YOMEDIA
ADSENSE
Chỉ tiêu phân tách đánh giá năng lượng tiêu thụ của máy CNC
63
lượt xem 2
download
lượt xem 2
download
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Trong một hệ thống sản xuất, máy gia công là một trong những thiết bị chính sử dụng năng lượng. Do đó để đạt được mục tiêu “phát triển bền vững”, điều cần thiết là phải tính toán đến hiệu quả sử dụng năng lượng của máy gia công. Đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng một trong những điều tiên quyết cần thực hiện trong việc giảm thiểu năng lượng tiêu thụ của máy gia công.
AMBIENT/
Chủ đề:
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Chỉ tiêu phân tách đánh giá năng lượng tiêu thụ của máy CNC
Nguyễn Thị Ái Lành<br />
<br />
38<br />
<br />
CHỈ TIÊU PHÂN TÁCH ĐÁNH GIÁ NĂNG LƯỢNG TIÊU THỤ CỦA MÁY CNC<br />
CRITERIA FOR ANALYZING AND EVALUATING ENERGY CONSUMPTION<br />
OF THE CNC MACHINE<br />
Nguyễn Thị Ái Lành<br />
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng; ntalanh@ute.udn.vn<br />
Tóm tắt - Công nghiệp là một trong các ngành tiêu thụ năng<br />
lượng cao nhất hiện nay. Chúng ta cần nhìn nhận sâu sắc hơn<br />
về thực trạng năng lượng sử dụng trong công nghiệp sản xuất.<br />
Trong một hệ thống sản xuất, máy gia công là một trong những<br />
thiết bị chính sử dụng năng lượng. Do đó để đạt được mục tiêu<br />
“phát triển bền vững”, điều cần thiết là phải tính toán đến hiệu<br />
quả sử dụng năng lượng của máy gia công. Đánh giá hiệu quả<br />
sử dụng năng lượng một trong những điều tiên quyết cần thực<br />
hiện trong việc giảm thiểu năng lượng tiêu thụ của máy gia công.<br />
Phương pháp đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng của máy<br />
gia công CNC đã được đưa ra trong một nghiên cứu trước của<br />
tác giả [1]. Để phục vụ tốt hơn cho bước đánh giá này, trong bài<br />
báo này tác giả đưa ra một chỉ tiêu phân tách cho phép chọn lựa<br />
cấp độ chính xác đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng của máy<br />
gia công.<br />
<br />
Abstract - Industry is one of the sectors that has recorded the<br />
highest energy consumption to date. Facing current environmental<br />
issues, we need to be more deeply aware of the status quo of<br />
energy consumption in manufacturing industries. In a<br />
manufacturing system, the production machine is one of the major<br />
devices that consume energy. Therefore, to achieve the goal of<br />
"sustainable development", it is necessary to take into account the<br />
energy efficiency of the production machine. Energy efficiency<br />
evaluation is one of the prerequisites for minimalizing energy<br />
consumed by the production machine. The method for evaluating<br />
energy efficiency of the machine CNC has been proposed in one<br />
of the author’s previous researches [1]. In this paper, the author<br />
improves the evaluation method by proposing a decomposition<br />
criterion that enables the selection of an accurate level for<br />
evaluating energy efficiency of the production machine.<br />
<br />
Từ khóa - năng lượng; hiệu quả sử dụng năng lượng; chỉ số hiệu<br />
suất năng lượng; chỉ số phân tách; máy CNC.<br />
<br />
Key words - energy; energy efficiency; energy efficiency index;<br />
decomposition criteria; CNC machine.<br />
<br />
1. Đặt vấn đề<br />
Ngành công nghiệp sản xuất được coi là một trong các<br />
ngành tiêu thụ nhiều năng lượng nhất hiện nay. Do đó, nâng<br />
cao hiệu quả năng lượng được coi là một trong những thách<br />
thức quan trọng nhất để đạt được một nền sản xuất “sạch”<br />
hơn và hiệu quả hơn. Theo Mc Kinsey & Company [2], "sử<br />
dụng năng lượng hiệu quả cho phép giảm đến khoảng 40%<br />
khí nhà kính trong công nghiệp". Hơn nữa, nâng cao hiệu<br />
quả năng lượng mang lại lợi ích to lớn đồng thời đây cũng<br />
là một trong các yêu cầu thiết yếu trong chiến lược kinh<br />
doanh bền vững cho các doanh nghiệp hiện nay.<br />
Bài viết này nhằm mục đích đưa ra chỉ tiêu phân tách<br />
đánh giá năng lượng tiêu thụ của máy gia công CNC. Trong<br />
phần đầu tiên, cơ sở lý thuyết liên quan đến năng lượng tiêu<br />
thụ của máy sản xuất được đưa ra phân tích. Sau đó, các<br />
chỉ tiêu phân tách cho phép đánh giá hiệu quả sử dụng năng<br />
lượng của máy CNC sẽ được giới thiệu ở các phần tiếp theo<br />
của bài báo. Trong thực tế, khi xem xét quá trình sản xuất<br />
của các máy gia công, nhiều bài báo đã đưa ra nhận định<br />
rằng năng lượng tiêu thụ thực tế bởi một máy sản xuất<br />
không hoàn toàn được sử dụng trực tiếp để sản phẩm cuối<br />
cùng [3,4,5]. Nó luôn luôn tồn tại một phần lớn năng lượng<br />
bị mất trong quá trình sản xuất. Do đó trong phần thứ hai<br />
của bài báo, hiệu quả sử dụng năng lượng và khả năng tiết<br />
kiệm của máy CNC được đưa ra phân tích và đánh giá. Ở<br />
phần cuối cùng của bài báo, năng lượng sử dụng của một<br />
máy CNC 4 trục sẽ được phân tích.<br />
<br />
Trong trường hợp một máy phay 5 trục [3], qua quan sát<br />
quá trình hoạt động trong một năm của máy (2000 giờ) theo<br />
các chế độ làm việc khác nhau của nó: chế độ nhàn rỗi, chế<br />
độ chạy dao nhanh và chế độ gia công. Các tác giả cho thấy<br />
rằng 65% tổng thời gian làm việc của máy là nằm ở chế độ<br />
nhàn rỗi và chế độ chuyển động nhanh các trục với 47%<br />
năng lượng tiêu thụ. Điều này cho thấy rằng, tỷ trọng năng<br />
lượng tiêu thụ không liên quan trực tiếp đến việc bóc phoi<br />
để tạo ra sản phẩm cuối cùng là tương đối lớn so với tổng<br />
năng lượng tiêu thụ của máy.<br />
<br />
2. Cơ sở lý thuyết liên quan đến năng lượng tiêu thụ của<br />
máy gia công<br />
Năng lượng tiêu thụ thực tế bởi một máy gia công trong<br />
quá trình sản xuất lớn hơn rất nhiều so với năng lượng lý<br />
thuyết cần thiết để tạo ra sản phẩm mong muốn [3,4,5].<br />
<br />
Hình 1. Phân bổ năng lượng tiêu thụ thực tế của máy CNC [3]<br />
<br />
Trong trường hợp máy ép thủy lực [3] sử dụng để ép tấm<br />
thép dày 1,5mm và rộng 170mm (St-37) với một góc 170°,<br />
năng lượng trực tiếp tham gia vào quá trình ép để tạo ra sản<br />
phẩm là năng lượng cần thiết để tạo ra chuyển động của chày<br />
ép. Phần năng lượng này chiếm một phần nhỏ (chỉ 35%) so<br />
với tổng mức tiêu thụ năng lượng. Có tới 65% năng lượng<br />
tiêu thụ mà không liên quan trực tiếp đến việc sản xuất sản<br />
phẩm cuối cùng. Hình 2 minh họa sự phân bố năng lượng<br />
tiêu thụ thực tế bởi máy ép thủy lực theo các chế độ làm việc<br />
khác nhau: lắp đặt công cụ (1), chuẩn bị hệ thống điều khiển<br />
PC (2), định vị phôi ép (3-4), chuyển động xuống của chày<br />
ép (5a), chuyển động lên của chày ép (5b), vận chuyển và đo<br />
đạc, kiểm tra thành phẩm ép (6-8) và thời gian tạm dừng<br />
của người vận hành giữa các lần ép (9).<br />
<br />
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 11(132).2018, QUYỂN 2<br />
<br />
Hình 2. Phân bổ năng lượng tiêu thụ thực tế của máy ép thủy lực [3]<br />
<br />
Điều này cho thấy rằng, có một phần đáng kể năng<br />
lượng được tiêu thụ bởi máy gia công không tham gia trực<br />
tiếp vào quá trình tạo ra giá trị cho sản phẩm cuối cùng. Nó<br />
cho phép kết luận rằng có thể và rất cần thiết đưa ra cái giải<br />
pháp nhằm giảm tiêu thụ năng lượng của máy gia công.<br />
Đánh giá năng lượng tiêu thụ của máy gia công là một trong<br />
những bước tiên quyết trong giảm thiểu năng lượng tiêu<br />
thụ. Nó cho phép thu được một cách nhìn bao quát, toàn<br />
diện nhất về hiệu quả sử dụng năng lượng của máy từ đó<br />
xác định khả năng tiết kiệm năng lượng của máy gia công.<br />
3. Phân tích hiện trạng sử dụng năng lượng và khả năng<br />
tiết kiệm năng lượng của máy CNC<br />
3.1. Chỉ số hiệu quả sử dụng năng lượng và khả năng tiết<br />
kiệm năng lượng của máy<br />
Các quá trình sản xuất bao gồm nhiều hoạt động khác<br />
nhau cho phép chuyển hóa từ nguyên liệu đầu vào thành<br />
sản phẩm mong muốn đồng thời sản sinh ra “thất thoát”.<br />
Tương tự như vậy, Năng lượng tiêu thụ thực tế bởi máy sản<br />
xuất không được sử dụng hoàn toàn để sản xuất sản phẩm.<br />
Nó luôn tồn tại một phần năng lượng bị thất thoát rất lớn.<br />
Năng lượng tiêu thụ của máy CNC có thể phân chia thành<br />
2 thành phần cơ bản [1]:<br />
- Năng lượng hữu ích: Phần năng lượng tối thiểu để thực<br />
hiện các hoạt động thiết yếu trong quá trình sản xuất góp<br />
phần trực tiếp tạo ra “giá trị” cho sản phẩm. “Giá trị” của sản<br />
phẩm thực chất là sự việc chuyển đổi sản phẩm từ trạng thái<br />
A (phôi, bán thành phẩm) sang trạng thái mong muốn B (sản<br />
phẩm thành phẩm). Đó là những thay đổi về hình dạng hoặc<br />
các đặc tính của sản phẩm so với vật liệu phôi đầu vào.<br />
- Năng lượng không hữu ích: Phần năng lượng không<br />
trực tiếp tham gia vào việc tạo ra “giá trị” cho sản phẩm.<br />
Đánh giá năng lượng tiêu thụ của máy gia công cho<br />
phép xác định thành phần năng lượng tiêu thụ nào của máy<br />
là hữu ích góp phần vào việc gia công trực tiếp sản phẩm<br />
và cơ hội tiết kiệm năng lượng của máy. Để thực hiện được<br />
việc này, một chỉ số về hiệu quả sử dụng năng lượng I và<br />
chỉ số năng lượng tiềm năng G được đưa ra [1].<br />
Chỉ số hiệu quả sử dụng năng lượng I được định nghĩa<br />
<br />
39<br />
<br />
là tỉ số giữa năng lượng hữu ích
ADSENSE
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
Thêm tài liệu vào bộ sưu tập có sẵn:
Báo xấu
LAVA
AANETWORK
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Chịu trách nhiệm nội dung:
Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA
LIÊN HỆ
Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM
Hotline: 093 303 0098
Email: support@tailieu.vn