две проверки дополняют друг друга. Двигатель, выбранный только по пиковой мощности, оказывается больше необходимого и в работе недогружен; двигатель, выбранный только по среднему значению, теряет скорость во время реза и замедляется, а в крайнем случае останавливается.

Гипотетический пример расчёта: гидравлическая гильотина среднего размера

Значения ниже — гипотетические числа, выбранные только для иллюстрации метода; это не данные реальной машины. Пусть каждый цикл резки гидравлической гильотины длится 6 секунд:

• Фаза реза: 2 секунды, мощность насоса 14 кВт
• Подход и возврат: всего 2 секунды, 6 кВт
• Ожидание на холостом ходу: 2 секунды, 2 кВт

Среднеквадратичное значение: (14² × 2 + 6² × 2 + 2² × 2) / 6 ≈ 78,7; квадратный корень — около 8,9 кВт. Поскольку эквивалентная нагрузка этого цикла около 8,9 кВт, кандидатом становится двигатель 11 кВт — ближайшая большая стандартная мощность. Пиковая нагрузка 14 кВт примерно в 1,3 раза превышает номинальную мощность двигателя; то, что это соотношение надёжно ниже опрокидывающего момента, подтверждают по данным двигателя. Если оператор подолгу ждёт между резами, эквивалентная нагрузка ещё снижается; если машина режет сериями без пауз, фаза холостого хода сокращается, и эквивалентная нагрузка растёт.

Частота вращения, пуск и непрерывная работа

• Частота вращения: большинство шестерённых насосов внешнего и внутреннего зацепления работают с 4-полюсным двигателем при синхронной частоте около 1500 об/мин. Допустимую частоту насоса превышать нельзя; при замене число полюсов сохраняют.
• Пуск: гидростанция гильотины запускается без нагрузки; клапаны включаются после выхода двигателя на рабочую скорость. Для такой схемы подходит пуск звезда-треугольник. Модели HEM Motor от 4 кВт имеют исполнение 400/690 В (Δ/Y) и подходят для пуска звезда-треугольник; модели 230/400 В (Δ/Y) мощностью 3 кВт и меньше в сети 400 В подключаются звездой и запускаются напрямую.
• Непрерывная работа: двигатель не останавливают и не запускают на каждом резе; он вращается всю смену. Отключение на время длительных перерывов оператора разгружает обмотку, но увеличивает число пусков в день; этот баланс выбирают с учётом допустимого числа пусков.
• Задний упор и вспомогательные двигатели: небольшие двигатели, регулирующие задний упор и зазор ножей, отделены от главного двигателя насоса; чаще всего это специальные приводы с редуктором или преобразователем, их оценивают отдельно.

Колокол, муфту и фланцевое соединение между насосом и двигателем проверяют по той же логике, что и на листогибах и других гидростанциях: тип фланца, диаметр центрирующего буртика, диаметр и длина вала, зазор муфты. Монтажные исполнения предлагаются в зависимости от габарита; размер фланца подтверждается при заказе. Размеры приведены в 2D-чертежах.

Примеры моделей для мощностей, типичных для гильотинных ножниц

Примеры 4-полюсных двигателей в чугунном корпусе, устойчивом к вибрациям и ударам в цеху:

• 100L2-4 в чугунном корпусе: 3 кВт (4 HP), 1450 об/мин, IEC 100L, 230/400 В (Δ/Y), 6,02 А, 19,8 Н·м. Для небольших гидравлических гильотин, режущих тонкий лист; в сети 400 В подключается звездой.
• 160M-4 в чугунном корпусе: 11 кВт (15 HP), 1465 об/мин, IEC 160M, 400/690 В (Δ/Y), 20,4 А, 71,7 Н·м. Класс мощности из гипотетического расчёта выше.
• 160L-4 в чугунном корпусе: 15 кВт (20 HP), 1465 об/мин, IEC 160L, 400/690 В (Δ/Y), 27,3 А, 97,8 Н·м. Для толстого листа и большой длины реза.

Подходящие модели HEM Motor и актуальные цены смотрите на странице купить электродвигатель. Общая информация о гидравлических применениях — на странице электродвигатели для гидравлических насосов.

Итог: что сообщить при заказе

Для гильотинных ножниц правильный двигатель насоса — тот, который выдерживает пиковую нагрузку и не перегревается за цикл резки. Пришлите нам:

• Фото таблички старого двигателя и таблички насоса
• Максимальное рабочее давление, подачу насоса и, если возможно, длительность фаз
• Среднее число резов в минуту и самую большую толщину разрезаемого листа
• Монтажное исполнение, данные фланца и муфты
• Напряжение сети и способ пуска

Модели и актуальные цены можно посмотреть на нашей странице магазина. Отправьте фото таблички вашего текущего двигателя, его частоту вращения и данные о монтаже через страницу отправки таблички и запросите предложение на подходящую модель. Для других вопросов открыта наша страница контактов.

Часто задаваемые вопросы

Если двигатель гильотины замедляется во время реза, он слишком мал?

Возможно, но сначала проверьте давление насоса, настройку предохранительного клапана и соответствие разрезаемого листа производительности машины. Если пиковая нагрузка приближается к опрокидывающему моменту, двигатель замедляется.

Можно ли рассчитать мощность двигателя по производительности резки гильотины?

Напрямую нет. Мощность определяется давлением и подачей насоса, а нагрев — циклом резки; ориентиром служит значение производителя машины.

Должен ли двигатель гильотины останавливаться и запускаться на каждом резе?

Нет. Двигатель обычно вращается непрерывно, а насос между резами сбрасывает масло в бак; частые остановки и пуски нагревают обмотку.

Подходит ли тот же расчёт для механической маховиковой гильотины?

Нет. В маховиковой машине энергия реза поступает от маховика; при выборе двигателя решающими являются инерция маховика, время повторного разгона и условия пуска.