La fuente de falla que más fácilmente se pasa por alto en los sistemas de suministro de aire de corte por láser: el compresor de aire de tornillo.

En los talleres de corte por láser, más de la mitad de los tiempos de inactividad anormales no se deben al láser ni al cabezal de corte, sino al sistema de aire comprimido.

Contamos con numerosos casos de cooperación en corte por láser, incluidas fábricas en el Sudeste Asiático, Medio Oriente y África, y hemos visto talleres de corte por láser con varias configuraciones. Independientemente de la ubicación, los problemas causados ​​por el aire comprimido son casi idénticos. Hoy no discutiremos qué pueden hacer los compresores de aire ni las preocupaciones que tienen las fábricas; en cambio, hablaremos sobre los problemas que le causan mayores dolores de cabeza cuando recibe una llamada en medio de la noche.

Problema 1: Rebabas y escoria en la superficie de corte. Después de una investigación, se descubrió que la causa era una presión de gas inestable.

Esta es la falla que más fácilmente se diagnostica erróneamente. La superficie cortada se vuelve amarilla y aumentan las rebabas; el primer instinto es ajustar el enfoque, cambiar la boquilla y comprobar la lente. Pero después de mucho trabajo, resulta inútil; la verdadera razón es que las fluctuaciones en la presión del gas de suministro provocan un flujo de gas auxiliar inestable.

El corte por láser requiere un gas auxiliar estable, seco y continuo.

Realizamos una prueba de campo en una fábrica de repuestos para automóviles en Tailandia: una frecuencia industrial estándarcompresor de aire de tornillo, con la presión de salida del tanque de gas establecida en 0,8 MPa, experimentó fluctuaciones de presión reales entre 0,72 y 0,85 MPa durante el ciclo de carga y descarga. Bajo los mismos parámetros de corte, la altura de las rebabas de las piezas cortadas durante los períodos de baja presión fue 0,15 mm mayor que durante los períodos de alta presión. La calidad de las piezas cortadas de una hoja entera era inconsistente, lo que duplicaba la carga de trabajo del proceso de desbarbado posterior.

Posteriormente, lo reemplazamos con un modelo de frecuencia variable de imán permanente, controlando la fluctuación de presión dentro de ±0,01MPa, y la consistencia de la superficie de corte mejoró significativamente. Este nivel de control de presión es un indicador importante para distinguir entre nivel básico y nivel industrial.compresores de aire de tornillo.

Problema 2: El daño frecuente a las lentes durante las condiciones húmedas del verano se debe al contenido de humedad del aire comprimido.

Este problema es particularmente pronunciado en las regiones tropicales y subtropicales de todo el mundo. Los clientes indonesios experimentan caídas en la frecuencia de reemplazo de lentes de una vez cada dos semanas a una vez cada dos días durante la temporada de lluvias, y a veces incluso necesitan reemplazar dos o tres lentes por día.

La razón es clara: el aire comprimido no está completamente seco. Sin embargo, el problema radica en el hecho de que el contenido de humedad de saturación se duplica por cada aumento de 10°C en la temperatura del aire. El mismo equipo de secado funciona de manera significativamente diferente en invierno y verano.

Otro factor que fácilmente se pasa por alto es la temperatura de escape delcompresor de aire de tornillosí mismo. Un cliente de Medio Oriente informó que había óxido dentro del cabezal de corte; Al desmontarlo, se encontraron manchas de agua obvias en la montura de la lente. En última instancia, el problema surgió del compresor de aire: los modelos más antiguos mantenían constantemente temperaturas de escape superiores a 110 °C, lo que el sistema de enfriamiento posterior no podía manejar.

Los compresores de tornillo tienen una ventaja estructural a este respecto, con temperaturas de escape relativamente más bajas. Sin embargo, un funcionamiento prolongado con baja frecuencia también puede provocar problemas. La serie PMS está diseñada específicamente teniendo en cuenta esta condición operativa, utilizando control de conversión de frecuencia vectorial para mantener una temperatura razonable del rotor y evitar que el condensado precipite en el tanque de petróleo y gas.

Problema 3: Tiempo de inactividad no planificado, disparo por sobrecarga del compresor de aire, cierre forzado de la línea de producción

La situación más problemática: los pedidos subcontratados se apresuran a cumplir los plazos y, durante el turno de noche, el compresor de aire de tornillo se activa repentinamente a mitad del corte. Después de reiniciar, corta algunas tablas y luego vuelve a tropezar.

Este tipo de problema es común en fábricas de todo el mundo y las razones son esencialmente dos:

La selección de un compresor sobredimensionado condujo a un funcionamiento prolongado con carga ligera. Mucha gente cree que cuanto más grande sea el compresor de aire, mejor, y eligen modelos que superan con creces su consumo de aire real. Como resultado, el compresor pasa la mayor parte del tiempo en un estado descargado, con cargas y descargas frecuentes del motor que provocan una acumulación severa de calor y activan la protección contra sobrecarga.

Mal funcionamiento del sistema de transmisión. En los modelos accionados por correa, el envejecimiento de la correa reduce la fricción y provoca deslizamiento. Esto lleva al sistema de control a malinterpretar el aumento de carga, activando la protección contra sobrecarga. Nos encontramos con una situación en una línea de producción en Polonia donde el sistema se disparó cinco veces en tres meses; Finalmente se descubrió que la causa era un desgaste drástico de las ranuras de las poleas, lo que provocaba una fuerte caída en la eficiencia de la transmisión.

Los registros de mantenimiento muestran que los modelos de transmisión directa tienen una tasa de fallas significativamente menor en este sentido. Esta es la razón por la que los compresores de aire de tornillo de grado industrial generalmente adoptan una estructura de accionamiento directo, lo que reduce los componentes de la transmisión y los posibles puntos de falla a través del diseño. La serie PMS utiliza un motor de imán permanente conectado directamente al rotor, eliminando correas y cajas de engranajes; Esta estructura simplificada se traduce en una mayor confiabilidad.

Asunto 4: Los costos de electricidad son excesivamente altos, los compresores de aire se convierten en la unidad que consume más energía en la línea de producción

Este no es un tema nuevo. En muchas fábricas, los sistemas de aire comprimido representan entre el 15% y el 25% del coste total de la electricidad. En los talleres de corte por láser, debido a los tiempos de funcionamiento más prolongados y a los mayores volúmenes de aire, este porcentaje es aún mayor.

Sin embargo, los cálculos de muchas personas son erróneos. Solo miran la potencia nominal del equipo, ignorando la eficiencia operativa real.

Una frecuencia industrial nominal de 37kWcompresor de aire de tornillo, funcionando continuamente durante 8.000 horas al año, al precio medio mundial de la electricidad industrial de 0,12 dólares/kWh, tendría un coste de electricidad anual de aproximadamente: 37 × 0,12 × 8.000 = 35.520 dólares.

Un compresor inversor de imán permanente de eficiencia energética de Grado 1, en las mismas condiciones de funcionamiento, ahorra aproximadamente entre un 30% y un 35% de electricidad al año, lo que se traduce en ahorros de entre 10.000 y 12.000 dólares al año. El ahorro de electricidad durante dos años sería suficiente para comprar una máquina nueva.

El costo que más fácilmente se pasa por alto aquí es el de las pérdidas de descarga. Cuando una turbina de gas de frecuencia de línea está bajo carga y descarga, el motor continúa girando durante la descarga, consumiendo aproximadamente entre el 30% y el 40% de la corriente sin carga en comparación con la carga completa; esta energía se desperdicia completamente. Sin embargo, los modelos de frecuencia variable de imán permanente ajustan la velocidad en tiempo real según el consumo de gas, lo que da como resultado pérdidas de descarga cercanas a cero.

Problema 5: Las fallas menores frecuentes y la acumulación de órdenes de trabajo de mantenimiento afectan la eficiencia general del equipo.

Ésta es una cuestión compleja. El sistema de aire comprimido incluye el compresor de aire de tornillo, el secador, el filtro, el tanque de aire y las tuberías; un problema en cualquiera de estos componentes afectará la calidad del corte.

Analizamos datos de 32 usuarios de corte por láser en todo el mundo atendidos entre 2023 y 2024. Los problemas comunes relacionados con los compresores de aire de tornillo, clasificados por frecuencia de aparición, son:

■ Deslizamiento o rotura de la correa (29%)

■ Bloqueo del separador de aceite que provoca un diferencial de presión excesivo (24%)

■ Mal funcionamiento de la válvula de control de temperatura que provoca un apagado por alta temperatura (16%)

■ Mal funcionamiento de la válvula de admisión (13%)

■ Desgaste de los cojinetes del motor y ruido anormal (10%)

■ Problemas relacionados con el controlador (8%)

Los problemas de correas y válvulas representan más de la mitad de ellos. Estos problemas están en gran medida ausentes en los modelos más simples de accionamiento directo con imanes permanentes.

Los problemas mencionados anteriormente han ocurrido repetidamente en líneas de producción en diferentes países y regiones. Actualmente, la solución más madura en la industria es reemplazar las carcasas de frecuencia fija o tracción de estilo antiguo por unidades de transmisión directa de frecuencia variable con imán permanente y energéticamente eficientes.compresores de aire de tornillo.

Esto no significa que esta serie de carcasas esté completamente libre de fallas, sino que su diseño evita varios puntos de falla importantes: eliminar la tracción, eliminar la descarga con control de frecuencia variable y usar un control de mantenimiento inteligente para mantener la estabilidad del escape. Los motores de imanes permanentes de grado de eficiencia energética IE5 generan poco calor pero tienen una tasa de fallas relativamente alta.

Realizamos un estudio comparativo en tres líneas de producción de corte por láser en Vietnam, México y Turquía en condiciones operativas idénticas: después de usar carcasas de frecuencia variable de imán permanente, los incidentes no planificados relacionados con el aire comprimido disminuyeron en al menos un 76 %, los costos anuales de electricidad disminuyeron entre un 30 % y un 34 % y las quejas relacionadas con la calidad del corte disminuyeron en más de un 60 %.

Los datos de este artículo provienen de múltiples conjuntos de mediciones en el sitio y estadísticas de comentarios de los usuarios; Los resultados pueden variar bajo diferentes condiciones operativas y circunstancias ambientales.

Si actualmente tiene problemas con el aire comprimido, envíenos sus parámetros operativos actuales: consumo de aire, requisitos de presión, modelos de equipos existentes y cantidad de máquinas de corte. Nuestro equipo técnico puede proporcionar un análisis gratuito del consumo de energía y solución de problemas. La información de contacto está disponible en el formulario de esta página; Se proporcionará una solución dentro de las 24 horas.