在旋转切削方面蕴藏着巨大的节能潜力
某家机械制造企业所生产的现代化加工中心可以节能48%(图1)，在这项名为Greenplus的项目中，设备制造厂与冷却设备供应商共同合作，对所有耗能部件进行了分析和改进。
图1在这种节能型车床设备上可以节省48%的能源费用
今天，St.GeorgenWeisser公司可以向用户提供经济性最大的UnivertorAC系列车床设备。这家位于黑森林地区的制造商在一项名为Greenplus的未来型项目中，展示了这种高科技设备在运行中最高可以节能48%。为了能够为用户实现最低的单件加工成本，达到显著的竞争优势，Weisser公司在其UnivertorAC系列机床上开展了一项面向未来的“绿色”革命，它可以在不同深度上得到实施。原则上说，该公司不放过任何一点优化的潜力，哪怕是几乎可以忽略的小潜力。所采取的措施也不都是可以直接产生节能效益的，例如操作简单化和舒适化等。为了达到更透明的评判效果，把项目划分为六个功能组：旋转车削、驱动、液压和气动、舒适性、光学性能和冷却。
在驱动方面，就活动部件的质量和加速度等问题对电机设计进行了匹配并对所有驱动部件的功效进行了最佳化设置。改良的结果是：设备在不同作业方式下的驱动功率更低，功耗也更低。在液压和气动功能组方面，通过采用紧凑型液压装置和储能线路以及中心阀，可以降低能耗和热量损耗，改善运行性能和油的效用并简化设备的维护。
改善工艺流程的便利性
在人性化方面，对操作和维护元件作了集中化配置，提高了作业的舒适性，改善了工艺流程的便利性和整体加工系统操作的明了性，同时也使液压和气动系统达到更简便的维护，使企业达到良好的总体成本水平(TCO)。
尽管照明部分只约占能源消耗的1%，该企业仍把照明灯优化为发光二极管(LED)，结果是工作区域照明更好，照明元件的使用寿命更长，维护费用更低，照明所需能耗也更低。在冷却方面，该设备制造厂也在电控柜系统的空调和主轴的冷却上配置了Rittal公司的节能型冷却装置(图2)。这样，在相同的冷却功率下，也可以降低能源消耗和维护的费用(通过采用纳米涂层液化器和取消过滤垫)。
图2针对生产(即主轴)冷却，额外采用了Rittal公司的一种反馈式冷却器
通过对所有部件和装置(包括旋转车削技术在内)的结合使用并依据不同的作业方式，整个系统的一次能源节约比例可以高达48%。这个数值相当于没有运行驱动部分的运作准备模式。停机2min之后，运作准备模式的激活便很有意义，因为驱动系统重新启动只需0.3s的反应时间。在中断的加工循环中，在结合采用旋转车削的硬态加工的情况下，每台设备每年的节能潜力也可达到21%或3900kWh水平。
下文将通过实例对旋转车削和冷却等方面的最优化改造措施，以及对降低工件费用和改善能源利用效率等方面的影响作进一步观察。
采用硬态旋转车削专利技术取代磨削流程
Weisser公司针对纵向、平面和内圆切削加工的旋转切削专利工艺非常适合于对车削件的表面进行高质量的加工。在切削时，刀刃也随着快速旋转的工件一起转动。采用这种加工工艺，可以在工件上很好地加工出圆柱形面和“球形”表面。适用于硬车削的旋转切削工艺可以完全取代磨削工序。这种技术可以节省时间和费用，同时更有利于环境：旋转车削作业无需冷却剂，因此不会产生特别的废料，没有受到冷却剂污染的切屑可以被直接排放到旧金属回收场所。根据公司内部的测量，与传统的硬加工工艺相比，采用旋转车削工艺，加工时间最多可以节省77%。单件费用降低显著。
集成在设备上的电控柜控制系统由Rittal公司Cool-Efficiency高效冷却装置进行冷却。针对生产流程冷却(即主轴冷却)则额外采用了反馈式冷却装置。从一家有名的汽车制造厂现场试验数据报告上看，Cool-Efficiency高效冷却装置的节能能力达到45%。对比的基础为相同条件和功率下的传统型Rittal冷却装置。通过这种方式，在Weisser公司的Greenplus项目中，仅冷却这一项每台设备每年即可节能465kWh。良好的节能效果唯有通过最新型的制冷压缩机和通风机的完美匹配才可达到。
制冷空压机被调设到合适的运行点位上(冷却功率、内部和外部温度)。风机电机配备有EC(整流)技术装备。通过内置的电子整流单元，可以在整个转速范围内达到很高的效率，实现安静运行、增长使用寿命和提高经济效益性。在液化装置、蒸发器、冷却片、热交换器表面、弯管和所有其他冷却元件方面，对液压和气动循环系统的整体外形作了最优化改造。作为控制系统部件，在Cool-Efficiency冷却装置上采用了电子调节阀。对冷却剂量和调节电子线路也作了优化设计。从技术角度讲，把这两方面与各种冷却装置和应用现场作了良好的匹配。
Rittal公司的Cool-Efficiency高效冷却装置内置有一个冷凝水蒸发器和一个具备纳米涂层的液化装置，其表面设有一层玻璃状的既硬又滑的涂层(Rinano)，可以避免灰尘和脏物沉积在上面。在生产车间最苛刻的环境条件下所做的试验表明，液化器采用这种蓝色表面涂层即使没有过滤垫，也可以保持干净的状态。这样就可以确保恒定的高效率，降低维护费用。正是由于有了这些好的工作经验，Rittal公司的Cool-Efficiency高效冷却装置逐步进入了系列化生产，到2010年夏季，公司已经可以提供所有功率等级的产品了。
能耗小、节能潜力大
Weisser公司在米兰EMO2009展会上推出了Greenplus绿色项目，已向Weisser公司订购机床设备的用户纷纷询问此项目还会有哪些旨在提高产能的措施将会被落实。该公司的答复是：实施的程度是灵活的，另外这也与用户想在新措施上达到什么样的投资回收期的预期紧密相关。同时，较低的非生产待机模式隐藏着巨大的节能潜力，其意义非同凡响，因为Weisser公司的用户不是投入使用一台设备，而是每个厂投入了200台，甚至更多的生产设备。这就相当于每年节能86000欧元(基本条件：200台设备，0.11欧元/kWh)。这其中，Cool-Efficiency高效冷却装置就占了10000欧元的份额。 |
