制動電阻使機床行業“綠色可待”

      綠色機床是指機床在生產、應用過程中的綠色化，即能耗更低、材料更少、重量更輕、效率更高。”中國機床總公司總裁郝明在日前舉行的第十一屆中國國際機床工具展覽會上表示。在制動單元導通下，馬達減速過程中產生的再生能量將以能耗的方式消耗在制動電阻上，從而提高變頻器的制動性能以及縮短變頻器的制動時間。博邦電氣“burbund”品牌制動電阻簡稱“BAR(鋁殼電阻) 、BWR(波紋電阻) 、BPRB(制動電阻箱) 、BPRU(制動電阻柜)"在變頻器行業內有著廣泛的應用。所以制動電阻使機床行業變得“綠色可待”！

      在展會同期舉行的智能化和綠色制造高峰論壇上，與會專家一致呼吁，環保、節能減排是制造業尤其是作為工作母機的機床行業產業升級的主導趨勢，可以說，面對傳統高能耗、高物耗的現狀，發展高能耗綠色機床技術是實現制造業可持續發展的必由之路，對中國機床行業產業結構現代化轉型有重大意義。
　　
      “世界看好中國市場，再加上本土企業高端產品做不上去，導致進口額多年持續增長。”郝明以機床、刀具使用大戶航空航天工業為例指出，一方面，國產機床、刀具的水平無法滿足航空工業快速發展的要求，進口機床和刀具占據了很大比例；另一方面，西方發達國家對航空領域關鍵零部件和制造裝備限制出口。“因而，這是中國機床工具行業可以有所作為，也是應該努力突破的重點用戶領域。”
　　
      郝明進一步指出，國家提出了2020年在航空航天領域機床國產化率要達到80%的目標，這需要包括數控系統、功能部件、主機企業在內的整個行業的一致努力。“機床是工作母機，國家應對航空航天工業所需機床予以支持。另外，企業也要對產品進行特色定位，針對用戶領域重點開發自己的強勢產品，通過加大投入開發特色產品從而更多地占領中高端市場，否則在低端市場打價格戰會嚴重拖累效益。”他坦承，即使是國產中高端機床，關鍵零部件大多靠進口，客觀來說進口零部件在穩定性、可靠性、功能上優于國產產品不少，“我們必須要突破這一瓶頸，否則只能跟在其他國家后面”。
　　
      重慶大學綠色制造技術研究所所長曹華軍教授認為，我國金屬加工業實現綠色制造的關鍵是高能效綠色機床技術的發展。國家統計局2010年數據也表明，我國制造業能源消耗占能耗總量的60%，每年約產生55億噸無害廢物和7億噸有害廢物。“我國機床保有量超過800萬臺，2011年機床產量達85.99萬臺，均列世界第一，但是我國機床行業材料消耗大、能耗高、可靠性不高。”
　　
      據悉，根據歐盟“下一代生產系統”研究計劃，綠色機床應具有如下特點：一是機床主要零部件由可再生材料制造；二是機床的重量和體積減少50%以上；三是通過減輕移動部件質量、降低空運轉功率等措施使功率消耗減少30～40%；四是使用過程的各種廢棄物減少50%～60%，保證基本沒有污染的工作環境；五是報廢機床的材料接近100%可回收。
　　
      齊齊哈爾二機床高級工程師王澤民認為，首先應該在設計環節推進綠色設計，例如推行虛擬設計，通過技術結構創新實施低碳設計，輕量化設計。“要完全達到這樣的要求并非易事，但國內外的學術界和企業界正在努力。”曹華軍也認為，機床輕量化，特別是運動部件輕量化設計和應用是提高機床能效的關鍵技術之一。據悉，輕量化技術主要從兩個方面開展，一是采用重量更輕但能達到同樣要求的材料，二是對機床部件進行結構優化來減少材料的使用。
　　
      “比如采用密度更小的塑料、鋁合金在某些非承重部件中取代鋼鐵材料，尤其是在機床的外觀件中，在滿足要求的同時，更容易達到較好的外觀效果。國外的一些機床，甚至使用了碳纖維作為結構件，大大地降低了整機重量。它預示了機床發展的一個方向。機床的綠色設計還有一個容易被忽視的方面，就是系統的可升級性，這方面包括軟件和硬件。“在設計階段，應當考慮使用多功能部件以及模塊化的部件來組裝產品，同類機床可以統一部件的接口。設計機床時，還應當預留功能擴展空間。具有良好的可升級性的產品，可以避免用戶重新購入設備造成的資源浪費。”
　　
      曹華軍呼吁，在制造時，機床行業應該更多地采用高能效電動機和變頻技術。“一臺電動機的能耗成本在其整個生命周期成本中占97%以上，因此高效的電動機產品可以在原有的基礎上，通過電、磁、機械和通風的優化，切實降低電動機各方面的損耗，降低運行的成本和加快投資的回收。”例如常規的傳動系統中，制動電阻產生的能量經常以熱能的形式被浪費掉，而通過技術創新的變頻器具有再生能量回饋功能，可以把電動機的制動電阻能量回饋到電網中，而不是消耗掉，例如某品牌的變頻器，通過實施智能再生能量回饋技術，可節約能源多達50%。
　　
      “高能效的綠色機床技術已經成為國內外業界關注的熱點。運動部件輕量化技術既減少了機床物料消耗，又提高了運行效率；能量管理技術加強了對運行過程的能源消耗情況的管理，是邁向綠色化的重要一步；高效電機和變頻技術提高了驅動運行系統的運行效率；高效冷卻潤滑技術實現了加工過程資源的有效運用和效率的提高。”曹華軍等專家認為，提高工藝的穩定性，減少加工報廢引起的加工能耗和材料的浪費也是節能的重要方面；采用高精度的成形技術替代粗加工或半精加工也具有很大的節能前景。