Чиллеры для станков с ЧПУ

Чиллеры для станков

Чиллеры для станков с числовым программным управлением (ЧПУ) относятся к категории технологического охлаждения (Process liquid chillers или Process cooling systems), где требуется точное поддержание температуры охлаждающей среды (хладоносителя)

Особенности использования промышленных чиллеров для станков с ЧПУ

Технологический процесс требует охлаждения используемых инструментов, а так же поддержание уровня температуры самого станка, используемых материалов и зон производства.

Охлаждение шпинделя станка.

В станках с ЧПУ часто используется шпиндель (инструмент, вращающийся с высокой скоростью для выполнения операций резки, фрезерования, сверления или другой обработки). В этом процессе выделяется большое количества тепла, которое может привести к тепловому расширению, потере точности и сокращению срока службы инструмента.

Охлаждение шкафа управления системы ЧПУ.

Системы ЧПУ имеют шкаф управления, в котором размещаются электронные компоненты, приводы двигателей и другие узлы управления. В процессе работы эти компоненты выделяют тепло, и перегрев может негативно сказаться на производительности компонентов управления и сокращению срока службы.

Поддержание условий окружающей среды.

Станки с ЧПУ часто работают в производственных условиях с переменной температурой окружающей среды, а колебания температуры окружающей среды могут негативно повлиять на стабильность и точность работы станка ЧПУ. Чиллеры помогают регулировать температуру вокруг станка с ЧПУ, обеспечивая контролируемую и стабильную среду для оптимальной работы станка.

Повышение эффективности и производительности станков

Чиллеры помогают предотвратить проблемы, связанные с перегревом, такие как тепловое расширение, износ инструмента и отказы двигателей. Это приводит к повышению точности обработки, сокращению времени простоя для технического обслуживания и ремонта, а также к повышению общей эффективности и производительности системы ЧПУ.

Ключевые компоненты чиллеров для станков с ЧПУ

В зависимости от требуемой холодопроизводительности и точности поддержания температуры, такие системы используют ряд высокотехнологичных компонентов:

Теплообменное оборудование

В качестве основных теплообменников в чиллерах, включая геотермальные тепловые насосы и водоохладители, используются паяные пластинчатые теплообменники (ППТО) типа BPHE/MPHE. Они могут выполнять роль как конденсаторов, так и испарителей в холодильном контуре. ППТО отличаются компактностью, высокой эффективностью и способностью работать при минимальной разнице температур между средами

Компрессоры

В чиллерах используются как спиральные компрессоры (например, Danfoss серии SH, SZ, VZH для R410A), так и поршневые компрессоры (MTZ/NTZ).

Для обеспечения плавного и точного регулирования производительности (что может быть важно для поддержания стабильной температуры шпинделя станка) могут применяться:

• Спиральные компрессоры с переменной частотой вращения (например, компрессоры Danfoss серии VZH), обеспечивающие плавное регулирование и точное поддержание температуры (до ± 0,3 °C).
• Многокомпрессорные чиллеры, в том числе с электронными расширительными вентилями (ЭРВ).

Автоматика и регулирование

Для точного контроля температуры хладоносителя в чиллерах применяются специализированные электронные контроллеры и клапаны:

• Контроллеры перегрева (например, EKC 315A, EKD 316, EKC 316A). Эти устройства предназначены для систем охлаждения, требующих точного контроля перегрева и температуры. Они обеспечивают адаптируемую систему регулирования подачи хладагента, что позволяет оптимально использовать испаритель и повышает точность поддержания температуры среды. 
• Электронные расширительные клапаны (ЭРВ). Клапаны ETS (например, ETS 6, ETS 12.5–400) предназначены для точного регулирования подачи жидкого хладагента в испарители, что критически важно для поддержания стабильной температуры.
• Гидравлические регуляторы и клапаны В контуре хладоносителя используются седельные регулирующие клапаны (например, VFM-2R, VRB-2R/3R, VF-2R), предназначенные для применения в системах тепло- и холодоснабжения. Эти клапаны могут работать с водой или водными растворами гликолей (до 50% концентрации).

Насосное оборудование

Для циркуляции хладоносителя в системах централизованного холодоснабжения (включая чиллеры) vможно использовать насосное оборудование компании РИДАН. Например, одноступенчатые вертикальные инлайн насосы (RV) предназначены для циркуляции и повышения давления в системах холодоснабжения, работая при температуре перекачиваемой среды от –15 °C до +120 °C

Защита системы

Для безопасной эксплуатации чиллера необходимо контролировать поток хладоносителя и давление хладагента:

• Реле протока (FQS). Используется в жидкостных линиях чиллеров, конденсаторов с водяным охлаждением и насосных станций для подтверждения наличия потока
• Реле давления (KP). Защищают компрессор от слишком низкого давления всасывания или слишком высокого давления нагнетания. Для чиллеров, работающих на воде/гликоле, реле давления могут использоваться для защиты от замерзания (термостаты с адсорбционным наполнителем).

Также, при проектировании чиллера для станка с ЧПУ рекомендуется использовать электронные контроллеры (например, EKC/EKD) в сочетании с электронными расширительными клапанами (ETS) и пластинчатыми теплообменниками для достижения максимальной энергоэффективности и точности регулирования температуры

Как выбрать чиллер для станка с ЧПУ?

• Достаточная мощность охлаждения чиллера для обеспечения необходимого охлаждения на всех этапах производства
• Возможность точного контроля температуры
• Размер чиллера и требования к его установке, исходя из доступного пространства и совместимости с конфигурацией станка с ЧПУ
• Надежность конструкции, прочный корпус и техническое обслуживание
• Энергоэффективность чиллера
• Техническое обслуживание и сервис
  

Преимущества систем и станков с числовым программным управлением (ЧПУ)

• Автоматизация процесса обработки, точность и аккуратность изготавливаемых деталей
• Гибкость настройки
• Повторяемость процесса обработки
• Возможность сложной обработки

Как работают системы и станки с ЧПУ?

Системы с ЧПУ используют компьютерные системы управления для автоматизации работы станков. Технологический процесс включает в себя следующие основные этапы:

1. Проектирование процесса. Деталь проектируется с помощью программного обеспечения автоматизированного проектирования (CAD).
2. Программирование. CAD-проект переводится в машинные инструкции с помощью программного обеспечения автоматизированного производства (CAM). В результате создается программа ЧПУ, содержащая инструкции для станка.
3. Настройка станка. Станок с ЧПУ настраивается с необходимыми инструментами, заготовками и приспособлениями.
4. Выполнение операции. Станок ЧПУ считывает инструкции из программы ЧПУ и управляет движениями и операциями станка. Это включает управление скоростью вращения шпинделя, перемещением инструмента, скоростью подачи и другими параметрами.
5. Мониторинг. Система ЧПУ следит за процессом обработки, собирает данные и может вносить коррективы по мере необходимости для обеспечения точности и контроля качества.
6. Завершение процесса. После окончания процесса обработки готовая деталь или компонент снимается со станка.

Компоненты систем ЧПУ

• Контроллер ЧПУ
• Станки
• Серводвигатели
• Устройства обратной связи и энкодеры
• Человеко-машинный интерфейс (HMI)

Дополнительные материалы об использовании холодильного оборудования для станков ЧПУ и других отраслях промышленности

• Чиллеры для станков электроэрозионной обработки (EDM)
• Промышленное применение чиллеров - решения для охлаждения и повышения эффективности
• Использование чиллеров для лазерных станков
• Охлаждение промышленного сварочного оборудования
• Применение чиллеров в энергетике
• Применение чиллеров для охлаждения масла и СОЖ (смазочно-охлаждающих жидкостей)